杜苗鴻，梁玉雄，張 鋒

（1.贛州城市投資控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 贛州 341000；2.華東交通大學(xué)，江西 南昌 330031）

0 引 言

美麗街區(qū)、便捷交通等高品質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是近年來(lái)城市發(fā)展的主要體現(xiàn)。作為城市通勤的兩大主要方式, 城市地下通道與軌道交通的發(fā)展日新月異, 縱橫交錯(cuò)的地下通道與軌道交通頻繁交叉,且難免存在一定的建設(shè)時(shí)間差。由于地鐵的抗干擾能力弱、保護(hù)要求高,兩者之間的相互影響問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注和研究，如既有地鐵上基坑開(kāi)挖對(duì)其變形的影響[1-3]等。有條件時(shí)，地下通道和軌道交通共建是最優(yōu)的選擇[4]。分析和利用兩者結(jié)構(gòu)的相互作用，往往可大幅增加結(jié)構(gòu)安全性，降低工程造價(jià)。對(duì)于設(shè)計(jì)師而言，一方面要從設(shè)計(jì)理念、影響因素上進(jìn)行系統(tǒng)性思考，降低不利影響，發(fā)掘潛在貢獻(xiàn)；一方面要提出詳盡的施工要求及施工順序。本文南京南站北廣場(chǎng)繞城公路地下通道與規(guī)劃軌道交通三號(hào)線(xiàn)共建的實(shí)際案例，對(duì)地下通道與軌道交通共建中如何考慮結(jié)構(gòu)間的相互影響予以介紹，可供將來(lái)工程參考。

1 工程概況

南京繞城公路地下通道位于京滬高鐵南京南站北廣場(chǎng)，是南京繞城高速的一部分，下穿進(jìn)出高鐵地面通道玉蘭路。地下通道總寬達(dá)74.85 m，總長(zhǎng)790 m，共設(shè)14 個(gè)車(chē)道,最大設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h。

地下通道主要采用以下兩種結(jié)構(gòu)形式：中間下穿玉蘭路部分采用暗埋段（矩形框架）形式，長(zhǎng)約130 m，采用單箱四室斷面結(jié)構(gòu)，其上覆土厚度大于2 m，滿(mǎn)足抗浮要求；其余兩側(cè)采用U 型塢式敞開(kāi)段結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)660 m，依靠自重?zé)o法滿(mǎn)足抗浮要求，下需設(shè)鉆孔灌注樁或其他抗浮措施。本工程采用直徑1 m 的鉆孔灌注樁抗浮。在暗埋段西側(cè),擬建軌道交通三號(hào)線(xiàn)（經(jīng)過(guò)高鐵南京南站），以西南—東北走向下穿繞城公路。由于該軌道交通線(xiàn)通車(chē)較晚，當(dāng)時(shí)對(duì)進(jìn)度基本沒(méi)有要求,繞城公路地道需配合高鐵通車(chē)盡早完成，因此該相交點(diǎn)必須與繞城公路地下通道共建施工。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思考

根據(jù)道路的設(shè)計(jì)等級(jí)和功能要求，該節(jié)點(diǎn)處繞城公路主線(xiàn)為雙向8 車(chē)道；接入南京南站北廣場(chǎng)落客平臺(tái)的匝道為雙向6 車(chē)道加2.5 m 硬路肩，采用單箱四室結(jié)構(gòu)類(lèi)型,結(jié)構(gòu)總寬度達(dá)74.85 m。

軌道交通三號(hào)線(xiàn)從南京南站出發(fā),自西南至東北走向下穿繞城公路地下通道,所涉范圍為8 m 暗埋段及100 m 敞開(kāi)段；豎向上，三號(hào)線(xiàn)由南向北逐漸下行，而繞城公路地下通道由西向東逐漸上抬,兩者間距逐漸加大。其平面、橫斷面的相對(duì)關(guān)系如圖1、圖2 所示。因此，控制節(jié)點(diǎn)為西南角，地下通道的底板與軌道交通三號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)框架的頂板需共用以滿(mǎn)足地鐵三號(hào)線(xiàn)的凈空要求，即地下通道結(jié)構(gòu)的底板作為軌道交通結(jié)構(gòu)的頂板（見(jiàn)圖3）。其余段,地道底板明顯高于限界，在限界上方設(shè)置橫隔板優(yōu)化軌道交通三號(hào)線(xiàn)側(cè)墻受力（見(jiàn)圖4）。

圖1 地下通道與三號(hào)線(xiàn)相對(duì)平面圖

圖2 地下通道與三號(hào)線(xiàn)相對(duì)橫斷面圖

圖3 地下通道與三號(hào)線(xiàn)相對(duì)關(guān)系縱斷面圖一

圖4 地下通道與三號(hào)線(xiàn)相對(duì)關(guān)系縱斷面圖二

結(jié)構(gòu)分析采用Midas Civil 結(jié)構(gòu)分析軟件，同時(shí)考慮地下通道與軌道交通三號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)及下部樁基，計(jì)算模型如圖5 所示。上部為繞城公路地下通道結(jié)構(gòu),軌道交通隧洞（矩形斷面）位于結(jié)構(gòu)下部，為一整體結(jié)構(gòu)。由于埋深比較大，布置了大量的鉆孔灌注樁抗浮，模型中亦按實(shí)際情況考慮了抗拔樁的布置。計(jì)算結(jié)果表明,由于存在大量的鉆孔灌注抗浮樁，在軌道交通隧洞側(cè)墻位置不存在明顯的應(yīng)力增長(zhǎng)。另外，盡管暗埋段頂上有覆土，可不設(shè)抗拔樁，但是，為降低暗埋段與敞開(kāi)段之間變形、受力差異至可接受范圍，該連接相應(yīng)增設(shè)鉆孔樁。

圖5 計(jì)算模型

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工步序研究

根據(jù)地下通道與軌道交通之間的豎向關(guān)系，基坑整體采用“坑中坑”的形式。標(biāo)準(zhǔn)段地下通道基坑（以下稱(chēng)“淺坑”）開(kāi)挖深度約為10 m，采用兩道預(yù)應(yīng)力裝配式魚(yú)腹梁的內(nèi)支撐系統(tǒng)；地鐵三號(hào)線(xiàn)落低段（以下稱(chēng)“深坑”）的總開(kāi)挖深度約為19 m，采用鉆孔灌注樁圍護(hù),樁頂錨入地道底板。深坑開(kāi)挖之初，淺層地道底板未澆筑，無(wú)法連接深坑圍護(hù)樁時(shí)，深坑需設(shè)置兩道支撐。在地鐵上蓋區(qū)以外部分結(jié)構(gòu)底板施工完成、連接圍護(hù)樁后即可拆除第一道支撐，上部留出敞開(kāi)口以便于下部結(jié)構(gòu)施工。待共建節(jié)點(diǎn)完成后，錨入的圍護(hù)樁可發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗浮作用。三號(hào)線(xiàn)落低深坑內(nèi)設(shè)置一道鋼支撐。

施工步序?yàn)椋?/p>

第一步：施工淺坑、深坑的圍護(hù)墻，格構(gòu)柱及第一道支撐（見(jiàn)圖6）。按序開(kāi)挖至淺坑底、設(shè)置深坑第一道混凝土支撐并向下開(kāi)挖，同時(shí)對(duì)具有條件的區(qū)域澆筑墊層及底板，其中淺坑底板與深坑圍護(hù)鉆孔樁固定, 底板上主筋設(shè)置接駁器及施工縫防水措施，以防與后做區(qū)連接接縫后期產(chǎn)生滲漏水（見(jiàn)圖7）。

圖6 施工步序（1）

圖7 施工步序（2）

第二步：拆除深坑第一道鋼筋混凝土支撐。按常規(guī)明挖施工法隨挖隨撐，開(kāi)挖深坑至坑底,本案例中設(shè)置一道鋼支撐（見(jiàn)圖8）。澆筑三號(hào)線(xiàn)左右線(xiàn)底板及底板間、底板與圍護(hù)墻間低標(biāo)號(hào)素混凝土傳力帶；達(dá)到強(qiáng)度后撤除三號(hào)線(xiàn)深坑鋼支撐, 依靠底板支承、地道底板的拉結(jié)兩個(gè)固定點(diǎn)，抵抗鉆孔樁發(fā)生水平位移（見(jiàn)圖9）。

圖8 施工步序（3）

圖9 施工步序（4）

第三步：澆筑三號(hào)線(xiàn)剩余側(cè)墻及頂板,隧洞左右線(xiàn)之間、隧道與圍護(hù)樁之間仍填筑低標(biāo)號(hào)素混凝土，防止填筑土體無(wú)法壓實(shí)，對(duì)三號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大水平荷載。澆筑地鐵三號(hào)線(xiàn)上蓋區(qū)地道底板，與兩側(cè)已做段按施工縫方式連接形成完整連續(xù)體；拆除淺坑第二道支撐,將結(jié)構(gòu)做至地面（見(jiàn)圖10）。割除三號(hào)線(xiàn)隧洞內(nèi)型鋼格構(gòu)柱，拆除地道以上的格構(gòu)柱及第一道支撐,完成本節(jié)點(diǎn)。

圖10 施工步序（5）

需要說(shuō)明的是，本案例中所提上部地道采用的二道預(yù)應(yīng)力裝配式魚(yú)腹梁的支撐系統(tǒng)，不在本次討論范圍內(nèi)。

4 主要結(jié)論

本文對(duì)南京南站北廣場(chǎng)繞城公路地道與規(guī)劃軌道交通三號(hào)線(xiàn)的共建設(shè)計(jì)理念及施工步序進(jìn)行介紹，希望對(duì)將來(lái)類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)分析有一定借鑒意義。

（1）影響區(qū)包含暗埋段和敞開(kāi)段不同形式時(shí)，該范圍不建議設(shè)置變形縫及施工縫，應(yīng)采用密集短樁控制豎向差異沉降、水平向收縮變形。

（2）隧道寬度大、浮力大，建議抗拔樁采用“短而密”的形式，可有效減少局部應(yīng)力集中。

（3）地道淺坑底板與地鐵三號(hào)線(xiàn)深坑圍護(hù)樁固定連接,相輔相成，底板作為圍護(hù)樁的拉結(jié)錨固端，圍護(hù)樁反過(guò)來(lái)作為底板結(jié)構(gòu)的抗浮工程樁。

（4）軌道交通左右線(xiàn)間、地下通道外墻與圍護(hù)樁間填筑低標(biāo)號(hào)素混凝土，確保壓實(shí)度滿(mǎn)足要求且避免填土過(guò)程中對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大水平荷載，以策安全。