■ 周永健

0 引言

青島地鐵8號(hào)線起自膠州北站，終至五四廣場(chǎng)站，是連接青島新機(jī)場(chǎng)、北岸城區(qū)、東岸城區(qū)的軌道交通快速骨干線路，線路全長(zhǎng)60．7 km，設(shè)站17座（見圖1）。其中膠州北站—大澗站段與濟(jì)青高鐵并行，長(zhǎng)約20．2 km，其中高架段6．55 km，地下段13．65 km，機(jī)場(chǎng)結(jié)建工程范圍不在本次研究范圍內(nèi)（圖1中紅色區(qū)域）。該并行段涉及敷設(shè)方式、與高鐵合理線間距和過渡段選擇、下穿高鐵等若干問題[1]。

1 敷設(shè)方式

線路出機(jī)場(chǎng)后，過龍發(fā)熱電廠、膠東鎮(zhèn)、大沽河、桃源河，下穿濟(jì)青高鐵至大澗站，線路長(zhǎng)約8．49 km?？紤]到地鐵線路對(duì)周邊用地、環(huán)境及濟(jì)青高鐵的影響，對(duì)該段線路敷設(shè)方式進(jìn)行研究[2-3]，具體方案示意見圖2。

方案一：高架方案。線路出膠東國(guó)際機(jī)場(chǎng)軌道交通結(jié)建工程終點(diǎn)后，采用750 m、28．000‰上坡，之后平坡進(jìn)入膠東鎮(zhèn)站，該站為高架站。出站后，線路基本采用緩坡，過桃源河后500 m、28．000‰下坡，下穿濟(jì)青高鐵后至大澗站。

圖1 并行段平面示意圖

圖2 敷設(shè)方式方案縱斷面示意圖

方案二：全地下方案。線路出膠東國(guó)際機(jī)場(chǎng)軌道交通結(jié)建工程終點(diǎn)后，采用750 m、14．305‰下坡和600 m、10．000‰上坡進(jìn)入膠東鎮(zhèn)站，該站為地下二層側(cè)式站。出站后，線路分別采用700 m、20．000‰，1 200 m、4．000‰和1 300 m、5．590‰的下坡下穿大沽河、桃源河、濟(jì)青高鐵后進(jìn)入大澗站。

2種方案比選見表1，比選范圍為膠東國(guó)際機(jī)場(chǎng)結(jié)建工程終點(diǎn)至桃源河段，長(zhǎng)度約6．55 km。

濟(jì)青高鐵此段為高架敷設(shè)方式，8號(hào)線與濟(jì)青高鐵并行，綜合考慮消防疏散、工程投資、工期等因素，推薦采用高架方案。

2 線間距

2.1 地下線間距方案

8號(hào)線與濟(jì)青高鐵路基段并行，線間距21～23 m，采用MIDAS-GTS進(jìn)行三維數(shù)值計(jì)算，位置示意及仿真模型見圖3。

通過三維數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果，濟(jì)青高鐵路基路面處沉降變形最大值約為1．89 mm，沉降變形最小值約為1．34 mm，差異沉降值為0．55 mm。三維模型中，路基長(zhǎng)度為70 m，差異沉降變化非常小；高鐵路基路面水平方向正向位移最大值約為0．27 mm，負(fù)向位移最大值約為0．19 mm。

因此，在工程建設(shè)期間，濟(jì)青高鐵路基和高架橋樁基礎(chǔ)的水平和豎向位移均滿足《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于路基沉降50 mm的要求。

表1 方案比選

圖3 三維數(shù)值模擬計(jì)算

2.2 高架線間距方案

膠東國(guó)際機(jī)場(chǎng)軌道交通結(jié)建工程終點(diǎn)至大澗站段線路與濟(jì)青高鐵基本并行，地鐵和高鐵均為高架，結(jié)合主要控制物——軟控裝備產(chǎn)業(yè)園情況及《鐵路安全管理?xiàng)l例》《青島市軌道交通建設(shè)管理辦法》對(duì)并行段方案線間距進(jìn)行研究。

根據(jù)《鐵路安全管理?xiàng)l例》第二十七條規(guī)定，鐵路線路兩側(cè)應(yīng)設(shè)立鐵路線路安全保護(hù)區(qū)。鐵路線路安全保護(hù)區(qū)的范圍，從鐵路線路路堤坡腳、路塹坡頂或鐵路橋梁（含鐵路、道路兩用橋）外側(cè)起向外的距離分別為：

（1）城市市區(qū)高速鐵路為10 m，其他鐵路為8 m；

（2）城市郊區(qū)居民居住區(qū)高速鐵路為12 m，其他鐵路為10 m；

（3）村鎮(zhèn)居民居住區(qū)高速鐵路為15 m，其他鐵路為12 m；（4）其他地區(qū)高速鐵路為20 m，其他鐵路為15 m。根據(jù)《青島市軌道交通建設(shè)管理辦法》第二十一條規(guī)定，設(shè)立軌道交通控制保護(hù)區(qū)范圍包括：地面和高架車站及線路結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)30 m內(nèi)。

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，制定以下2個(gè)方案。

方案一：與濟(jì)青高鐵線間距25 m，局部21m方案。8號(hào)線與濟(jì)青高鐵線路中心線距離25 m，過軟控裝備產(chǎn)業(yè)園線間距21 m，橋梁至橋梁邊緣距離約14 m（見圖4（a））。

該方案滿足《鐵路安全管理?xiàng)l例》“城市郊區(qū)居民居住區(qū)高速鐵路為12 m”的要求，不滿足《青島市軌道交通建設(shè)管理辦法》，8號(hào)線橋梁投影未進(jìn)入軟控裝備產(chǎn)業(yè)園范圍內(nèi)，施工時(shí)對(duì)軟控裝備產(chǎn)業(yè)園基本無影響。

方案二：與濟(jì)青高鐵線間距40 m方案。8號(hào)線與濟(jì)青高鐵線路中心線距離40 m，橋梁至橋梁邊緣距離約32 m（見圖4（b））。

該方案既滿足《鐵路安全管理?xiàng)l例》“村鎮(zhèn)居民居住區(qū)高速鐵路為15 m”要求，也符合《青島市軌道交通建設(shè)管理辦法》中“軌道交通控制保護(hù)區(qū)30 m”要求。但線路侵入軟控裝備產(chǎn)業(yè)園用地范圍，軟控裝備產(chǎn)業(yè)園為上市公司，溝通協(xié)調(diào)難度較大。

2種方案比選見表2，比選范圍為膠東國(guó)際機(jī)場(chǎng)結(jié)建工程終點(diǎn)至大澗站前。

經(jīng)過對(duì)2種方案的比選，推薦選擇方案一。

2.3 施工安全研究

與濟(jì)青高鐵并行段高架長(zhǎng)約6．55 km，并行范圍長(zhǎng)，考慮高鐵正在建設(shè)，沉降要求嚴(yán)格，施工期間鉆機(jī)、吊機(jī)作業(yè)等勢(shì)必對(duì)高鐵產(chǎn)生影響，按照鉆機(jī)、吊機(jī)施工機(jī)械傾覆、旋轉(zhuǎn)等可能侵入既有高鐵箱梁梁體或影響接觸網(wǎng)安全進(jìn)行分析，以確定合理的線間距[4]。

圖4 濟(jì)青高鐵與8號(hào)線軟控裝備產(chǎn)業(yè)園范圍示意圖

表2 方案比選

鉆機(jī)作業(yè)時(shí)，鉆機(jī)大臂長(zhǎng)17 m，鉆頭高1．5 m，鉆頭距離地面1．5 m，鉆機(jī)作業(yè)時(shí)總高度為20 m，旋轉(zhuǎn)半徑為4 m。鉆桿傾覆時(shí)，若考慮2 m安全距離，則相鄰線最小線間距需要25 m。鉆機(jī)作業(yè)示意見圖5。

吊機(jī)作業(yè)時(shí)，鋼筋籠長(zhǎng)16．5 m，吊索長(zhǎng)5 m，鋼筋籠距離地面1 m，終起吊高度為23 m。吊機(jī)作業(yè)示意見圖6。

施工時(shí)可能發(fā)生以下情況：

（1）吊索斷裂，鋼筋籠從吊機(jī)掉落下來向既有高鐵傾覆；

（2）吊機(jī)失穩(wěn)，吊桿向既有高鐵傾覆。

鋼筋籠傾覆和吊機(jī)失穩(wěn)吊桿傾覆2種情況的傾覆曲線，以鋼筋籠傾覆最為不利，考慮起吊高度、鋼筋籠吊裝位置等變化因素，鋼筋籠傾覆時(shí)增加2 m安全距離，線間距取25 m，可確保并行段基礎(chǔ)施工時(shí)高鐵的運(yùn)營(yíng)安全。

3 過渡段位置選擇

8號(hào)線在膠州北站—膠東鎮(zhèn)段基本與濟(jì)青高鐵并行，出機(jī)場(chǎng)范圍后，線路抬升，由地下轉(zhuǎn)為高架敷設(shè)，在龍發(fā)熱電廠內(nèi)設(shè)置過渡段，與濟(jì)青高鐵保持一致。龍發(fā)熱電廠規(guī)劃搬遷，但尚無搬遷計(jì)劃，考慮到過渡段對(duì)龍發(fā)熱電廠設(shè)備區(qū)的影響，研究比選地下方案（見圖7）。

方案一：過渡段在龍發(fā)熱電廠內(nèi)。線路與濟(jì)青高鐵并行，過渡段起點(diǎn)與濟(jì)青高鐵過渡段起點(diǎn)基本保持一致，在電廠廠房下，線路過機(jī)場(chǎng)預(yù)埋段終點(diǎn)后，采用28‰的上坡，連續(xù)爬坡800 m，提升高度約23 m，至高架段。

方案二：下穿龍發(fā)熱電廠。線路與濟(jì)青高鐵并行，過渡段起點(diǎn)晚于濟(jì)青高鐵過渡段起點(diǎn)，過結(jié)建工程終點(diǎn)后采用300 m、10‰的下坡，過龍發(fā)熱電廠廠房區(qū)域后，線路采用28‰的上坡，連續(xù)爬坡800 m，提升高度約23 m，在204國(guó)道前抬升至高架段。

方案一中8號(hào)線過渡段在濟(jì)青高鐵過渡段西側(cè)，長(zhǎng)度小于濟(jì)青高鐵，對(duì)地塊的影響較小；方案二過渡段南移，范圍超出濟(jì)青高鐵過渡段范圍，對(duì)地塊影響范圍更長(zhǎng)，且切斷既有川一路。推薦采用方案一。

4 下穿濟(jì)青高鐵位置比選

青島地鐵8號(hào)線在正陽西路段需下穿濟(jì)青高鐵，對(duì)下穿方案進(jìn)行比選（見圖8）。

圖5 鉆機(jī)作業(yè)示意圖

圖6 吊機(jī)作業(yè)示意圖

方案一：下穿濟(jì)青高鐵橋梁段（見圖9）。線路過桃源河后，由高架轉(zhuǎn)入地下，采用R500 m曲線下穿濟(jì)青高鐵橋梁段，之后再以R800 m曲線繼續(xù)沿正陽西路敷設(shè)至大澗站。

方案二：下穿濟(jì)青高鐵路基段方案（見圖10）。線路過桃源河后，由高架轉(zhuǎn)入地下，采用R800 m的曲線下穿濟(jì)青高鐵路基段道岔區(qū)，之后再沿正陽西路敷設(shè)至大澗站。

方案一采用2個(gè)曲線下穿濟(jì)青高鐵，相比方案二線路長(zhǎng)度縮短約200 m，考慮方案二后期運(yùn)營(yíng)對(duì)變電所和高鐵道岔區(qū)均有影響，因此推薦采用方案一。

5 結(jié)論與建議

（1）與鐵路并行段敷設(shè)方式的比選，需結(jié)合環(huán)境、占地、工期、拆遷、投資等方面進(jìn)行綜合比選，選取最優(yōu)方案；

（2）地鐵與高鐵并行段間距的選擇需考慮《鐵路安全管理?xiàng)l例》等相關(guān)規(guī)定，同時(shí)需考慮橋梁及施工期間鉆機(jī)、吊機(jī)等對(duì)高鐵的影響；

圖7 過龍發(fā)熱電廠方案示意圖

圖8 下穿濟(jì)青高鐵方案示意圖

圖9 下穿濟(jì)青高鐵橋梁段方案橫斷面圖

圖10 下穿濟(jì)青高鐵路基段方案示意圖

（3）線路方案需減少對(duì)濟(jì)青高鐵及既有建筑的影響，過渡段的選擇需減少對(duì)周邊地塊及既有道路的影響；

（4）下穿高鐵盡量避免下穿路基段，避開道岔區(qū)，減少后期運(yùn)營(yíng)對(duì)高鐵路基沉降的影響；

（5）與高鐵并行段，地鐵工期盡量與高鐵匹配，建議同期施工。

[1] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．青島市地鐵8號(hào)線工程可行性研究報(bào)告[R]．天津，2016．

[2] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司．青島地鐵8號(hào)線與濟(jì)青高鐵并行段專題研究報(bào)告[R]．天津，2016．

[3] 孔惠惠，蘇梅．鐵路樞紐客運(yùn)線路共線段通過能力研究[J]．中國(guó)鐵路，2017(9)：63-67．

[4] 劉佳．高速鐵路橋梁并行地段的線間距研究[J]．鐵道建筑，2014(2)：5-7．