地铁结构下穿建（构）筑物结构设计方案

　　摘要:通过对几个工程实例的方案分析，介绍了地铁工程中车站及区间结构近距离下穿既有建、构筑物的设计思路和保护方案，为相似工程的设计提供思路。

　　关键词: 地铁结构工程; 近距离下穿建;构筑物; 设计方案。

　　Abstract: This paper through analyzed the engineering examples of programs, introduced the stations and range structure in the subway project close beneath the design ideas of both built structures and protection program, similar to the design of the project ideas.

　　Key words: metro structural engineering; close under wear built; structures; design 中图分类号：U231+.1文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)05-0020-02

　　1引言

　　目前，随着我国轨道交通工程的快速发展，城市轨道交通线网更加密集，新规划的线路需要穿越人口密集的老城区，区间结构也越来越多的需要从建、构筑物下方穿过，地铁结构与城市市政及周边建筑等一些相关设施之间相互影响越来越严重。如何保证既有建构筑物的正常使用，仅靠传统的设计方案和工法已不能满足复杂工程边界条件的需要。本文将介绍几种有代表性的工程实例，通过对设计方案的介绍，以期对相似工程带来启发。

　　2工程实例介绍

　　2.1长春某明挖地铁车站下穿既有轨道线路的方案

　　2.1.1工程概况

　　该车站为地下三层三跨结构，顶板埋深3.5～6.0m，底板埋深25.42～29.13m，标准段宽21.7m。由于车站中部需要下穿既有轻轨线，因此车站结构采用两端明挖，中间下穿既有结构段采用暗挖法通过。车站结构和既有轻轨线平面关系及剖面关系图1 所示。

　　车站地层自上而下依次为： 填土层、粉质粘土层、粘土层、粗砂层、泥岩。场地为非液化场地，场地内各层均为Ⅱ类场地土，场地类别为Ⅱ类。地下水水位埋藏较浅，勘测期间地下水埋深3.50～4.00m，含水层水平、垂直向渗透性差异较小。地质纵断面如图2所示。

　　2.1.2 车站下穿段设计方案及保护措施

　　根据本站的线路、地质条件，为更好的保护既有线路的运营安全，本站采用了明暗挖相结合的结构方案，并采取了一定的保护措施，现简要介绍如下：

　　1、 开挖前，首先从明挖基坑内对暗挖段上半段面地层进行了深孔注浆加固。对临近既有线段注浆加固时要求施工单位控制好注浆压力，并采用缓慢渐进式注浆方式，待形成保护层后对下部土体采用常规注浆方式。

　　2、 暗挖结构采用平顶直墙结构形式，并采用洞桩法分部施做暗挖结构。采用4导坑方案，分部开挖并在导洞内施做边桩和中柱。导洞开挖采用上下台阶法施工，同时根据需要在导洞初期支护顶部加设千斤顶，根据监测数据调节千斤顶压力，以满足控制既有线变形需要。

　　3、 车站暗挖结构初期支护顶面与既有线垫层密切，结构间不留夹层土。

　　2.2 成都某地铁出入场线下穿河道的方案

　　2.2.1工程概况

　　线路平面与渠道关系如下图4所示。出入段线盾构隧道下穿渠道段覆土厚度为1.7m～3.2 m，下穿段入段线隧道长29m，出段线隧道长27m。该渠道常水位深度2米，枯水期水深1米。由于该处盾构隧道属于超浅覆土下穿渠道，在不采取工程措施的情况下，盾构隧道施工阶段及使用阶段抗浮均不满足要求。综合国内盾构浅覆土的施工经验，在隧道埋深小于0.5D时，宜采取“抗浮板或加盖板”等方案处理。本工程设计人员对各种方案进行了技术、经济比较，最终选择了反压抗浮板方案。

　　2.2.2 方案比选

　　1、由于河道管理部门不同意对该渠进行断流围堰施工，设计初期考虑采用方案一：在过渠道段采用直径1m的超前钢筋混凝土管棚，并在管棚中回填素砼对区间隧道顶部进行顶管换填压重方案。方案如下图5所示。

　　该方案的实施需要在东风渠两侧进行拆迁(拆迁面积6600m2)，设置顶管始发井和接收井(共四个);为保证顶管施工安全，采用泥水式机械顶管，并保证顶管覆土不小于1m;盾构隧道顶至管棚管底考虑0.5m的距离，线路纵坡需要由36‰调整为38‰。

　　2、后经各方协调，河道管理部门同意该区间分幅围堰施工，但围堰施工期间需满足渠道过水面积要求。在此条件下，可考虑采用造价相对低的明挖法施工压板结构。方案二: 出入段线盾构隧道下穿东风渠处在盾构施工阶段采用400mm厚钢筋混凝土预制板反压和沙袋加压，通过后设置抗浮锚杆来满足抗浮要求。

　　方案二存在抗浮锚杆的耐久性无法保证，盾构管片结构需要特殊处理等问题。

　　3、方案三：盾构隧道下穿渠段采用反压式抗浮压板+预注浆的方式通过，一次解决施工期间和运营期间抗浮要求。结构形式如图7所示。

　　4、 结论：通过经济、技术比较，最终选择方案三为实施方案。

　　2.3 地铁车站顶板与上部桥桩整体实施方案

　　2.3.1工程概况

　　合肥某地铁车站与高架桥同期建设，高架桥位于车站主体正上方上方，与车站呈平行分布，由于受周边建筑物限制，车站在平面上无法避开桥桩，经计算分析后，设计将高架桥墩承台坐落于车站结构顶板。车站总长206.1m，为地下二层三跨箱型结构，标准段宽21.9m，高15.75m，顶板覆土约3.6m。车站范围内地层自上而下依次为第四系全新统(Q4)地层，成因类型以冲积为主，残坡积次之，主要为青灰、灰黄色间灰褐色粘土;第四系更新统(Q3)冲洪积为主的粘土及粉质粘土，属弱膨胀土，厚度约40m。地下水主要是上层滞水，赋存于填土中，水位不连续，变化幅度大，主要接受大气降水和地表水体的补给。

　　2.3.2 车站结构方案设计

　　由于车站无法避让桥桩，经过经济、技术比较，以及数值计算分析，本段桥桩与车站结构同期建设，桥墩直接坐落在车站顶板结构之上，通过结构柱及顶板将上部荷载传递到底板下部桩基上。顶板结构为了满足强度要求，采用了变截面的结构形式，在柱端加大截面厚度。

　　3总结

　　通过对以上工程实例的介绍，可以得出一下几个方面的结论;

　　1、 工程实例一目前正在施工中，根据监测数据显示，下部施工引起的沉降在可控范围之内，不影响既有线路的正常运营。由此我们可以看出，洞桩法与支顶措施相结合，采用平顶暗挖结构，根据目前的施工技术，只要施工质量及管理能得到严格控制，地铁结构可以以零间距下穿既有建筑，这为轨道交通工程线网规划提供了更大的空间。

　　2、 在工程实例二中可以看出，工程措施及造价，受周边环境制约非常大。因此要求设计人员既要能解决技术问题，同时也要充分、深入论证设计方案，并协助业主更好去和周边产权单位进行有效沟通，确定最优方案。

　　3、 工程实例三中，虽然通过合理的结构形式和完善的措施最终保证上部结构和地铁结构的施工和运营安全，但是工程造价明显增加，因此在城市线网规划时，应尽量避免平行的立体交通网。

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文章名称： 地铁结构下穿建（构）筑物结构设计方案

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