跟地铁相结合的综合管廊和新型无柱车站设计方案

文 ｜史海欧

跟地铁相结合的综合管廊和新型无柱车站设计方案

文 ｜史海欧

史海欧，教授级高工，现任广州地铁集团副总工程师、广州地铁设计院总工程师、住房城乡建设部城市轨道交通工程质量安全专家委员会专家、住房城乡建设部市政公用设施抗震专项论证专家库专家、住房城乡建设部城市轨道交通标准化技术委员会委员、中国城市轨道交通协会专家和学术委员会委员、中国土木工程学会隧道及地下工程分会常务理事兼地铁专委会主任、广东省岩土力学与工程学会副理事长、广东省土木建筑学会副理事长兼地下工程专委会主任、广州市建设科学技术委员会副主任委员，主要侧重于轨道交通、隧道和地下工程的设计、科研和技术工作，是我国城市轨道交通和地下工程领域知名专家。

综合管廊，也称为共同沟、共同管道或综合管沟，干管主要是区域性的管线，将电力、通信、供水、燃气等多种市政管线集中在一体，埋设在道路正下方，次管埋设在人行道。广州现有32.6公里地下综合管廊，为华南地区规模最大，其中广州大学城综合管廊约17.4公里，亚运城综合管廊约5公里。截至2016年底，全国累计开工建设城市地下综合管廊2005公里，完成了年度目标，李克强总理在政府工作报告中表示，2017年还要再开工2000公里以上。跟地铁工程结合的综合管廊案例，是台湾信义线、松山线综合管廊与地铁相结合，跟地铁隧道直径一样，电力、通信和给排水为主，站间距约为800-1000公里。日本国道25号御堂筋共同溝，也是与地铁相结合的。

广州市综合管廊

目前广州也在规划与地铁相结合的综合管廊，广州市综合管廊专线规划2030年总体规模达到495.89公里，其中近期施工建设的与地铁结合的综合管廊三条线，11号线沿线综合管廊44.9公里，地铁13号线地下综合管廊提出33.8公里，近期实施建设19.1公里，地铁18号线沿线综合管廊总共23公里跟地铁相结合的。

广州11号线是环线的综合管廊，全长44.2公里，均采用地下模式，32个车站（19个换乘站），站间距比较大，目前已在开工建设。11号线处在老城区，适宜建设干线的城市综合管廊，我们利用地铁11号线同步建设，跟地铁隧道一样，节约成本，提高效益，入廊也进行规划，结合环线周边管线的情况确定了电力、通信、给水，把周围几个水厂全部结合起来，其中燃气和排水埋深跟地铁不一致，纵坡和埋深差异大，市政接驳困难，易产生有毒、易爆气体，增加建设和维护成本，系统、出口独立，不能和建构筑物合建、下穿。沿11号线地下综合管廊线路总长48公里， 平均井间距为0.98公里，主线沿地铁11号线敷设，长44.9公里，设46座出地面井；支线工程沿科韵路敷设，线路长约3.1公里，设4座出地面井。地铁11号线共线长度占了70%，地铁结合建设井24座，结合率75%。

综合管廊最难的是出地面，首先是管廊的出地面口应考虑结合地铁车站附属结构（出入口、风亭）设置。独立设置的工作井，出地面部分尽量利用绿化带，与周边景观紧密结合。与车站出入口的结合分几种情况，一种是位于出入口的外侧，埋深比较小，可设置一层，满足最小管廊隧道埋深 ；一种是位于出入口的内侧，管廊轨面受车站附属底板埋深影响 ，需设置两层及以上 。外侧主要采用外挂的形式，设置单独的综合管廊的消防设备室、配电房、出线孔，跟地铁刚好结合在一起，这种外挂的人员出入口提升高度： 双层9米+9米。

管廊断面与地铁11号线隧道同断面尺寸，5.4米内径，6米外径盾构断面。共分上下两舱：上部强电仓、下部综合仓（给水+通信）。本工程主线设监控中心两处，一处为主监控中心，设置在上涌公园站，为地面3层建筑，总建筑面积约2000平方米；一处辅助监控中心，结合如意坊工作井，设于地下一层。支线主线设备用监控中心一处，结合支1号工作井，设于地下一层。

地铁管廊断面图

与地铁11号线同步设计、同步实施优势有：与地铁同步实施，采用成熟的施工工艺、提高施工设备利用率，大大提高施工效率；采用成熟的盾构法施工，施工风险可控、也可直接利用成品模具；与地铁车站合建，将零散的出地面占地部分与地铁地面四小件充分整合，减少沿线大量的土地征用，节约土地资源。临时施工场地统筹考虑，提高临地的利用率；充分利用地铁的勘查、房屋基础资料、管线探测、地形测量等成果。

11号线沿线综合管廊，在老城区受地面实施条件限制，采用大规模浅埋明挖工法并不合适，与地铁结合建设，采用盾构工法，是可行的解决方案。与地铁同步实施，减少沿线大量的土地征用，节约土地资源。临时施工场地统筹考虑，提高临地的利用率。综合管廊与地铁合建节省工程投资。经测算与地铁11号线合建比单建综合管廊节约投资7.07亿元。

综合管廊存在的问题与对策

综合管廊目前唯一国家标准《城市综合管廊工程技术规范》及配套的定额标准《城市综合管廊工程投资估算指标》适用性范围有限，仅适合于开挖式综合管廊，主要服务于新区建设，不适用于非开挖式（如采用盾构法深埋）综合管廊；深埋综合管廊的通风模式及防火分区划分需要论证，通风设计标准采用换气次数的规定，对盾构管廊原理适用性差、设备及土建规模大；要求每200米设防火分区，将增加大量的出地面井，同时通风区段中间设防火门，对过风面积也造成不利影响，带来造成土建及机电规模投资大大提高 ；国标仅对监控与报警系统内容提出了基本要求，但针对性不强，未结合工程规模、管廊分舱形式、管理需求等因素提供更具指导性的标准；国标提供的支架标准主要参照各种入廊管线的专用标准，并未将所有入廊管线安装统筹考虑，将造成入廊管线的安装方式种类繁多，效率低下，标准不统一。我院对综合管廊关键技术及经济指标进行了系统性的研究探索，提出适用于非开挖式（深埋盾构法）综合管廊的纵向通风模式，对既有国家规范进行突破创新，并给出设计原则，加大防火分区分隔长度，减少土建及设备投资；提出了大型管线的纵向运输、安装、维护解决方案；提出了大型供水管线的防爆管机制；剖析各子系统设置的必要性，对配置进行优化，提出具有针对非开挖式综合管廊的监控与报警；通过研究，提出了试用于盾构隧道的支架布设形式及材料标准，引入预埋槽道技术，并进行了配套支架系统的设计及开发，解决了狭小空间内施工安装及后期管线预留条件；通过研究和归纳总结，对不同截面、不同舱室划分原则的盾构法综合管廊进行分类、归纳和总结，得出了盾构法综合管廊相应的土建、机电系统各项指标，为后续的类似工程做指导。

新型无柱车站设计方案

无柱车站的设计在广州地铁运用较多，目前在建及已运营地铁车站的实际情况，根据站台的宽度不同，车站一般均采用单柱双跨或双柱三跨箱形结构。车站站厅层及站台层公共区密布大量的柱子造成视野不开阔，降低美感；影响客流通畅，降低车站服务效率。 结构上翻梁影响市政管线的回迁，下翻梁影响车站内部管线的布置，给车站内的空间利用带来一定的不便性。

广州地铁2号线首期工程(琶州至三元里段)设计时，当站台宽度小于9m时，车站标准断面采用了无柱单跨箱形结构，此外，如台北捷运、新加坡、高雄中央公园站也是无柱车站，中间非常宽敞和开阔。无柱车站无下反顶纵梁，利于综合管线敷设，可提升公共区装修净高，公共区装修方案有更多的可能性。站厅公共区的楼扶梯及电梯的布置不受主跨影响，布置更灵活。站台层人流不被柱子打断、隔阻，视野开阔，通透。车站有很多结构设计有顶板变截面方案、顶板密肋梁方案、顶板起拱方案、叠合墙方案，经过空间功能计算，包括抗震计算，对各种方案进行了各种各样技术经济的比选，我们推荐：支撑兼做永久结构和叠合墙方案。目前在深圳、南京和广州都用了工程应用，无柱车站也得到了大量应用，如深圳人民南站、向西村站，深圳新秀站、南京武定门站，广州中大站、十二宫站，广州赤岗塔站、动物园站等。在新一轮的广州建设中，基本上小于13米的均采用了无柱车站，从11米到13米增加投资大概500-800万元建设一个车站，可以采用中空，现在已经推广使用。

本文为史海欧2017年第三届城市轨道交通工程建设发展研讨会中的发言，根据录音整理后授权刊登。