行业要闻

 

摘  要: 为避免轨道交通区间线路与高架立交桥桩基位置关系矛盾，对福州市地铁 2 号线穿越五里亭立交桥段区间线路提出了采用上、下重叠的方案，有效避免了区间线路实施对周边建筑、高架立交桥结构和交通影响。

关键词: 轨道交通，线路设计，立交桥，重叠隧道，盾构

 

      城市轨道交通线路在城市的老城区内沿主要交通走廊敷设，将不可避免与已建高层建筑和高架道路桥梁的基础产生一定的位置关系矛盾。轨道交通线路平面走向方案设计中，有必要在综合考虑周边环境影响、社会影响、施工实施难度和工程投资等方面基础上，对线路与高层建筑、高架道路桥梁的基础位置关系进行细致方案设计，并最终确定一个安全、经济、合理的实施方案，减少对已有建( 构) 筑物产生影响。

      本文将结合笔者参与的福州市轨道交通 2 号线线路采用盾构隧道穿越城市主城区五里亭立交桥的设计方案，对轨道交通线路平面设计中如何最大程度避免对已有建( 构) 筑物产生影响，提出一种思路和方法。

 

      轨道交通 2 号线是福州市轨道交通网络中东西走向的骨干线路，起于闽侯县的沙堤村，终于晋安区鼓山风景区入口处，线路全长约 26． 265 km，全部为地下线。该线在福州市东部晋安区内主要沿福马路东西向走行。

      五里亭立交桥位于福州市福马路、连江路两条城市主干路交汇处，是福州市二环路位于城市东侧的一个重要交通枢纽节点。立交桥为高架三层互通式公路立交桥，南北长 720 m，东西长850 m。该立交桥主桥和引桥桥墩设置密集，桥墩基础为 400 mm ×400 mm( 长 30 m ～ 32 m) 的钢筋混凝土预制方桩和Ф1 200 mm( 长30 m ～ 34 m) 钻孔灌注桩。

      在五里亭立交桥西南、西北、东北象限地块内分别为福莲花苑小区、东华苑小区和日出印象小区，该三处小区的居民楼房均有较深桩基础。在五里亭立交桥东南象限地块内是海西茶城，其内主要为商铺店面，房屋基础为条形基础和独立承台基础，基础埋深较浅。

      在福州市轨道交通网络规划和近期建设规划阶段，规划轨道交通 2 号线长乐北路站—肿瘤医院站段区间沿福马路东西向走行，当时五里亭立交桥西北、东北象限地块内居民小区尚未建成，该区间线路穿越五里亭立交桥的方案为采用盾构隧道从立交桥北侧连江北路引桥桩基间穿过，无需改造和托换五里亭立交桥的桩基。该规划线位平面图见图 1。

      随着城市建设的发展，现状五里亭立交桥西北、东北象限地块内已建东华苑 6 号，12 号住宅楼和日出印象小区 4 栋住宅楼，若仍按原规划线位走行，需截除多栋小区楼房屋桩基，对居民生活和楼房安全影响很大。

      现阶段有必要结合五里亭立交桥桩基布置和周边已建居民小区楼房基础布置的情况，对该段 2 号线区间线路方案进行深入研究，在确保降低工程实施风险的基础上，减少对周边居民住宅影响，减少区间施工和运营期间对五里亭立交桥结构和交通影响，降低可能产生的社会不良影响。综合考虑以上因素，现阶段研究了三个区间线路采用盾构隧道穿越立交桥方案。

      区间线路走行于五里亭立交桥的福马路引桥南侧，上、下行区间线路采用盾构隧道以平行、等高条件穿越五里亭立交桥南侧的连江中路匝道 126 号，141 号，142 号桥墩。该方案线路平面走向图见图 2。

      方案优点:

      1) 该段区间线路设 3 处曲线，最小半径为 400 m，线路线形好。2) 区间两端的车站均为地下二层站，车站埋深浅，有利于今后的运营与管理。3) 线路从五里亭立交桥南侧穿越，避免对五里亭立交桥北侧新建小区的影响。

      方案缺点:

      1) 上、下行区间线路为避让五里亭立交桥的福马路引桥桩基，需下穿五里亭立交桥西南象限的紫阳电信机房( 5 层) 和晋安区人民政府市民服务中心大楼( 8 层) ，两建筑物均有很深的桩基( 深度为 23 m) 。线路无法直接穿越，需要拆迁两建筑物。2) 区间线路距五里亭立交桥西南侧的福莲花苑房屋较近，振动影响较大。3) 需对五里亭立交桥连江中路匝道的 126 号，141 号，142 号桥墩桩基进行托换，截除约27 根桩，施工期间需要封闭2 条匝道，对五里亭立交的交通影响较大。

      区间上、下行线路采用盾构隧道分别走于五里亭立交桥的福马路引桥南北两侧，以避让引桥桩基，并下穿五里亭立交桥连江中路匝道的 13 号，14 号等桥墩桩基( 桩底标高在 － 24． 6 m ～－ 26． 6 m) 。该方案线路平面走向图和纵断面图见图 3，图 4。

      方案优点:

      1) 区间线路从五里亭立交桥连江中路匝道桥墩桩基底下穿过，施工期间无需封闭匝道，对五里亭立交桥结构影响小，区间线路施工对立交桥道路交通基本无影响。2) 该段区间共设 3 处曲线，最小半径 350 m，线路线性较好。3) 区间上、下行线路离立交桥南、北两侧居民楼房均较远，今后运营期间的振动影响也很小。4) 区间线路实施无拆迁。

      方案缺点:

      1) 区间线路需下穿五里亭立交桥连江中路南、北匝道桥墩桩基，导致区间线路埋深很深。在规范规定的最大坡度限制条件下，两端车站埋深也需很深，长乐北路站和肿瘤医院站分别为地下三层站和地下四层站。2) 车站的施工风险和难度均很大，今后运营时的旅客乘降距离较长，乘车不便利，紧急状态下的人员疏散时间也较长。

      区间线路采用盾构隧道，上行线出长乐北路站后以 28‰坡度下坡，下行线以 5‰上坡，且上、下行线在平面上由并行逐步过渡到上、下重叠走于五里亭立交桥福马路引向桥南侧，穿越五里亭立交桥连江中路 141 号桥墩，后上行线以 28‰坡度上坡，下行线以 5‰坡度下坡，分别接入肿瘤医院站。该方案线路平面走向图和重叠段线路与五里亭立交桥桩基关系图见图 5，图 6。

      方案优点:

      1) 该方案中两端车站均为地下二层站，车站埋深浅，减少了施工风险，有利于今后的运营与管理。2) 线路以上、下重叠盾构隧道形式走行，只需托换五里亭立交桥连江中路 141 号桥墩桩基础，减少对五里亭立交桥桥梁结构和交通影响。3) 区间线路实施无需拆迁紫阳电信机房和晋安区人民政府市民服务中心大楼，且对周边居民住宅楼的振动影响较小。

      方案缺点:

      1) 需托换五里亭立交桥连江中路 141 号桥墩桩基础 ( 9 根桩) ，施工期间需封闭连江中路 1 条匝道。2) 该段线路共设 4 处曲线，其中最小曲线半径 300 m，线路线形相对较差。3) 该段区间隧道上下行线间的联络通道设置较困难，需设置逃生竖井。4)上、下行区间线路重叠段长约510 m，其中完全重叠段长约270 m，上、下行线区间隧道最小净距约为 3 m，施工难度较大。

 

      通过上述方案研究，并从以下几方面因素分析:

      1) 从减少对五里亭立交桥结构和交通影响方面看，方案三区间线路实施仅需托换连江中路 1 处桥墩基，施工风险和难度都不是很大。虽在匝道桩基托换施工期间也需封闭 1 条匝道，但对整个立交桥的整体交通影响也不大。2) 从区间施工时尽量避免拆迁方面看，方案三区间线路实施无需拆迁紫阳电信机房和晋安区人民政府市民服务中心大楼，节省工程投资。3) 从减小两侧车站埋深方面看，方案三两端车站均为地下二层车站，降低了车站施工风险和难度，节省工程投资，同时有利于车站今后长期的运营与管理。4) 长距离的上、下重叠盾构隧道施工虽增加了一定的实施难度，但已经在我国多个城市的地铁区间隧道实施中有过相类似的应用。通过制定合理施工方案，可控制并减小施工时两隧道间的相互影响，保证区间隧道的施工安全。

      综合以上分析，现阶段研究认为方案三，区间线路采用上、下重叠盾构隧道形式穿越五里亭立交桥方案，应为该段区间线路的优选设计和实施方案。