市政道路与轨道新建项目共线段设计关键点浅析

廖若宇，张子健

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082）

1 引言

党的十九大及二十大报告中均提出要建设 “交通强国”。当前我国基础设施建设已由高速发展转向高质量发展， 用多修路，修宽路的思路去解决城市交通拥堵早已成为过去时。 加强城市基础设施建设，大力发展公共交通，发展市域（郊）铁路和城市轨道交通， 推动建设城市综合道路交通体系才为最优解。 城市轨道交通作为公共交通的重要组成部分，对于缓解城市拥堵、提高运行效率及节能减排具有显著作用。 由于地铁在运行过程中存在较大振动且需配套部分出地面设施， 地铁线路大部分位于市政道路红线内， 由此产生市政道路与地铁在空间的大量交叉。 若设计阶段无整体谋划及合理统筹，后期建设中将会产生诸如空间不足、界面不清、工程病害甚至项目无法建设等诸多问题。 本文以北京市某市政路与地铁共线段场地为例，从设计角度出发对相关问题进行分类梳理，重点考虑项目的交叉配合及可实施性，厘清重要问题，最大限度保证项目实施的可行性及经济性。

2 共线交叉情况概述

市政道路土建结构主要包含道路、桥梁、绿化、照明、综合管廊及各类管线工程。 地铁工程土建结构主要包含车站、线路、车辆基地主体及相应支护结构。 市政道路土建工程以地表及以上构筑物为主，部分管线及结构基础埋置于地面以下，大部分位于地表至地下5 m 区间范围。 而地铁土建工程其构筑物则主要置于地表下， 其中车站顶位于地下1.5～5 m 范围，线路则基本均位于地下5 m 以下， 支护结构则从结构底至原地面通长布置，其他诸如进出口及通风设施则位于地表。 由此可知， 上述两类工程的土建结构主要在地表上部分位置及地下1.5～5 m 范围内存在相应交叉。

目前，已有相关学者对共线段的设计进行研究。 郭桃明[1]针对高架轨道与市政道路断面空间分配和景观结合、 交通接驳站点的便利性以及地铁风亭位置等方面进行了研究；于淼[2]则深入研究了地铁出入口与公交站点以及地铁地下通道与市政行人过街的结合；王丽君[3]则对有轨电车与市政道路在平纵横及交通组织等方面的相关协调问题进行了梳理；李胜源[4]重点研究了市政道路与地铁站重合时， 场站基坑有限复杂空间内回填材料的选用及施工工艺的选择以保障道路整体强度；而梅继洲[5]则对共线段路基和桥梁设计提出了解决方案。综上可知，目前在工程平纵横匹配、两种交通模式的换乘、填筑材料、施工工法以及结构的设计配合方面研究相对成熟，并可为类似项目实施提供参考。

3 项目情况整理

3.1 建设情况

项目场地位于北京市东五环外区域， 场地面积约3 km2，目前已整体完成拆迁及“三通一平”工作。 根据上位规划，近期共3 条规划地铁及轻轨线路经过， 同时还设置一座地铁车辆段，主要承担两条地铁线的停车及检修功能。 另设置两条线路与车辆段的出入段线以及地铁车站两座。 考虑土地综合利用，车辆段上方同步进行上盖开发建设住宅小区以及相应配套。市政道路方面区域内共规划20 条市政道路，主、次、支3 种等级均有所涉及。其中2 条次干路衔接地面与车辆段上盖。市政道路建设时同步配建桥梁、交通、雨水、绿化、照明工程及其相应构筑物。

3.2 关键点梳理

由上节所述， 研究区域内存在大量市政道路与轨道相关设施的交叉及重叠工况：从二层的车辆段上盖与道路，到地面的车站及轻轨与道路， 再至地下的轨道与桥梁结构及道路附属设施结构各方面，均存在着大量交叉配合界面。 除常规措施外，在目前以土地集约、空间综合利用及精细化设计等高质量发展理念为导向的原则下，从前期至项目实施层面，有限空间内所叠加的功能不断累进，项目之间的交叉越发复杂。

本项目区域内几乎集合了各种等级的道路以及轨道线的各种设施及附属。 在项目的前期研究、勘察设计阶段及配合施工准备阶段出现了大量问题，经总结需重点研究的要点如下。

1）规划配合阶段：地面轻轨与道路横断面关系、地铁进出口与公交车站便捷换乘、浅埋车站与管线的协调、地铁接驳广场与人行道一体化衔接及地铁通道与市政道路人行过街设施的融合。

2）勘察设计阶段：地铁与市政道路工程界面划分、车辆段上盖开发道路设计、地铁出地面设施与道路限界协调、浅埋车站结构与道路重叠面处理及地铁与桥梁结构空间交叉的处理措施。

3）配合施工准备阶段：市政道路下地铁开挖回填控制要求、不同时序下市政道路地下结构的预留预埋、地铁临时设施对市政道路施工的影响及地铁与市政道路项目的工期配合。

4 研究对策

针对上节所总结的所遇到的相关重点问题， 其中部分已在业内进行过充分研究，故不再论述。 本文仅针对研究较少或者问题比较突出的要点进行分析阐述。

4.1 规划配合阶段

4.1.1 轻轨线与道路横断面关系

区域内规划中一条轻轨线与一条主干路共线设置， 道路及周边地块先于轻轨实施。 为满足未来可实施性需重点统筹考虑其空间及断面位置布设。 主干路位于区域外围，为交通性干道。 规划两侧地块以河岸绿地及公建设施为主，但道路两侧存在一处规划医院、规划学校及两处商品房地块。 轻轨线从其制式及运量角度不会采用地下形式。 针对上述控制条件对断面形式进行对比，如表1 所示。

在整体考虑可实施性的基础上最终推荐地面路中预留的形式。 根据轻轨界限及设站需求，中分带宽度采用12 m 进行预留。 由于轻轨建设时序未知，近期中分带预留用地考虑设置线性公园服务周边居民，避免土地闲置。

4.1.2 浅埋车站与管线的协调

地铁换乘车站主体结构位于主干路下， 站体长约370 m。原规划路下需布置雨水、污水、给水、中水、电力、信息、有线及热力共8 种管线。 依据区域场坪控高，此范围内车站结构顶至路面仅余1.8～2 m，且车站结构上方纵向设置多道随路顺行方向上反梁，空间局促。 根据管线特点，信息及有线管线其埋深为1 m 左右，不受控制；给水、中水、电力、热力等带压管线，在考虑集约高效利用地下空间，全寿命降低工程造价的基础上，采用入廊处理，并与地铁车站共结构；重力流雨水管线由于其覆土常规为1～1.2 m，故在规划阶段采取一条道路雨水多分区排放、多路利用的措施，使路下管线仅收集道路雨水，管径控制在700 mm 以下，匹配结构上层空间；重力流污水管线埋深在4～6 m 区间，此范围被地铁结构完全占据，故在规划阶段考虑利用其两侧平行道路分流，承担其功能（见图1）。 上述针对性处理措施可充分满足浅埋车站下市政管线的需求， 维持对区域管线服务功能。

图1 浅埋段车站管线布置

4.2 勘察设计阶段

4.2.1 地铁与市政道路工程界面划分

土方工程是影响投资的重点要素。共线段范围内竖向土方界面上两项目存在着较大交叉，常规两个项目的投资体制也不相同。 有效明确竖向工程界面不仅有利于两项目的投资分配，整体上节约投资，同时也可以理清施工工序，缩短工期。

道路工程的土方主要分为路基填挖方及路基换填两部分。 地铁位于道路下方，地铁工程开槽并完成主体工程后：当路基换填底低于原地面时， 地铁按道路不同部位的换填深度回填至路基换填底即可， 换填范围及其上则由道路施工单位实施；当路基换填底高于原地面时，地铁回填至原地面即可，原地面上填方计入道路填方范围并由道路施工单位实施 （见图2）。这样可明确工程和投资界面，避免地铁全部回填道路重新换填造成的投资和工期的浪费。

图2 工程范围分界

4.2.2 地铁与桥梁结构空间交叉的处理

有限建设空间内地铁与桥梁结构在地下常存在邻近或交叉情况。 根据相关条例，地下隧道结构外边线外50 m 为轨道交通安全保护区。 地铁运营后此范围施工需进行地铁安全专项评估，周期较长且相关保护措施会引起工程投资的增加，间距过近时甚至制约工程实施。 为避免上述情况，设计阶段应结合建设时序对结构间的配合及处理措施提前考虑。

本工程中浅埋地铁出入段线从市政桥梁下方斜插穿过（见图3）。 时序上地铁将先于市政道路投运。 此范围内承台采用扩基形式置于轨道上方，桥梁桩基在地铁结构两侧布设，并要求上述结构在地铁试运行前必须进行预留预埋， 避免地铁运营后无法施工。 同时经比选，重叠范围桥梁上部结构采用钢箱梁结构， 避免混凝土梁采用排架现浇施工时产生过大的地面附加荷载。 钢箱梁结构与混凝土连续箱梁相比自重减轻70%，下部结构轴力、桩基变形远小于混凝土梁，可有效避免地铁结构的竖向变形及结构沉降。

图3 地铁与桥梁交叉工况

4.3 配合施工准备阶段

4.3.1 市政道路下地铁开挖回填控制要求

据已有工程经验，若道路下地铁基坑回填土质量不足，当道路运行一段时间后基本均会产生道路纵向裂缝并伴随沉降，而裂缝边缘基本与地铁基坑边缘吻合。 为避免此类情况，本项目在施工前对回填土的回填质量进行严格要求。 以主干路为例，根据4.2 节所划分的工程分界线，分界线下部按断面功能严格依据道路设计规范中上路堤相关指标进行控制。 对于绿化种植土则仅按85%压实度控制，不做其他要求。

按分界线回填完毕后， 考虑当交叉施工造成道路路基无法及时施工时， 于分界线向上断面整体再回填30 cm 土保护层（见图4），土质采用无特殊要求的项目弃土或余土均可，以减轻和避免已完成路堤受水、冻及植物根系等不利影响。

图4 地铁回填土要求

4.3.2 地铁临时设施对市政道路施工的影响

市政道路施工中， 部分存在于施工范围内的地铁临时设施需予以重点考虑， 避免在地铁移交场地至试运营此段时间余量过短影响施工。 本项目主要存在以下3 种情况。

轨排井：作为轨道铺轨的主要进出通道，其位置应选择在交叉路口外，且宜置于机动车道内（为减少地面井盖，机动车道下管线较少）。 轨道铺轨时同步交叉进行道路及被交路的地下管线的施工。

存轨基地：由于其占地面积较大且占用时间较长，场地选择前需与施工单位及时对接。 轨道基坑回填完毕后，道路施工单位根据道路施工布序划定先期实施范围， 避免施工场地被占用而影响工期。

地铁基坑支护：明开地铁范围基坑支护大部采用地下连续墙结构。 基坑回填对支护结构不做处理。 市政路下管线多且在被交路及地块开口处需设置大量支线， 支护结构则严重阻碍管线穿越。 故在基坑回填时，施工单位需同步将路下2.5～3 m 浅层管线层范围内支护结构凿除，避免影响市政管线的施工。

5 结语

本文结合实际工程对市政道路与轨道新建共线段设计关键点进行了梳理， 并从实施角度对其中的一些难点及研究较少的要点进行了详细论述。 上述研究均在实际工程中经过了多轮对接并通过了相关审查， 实际验证了方案的实施性和经济性。

伴随未来城镇化建设的加速，结合绿色交通和公共交通为主导的理念，道路与轨道建设也会持续发力，交叉建设条件也会愈发复杂。 随着轨道交通“四网融合”的推进和城镇化道路的不断建设，将来会出现各类公路、市政道路与地铁、市域轨道线甚至国铁线路的复合交叉，这也对今后的工程建设提出了新的命题。 希望本次研究可为今后类似项目提供一个素材清单库。 从规划到设计至最后的施工全过程统筹考虑两工程交叉的关键因素，提前谋划，保证项目的可实施性及经济性。