南京某下凹桥区泵房与管廊及隧道共构设计

马翔山，黄盼盼

(1.北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082；2.宜水环境科技(上海)有限公司，上海 200235)

随着城市发展速度加快，地下道路建设与地下空间集约整合成为市政发展的重要方向[1-2]。南方城市地下隧道泵站多为地下合建式，泵房设计成为城市地下道路工程的关键环节[3]。当合建地下泵房与综合管廊及地下空间开发一起统筹考虑时，就遇到了许多新的问题与挑战[4]。本文以实际工程为例，通过对具体设计的论述，分析了泵房、管廊和隧道共构设计的优势与特点，并对今后类似工程提出一些建议与思考。

1 概述

1)工程背景。国际路为南京市某新城建设工程中的一条主干路，是新城内部路网南北向的主要通道，同时还承担着对外交通联系的功能。新建国际路下穿现状机场跑道而建设地下隧道，现状机场跑道建设于1931年(民国20年)，是原红花机场的主跑道，由于其被列为南京市第二批历史建筑保护名录，为了最大限度保护现状机场跑道，因此新建国际路采用下穿隧道方式通过跑道。

2)工程概况。国际路基本为南北走向，规划为城市主干路，道路红线宽度45 m～47 m，设计全长约417 m，四幅路形式。下穿机场跑道处设置含1座闭合框架桥，隧道结构宽28.4 m，净高4.5 m，横断面为双向四车道形式。同时布置地下合建式雨水泵站一座，收集下穿道路低水系统。并随路建设相关的市政配套工程及综合管廊。

3)设计重难点及思路分析。该工程设计难点在于不破坏现状机场跑道的条件下实现隧道、管线、排水、管廊的设计，由于地下空间紧张，因此在有限的空间下既要满足设计规范，也满足使用功能则需统筹考虑。

以最大限度保护现状机场跑道为原则，从以下几个方面进行优化设计：a.道路机动车道下穿机场跑道，非机动车及人行平层与机场跑道相交，下穿道路采用U型槽+闭合框架段结构，减少跑道破坏范围和施工影响范围。b.道路低点为满足排水系统的要求，设置截水沟及地下泵房。泵房设于机场跑道南侧、国际路东侧非机动车道及人行道下，与隧道敞口段U型槽结构合建，减少占地。c.国际路道路东侧规划有综合管廊，由于与雨水泵站线位重合，而泵站上覆土不能满足综合管廊净高要求，因此最后确定将综合管廊与雨水泵站并行段范围采取共构形式，集约利用空间。d.机场跑道北侧紧贴地铁10号线，在国际路道路东侧设置有地铁车站，国际路隧道及综合管廊布置在地铁车站上方并与地铁结构形成共构。图1，图2为隧道、泵房与综合管廊的位置关系图及效果图。

2 设计方案

2.1 下穿隧道设计

为保留机场跑道的原真性，减少下穿区域破除跑道的范围，主要从以下三方面对道路设计进行考虑，国际路隧道平面、纵断面如图3所示。1)优化道路纵断设置的道路高点变坡范围，经过多种路口、路段坡度进行组合，验算视距及调整闭合框架尺寸。最终确定闭合框架宽28.4 m，净高4.5 m，跑道原状原标高恢复。2)东侧管廊与框架共用侧墙，并在下层设置排水方沟，其中单孔机动车道宽度11 m，机动车道两侧设置0.4 m宽防撞护栏，并设置大小为0.8 m×1.0 m的集水沟，保证排水通畅。3)为了国际路下穿机场跑道的可实施性，与规划地铁及地铁车站的实施进行有机结合，采用共构、整体基坑等设计理念，且满足规划管廊、管线的通行条件，最终多轮论证后推荐采取明开挖的施工工艺。国际路道路与规划地铁5号线区间相交并从盾构区间上方通过，无结构交叉；国际路下穿隧道与规划地铁10号线区间及车站结构共构布置。

2.2 泵站设计

1)雨水系统。下凹桥区雨水系统由雨水收集系统、泵站提升系统和外排系统组成。其中雨水收集系统(低水)由道路下凹桥区横截沟收集和其他区域雨水管及雨水口两套系统组成。道路红线外需设置挡墙防止客水进入下凹桥区。雨水提升泵站结合道路低点设置为地下式。泵站出水管就近直排入下游河道，为排水安全必须在下凹桥区外设置。泵站选址受到下穿道路的限制，需在靠近道路低点设置。

2)泵站设计。如图4所示，泵站为地下双层结构，上层设置机器间、变电室，下层设置水泵间及集水池；在隧道敞开段设置人员进出和设备检修门；在泵站东侧设置出水井及安全口。泵站沿主路方向长向布置与下穿道路U槽段共构设置。受场地条件控制进水从泵站北面侧向进水，需设置配水槽保证水泵配水均匀。沿进水方向依次设置进水渠、格栅间、配水槽、集水池及水泵间(合建在配水槽对侧)，水泵并排设置，潜污泵采用两用一备，泵房净尺寸11.9 m×8.5 m。

如图5所示，泵房整体布置在隧道敞口段U型槽，泵房进水渠与闭合框架共构，出水渠与外侧DN1 500 mm管道连接，下游排入河道。泵房机器间净高4.5 m，人员从西侧隧道敞开段开启的设备检修门进入，泵房地下1层以上空间作为缆线管廊集约布置的位置。

缆线管廊与雨水泵房共构如图5所示，缆线管廊与雨水泵房共构段管廊从泵站地下1层的机器间出水管上部和变电室外侧通过，以不影响泵房正常运行与检修操作为原则集约布置。

2.3 综合管廊设计

国际路道路东侧人行道下方规划单舱缆线综合管廊，全长约350.4 m。缆线管廊入廊管线为10 kV电力、联合通信及D355真空垃圾管等。管廊断面采用单舱矩形断面，净尺寸(宽×高)为2 200 mm×2 100 mm，详见图6。为实现地下空间集约化的原则，本工程管廊与雨水泵站顺行段采用与泵站共构形式，从泵站地下1层的机器间出水管上部和变电室外侧通过；与隧道下穿机场跑道段的闭合框架采用共构形式，在泵站与隧道闭合框架之间设置过渡段。

缆线管廊与隧道闭合框架共构如图6所示，为了最大限度的降低对机场跑道的影响，减少对跑道范围的开挖，在隧道闭合框架段，管廊与隧道结构共用侧墙，并综合考虑隧道排水设施，形成整体共构断面，一同下穿机场跑道，该段管廊平面同框架结构平行布置。

缆线管廊与隧道闭合框架及地铁车站共构如图7所示。在闭合框架北侧与地铁10号线共构，隧道位于地下1层，地铁人行通道位于地下2层，车站区间位于地下3层，管廊布设在地下1层与隧道共断面设置，隧道底板与地铁人行通道顶板共构。

2.4 施工工法可行性分析

本项目施工工法经过多轮论证，首先为了满足隧道净高4.5 m的车辆通行技术标准，降低路段及路口的纵坡，减少交通安全隐患，经过多种路口、路段坡度进行组合，验算视距，以原状保护机场跑道为原则，保证可实施性同时加快工期，明挖法较为合适；其次与规划地铁及地铁车站的实施进行有机结合，由于地铁10号线区间及车站实施时将进行整体基坑大开挖，明挖施工法可以与基坑方案结合，高效经济合理。因此最终确定采取明开挖的施工工艺。

本工程明开挖施工实施顺序：先行实施道路红线范围内短隧和地铁10号线的整体基坑支护，然后在此范围内分别同期实施短隧结构、综合管廊结构、地铁地下结构，之后实施机场跑道两侧的雨水沟结构，敷设地下管线、实施路基、路面，最后进行附属设施、交通、绿化等。

3 结语

本文以南京国际路下穿现状机场跑道为实际案例，论述以保护现状机场跑道为原则，为实现道路、管廊、管线、泵房集约布置与功能实现而做优化设计。首先下凹桥区泵站及缆线综合管廊在穿越机场跑道段采用与隧道共构的型式，将泵站与隧道敞口段U型槽共构，将缆线管廊布置在隧道闭合框架结构的东侧，随隧道结构一同下穿，实现集约化的理念；其次在跑道南、北两侧绿地范围内完成管廊标准段与隧道共构段的过渡衔接，整合地铁、管线、管廊、排水泵房等多专业、多节点设计，在下穿跑道段提供集约路径，统筹考虑。其创新性在于集约化利用地下空间，减少对原状道路的破坏，整合多专业、多节点设计，统筹考虑结构共构形式，这样不仅节约占地，减少挖方，而且节省了投资与造价，同时这种新颖的形式可为其他类似工程提供参考与借鉴。