商都路下穿铁路及107辅道地道工程总体设计

刘福平

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市200030）

商都路下穿铁路及107辅道地道工程总体设计

刘福平

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市200030）

结合郑州市商都路下穿铁路及107辅道地道工程的工程实例，对工程控制条件、平面设计、纵断面设计以及横断面设计方案等方面进行了阐述，并着重强调在城市下穿地道设计过程中应注重对工程周边控制条件的细致分析，为类似城市下穿地道设计提供参考实例。

城市下穿地道；总体设计；控制条件

1 项目背景

商都路为郑州新区东西向城市主干路，西接西南绕城高速，东到京港澳高速，连接沿线多处交通产生地和吸引地，承担公共交通客运走廊及对外交通集散双重服务功能。

107 辅道为郑州市规划东三环，北接黄河公铁两用桥，向南延伸至新郑市，是郑州市南北向客运大通道。郑州东站通车以来，107辅道承担的交通量迅速增长。

商都路下穿铁路及107辅道地道工程的建设，将极大提升两条道路的通行能力，对消除城市内部的交通瓶颈，加强郑东新区与城市中心的经济联系，带动城市土地开发都有重要的意义。

2 项目概况

郑州市商都路下穿107辅道地道工程位于郑州市郑东新区东部，规划为城市主干路。路线呈东西走向，西起站南路，东至博学路。工程全长约2.65km。

因铁路承台、桥墩防护需要及地道敞开段宽度需要，站南路—107辅道道路红线宽为76 m，红线外南北侧各控制12 m宽绿化带，107辅道以东红线宽度为100 m。

该工程采用“主线地道+地面辅道”的主辅型式，其中主线地道布置在地面中央绿化分隔带下，下穿地道起点与站南路平交，连续下穿107辅道、圃田西路后继续向东延伸，与现状博学路平交，地道全长约980 m。道路主线设计速度50 km/h，辅道设计速度40 km/h。图1为商都路下穿地道总体方案效果图。

图1 商都路下穿地道总体方案效果图

3 地道建设规模的确定

3.1 交通流量预测层面

根据交通量预测结果，主线地道采用双向6车道时，远景年（2037年）（站南路—博学路）主线饱和度为0.82～0.84，服务水平为D级（见表1～表3）。考虑到工程经济性、红线宽度以及交通适应性等因素，推荐主线采用双向6车道的建设规模。

表1 路段高峰小时流量预测pcu/h

表2 主线单向设计通行能力计算

表3 2037年主线各路段通行能力适应性分析表

3.2 功能定位层面

商都路是城市主干路系统主骨架中的重要组成部分，从功能上讲是一条东西向城市重要主干路，承担公共交通客运走廊及对外交通集散双重服务功能。

从道路网布局的角度出发，商都路西接西南绕城高速，东到京港澳高速，连接沿线多处交通产生地和吸引地，要尽可能地发挥其在道路网中的作用。确定建设规模时，应考虑其在很长时间内对交通和城镇发展的适应性，为远期发展留有余地，故地道推荐采用双向6车道。

4 控制条件分析

4.1 铁路

商都路自西向东依次下穿西北联络线、京广客专正线、北下行联络线、郑州至机场城际铁路、郑西贯通线及在建郑万铁路。此6条铁路均为电气化铁路。表4为与商都路交叉处铁路跨径及交叉角度。

铁路上跨商都路采用32 m标准跨径，铁路桥跨布置未预留商都路下穿及拓宽的前期条件。商都路下穿地道后期实施过程中需考虑对高铁桥墩、承台的防护及防撞设施。

4.2 107辅道高架桥

商都路下穿107辅道地道工程与107辅道路中线夹角为73.36°，交叉里程为K0+710.847。107辅道高架桥上跨商都路部分为单跨100 m长变截面箱梁结构，桥墩布置在商都路南北两侧，南北两侧承台距地道主体结构最近的距离分别为15.6 m、22.01 m，基坑开挖对承台基本无影响。

表4 与商都路交叉处铁路跨径及交叉角度

4.3 轨道交通3号线及8号线

地道暗埋段下卧有平行走向的轨道交通3号线及8号线，全部为盾构区间。

3号线与商都路同线位敷设，重叠范围长约1.45km。地铁盾构为双洞断面，单洞外径为6.2 m，左右线平行布置，线间距为13 m，左线在北侧，右线在南侧，其中左线位于新建地道正下方。

根据3号线相关资料，该段盾构地道衬砌顶埋深为18.59～22.86 m，与商都路地道基坑底部最小距离为9 m。

8号线总体方案尚未确定，左线、右线线位初步确认在商都路地道北侧，左线中线与地道中线最小距离约为24.7 m。

鉴于2条轨道交通线路与该工程共线长度较长，为降低工程施工过程中的风险，与轨道交通管理部门沟通后采取如下措施。

（1）施工工序选择

地道基坑的开挖会对下卧土体形成卸载作用，进而引起土体回弹隆起；基坑施工期间，若需基坑降水，则施工后地下水位的回升会造成坑底及周边土体的回弹。这些均可能造成盾构区间上浮，若处理不得当，会对运营的轨道交通造成严重影响。根据过往的施工经验及文献资料，地道与盾构区间平面交叉的情况下，先施工盾构时，只要采取的加固及施工措施得当，可以将盾构区间上浮量控制在15 mm以内，满足盾构的运营使用要求。但目前国内还没有平行下卧的盾构区间先期施工、后期卸载地表土体修建地道的成功案例。本次考虑在建设时序上选择先施工地道、后施工下卧盾构区间。

（2）线位调整

适当调整地铁3号线、8号线的线路走向，地铁区间尽量避开地道侧墙及围护区域，便于后续地铁盾构的实施。

（3）地道基坑支护型式的选择及布置

鉴于地道范围下方有拟建轨道交通的存在，且盾构与地道结构间最小距离仅9 m，因此该工程拟采用安全性较好且对轨道交通盾构区间影响小的SM W工法桩+内支撑的围护方案，且在基坑围护平面布置时应注意对地铁盾构区间的避让，并预留安全距离。

5 总体方案设计

5.1 平面设计

（1）铁路段规划中心线调整

路线下穿高铁段线位在规划线位的基础上进行微调。下穿高铁路线线位尽量居中布置，尽量保证防撞墙、结构物边线与高铁桥墩的安全距离，同时减小施工期间对高铁营运的影响。调整线位在下穿高铁处为避让高铁承台向北侧偏移，规划线位与调整线位对比如图2所示。

图2 道路中心线局部调整图

（2）规划红线调整

站南路—107辅道段原规划红线宽度为60 m。因高铁下部结构防护需要、中心线调整以及公交站台设置等原因，本段红线宽度需拓宽至76 m。

（3）平面设计方案

商都路下穿107辅道地道工程西起站南路，东至博学路，工程全长约2.65km。

地道主线采用双向6车道，沿线下穿6条铁路、107辅道以及圃田西路，地道全长约980 m，其中暗埋段全长495 m，西侧敞开段全长235 m，东侧敞开段全长250 m。因该工程地下道路上方的地面道路布置了较宽的中央绿化带，本次设计考虑在暗埋段设置局部敞开段，提高地下道路通风换气面积，改善地下道路内通风环境，降低地下道路内及洞口处污染空气浓度。

地面辅道采用双向6车道，可以满足周边地块车流出行及圃田西路、107辅道转向交通的需要。图3为商都路下穿地道平面布置图。

图3 商都路下穿地道平面布置图

5.2 纵断面设计

纵断面主要控制条件包括：

（1）工程起终点两端现状道路、各相交道路；

（2）铁路桥承台标高、梁底标高；

（3）107辅道地面标高及高架梁底标高；

（4）所有横向过路管线。

受铁路承台、横向雨水连通管覆土深度以及107辅道横向燃气管标高限制，地道西侧敞开段设计纵坡为3.7%，地道内道路纵坡坡度取0.5%，地道东敞开段纵断面坡度主要受圃田西路横向燃气管以及志学路交叉口控制，设计纵坡取为3.5%。为防止周边地面雨水汇入地道，敞开段两端接地口处设置0.5%的反坡。图4为地道段纵断面设计图。

5.3 横断面设计

（1）车道宽度确定

图4 地道段纵断面设计图

该工程处于物流园区，大型运输车辆占比较高，经与当地管理部门及交警沟通后，地道车道宽度采用3.75 m+3.5 m+3.25 m的布置型式。地面辅道车道宽度取值遵循规范要求。

（2）检修道的设置考虑

该工程不考虑设置检修道，主要原因为：（1）该工程为矩形断面，设置检修道势必增大横断面尺寸，增加工程造价；（2）暗埋段较短，且地道内交通流量大，可通过夜间封闭交通对地道进行集中养护检修[1]。

（3）横断面设计方案

道路标准段断面为：5.5m（人行道）+7m（非机动车道）+7m（绿化带）+12m（辅道）+7m（绿化带）+23m（机动车道）+7m（绿化带）+12m（辅道）+7m（绿化带）+7m（非机动车道）+5.5m（人行道）=100m（见图5）。

图5 道路标准段横断面设计图（单位：m）

道路暗埋段断面为：5.5m（人行道）+7m（非机动车道）+7m（绿化带）+12m（辅道）+37m（中央分隔带）+12m（辅道）+7m（绿化带）+7m（非机动车道）+4.5m（人行道）=100m（见图6）。

图6 道路暗埋段横断面设计图（单位：m）

道路敞开段标准横断面为：1m（绿化带）+4.5m（人行道）+11m（辅道）+43m（绿化带+地道结构+绿化带）+11m（辅道）+4.5m（人行道）+1m（绿化带）=76m（见图7）。红线外南北侧各控制12m宽绿化带。

图7 道路敞开段横断面设计图（单位：m）

6 结语

随着城市交通的拥堵、土地资源的稀缺以及人们对环境问题的重视，城市地下道路的合理选用已经成为解决干道交叉问题的重要途径。

近年来，随着城市地下空间的开发利用，地下空间也变得日渐拥挤。在城市地下道路的设计过程中，应注意对现状构筑物、地下管线以及规划或在建的地下工程的调查，在工程前期筹备的过程中就协调好各构筑物的相互空间关系、建设时序，并采取必要措施来消除构筑物之间在建设、运营过程中的相互影响。

该工程在前期方案设计过程中，对工程沿线各控制条件进行了细致的分析，并与相关单位进行充分沟通，保障了工程的顺利实施，可为类似的城市地下道路设计提供思路。

[1]CJJ 221-2015,城市地下道路工程设计规范[S].

厦门地铁1号线列车展开正线调试

近日，厦门地铁1号线列车正式展开正线调试。

作为厦门市轨道交通线网中的骨干线路，地铁1号线沿城市重要的南北向发展轴建设，起点在镇海路，途经文园路、嘉禾路出岛，在高集海堤、集杏海堤探出地面，以高架和地面方式跨海，过海后又重新钻入地下，沿杏锦路、集美大道，最终到达终点岩内站。

目前，地铁1号线全线24个车站主体结构全部完成，25个区间已全线洞通。完成铺轨61.2km，占铺轨总量95%，列车抵达13列，已完成7列车辆静动态调试。24个车站正在进行机电安装和装修。可以说，厦门离地铁时代真的已经很近了。

U412.37+3.1

B

1009-7716（2017）06-0020-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.005

2017-03-21

刘福平（1982-），男，江西上饶人，工程师，从事道路工程设计工作。