吳純保， 徐國慶

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

由于高鐵運營速度較高，對安全性有著特殊要求，地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越高鐵高架橋的過程中需進行合理設(shè)計，采取相應(yīng)的保護措施，這不僅是地鐵項目施工的需要，也是保護高鐵能夠安全運營的重要舉措。本文以某具體地鐵區(qū)間穿越高鐵高架橋設(shè)計為例展開具體分析。

1 地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越高鐵高架橋概況

某盾構(gòu)區(qū)間長約1 697 m，線間距14.0～43.8 m，埋深10.2～16.7 m，地下水位埋深7.5～11.1 m。隧道洞身穿越的土層主要為2-5中砂和2-6粗砂,位于水位線以下。

地鐵區(qū)間下穿既有高鐵(鄭西、大西客專)段，線間距為38.2～39.8 m，平面曲線半徑左、右線分別為1 200 m和700 m，左右線與鄭西客專平面夾角分別約為76.2°、80.4°，與大西客專平面夾角分別約為78.1°、83.2°，隧道拱頂埋深14.3 m，隧道均側(cè)穿橋樁，盾構(gòu)隧道外皮距離鄭西客專橋樁最小凈距分別約為8.95 m、8.5 m。平面、剖面位置關(guān)系如圖1、圖2所示。

圖1 平面關(guān)系

圖2 橫剖面關(guān)系圖

2 高鐵變形控制標(biāo)準(zhǔn)

本工程涉及的鄭西客專、大西客專均為無砟軌道，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合工程類別經(jīng)驗，下穿鄭西客專、大西客專高鐵高架橋施工引起墩臺均勻沉降控制值為2 mm，相鄰墩臺沉降差控制值為2 mm，墩頂縱橫向位移控制值為2 mm。

3 下穿高鐵高架橋控制措施

首先需要對地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越高鐵高架橋的保護措施的形式進行科學(xué)選擇，設(shè)計人員應(yīng)從地鐵盾構(gòu)區(qū)間的地質(zhì)條件以及地鐵盾構(gòu)區(qū)間與高鐵高架橋橋樁的相對位置關(guān)系出發(fā)，充分了解高鐵運營安全的重要性以及掌握鐵路部門的相關(guān)要求，對高鐵高架橋的保護等級和社會影響等方面進行充分考量。在保障地鐵盾構(gòu)區(qū)間安全穿越高鐵高架橋的前提下，保障高鐵正常運營是另一項重要設(shè)計內(nèi)容。

針對本區(qū)間側(cè)穿鐵路橋的橋樁的工程特點，為控制上部鐵路軌道的變形，確保工程安全，主要采取以下控制措施。

(1) 采用d800間距1 100 mm隔離樁，沿盾構(gòu)隧道兩側(cè)布置。

(2) 鐵路橋梁兩側(cè)30 m范圍內(nèi)管片增設(shè)注漿孔。

(3) 采取先掘進一條隧道，再施工另外一條隧道，以避免兩條隧道施工沉降疊加影響。

(4) 嚴(yán)格控制盾構(gòu)施工參數(shù)。在盾構(gòu)距離鐵路200 m范圍內(nèi)做一試驗段。

4 盾構(gòu)區(qū)間對高鐵橋樁影響分析

4.1 計算軟件及計算模型

本次分析采用有限元程序MIDAS GTS NX建立三維有限元模型進行計算，所建模型如圖3所示。

圖3 Midas GTS模型網(wǎng)格劃分

4.2 計算結(jié)果

隧道及樁基沉降的計算結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，左線盾構(gòu)隧道掘進通過后，樁頂最大沉降為1.03 mm，樁頂最大水平位移為0.19 mm；右線盾構(gòu)隧道掘進通過后，樁頂最大沉降為1.77 mm，樁頂最大水平位移0.25 mm。

圖4 隧道及樁基沉降

本區(qū)間穿越鄭西客專和大西客專高架橋期間，在采取隔離樁及土體加固措施后，雙線盾構(gòu)隧道貫通后，橋樁的最大沉降為1.37 mm，最大水平位移為0.25 mm，滿足高鐵既有線運營管理的相關(guān)要求。

5 結(jié)束語

地鐵盾構(gòu)區(qū)間下穿高鐵高架橋因其具體施工的特殊性和任務(wù)的艱巨性，設(shè)計需考慮的因素有很多，地質(zhì)條件、線路平面穿越角度、區(qū)間隧道的埋深、盾構(gòu)機的選型、監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)、沉降控制措施等都是設(shè)計工作的重點，尤其是對于沉降控制措施以及盾構(gòu)施工措施應(yīng)該投入更多的精力和心思，以保證地鐵盾構(gòu)區(qū)間能夠安全順利地穿越高鐵高架橋。