轨道交通高架桥梁与城市地下管线冲突设计方案

王 辉

（中交铁道设计研究总院有限公司，北京 100000）

市域轨道交通工程高架桥梁遇城市地下管线无法迁改或迁改困难时，高架桥梁采用避让地下管线设计和施工方案，能很好地解决轨道交通工程高架桥梁与城市地下管线冲突的问题。

1 工程概况

金华—义乌—东阳市域轨道交通工程由金华—义乌线和义乌—东阳（横店）线两条线路组成，两线在义乌市秦塘站呈双岛四线同站台换乘，同时具备金华—义乌—东阳方向的贯通运营条件。

金义段线路起于金华火车站，沿双龙南街—李渔东路—站前路—金华火车南站—金义新区规划新城路—规划国贸大道二期—国贸大道一期，止于义乌市秦塘站。线路终点预留远期向东北延伸至苏溪的条件。线路总长58.396km，其中地下线长约13.276km，过渡段（不含下穿铁路节点）长约1.8km，下穿铁路过渡段长约1.02km（金华南站至塘雅站区间下穿长约470m，东华街站至义亭站区间下穿长约550m），高架线长约42.3km。

义东段线路起于义乌火车站，沿宗泽路—国贸大道—商城大道—阳光大道—世贸大道—兴平路—迎宾大道—40省道—万盛北街，止于明清宫站，义东段起点预留近期向北延伸至浦江的条件。线路总长48.75km，其中地下线长约13.21km，过渡段长约1.56km，高架线长约31.40km，山岭隧道线长约2.68km。义东段全线共设站15座，其中地下站7座，分别是义乌火车站、秦塘站、国际商贸城站、浙大附属医院站、八华南路站、人民路站和横店高铁站；高架站8座。平均站间距约3.45km。

甬金高速分界点—木雕城站（原客运中心站）区间高架桥梁位于东阳市主城区，总体呈西东向布置，桥梁跨越甬金高速后沿世贸大道路中绿化带敷设，甬木区间设计范围为右YDDK17+885.423～右YDDK20+327.840，区间全长2442.417m；木雕城站（原客运中心站）—歌山路站（原八华南路站）区间高架桥梁位于东阳市主城区，总体呈西东向布置，桥梁起桥后沿世贸大道路中绿化带敷设，木歌区间设计范围为右YDDK20+447.840～右YDDK22+524.473，区间全长2076.633m。世贸大道路中绿化带宽度8m，污水管线沿世贸大道路中绿化带呈西东向布置。

2 设计方案

2.1 结构设计方案

世贸大道污水管线位于甬木、木歌高架区间，高架桥梁桥跨主要以30m为主，25m用于调跨，高架桥梁与污水管线影响区域共计127个桥墩，其中含大跨度节点桥5座，高架车站一座，U型槽及桩板结构约268m。污水管线影响高架桥梁桥墩具体位置为YK12#～YK78#墩(右YDDK18+232.840～右YDDK20+327.843），长2095m；KB0#～KB30#墩（右YDDK20+447.843～右YDDK21+502.243），长1054.4m；KB35#～KB63#墩（右YDDK21+642.243～右YDDK22+522.243），长880m。全线共长4029.4m。污水管道直径分别为DN300、DN400、DN500、DN1000、DN1200，管道材质为混凝土。管道于2002年埋设施工，2004年竣工，管道施工方式为直埋，管节2m一节，管道连接方式采用承插套管。

YK12#～YK16#墩（DN400）、YK76#～YK78#墩（DN1200）、KB0#～ KB5#墩（DN1200）、KB35#～ KB51#墩（DN1200）、KB60#～ KB63#墩（DN300）污水管线已确定迁改，其余影响高架桥梁污水管线迁改困难。未迁改污水管线位于承台下方0.8～2.5m处，污水管线位置如图1、图2所示。

对于埋深较深、管径较大和迁改困难的污水管线，高架桥梁采取避让污水管线设计和施工方案。对于污水管线管顶标高不与承台位置冲突，高架桥梁采用花瓶墩骑跨方式；对于污水管线管顶标高与承台位置冲突，高架桥梁采用双柱式桥墩。

骑跨桥墩桩间距按4.2m设计，承台厚度按2.5m设计，结构计算满足规范要求；污水管线平面位置不完全位于中分带中间，对于偏离较多情况，通过承台进行偏位，根据《城市工程管线综合规划规范》（GB 50289—2016）第4.1.9条规定，污水管线与建筑物最小水平净距为2.5m。受污水管线深度、管线直径等限制因素的影响，对污水管线采取增加桩基钢护筒长度的安全保护措施后可减少污水管线与桩基最小水平距离。局部桩基边缘距离污水管线垫层（DN1200）最小水平距离控制在0.4m左右，平均水平距离为0.6m；双柱式桥墩桩基础边缘距离管线最小距离为0.8m，平均距离为1.2m。

根据《城市工程管线综合规划规范》（GB 50289—2016）第4.4.1条规定，污水管线最小覆土厚度为0.7m，承台底距离管线顶部最小距离为0.7m。

高架桥梁避让污水管线方案如图3、图4所示。

高架桥梁采用避让污水管线方案增加工程造价远远低于管线迁改,且该地段管线迁改困难，高架桥梁避让污水管线方案很好地解决了污水管线不能迁改或迁改困难的问题。但避让污水管线也存在污水管线局部后期无法开挖修复、双柱墩与独柱花瓶墩景观效果不统一等不足之处。

图1 世贸大道污水管线平面图（单位：m）

图2 世贸大道污水管线立面图（单位：cm）

图3 桥墩基础骑跨污水管线截面示意图（单位：cm）

图4 双柱墩跨越污水管线截面示意图（单位：cm）

2.2 施工设计方案

根据高架桥梁避让污水管线方案，桥梁桩基距离管线较近。地勘资料显示该段地质表层主要为填土，填土主要由黏性土、碎石、基岩碎块等组成，表层20～30cm为黑色沥青混凝土，局部含块石，局部混少量建筑垃圾，均一性差。碎块石径一般为2～10cm，大者大于20cm。填土层土质均匀性差、欠密实、渗透性大、自稳性差，桩基施工时应采取有效的防护措施，尤其是个别区域有素混凝土、块石分布，块石粒径大，设计和施工时应充分考虑块石对桩基施工的影响。

根据现场坑探显示填土层局部含块石，块石大小不一且块石间隙较大，桩基施工存在破坏既有污水管道、扰动污水管道基础等风险。鉴于块石分布不均、块石粒径及块石层厚差异较大，高架桥梁避让污水管线下方是否存在块石及块石粒径大小无法判断等因素，现提出块石影响区域施工桩基方案。

方案一：桩基临时钢护筒打入强风化基岩中，块石粒径较小或无块石区域采用旋挖钻机正常施工；块石粒径较大区域，钢护筒无法打入时，采用人工清障块石，埋设钢护筒，旋挖钻机正常施工。

方案二：桩基临时钢护筒打入强风化基岩中，块石粒径较小或无块石区域采用旋挖钻机正常施工；块石粒径较大区域，钢护筒无法打入时，采用填土置换块石，埋设钢护筒，旋挖钻机正常施工。

根据浙江省《关于发布<浙江省公路水运工程落后施工工艺、设备和材料的淘汰目录（第一批）>的通知》（浙交〔2019〕35号），限制人工挖孔桩的使用。对于粒径超过一倍桩径的块石，推荐采用“冲裂”和“静裂”人孔清障方式。根据工程运营阶段桥梁桩基础的受力及变形机理，桥梁桩基础与管线净距在0.75倍桩径以上时可认为桩基不会对地下管线产生不良影响。避让污水管线高架桥梁桩基采用1m桩径，即桩基与管线净距满足0.75m时桩基不会对污水管线产生不利影响。鉴于骑跨桥墩与污水管线基座水平净距平均值为0.6m，运营阶段桩基对污水管线不会产生不利影响，但施工桩基时采用增长桩基钢护筒长度的防护措施，既可减小桩基施工对污水管道的冲击影响，也能避免污水管道破损对桩基施工的不利影响。

如表1所示，根据两种桩基施工方案造价和优缺点比较，块石影响区域桩基施工推荐采用方案一。

表1 桩基施工方案比较（块石影响区域）

3 结束语

通过桥墩避让污水管线的方式解决了污水管线无法迁改或迁改困难的问题，通过增加桩基钢护筒长度、人工清障和旋挖钻机的施工措施保证桩基施工和既有污水管线的安全。