軌道交通高架橋梁與城市地下管線沖突設(shè)計方案

王 輝

（中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司，北京 100000）

市域軌道交通工程高架橋梁遇城市地下管線無法遷改或遷改困難時，高架橋梁采用避讓地下管線設(shè)計和施工方案，能很好地解決軌道交通工程高架橋梁與城市地下管線沖突的問題。

1 工程概況

金華—義烏—東陽市域軌道交通工程由金華—義烏線和義烏—東陽（橫店）線兩條線路組成，兩線在義烏市秦塘站呈雙島四線同站臺換乘，同時具備金華—義烏—東陽方向的貫通運營條件。

金義段線路起于金華火車站，沿雙龍南街—李漁東路—站前路—金華火車南站—金義新區(qū)規(guī)劃新城路—規(guī)劃國貿(mào)大道二期—國貿(mào)大道一期，止于義烏市秦塘站。線路終點預(yù)留遠期向東北延伸至蘇溪的條件。線路總長58.396km，其中地下線長約13.276km，過渡段（不含下穿鐵路節(jié)點）長約1.8km，下穿鐵路過渡段長約1.02km（金華南站至塘雅站區(qū)間下穿長約470m，東華街站至義亭站區(qū)間下穿長約550m），高架線長約42.3km。

義東段線路起于義烏火車站，沿宗澤路—國貿(mào)大道—商城大道—陽光大道—世貿(mào)大道—興平路—迎賓大道—40省道—萬盛北街，止于明清宮站，義東段起點預(yù)留近期向北延伸至浦江的條件。線路總長48.75km，其中地下線長約13.21km，過渡段長約1.56km，高架線長約31.40km，山嶺隧道線長約2.68km。義東段全線共設(shè)站15座，其中地下站7座，分別是義烏火車站、秦塘站、國際商貿(mào)城站、浙大附屬醫(yī)院站、八華南路站、人民路站和橫店高鐵站；高架站8座。平均站間距約3.45km。

甬金高速分界點—木雕城站（原客運中心站）區(qū)間高架橋梁位于東陽市主城區(qū)，總體呈西東向布置，橋梁跨越甬金高速后沿世貿(mào)大道路中綠化帶敷設(shè)，甬木區(qū)間設(shè)計范圍為右YDDK17+885.423～右YDDK20+327.840，區(qū)間全長2442.417m；木雕城站（原客運中心站）—歌山路站（原八華南路站）區(qū)間高架橋梁位于東陽市主城區(qū)，總體呈西東向布置，橋梁起橋后沿世貿(mào)大道路中綠化帶敷設(shè)，木歌區(qū)間設(shè)計范圍為右YDDK20+447.840～右YDDK22+524.473，區(qū)間全長2076.633m。世貿(mào)大道路中綠化帶寬度8m，污水管線沿世貿(mào)大道路中綠化帶呈西東向布置。

2 設(shè)計方案

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

世貿(mào)大道污水管線位于甬木、木歌高架區(qū)間，高架橋梁橋跨主要以30m為主，25m用于調(diào)跨，高架橋梁與污水管線影響區(qū)域共計127個橋墩，其中含大跨度節(jié)點橋5座，高架車站一座，U型槽及樁板結(jié)構(gòu)約268m。污水管線影響高架橋梁橋墩具體位置為YK12#～YK78#墩(右YDDK18+232.840～右YDDK20+327.843），長2095m；KB0#～KB30#墩（右YDDK20+447.843～右YDDK21+502.243），長1054.4m；KB35#～KB63#墩（右YDDK21+642.243～右YDDK22+522.243），長880m。全線共長4029.4m。污水管道直徑分別為DN300、DN400、DN500、DN1000、DN1200，管道材質(zhì)為混凝土。管道于2002年埋設(shè)施工，2004年竣工，管道施工方式為直埋，管節(jié)2m一節(jié)，管道連接方式采用承插套管。

YK12#～YK16#墩（DN400）、YK76#～YK78#墩（DN1200）、KB0#～ KB5#墩（DN1200）、KB35#～ KB51#墩（DN1200）、KB60#～ KB63#墩（DN300）污水管線已確定遷改，其余影響高架橋梁污水管線遷改困難。未遷改污水管線位于承臺下方0.8～2.5m處，污水管線位置如圖1、圖2所示。

對于埋深較深、管徑較大和遷改困難的污水管線，高架橋梁采取避讓污水管線設(shè)計和施工方案。對于污水管線管頂標(biāo)高不與承臺位置沖突，高架橋梁采用花瓶墩騎跨方式；對于污水管線管頂標(biāo)高與承臺位置沖突，高架橋梁采用雙柱式橋墩。

騎跨橋墩樁間距按4.2m設(shè)計，承臺厚度按2.5m設(shè)計，結(jié)構(gòu)計算滿足規(guī)范要求；污水管線平面位置不完全位于中分帶中間，對于偏離較多情況，通過承臺進行偏位，根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）第4.1.9條規(guī)定，污水管線與建筑物最小水平凈距為2.5m。受污水管線深度、管線直徑等限制因素的影響，對污水管線采取增加樁基鋼護筒長度的安全保護措施后可減少污水管線與樁基最小水平距離。局部樁基邊緣距離污水管線墊層（DN1200）最小水平距離控制在0.4m左右，平均水平距離為0.6m；雙柱式橋墩樁基礎(chǔ)邊緣距離管線最小距離為0.8m，平均距離為1.2m。

根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）第4.4.1條規(guī)定，污水管線最小覆土厚度為0.7m，承臺底距離管線頂部最小距離為0.7m。

高架橋梁避讓污水管線方案如圖3、圖4所示。

高架橋梁采用避讓污水管線方案增加工程造價遠遠低于管線遷改,且該地段管線遷改困難，高架橋梁避讓污水管線方案很好地解決了污水管線不能遷改或遷改困難的問題。但避讓污水管線也存在污水管線局部后期無法開挖修復(fù)、雙柱墩與獨柱花瓶墩景觀效果不統(tǒng)一等不足之處。

圖1 世貿(mào)大道污水管線平面圖（單位：m）

圖2 世貿(mào)大道污水管線立面圖（單位：cm）

圖3 橋墩基礎(chǔ)騎跨污水管線截面示意圖（單位：cm）

圖4 雙柱墩跨越污水管線截面示意圖（單位：cm）

2.2 施工設(shè)計方案

根據(jù)高架橋梁避讓污水管線方案，橋梁樁基距離管線較近。地勘資料顯示該段地質(zhì)表層主要為填土，填土主要由黏性土、碎石、基巖碎塊等組成，表層20～30cm為黑色瀝青混凝土，局部含塊石，局部混少量建筑垃圾，均一性差。碎塊石徑一般為2～10cm，大者大于20cm。填土層土質(zhì)均勻性差、欠密實、滲透性大、自穩(wěn)性差，樁基施工時應(yīng)采取有效的防護措施，尤其是個別區(qū)域有素混凝土、塊石分布，塊石粒徑大，設(shè)計和施工時應(yīng)充分考慮塊石對樁基施工的影響。

根據(jù)現(xiàn)場坑探顯示填土層局部含塊石，塊石大小不一且塊石間隙較大，樁基施工存在破壞既有污水管道、擾動污水管道基礎(chǔ)等風(fēng)險。鑒于塊石分布不均、塊石粒徑及塊石層厚差異較大，高架橋梁避讓污水管線下方是否存在塊石及塊石粒徑大小無法判斷等因素，現(xiàn)提出塊石影響區(qū)域施工樁基方案。

方案一：樁基臨時鋼護筒打入強風(fēng)化基巖中，塊石粒徑較小或無塊石區(qū)域采用旋挖鉆機正常施工；塊石粒徑較大區(qū)域，鋼護筒無法打入時，采用人工清障塊石，埋設(shè)鋼護筒，旋挖鉆機正常施工。

方案二：樁基臨時鋼護筒打入強風(fēng)化基巖中，塊石粒徑較小或無塊石區(qū)域采用旋挖鉆機正常施工；塊石粒徑較大區(qū)域，鋼護筒無法打入時，采用填土置換塊石，埋設(shè)鋼護筒，旋挖鉆機正常施工。

根據(jù)浙江省《關(guān)于發(fā)布<浙江省公路水運工程落后施工工藝、設(shè)備和材料的淘汰目錄（第一批）>的通知》（浙交〔2019〕35號），限制人工挖孔樁的使用。對于粒徑超過一倍樁徑的塊石，推薦采用“沖裂”和“靜裂”人孔清障方式。根據(jù)工程運營階段橋梁樁基礎(chǔ)的受力及變形機理，橋梁樁基礎(chǔ)與管線凈距在0.75倍樁徑以上時可認(rèn)為樁基不會對地下管線產(chǎn)生不良影響。避讓污水管線高架橋梁樁基采用1m樁徑，即樁基與管線凈距滿足0.75m時樁基不會對污水管線產(chǎn)生不利影響。鑒于騎跨橋墩與污水管線基座水平凈距平均值為0.6m，運營階段樁基對污水管線不會產(chǎn)生不利影響，但施工樁基時采用增長樁基鋼護筒長度的防護措施，既可減小樁基施工對污水管道的沖擊影響，也能避免污水管道破損對樁基施工的不利影響。

如表1所示，根據(jù)兩種樁基施工方案造價和優(yōu)缺點比較，塊石影響區(qū)域樁基施工推薦采用方案一。

表1 樁基施工方案比較（塊石影響區(qū)域）

3 結(jié)束語

通過橋墩避讓污水管線的方式解決了污水管線無法遷改或遷改困難的問題，通過增加樁基鋼護筒長度、人工清障和旋挖鉆機的施工措施保證樁基施工和既有污水管線的安全。