合肥市轨道交通集团有限公司 耿宁宁 230000
摘要：近年来随着城市轨道交通工程的发展，城市轨道交通保护区内建设项目管理日益重要。本文以合肥市庐州大道工程繁华大道立交桥项目施工对轨道交通既有结构安全影响评估为例，采用有限元软件，模拟繁华大道立交桥工程施工不同阶段对地铁5号线庐州大道站及其部分附属结构、区间结构变形以及内力的影响进行分析，提出了在轨道交通保护区内桥梁工程施工的安全保护措施。
关键词：城市轨道交通保护区；桥梁工程施工；安全影响评估；安全保护
Impact Analysis of Bridge Construction on Adjacent Existing Rail Transit Structure
Geng Ningning
（Hefei Rail Transit Group Co., Ltd., Hefei ,230000）
Abstract：In recent years, with the development of urban rail transit engineering, the construction project management in urban rail transit protection area is becoming increasingly important. In this paper, the safety impact assessment of Fanhua Avenue Flyover Project construction of Luzhou Avenue Project on the existing structural safety of rail transit is taken as an example. The finite element software is used to simulate the influence of different construction stages of the Fanhua Avenue Flyover Project construction on Luzhou Avenue station of Metro Line 5 and its part of auxiliary structures, section structure deformation and interal force, and safety protection measures for bridge construction in the rail transit protection area are put forward.
Key words: Rail Transit Protection Area; bridge construction; safety impact assessment; safety protection.
0 引言
自2016年12月26日合肥市轨道交通1号线开通至今，运营线路总里程已达89.59公里，预计今年年底将增至115公里，届时合肥市轨道交通将形成“四线运营、十线在建”的良好局面。
随着城市轨道交通线网的不断完善，沿线高强度、高密度的物业开发、施工等作业大幅度攀升，城区轨道交通沿线周边用地日趋紧张，保护区内的作业朝着更近更深的方向发展，因此轨道交通保护工作越来越重要。2020年2月开始施行的《合肥市城市轨道交通条例》[1]规定轨道交通车站及隧道结构外边线50m为轨道交通安全保护区，在保护区内进行施工作业的，作业单位应当按照有关规定制定包括设计方案、施工方案、监测方案、应急预案等内容的安全防护方案，经城市轨道交通建设运营单位同意后，签订安全协议，依法办理有关手续并对作业影响区域进行动态监测。因此，轨道交通保护需要外部项目建设单位、施工单位、监测单位、评估单位、轨道公司多方联动，形成整体，保证轨道交通的安全。
1项目概述
拟建立交桥[2]- [5]位于合肥市庐州大道与繁华大道交口，其中主线桥沿繁华大道东西向布置，横跨庐州大道庐州大道站为地下两层岛式车站，采用单柱双跨箱型结构，局部为双柱三跨，中心顶板覆土约3m。盾构区间直径6m，隧道顶部覆土厚度为11.2~20.6m。主线桥ZX2、ZX12桩基距车站最小水平净距分别为10.29m、8.809m，ZX0桩基距区间结构最小水平净距4.795m，匝道桥ZD8桩基距车站最小水平净距为5.555m，相对位置关系如图1。
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主桥全长约396m，全宽25m，为三联预应力混凝土连续箱梁和一联钢结构变高连续箱梁，庐州大道北向东左转匝道。主桥平面布置和纵剖面示意图如图2、3。
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匝道桥全长约580m，全宽9m，为两联预应力混凝土连续箱梁以及三联钢结构连续箱梁组成，主线桥及匝道桥均为整幅设置。匝道桥平面布置和纵剖面示意图如图4、5。
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桥梁桥下部结构主要有桩基、承台、墩身组成，相关参数详见表1。
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根据详勘资料，场地内自上而下分别为杂填土(0.8-2.4m)、粘土(4.3-22.5m)、残积土（3.8-5.6m）、强风化泥质砂岩 (1.3-2.1m)、中风化泥质砂岩(10m)，土层力学和物理性质如表2。
表2 土层力学和物理性质表
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车站北侧拟建雨水主管（开挖）横断面3800×1900、拟建污水管（顶管）DN1000，西侧有拟建污水管（顶管）DN800，东侧拟建污水管（顶管）DN800、雨水管DN800～DN1600，南侧拟建雨、污水管（开挖）管径DN500～DN800，平面布置图如图6。
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2桥梁施工对轨道交通结构影响评估
根据《城市轨道交通运营管理规范》[6]、《合肥市城市轨道交通条例》，拟建立交位于合肥市轨道交通安全保护区范围内。根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202）[7]接近程度为非常接近，影响分区为显著影响区，立交桥施工对轨道交通结构影响等级为特级，需进行安全评估。
2.1 三维仿真计算
本文采用有限元软件Midas GTS NX模拟桥梁施工过程对邻近地铁车站及附属结构、区间结构的影响，模型如图7、8。
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2.2 计算工况设计
本项目计算工况设计如下：
工况1-5：初始状态、污水管井施工、顶管施工、雨水管开挖、施工、雨污水管坑回填施工；
工况6-16：主线桥0-6桩基施工、主线桥7-12桩基施工、匝道桥桩基施工、主线桥0-12承台开挖、主线桥承台施工、匝道桥承台开挖、匝道桥承台施工、主线桥0-12墩身施工、主线桥0-12回填施工、匝道桥墩身施工、匝道桥回填施工；
工况17-25：现浇梁满堂支架预压施工、主线桥、匝道桥现浇梁施工、主线桥钢箱梁施工匝道桥钢箱梁施工、主线桥0台路基施工、主线桥12桥台空箱施工、道路清表施工、道路施工、立交、道路运营施工。
2.3计算结果
根据计算结果，车站东侧区间隧道结构最大竖向变形为-3.062mm（竖向位移“-”代表沉降，“+”代表隆起），最大横向变形为0.843mm（“-”代表远离桥梁桩基侧，“+”代表朝向桥梁桩基侧）；车站结构最大竖向变形为-2.730mm，最大横向变形为-1.230mm；附属结构最大竖向变形为-1.565mm，最大横向变形为-0.811mm。车站西侧区间隧道结构最大竖向变形为-3.945mm，最大横向变形为1.497mm。结构附加变形均满足规范要求。
轨道最大隆起变形约为2.895mm，10m弦长竖向位移为0.067mm，满足规范要求4mm。
由地层-结构模型读取结构内力值，再通过荷载-结构模型复核经验算区间结构配筋和裂缝宽度，计算结果如图9。
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3.结论与建议
基于安全防护设计方案既定的施工工序，根据有限元模型计算结果，立交桥施工对既有轨道交通结构的影响均满足规范要求，实施方案基本可行。项目实施前应编制专项施工和监测方案和应急预案，加强施工现场巡查，确保轨道交通结构及运营安全，具体建议如下：
（1）建议优化主桥路基引道结构设计，采用轻质材料回填或者采用空腔结构。
（2）结构外边缘 10m 范围内立交桥桩基建议采用跳桩施工顺序。
（3）主线桥、匝道桥钢箱梁吊装要有专项方案，并采取较少对既有轨道交通结构影响的措施。
（4）管线开挖采用分区分块分、严禁超挖；顶管上跨区间结构应匀速通过，实时监测。
（5）五方责任主体与轨道交通经营单位应建立联动机制，加强沟通与信息共享。
参考文献
[1]合肥市人民代表大会常务委员会. 《合肥市城市轨道交通条例》[Z]. 2020-2.
[2]沈辉、罗先启、李野等 《深基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值计算分析》[J]. 岩土工程学报，2014，36（S2）：392-396
[3]任伟民、彭丽云、刘军 《邻近地铁车站的基坑开挖基于FLAC3D数值模拟》[J]. 岩土工程学报，2013，35（S1）:277-280
[4]丁智、张宵 《桩基施工对邻近既有地铁隧道影响的数值分析》[J].中南大学学报（自然科学版）2019（050）002
[5]章维明 《桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究》 [J]. 公路工程, 2020, v.45;No.201(02):146-149+170.
[6]中国国家标准化管理委员会.《城市轨道交通运营管理规范》（GB/T 30012-2013）[S]. 2013-10.
[7]中华人民共和国住房和城乡建设部.《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013）[S]. 2013-9.