祝廷尉、鄧鳳霞、雷鵬

（中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢430056）

0 引言

我國城市軌道交通工程建設(shè)規(guī)模不斷發(fā)展，軌道地鐵與周邊道路工程相互影響關(guān)系趨于復(fù)雜。不同工程建設(shè)方案相互影響相互制約。當(dāng)軌道交通進入運營期后，各地鐵保護單位對后于地鐵建設(shè)的工程提出了明確的工程建設(shè)控制標準，在保證已有地鐵正常安全運行的基礎(chǔ)上方可開展施工建設(shè)[1]。對于珠三角沖積平原的沿海城市道路，道路路基處理需重點考慮對深層軟弱土的處理，保證路基穩(wěn)定性和工后沉降滿足相關(guān)規(guī)范要求。常用一般方案有：換土墊層法、排水固結(jié)法、水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、CFG樁等[2]。軌道地鐵上方道路路基處理應(yīng)綜合考慮處理方案對軌道地鐵的影響，保證道路路基處理滿足要求下盡可能減小對地鐵的影響[3]。

本文針對某道路與地鐵共線段，在充分考慮其現(xiàn)場條件和對地鐵運營的基礎(chǔ)上，考慮與周邊地鐵的盾構(gòu)段和明挖段不同空間位置關(guān)系，道路路基處理采用有針對性的方案，成果可為后續(xù)城市道路與軌道交通共線段建設(shè)提供參考。

1 工程概況

1.1 道路與地鐵關(guān)系

工程范圍內(nèi)L道路工程與地鐵S號線工程存在平面交叉和共線。項目區(qū)內(nèi)地鐵S號線包括盾構(gòu)隧道區(qū)間段、明挖結(jié)構(gòu)區(qū)間段和一處地鐵場站。地鐵以盾構(gòu)型式從道路東側(cè)斜穿至西側(cè)，盾構(gòu)隧道埋深約地下18m。后在平面上與道路存在一段共線段，該段范圍內(nèi)以一定的爬坡角度進入盾構(gòu)與明挖結(jié)構(gòu)交界處，接入某地鐵站臺，站臺處埋深較淺約4m。后以明挖框架結(jié)構(gòu)從道路西側(cè)斜穿至東側(cè)。根據(jù)現(xiàn)場施工情況調(diào)查，地鐵區(qū)間線和地鐵站范圍內(nèi)土建主體結(jié)構(gòu)已施工完畢，目前進行機電附屬設(shè)施安裝及調(diào)試工作。

L道路工程晚于地鐵工程實施，道路設(shè)計等級為一級公路，道路紅線寬度60m，采用主線六車道輔道四車道標準斷面形式。道路與地鐵平面關(guān)系位置如下所示（見圖1）。

1.2 場地環(huán)境

道路沿線地貌單元屬珠江三角洲平原及剝蝕殘丘地貌單元，地形地勢較為平坦，起伏不大。沿線地面高程為1.58～7.15m。

共線段場地地層從上至下依次為素填土、淤泥質(zhì)粉細砂、淤泥質(zhì)土、粉細砂、中粗砂和中風(fēng)化層。盾構(gòu)區(qū)間主要從淤泥質(zhì)粉細砂和淤泥質(zhì)土中穿過。明挖區(qū)間地層從上至下依次為素填土、淤泥質(zhì)粉細砂、淤泥質(zhì)土、強風(fēng)化含礫粗砂巖、中風(fēng)化含礫粗砂巖，基底基本位于淤泥質(zhì)土中，場地條件較差。

素填土層在沿線場地廣泛分布，厚度橫向差異較大，局部填有碎石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾。軟土主要為海陸交互相沉積成因的淤泥、淤泥質(zhì)土層及河湖相土層，軟土力學(xué)性質(zhì)很差，極易被擾動。軟土屬高壓縮性土，極易因其體積的壓縮而導(dǎo)致地面和建筑物沉降，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗及試驗結(jié)果對地基穩(wěn)定性及沉降控制均有不利影響。

2 控制標準

2.1 軌道結(jié)構(gòu)安全控制

道路工程項目施工期間，容易導(dǎo)致地鐵結(jié)構(gòu)的受力和變形發(fā)生改變，可能影響地鐵結(jié)構(gòu)的正常使用，嚴重時影響地鐵結(jié)構(gòu)的安全。根據(jù)《城市軌道交通既有結(jié)構(gòu)保護技術(shù)規(guī)范》（DBJ/T15-120-2017）及《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》（CJJ/T202-2013），城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全控制指標值應(yīng)符合相關(guān)（見表1）。

表1 城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全控制指標值

2.2 地鐵保護單位要求

根據(jù)地區(qū)地鐵管理部門保護條例，地鐵隧道結(jié)構(gòu)頂部6m和左右各5m范圍為嚴格控制范圍，限制各類樁基及施工機械進入。道路路基處理須嚴格按照要求執(zhí)行，滿足相關(guān)規(guī)范控制要求。

3 路基處理方案

3.1 路基處理原則

地鐵共線段存在地質(zhì)條件差、地鐵結(jié)構(gòu)埋置淺等特點。綜合考慮方案的可行性、安全性和經(jīng)濟性等，確定軟土地基處理原則如下：地鐵隧道結(jié)構(gòu)頂部6m和左右各5m范圍為嚴格控制范圍，限制各類樁基及施工機械進入；隧道結(jié)構(gòu)上部限制范圍根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)埋深采用水泥攪拌樁或采用泡沫輕質(zhì)土填筑處理；兩側(cè)限制范圍外根據(jù)軟土厚度采用水泥攪拌樁處理；嚴格控制范圍內(nèi)不宜用攪拌樁處理時，對于填方一般共線路段采用泡沫輕質(zhì)土填筑；嚴格確保橋涵結(jié)構(gòu)物樁基距離隧道結(jié)構(gòu)物凈距不小于6m，地鐵隧道抗浮及地表增加荷載不超過20kPa。

3.2 盾構(gòu)深埋段

L道路采用主線高架六車道+地面輔道四車道布置形式。主線跨線橋橋墩平面位置以距離地鐵結(jié)構(gòu)物外側(cè)不小于6.5m控制，兩側(cè)地面輔道位于地鐵S號線影響范圍內(nèi)，輔道設(shè)計高程為2.66～3.42m，地鐵S號線盾構(gòu)埋深約16.3～19.4m，盾構(gòu)地鐵埋深較深。根據(jù)相關(guān)控制要求確定處理方案，在隧道結(jié)構(gòu)嚴格控制區(qū)域外上部采用水泥攪拌樁處理，梅花型布置，樁徑0.5m，樁底不侵入結(jié)構(gòu)范圍6m控制區(qū)域（見圖2）。

3.3 盾構(gòu)淺埋段

L道路的部分主線和輔道位于地鐵S號線影響范圍內(nèi)。道路路面設(shè)計高程為3.20～3.76m，隧道結(jié)構(gòu)埋深約7.0～8.3m，隧道結(jié)構(gòu)埋深相對較淺，不宜采用過短的水泥攪拌樁處理。綜合考慮后確定在地鐵影響范圍內(nèi)采用路面結(jié)構(gòu)層下?lián)Q填泡沫輕質(zhì)土處理，地鐵影響范圍外采用水泥攪拌樁處理（見圖3）。

3.4 盾構(gòu)明挖交界段

L道路的主線和輔道均與地鐵平面共線，路面設(shè)計高程為3.52～4.09m，地鐵埋深約為2.8～5.3m，該段地鐵為盾構(gòu)明挖交接段，且埋深小于6m。地鐵保護單位要求在該段限制地表進行大面積開挖換填，避免地鐵結(jié)構(gòu)交接段出現(xiàn)變形破壞，故換填輕質(zhì)土方案不可行。綜合考慮后在隧道結(jié)構(gòu)嚴格控制區(qū)域上部路面結(jié)構(gòu)下采用鋼花管注漿加固，受地鐵控制段范圍外采用雙向水泥攪拌樁處理（見圖4）。

3.5 明挖結(jié)構(gòu)段

L道路的主線和輔道均在隧道結(jié)構(gòu)嚴格控制區(qū)域內(nèi)，道路路面設(shè)計高程為3.52～4.09m，明挖框架結(jié)構(gòu)埋深約為2.8～5.3m，埋深較淺。明挖框架結(jié)構(gòu)外側(cè)地鐵均采用了地下連續(xù)墻作為支護開挖結(jié)構(gòu)。綜合考慮后在隧道結(jié)構(gòu)嚴格控制區(qū)域上部可采用泡沫輕質(zhì)土進行處理。隧道結(jié)構(gòu)嚴格控制區(qū)域外采用水泥攪拌樁處理（見圖5）。

L道路的路基處理方案經(jīng)第三方專項安全評估分析，處理方案綜合考慮了對地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)影響，方案實施期間地鐵結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形滿足規(guī)范要求，不影響地鐵的安全和正常使用，道路路基處理方案基本可行。

4 其他保障措施

地鐵保護范圍內(nèi)按地鐵保護要求進行組織施工。施工中應(yīng)嚴格控制地鐵上方的超載，應(yīng)盡量使得地鐵上方超載小于20kPa。不得在地鐵隧道上方堆放重物、行走重型施工機械。道路施工時，應(yīng)采用震動較小的施工機械，重量不宜超過25t。

道路施工方式的不同引起的地鐵變形也不盡相同，通過監(jiān)測可了解結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)，判斷結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件。通過監(jiān)測系統(tǒng)收集各種技術(shù)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，以便更好地隨時掌握結(jié)構(gòu)變形全貌。

及時發(fā)現(xiàn)變形現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并采取處理措施預(yù)案，編制安全應(yīng)急措施，當(dāng)?shù)罔F周圍位移超限、道路發(fā)生開裂、下沉?xí)r，立即進行加固處理，嚴重情況應(yīng)立即組織人員緊急疏散，同時進行嚴格處理、上報上級主管部門。

5 結(jié)語

在既有建設(shè)完成的地鐵上方建設(shè)實施的道路工程，由于軌道結(jié)構(gòu)物的安全影響限制，相比與普通道路軟土地基處理，地鐵上方路基處理需針對軌道地鐵不同位置采用針對性處理方案，需同時滿足對結(jié)構(gòu)影響的控制要求和地方保護條例要求。

道路實施過程中，施工機械、作業(yè)方式和工序?qū)Φ罔F結(jié)構(gòu)變形也會造成不同程度的影響，應(yīng)根據(jù)項目特點制定專項施工控制方案，在現(xiàn)場尚應(yīng)制定專項監(jiān)測方案和應(yīng)急預(yù)案，才能確保工程順利實施。本項目成果可為后續(xù)道路與軌道交通共線段建設(shè)提供參考和經(jīng)驗。