王 健
(上海营邑城市规划设计有限公司,上海市 200030)
近年来,我国城市规模不断扩大,城市人口快速增长,机动化出行增长很快,城市交通拥堵已经成为城市可持续发展面临的重要问题。城市轨道交通作为一种大容量、便捷、节约、环保的城市公共交通方式,在缓解城市交通拥堵,优化完善城市空间布局,提高人民生活质量等方面发挥了重要作用。
上海轨道交通,又称上海地铁,其第一条线路上海轨道交通1号线于1995年4月10日正式运营,是继北京地铁、天津地铁建成通车后中国大陆投入运营的第三个城市轨道交通系统。截至2014年12月28日,上海轨道交通全网运营线路总长已达到548 km,车站共计337座,最高日客流量已突破1 000万人次。按照新一轮建设规划,到2020年底,上海还将新增约260 km轨道交通里程,形成总规模18条线路(其中12条穿越黄浦江)、总里程约800 km、500余座车站的庞大轨道交通路网。
轨道交通车站可分为地上车站及地下车站两种,相应的区间段可分为地面高架和地下隧道。对于地下车站和隧道区间的施工方法,可根据工程水文地质条件、环境条件、道路交通要求以及市政管线的布置、埋设深度确定,主要有明挖法、盖挖法、暗挖法和盾构法。
上海轨道交通车站以地下车站为主,通常采用明挖法。明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高,然后在基坑内的预定位置由下而上施工主体结构,最后回填并恢复路面。明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价低等优点,但因对城市生活干扰大,应用受到各种因素的限制,尤其是当地面交通、环境及地下管线不允许时,只能采用盖挖法。盖挖法是利用结构顶板或临时结构设施维持路面交通或架设管线,在其下进行车站施工。
轨道交通车站基本上都在城市主干道路、次干路下。上海城市主干路、次干路下的地下管线种类数量繁多,管道容量口径大,还有部分20世纪六七十年代建成的老管道。车站土建施工势必影响这些现状管线的运营。若盲目施工,一旦发生事故将对社会、环境、经济造成极大影响,因此,配合轨道交通建设进行市政管线改造规划,提出管线搬迁复位实施方案是非常必要的。管线改造规划方案也往往成为影响轨道交通工程安全、工程投资、工程进度和工程方案的重要因素。
此外,在上海这个国际性大都市,可谓寸土寸金,管线改造规划方案优劣将决定地下空间资源是否能充分利用。
轨道交通车站的市政管线改造,就是配合轨道交通车站的建设要求,对各项市政管线工程进行规划安排,处理好各类市政管线与轨道交通车站和现状建筑间的矛盾,合理布置管线,经济使用地下空间,保证管线施工运营的安全。
上海轨道交通车站通常位于城市现状道路下。地下车站采用明挖施工前,需先将受其土建施工影响的现状管线结合临时交通便道迁出施工范围,待轨道交通车站施工完成后再将市政管线回搬至原道路内。
在常规市政管线改造思路的基础上,还需结合各车站的特点,在工程造价、施工工期和土地资源利用方面优化管线改造规划。
在工程造价方面,各类市政管线的费用相差很大。小口径上水、燃气和排水管道单公里造价仅三四百万元,而通信和电力管道的管线搬迁费用不仅仅是管道本身的造价,还有管道内光电缆的割接搬迁费用,往往单公里就需要上千万元,因此管线改造方案应考虑尽可能减少这类管道的搬迁次数,尽可能一次性搬迁到位。当周边现状管道资源允足时,可考虑将部分光电缆一次性搬迁至现状管道内。如上海轨交4-12号线大连路,该站位于杨浦区的长阳路大连路,其中4号线车站位于大连路西侧半幅道路下,12号线位于长阳路下,两车站“十”字换乘。4号线车站先行建设,在12号线车站建设时,4号线已投入运营。12号线车站土建施工需开挖大连路东侧半幅道路,同时影响道路下的现状管线。大连路上有两路通信管,其中东侧的一路通信管需配合12号线车站的土建施工进行搬迁,其内有70多根光缆,西侧的一路通信管位于建成的4号线车站顶板上,不受12号线车站施工影响。按常规做法东侧管道内的光缆需先敷设临时管道,待车站完工再回搬至原管位。考虑到大连路西侧的通信管不受施工影响,且管道内有尚未利用的光缆孔,于是将东侧管道内近40根缆一次性改排到西侧管道内。这样便减少了一次管线回搬,节省了七百多万的工程费用。图1为轨交大连路站通信光缆搬迁示意图。
图1 轨交大连路站通信光缆搬迁示意图
各市政管线均有各自的管网系统,管道的局部改排小则会影响周边用户的正常使用,大则会影响到一个区域乃至整个系统的使用。各市政管线的改排均需由各自管线单位调整自己的管网运营,做出相应施工计划。各市政管线改排的时间要求都不相同,比如排水管道的改排会要求避开汛期,电力管道的割接会要求避开用电高峰,通信管道的割接会要求避开重大的社会活动,因此,很难做到所有的管线在同一时间进行搬迁施工。在轨道交通车站施工范围内,一次道路翻交管线改排的施工时间通常需要半年。在市政管线改造规划时,对局部管线采用施工保护,可减少管线搬迁的次数,从而缩短整个工程的工期。轨道交通车站出入口通道的开挖施工,由于开挖面小,可对与其交叉的管线采用局部桁架悬吊或简支托架措施加以保护。
上海的轨道交通车站常规覆土为2.5~3.0 m,基本能满足各市政管线的施工和运营要求。但当轨道交通车站有特殊要求而浅埋或者轨道交通车站遇到大口径排水管道时,就不单要考虑各市政管线与轨道交通车站在平面上的关系,还需统筹考虑两者的竖向标高关系,以合理充分地利用土地资源。
如国内第一座四线换乘枢纽站——上海轨道交通世纪大道站,共由轨道交通2、4、6、9号线4座车站组成。其中轨道交通2、4、9号线沿浦东新区的世纪大道行走,位于地下2~3层。轨道交通6号线横穿世纪大道,位于地下一层,采用0.7 m的覆土浅埋。受6号线浅埋车站限制,整条世纪大道的市政管线均无法按常规方式上穿车站。市政管线改造规划时,将管线与车站结构统筹考虑,在沿世纪大道方向的地下二层内设置一个管线共同沟,内为上水、燃气、电力和通信管道设置了各自的管道室,满足了各市政管线的排管要求。图2为轨交世纪大道站市政管线共同沟断面图。
再如位于闸北区的轨道交通8-12号线曲阜路站,8号线位于西藏北路下,12号线位于曲阜路下,两车站呈“十”型换乘。
西藏北路曲阜路属于福建北排水系统,区域排水采用强排模式,雨污合流。雨污水沿西藏北路—曲阜路—福建北路进入新福建北排水泵站,经泵站截流后,污水进入合流一期污水总管,雨水排入苏州河。
福建北排水系统在轨道交通车站范围内规划敷设排水总管DN1650,埋深约4.5 m。若车站按2.5 m覆土建设,势必导致车站与排水管道抢夺地下土地资源。在此情况下,市政管线改造规划调整排水系统,将排水总管绕行至车站北侧开封路,再通过车站东侧的浙江北路绕回曲阜路。经过排水系统的调整,充分利用了周边道路的土地资源,从而避免了车站与管线的标高冲突。图3为轨交曲阜路站排水管道改道示意图。
图2 轨交世纪大道站市政管线共同沟断面图
图3 轨交曲阜路站排水管道改道示意图
上海道路下的管线种类数量众多,口径容量大,在轨交车站施工前做好管线改造规划是工程顺利开展的重要保障。针对各个车站的情况,有的放矢地采取各类优化措施,可起到节省工程投资、缩短工期和充分利用地下土地资源的作用。
中国城市轨道交通正进入快速发展期。通过对上海轨道交通车站市政管线改造规划的总结,为全国轨道交通建设积累实践经验,推进轨道交通建设的科学发展。