城市市政路桥下穿铁路的规划设计与实践探讨

城市市政路桥下穿铁路的规划设计与实践探讨

周尚文

中国华西工程设计建设有限公司广州分公司，510030

摘要

本文以某城市市政路桥下穿铁路项目为研究对象，探讨了下穿隧道和U型槽的设计与实践。在隧道规模及形式的选择上，根据现场条件和交通需求进行合理配置，同时考虑地质条件、隧道长度和交通流量等因素以确保结构安全。隧道交通组织设计则关注进出口位置、车道数量和宽度，以及照明、通风等设施，以提升通行效率和安全性。U型槽设计方面，其规模及形式的选择需考虑铁路线路的高度、宽度和地下水位等因素，同时结构设计要能承受铁路和道路的荷载，防止水患和地质灾害。施工及养护方面，采用合理工艺和材料以确保施工质量和使用寿命。本研究为类似项目提供了有益参考。

关键词：市政路桥；下穿隧道；U型槽；铁路；规划设计

1. 引言

随着我国城市化进程的不断推进，城市交通拥堵问题日益严重，尤其是在城市中心区域，交通压力更大。为缓解城市中心区的交通拥堵，提高市政路桥的使用效率，城市市政路桥下穿铁路成为一种有效的解决方案。本文以某城市市政路桥下穿铁路项目为研究对象，对下穿隧道和U型槽的设计与实践进行探讨。

2. 城市下穿隧道设计

2.1 隧道规模及形式

隧道规模主要包括隧道长度、宽度、高度和车道数等参数。隧道长度的确定需要根据铁路线路的布局和城市规划要求进行综合考虑，确保隧道覆盖铁路线路的全部区间。隧道宽度应根据交通流量、车型及行车速度等因素确定，以满足车辆通行需求。隧道高度需考虑车辆行驶安全和设备安装空间，一般需预留一定的高度余量。车道数根据交通流量和城市规划要求确定，以满足不同高峰期的交通需求。

隧道形式包括隧道的主体结构形式和附属设施形式。隧道主体结构形式主要有分离式和连拱式两种，分离式隧道适用于交通流量较大的情况，而连拱式隧道适用于交通流量较小的情况。附属设施形式包括通风、照明、排水、消防等，需根据隧道规模和使用场景进行合理设计。

隧道规模及形式的设计还需考虑经济、施工技术和环境影响等因素。经济性要求在满足隧道功能需求的前提下，尽量降低投资成本。施工技术要求隧道设计应充分考虑施工条件和难度，选择合适的施工方法。环境影响要求隧道设计应尽量减少对周边环境的影响，如噪音、振动、排水等，确保隧道建设的可持续发展。

2.2 隧道结构设计

隧道主体结构设计应根据地质条件和隧道规模进行。地质条件对隧道结构的稳定性和耐久性有很大影响，因此在结构设计时需要充分考虑地质勘探数据。隧道规模包括隧道长度、宽度、高度和车道数，这些参数决定了隧道主体的截面形状和尺寸。常见的主体结构形式有箱形、拱形、圆形等，不同的结构形式具有不同的受力特点和优缺点。

隧道支护结构设计是保证隧道稳定性的重要环节。支护结构主要包括初期支护和二次衬砌。初期支护是在隧道开挖过程中为了防止围岩松动和坍塌而采取的临时支护措施，通常包括锚杆、喷射混凝土、钢拱架等。二次衬砌是在初期支护的基础上，为了增强隧道结构的稳定性和耐久性而进行的永久性支护。护结构的设计需要根据地质条件、隧道规模和施工技术进行综合考虑。

隧道结构设计还需考虑通风、照明、排水、消防等附属设施的设计。通风设计应确保隧道内空气质量，防止烟雾和有害气体积聚。照明设计应提供足够的照明亮度，确保隧道内的交通安全。排水设计应有效排除隧道内的雨水和其他积水，防止水患。消防设计应考虑隧道内的火灾风险和应急疏散需求，配备相应的消防设施和设备。

2.3 隧道交通组织设计

进出口道设计是隧道交通组织设计的关键。进出口道的设计应考虑流量、车型及行车速度等因素，合理配置进出口车道数和宽度，进出口道的设计还需考虑车辆加速和减速需求，设置足够的长度和坡度，进出口道应设置明显的安全标志和诱导标志，提示驾驶员注意安全，引导车辆顺利进出隧道。

隧道内部交通组织设计应考虑车道分配、通行规则和信号控制等方面。车道分配应根据交通流量和车型进行合理配置，高峰期可采用可变车道分配策略。通行规则应明确车辆行驶方向速度限制，防止交通事故的发生。信号控制可采用智能交通系统进行，实现隧道内的交通流优化，提高通行效率。

紧急情况下的交通设计是隧道交通组织设计的重要组成部分。隧道内应设置紧急停车带、救援通道和疏散通道等设施，以便在紧急情况下快速处理事故和疏散，隧道内应配备完善的监控系统，实时监测隧道内的交通状况，及时发现并处理交通事故和异常情况。

3. U型槽设计

3.1 U型槽规模及形式

U型槽的规模主要包括长度、宽度、深度以及开口角度等参数。长度的确定需要根据铁路线路的布局和城市规划要求进行综合考虑，确保U型槽覆盖铁路线路的全部区间。宽度应根据交通流量、车型及行车速度等因素确定，以满足车辆通行需求。深度需考虑线路的高低起伏，以及排水、通风等因素。开口角度则需要根据隧道与铁路的相对位置和交通流量的分布情况进行设计，以优化交通组织和提高通行效率。

U型槽的形式包括直线型、曲线型、斜交型等。直线型U型槽适用于隧道长度较短、交通流量较大的情况，可以减少车辆在隧道内的行驶距离。曲线型U型槽适用于隧道长度较长、交通流量较小的情况，可以增加车辆在隧道内的行驶速度。斜交型U型槽适用于隧道与铁路的交汇角度较大，可以有效利用空间，提高通行能力。

U型槽规模及形式的设计还需考虑经济、施工技术和环境影响等因素。经济性要求在满足U型槽功能需求的前提下，尽量降低投资成本。施工技术要求U型槽设计应充分考虑施工条件和难度，选择合适的施工方法。环境影响要求U型槽设计应尽量减少对周边环境的影响，如噪音、振动、排水等，确保U型槽建设的可持续发展。

3.2 U型槽结构设计

U型槽的支撑结构设计是保证U型槽稳定性的关键。支撑结构主要包括初期支护和二次衬。初期支护是在U型槽开挖过程中为了防止围岩松动和坍塌而采取的临时支护措施，通常包括锚杆、喷射混凝土、钢拱架等。二次衬砌是在初期支护的基础上，为了增强U型槽结构的稳定性和耐久性而进行的永久性支护。支撑结构的设计需要根据地质条件、U型槽规模和施工技术进行综合考虑。

U型槽的排水防水设计是保证U型槽正常使用的重要环节。排水设计应确保U型槽内的雨水和其他积水能够及时排出，防止水患的发生。防水设计应采取有效的防水措施，防止地下水渗入U型槽，影响其使用功能。此外，通风设计也是U型槽结构设计的重要内容，应确保U型槽内的空气质量，防止烟雾和有害气体积聚。

U型槽的结构设计还需考虑施工技术和环境影响等因素。施工技术要求U型槽设计应充分考虑施工条件和难度，选择合适的施工方法。环境影响要求U型槽设计应尽量减少对周边环境的影响，如噪音、振动、排水等，确保U型槽建设的可持续发展。

3.3 U型槽施工及养护

U型槽的施工技术及工艺对工程质量具有重要影响。根据地质条件和U型槽规模，选择合适的施工方法，如明挖法、暗挖法等。在施工过程中，应注意控制开挖尺寸和速度，确保围岩稳定。同时，加强初期支护和二次衬砌的质量，确保U型槽结构的稳定性。在施工过程中，还需注意施工安全，制定严格的安全措施，防范事故发生。

U型槽的养护工作是保证其长期稳定运行的重要措施。养护工作主要包括日常巡查、定期检查和及时修复损坏部位。日常巡查应注意观察U型槽的结构状况、排水系统、防水层等是否正常。定期检查应按照设计规范进行，对U型槽的结构、衬砌、排水、防水等方面进行全面检查。对于发现的损坏部位，应及时修复，确保U型槽的功能正常。

U型槽施工及养护过程中应充分考虑环境影响，采取措施减少对周边环境的影响。如在施工过程中尽量降低噪音、振动等，对周边居民和建筑物造成不良影响。在养护过程中，应注意排水、防噪、防尘等措施的落实，确保施工及养护活动的环保要求。

参考文献

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