陳日文

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,廣東 廣州 510010）

0 引言

廣州地鐵14號(hào)線長(zhǎng)距離并行、穿越機(jī)場(chǎng)高速高架橋，該文結(jié)合線路技術(shù)條件等因素，對(duì)機(jī)場(chǎng)高速段線路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合比選，以確定綜合最優(yōu)的方案。同時(shí)，分析廣州地鐵14號(hào)線施工和運(yùn)營期間對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的影響及相應(yīng)保護(hù)措施，為長(zhǎng)距離并行、穿越高速公路高架橋的地鐵線路方案的設(shè)計(jì)和研究提供參考。

1 線路設(shè)計(jì)背景條件

1.1 廣州地鐵14號(hào)線概況

廣州地鐵14號(hào)線是廣州市東北向快速交通線，連接廣州火車站樞紐，承擔(dān)從化、白云、黃埔知識(shí)城地區(qū)三大組團(tuán)與中心城區(qū)間的快速交通聯(lián)系。

14號(hào)線主線南起廣州火車站，北止于東風(fēng)站，主線長(zhǎng)約66.1 km，共設(shè)21座車站；支線西起新和站，東止于鎮(zhèn)龍站，支線長(zhǎng)約21.9 km，共設(shè)9座車站。線路如圖1所示。（文中所用站名為設(shè)計(jì)暫用名，最終站名以地名辦批復(fù)為準(zhǔn)）

圖1 廣州地鐵14號(hào)線線路示意圖

1.2 廣州機(jī)場(chǎng)高速公路概況

廣州機(jī)場(chǎng)高速公路長(zhǎng)約50.5 km，線路南起白云區(qū)三元里，北至花都區(qū)白云機(jī)場(chǎng)，分別與京港澳高速公路、佛清從高速公路、廣州繞城高速公路、華南快速路、廣州環(huán)城高速公路、內(nèi)環(huán)路相連接，是一條連接廣州北部地區(qū)、白云國際機(jī)場(chǎng)的交通樞紐。

1.3 廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線路概況

廣州地鐵14號(hào)線廣州火車站至創(chuàng)意園站段線路與廣州機(jī)場(chǎng)高速并行，并有多處交叉。該段線路起于廣州火車站，出站后依次沿廣園西路、機(jī)場(chǎng)路、106國道敷設(shè)，止于創(chuàng)意園站，采用地下的敷設(shè)方式。線路與廣州機(jī)場(chǎng)高速平面關(guān)系如圖2所示。

圖2 線路與廣州機(jī)場(chǎng)高速平面關(guān)系示意圖

2 廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線路設(shè)計(jì)方案研究

廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線路位于城市建成區(qū)，沿線商業(yè)、住宅及高架橋密集，結(jié)合線路技術(shù)條件、客流吸引條件、工程實(shí)施條件等因素，對(duì)廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線路方案進(jìn)行綜合比選，以確定綜合最優(yōu)的方案[1]。

2.1 方案一（機(jī)場(chǎng)高速東側(cè)方案）

該方案線路主要沿機(jī)場(chǎng)高速高架橋東側(cè)敷設(shè)，局部節(jié)點(diǎn)下穿機(jī)場(chǎng)高速高架橋。

2.1.1 線路經(jīng)由

線路出廣州火車站后向西下穿站西商貿(mào)聚集區(qū)，之后轉(zhuǎn)向北接入廣園西路，沿道路西側(cè)北行，線路依次下穿地鐵2號(hào)線三元里站、機(jī)場(chǎng)高速三元里立交、機(jī)場(chǎng)高速高架橋后接入機(jī)場(chǎng)路，沿機(jī)場(chǎng)路東側(cè)向北行進(jìn)，在樂嘉路路口東側(cè)設(shè)樂嘉路站；在云霄路路口東側(cè)設(shè)崗貝站；在齊富路路口東側(cè)設(shè)新市墟站與規(guī)劃地鐵12號(hào)線換乘；在黃石西路路口東側(cè)設(shè)馬務(wù)站與規(guī)劃地鐵29號(hào)線換乘；出站后線路繼續(xù)沿機(jī)場(chǎng)路向北行進(jìn)，于106國道路口折向東，之后線路沿106國道向東北行進(jìn)，在鶴南路路口南側(cè)設(shè)創(chuàng)意園站。（如圖3所示）

2.1.2 方案評(píng)析

（1）線路線型較為順直，平面最小曲線半徑R=500 m僅1處。

（2）線路位于機(jī)場(chǎng)路、白云新城商圈，沿線現(xiàn)狀以商業(yè)、居住組團(tuán)為主，客流吸引能力較好。

（3）線路與機(jī)場(chǎng)高速并行段長(zhǎng)約6.0 km。機(jī)場(chǎng)路現(xiàn)狀為雙向8/10車道，路中為機(jī)場(chǎng)高速高架橋，高架橋現(xiàn)狀為單向3車道/雙向6車道，該段道路較為寬敞且線型較為順直。

（4）線路沿線受廣州舊白云國際機(jī)場(chǎng)的限高要求，高層建筑物較少，機(jī)場(chǎng)路東側(cè)多為低矮房屋，且道路紅線與地塊建筑間存在一定的紅線退距，工程實(shí)施條件較好，房屋拆遷量較少。

2.2 方案二（機(jī)場(chǎng)高速西側(cè)方案）

該方案線路主要沿機(jī)場(chǎng)高速高架橋西側(cè)敷設(shè)，局部節(jié)點(diǎn)下穿機(jī)場(chǎng)高速高架橋。

2.2.1 線路經(jīng)由

線路出廣州火車站后向西下穿站西商貿(mào)聚集區(qū)，之后轉(zhuǎn)向北接入廣園西路，沿道路西側(cè)北行，線路依次下穿瑤臺(tái)村密集房屋、機(jī)場(chǎng)高速三元里立交、北環(huán)高速高架橋、機(jī)場(chǎng)高速高架橋后接入三元里大道，沿三元里大道西側(cè)向北行進(jìn)，在樂嘉路路口西側(cè)設(shè)樂嘉路站；在崗貝北街路口北側(cè)設(shè)崗貝北街站；出站后線路繼續(xù)沿三元里大道向北行進(jìn)，下穿機(jī)場(chǎng)高速高架橋后轉(zhuǎn)入機(jī)場(chǎng)路西側(cè)，沿機(jī)場(chǎng)路西側(cè)往北行進(jìn)，在齊富路路口西側(cè)設(shè)新市墟站與規(guī)劃地鐵12號(hào)線換乘；在黃石西路路口西側(cè)設(shè)馬務(wù)站與規(guī)劃地鐵29號(hào)線換乘；出站后線路繼續(xù)沿機(jī)場(chǎng)路向北行進(jìn)，下穿機(jī)場(chǎng)高速高架橋后于106國道路口折向東，之后線路沿106國道向東北行進(jìn)，在鶴南路路口南側(cè)設(shè)創(chuàng)意園站。（如圖3所示）

圖3 廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線站位方案比選示意圖

2.2.2 方案評(píng)析

（1）線路線型較為曲折，平面最小曲線半徑R=350 m存在3處。

（2）線路位于三元里大道、機(jī)場(chǎng)路商圈，沿線現(xiàn)狀均為高密度居住、商業(yè)區(qū)，客流吸引能力較好。

（3）線路與機(jī)場(chǎng)高速并行段長(zhǎng)約5.7 km。三元里大道現(xiàn)狀為雙向6車道，路中為機(jī)場(chǎng)高速高架橋，高架橋現(xiàn)狀為單向3車道，該段道路存在3處R=350 m的平面曲線，道路線型曲折；機(jī)場(chǎng)路現(xiàn)狀為雙向8/10車道，路中為機(jī)場(chǎng)高速高架橋，高架橋現(xiàn)狀為單向3車道/雙向6車道。

（4）三元里大道兩側(cè)高層建筑林立，道路紅線與地塊建筑間基本無紅線退距，工程實(shí)施條件較差，房屋拆遷量巨大。

2.3 方案綜合比選

通過表1的綜合比選結(jié)果可知，兩個(gè)方案的客流吸引條件均較好。方案二雖然線路長(zhǎng)度較短，但三元里大道現(xiàn)狀道路曲折且狹窄，全天交通流量較大，交通疏解壓力較大；同時(shí)，區(qū)間下穿沿線多處高層建筑，房屋拆遷量較大，工程實(shí)施條件較差。而方案一線型較為順直，道路紅線與地塊建筑間存在一定的紅線退距，工程實(shí)施條件相對(duì)優(yōu)于方案二。線路沿線受廣州舊白云國際機(jī)場(chǎng)的限高要求，高層建筑物較少，房屋拆遷量較方案二少，因此建議采用方案一作為線路推薦方案。

表1 廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線站位方案比選表

推薦方案與廣州機(jī)場(chǎng)高速公路交叉、并行共計(jì)13處，其中：線路下穿4處，共需托換橋樁10根；并行段長(zhǎng)度約6 km。（其中單向橋段約3.6 km、雙向橋段約2.4 km，并行段隧道與樁基距離≥0.5 m）

3 廣州地鐵14號(hào)線施工對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的影響及控制

廣州地鐵14號(hào)線交叉、并行機(jī)場(chǎng)高速段的區(qū)間隧道工法采用盾構(gòu)法，車站主體采用明挖法施工。線路局部與機(jī)場(chǎng)高速高架橋樁基碰撞，需進(jìn)行樁基托換。地鐵施工過程中機(jī)場(chǎng)高速可能會(huì)出現(xiàn)沉降等現(xiàn)象。

盾構(gòu)法因具有不影響地面交通、對(duì)周圍建(構(gòu))筑物影響小、適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件、施工速度快等眾多優(yōu)點(diǎn)而在地鐵工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用[2]。廣州地鐵14號(hào)線交叉、并行機(jī)場(chǎng)高速段的區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工能夠保證穩(wěn)定開挖面，防止開挖面坍塌，施工過程地面沉降小。同時(shí)，在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中可通過加強(qiáng)出土控制、做好同步注漿及二次補(bǔ)漿、加強(qiáng)對(duì)高架橋監(jiān)測(cè)等措施控制地面的沉降，將盾構(gòu)施工對(duì)機(jī)場(chǎng)高速高架橋樁的影響降至最小。

車站主體明挖施工時(shí)，采用剛度較大的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，將基坑施工對(duì)機(jī)場(chǎng)高速高架橋的影響降至最小。

隨著工程技術(shù)的發(fā)展，樁基托換技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用且已非常成熟。在地鐵施工期間利用夜間車輛較少的時(shí)段進(jìn)行托換梁施工，可使橋樁托換對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的影響降至最小。

4 廣州地鐵14號(hào)線運(yùn)營對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的影響及控制

廣州地鐵14號(hào)線交叉、并行機(jī)場(chǎng)高速段隧道在運(yùn)營期間采用全包防水，并在車站、隧道內(nèi)部設(shè)置排水系統(tǒng)，滲漏水及污水排入廢水泵房，對(duì)地表環(huán)境及機(jī)場(chǎng)高速橋梁無影響[2]。由于該工程交叉、并行機(jī)場(chǎng)高速段的車站和隧道均位于地下，運(yùn)營期間噪聲對(duì)沿線機(jī)場(chǎng)高速高架橋的影響較小。同時(shí)，為減緩廣州地鐵14號(hào)線運(yùn)營期間對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的干擾，該工程在交叉、并行機(jī)場(chǎng)高速段擬采用特殊減震措施——鋼彈簧浮置板道床，該道床的減振效果可以達(dá)到20～25 dB。采用鋼彈簧浮置板后，廣州地鐵14號(hào)線在運(yùn)營期間對(duì)機(jī)場(chǎng)高速的震動(dòng)影響可控，可以保證機(jī)場(chǎng)高速的運(yùn)營安全。

5 結(jié)語

廣州地鐵14號(hào)線廣州火車站至創(chuàng)意園站段線路與廣州機(jī)場(chǎng)高速并行，并有多處交叉。線路位于城市建成區(qū)，沿線客流密集，結(jié)合線路技術(shù)條件、客流吸引條件、工程實(shí)施條件等因素，對(duì)廣州地鐵14號(hào)線機(jī)場(chǎng)高速段線路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了方案比選，建議以沿機(jī)場(chǎng)路東側(cè)敷設(shè)的方案作為線路推薦方案。

通過采用成熟的施工工法和配套保護(hù)措施，施工期間根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工，并采用鋼彈簧浮置板道床，可以減少對(duì)廣州機(jī)場(chǎng)高速公路的影響。