轨道地铁上方道路路基处理技术方案研究

祝廷尉、邓凤霞、雷鹏

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉430056）

0 引言

我国城市轨道交通工程建设规模不断发展，轨道地铁与周边道路工程相互影响关系趋于复杂。不同工程建设方案相互影响相互制约。当轨道交通进入运营期后，各地铁保护单位对后于地铁建设的工程提出了明确的工程建设控制标准，在保证已有地铁正常安全运行的基础上方可开展施工建设[1]。对于珠三角冲积平原的沿海城市道路，道路路基处理需重点考虑对深层软弱土的处理，保证路基稳定性和工后沉降满足相关规范要求。常用一般方案有：换土垫层法、排水固结法、水泥搅拌桩、高压旋喷桩、CFG桩等[2]。轨道地铁上方道路路基处理应综合考虑处理方案对轨道地铁的影响，保证道路路基处理满足要求下尽可能减小对地铁的影响[3]。

本文针对某道路与地铁共线段，在充分考虑其现场条件和对地铁运营的基础上，考虑与周边地铁的盾构段和明挖段不同空间位置关系，道路路基处理采用有针对性的方案，成果可为后续城市道路与轨道交通共线段建设提供参考。

1 工程概况

1.1 道路与地铁关系

工程范围内L道路工程与地铁S号线工程存在平面交叉和共线。项目区内地铁S号线包括盾构隧道区间段、明挖结构区间段和一处地铁场站。地铁以盾构型式从道路东侧斜穿至西侧，盾构隧道埋深约地下18m。后在平面上与道路存在一段共线段，该段范围内以一定的爬坡角度进入盾构与明挖结构交界处，接入某地铁站台，站台处埋深较浅约4m。后以明挖框架结构从道路西侧斜穿至东侧。根据现场施工情况调查，地铁区间线和地铁站范围内土建主体结构已施工完毕，目前进行机电附属设施安装及调试工作。

L道路工程晚于地铁工程实施，道路设计等级为一级公路，道路红线宽度60m，采用主线六车道辅道四车道标准断面形式。道路与地铁平面关系位置如下所示（见图1）。

1.2 场地环境

道路沿线地貌单元属珠江三角洲平原及剥蚀残丘地貌单元，地形地势较为平坦，起伏不大。沿线地面高程为1.58～7.15m。

共线段场地地层从上至下依次为素填土、淤泥质粉细砂、淤泥质土、粉细砂、中粗砂和中风化层。盾构区间主要从淤泥质粉细砂和淤泥质土中穿过。明挖区间地层从上至下依次为素填土、淤泥质粉细砂、淤泥质土、强风化含砾粗砂岩、中风化含砾粗砂岩，基底基本位于淤泥质土中，场地条件较差。

素填土层在沿线场地广泛分布，厚度横向差异较大，局部填有碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾。软土主要为海陆交互相沉积成因的淤泥、淤泥质土层及河湖相土层，软土力学性质很差，极易被扰动。软土属高压缩性土，极易因其体积的压缩而导致地面和建筑物沉降，根据地区经验及试验结果对地基稳定性及沉降控制均有不利影响。

2 控制标准

2.1 轨道结构安全控制

道路工程项目施工期间，容易导致地铁结构的受力和变形发生改变，可能影响地铁结构的正常使用，严重时影响地铁结构的安全。根据《城市轨道交通既有结构保护技术规范》（DBJ/T15-120-2017）及《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202-2013），城市轨道交通结构安全控制指标值应符合相关（见表1）。

表1 城市轨道交通结构安全控制指标值

2.2 地铁保护单位要求

根据地区地铁管理部门保护条例，地铁隧道结构顶部6m和左右各5m范围为严格控制范围，限制各类桩基及施工机械进入。道路路基处理须严格按照要求执行，满足相关规范控制要求。

3 路基处理方案

3.1 路基处理原则

地铁共线段存在地质条件差、地铁结构埋置浅等特点。综合考虑方案的可行性、安全性和经济性等，确定软土地基处理原则如下：地铁隧道结构顶部6m和左右各5m范围为严格控制范围，限制各类桩基及施工机械进入；隧道结构上部限制范围根据隧道结构埋深采用水泥搅拌桩或采用泡沫轻质土填筑处理；两侧限制范围外根据软土厚度采用水泥搅拌桩处理；严格控制范围内不宜用搅拌桩处理时，对于填方一般共线路段采用泡沫轻质土填筑；严格确保桥涵结构物桩基距离隧道结构物净距不小于6m，地铁隧道抗浮及地表增加荷载不超过20kPa。

3.2 盾构深埋段

L道路采用主线高架六车道+地面辅道四车道布置形式。主线跨线桥桥墩平面位置以距离地铁结构物外侧不小于6.5m控制，两侧地面辅道位于地铁S号线影响范围内，辅道设计高程为2.66～3.42m，地铁S号线盾构埋深约16.3～19.4m，盾构地铁埋深较深。根据相关控制要求确定处理方案，在隧道结构严格控制区域外上部采用水泥搅拌桩处理，梅花型布置，桩径0.5m，桩底不侵入结构范围6m控制区域（见图2）。

3.3 盾构浅埋段

L道路的部分主线和辅道位于地铁S号线影响范围内。道路路面设计高程为3.20～3.76m，隧道结构埋深约7.0～8.3m，隧道结构埋深相对较浅，不宜采用过短的水泥搅拌桩处理。综合考虑后确定在地铁影响范围内采用路面结构层下换填泡沫轻质土处理，地铁影响范围外采用水泥搅拌桩处理（见图3）。

3.4 盾构明挖交界段

L道路的主线和辅道均与地铁平面共线，路面设计高程为3.52～4.09m，地铁埋深约为2.8～5.3m，该段地铁为盾构明挖交接段，且埋深小于6m。地铁保护单位要求在该段限制地表进行大面积开挖换填，避免地铁结构交接段出现变形破坏，故换填轻质土方案不可行。综合考虑后在隧道结构严格控制区域上部路面结构下采用钢花管注浆加固，受地铁控制段范围外采用双向水泥搅拌桩处理（见图4）。

3.5 明挖结构段

L道路的主线和辅道均在隧道结构严格控制区域内，道路路面设计高程为3.52～4.09m，明挖框架结构埋深约为2.8～5.3m，埋深较浅。明挖框架结构外侧地铁均采用了地下连续墙作为支护开挖结构。综合考虑后在隧道结构严格控制区域上部可采用泡沫轻质土进行处理。隧道结构严格控制区域外采用水泥搅拌桩处理（见图5）。

L道路的路基处理方案经第三方专项安全评估分析，处理方案综合考虑了对地铁区间结构影响，方案实施期间地铁结构的内力和变形满足规范要求，不影响地铁的安全和正常使用，道路路基处理方案基本可行。

4 其他保障措施

地铁保护范围内按地铁保护要求进行组织施工。施工中应严格控制地铁上方的超载，应尽量使得地铁上方超载小于20kPa。不得在地铁隧道上方堆放重物、行走重型施工机械。道路施工时，应采用震动较小的施工机械，重量不宜超过25t。

道路施工方式的不同引起的地铁变形也不尽相同，通过监测可了解结构实际受力状态，判断结构的安全承载能力和使用条件。通过监测系统收集各种技术数据，建立数据库，以便更好地随时掌握结构变形全貌。

及时发现变形现状及发展趋势，并采取处理措施预案，编制安全应急措施，当地铁周围位移超限、道路发生开裂、下沉时，立即进行加固处理，严重情况应立即组织人员紧急疏散，同时进行严格处理、上报上级主管部门。

5 结语

在既有建设完成的地铁上方建设实施的道路工程，由于轨道结构物的安全影响限制，相比与普通道路软土地基处理，地铁上方路基处理需针对轨道地铁不同位置采用针对性处理方案，需同时满足对结构影响的控制要求和地方保护条例要求。

道路实施过程中，施工机械、作业方式和工序对地铁结构变形也会造成不同程度的影响，应根据项目特点制定专项施工控制方案，在现场尚应制定专项监测方案和应急预案，才能确保工程顺利实施。本项目成果可为后续道路与轨道交通共线段建设提供参考和经验。