楊 潔

(天津市市政工程設(shè)計研究總院，天津 300051)

隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，地鐵建設(shè)也在飛速發(fā)展中。天津地鐵三號線是天津市快速軌道交通網(wǎng)中的南北骨干線，全長33.76 km，其中地面線0.61 km，高架線11.06 km，地下線 21.43 km，過渡段0.60 km。線路于2012年10月1日通車。城市軌道交通在我國屬于新型工程項目，它不同于普通的鐵路交通，其高架橋與地下隧道銜接處的過渡段設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)仍處于研究探索階段。普通鐵路的路基設(shè)計規(guī)范可以借鑒，但又不能照搬。本文圍繞天津地鐵三號線高架橋與地下隧道銜接處結(jié)構(gòu)設(shè)計的展開，考慮到天津豐沛的地下水資源，為防止梁體、支座被雨水、土體淹沒，創(chuàng)造性的在橋梁結(jié)構(gòu)與土體之間采用U型槽結(jié)構(gòu)進行過渡。本文主要介紹了過渡段的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及原則、U型槽防水設(shè)計，希望給類似工程以借鑒。

1 工程概況

由于本區(qū)間敞開段與高架橋分界位置為軌頂標(biāo)高與現(xiàn)狀地面標(biāo)高相同處，本處橋梁主梁、支座均在現(xiàn)狀地面以下，為防止梁體、支座被雨水、土體淹沒，在高架橋起點段設(shè)置U型槽，將主梁、支座“鑲嵌”在U型槽內(nèi)，本區(qū)間U型槽全長129.5 m(見圖1)。

圖1 U型槽設(shè)置示意圖

2 主要設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及原則

1)U 型槽寬度:0.5 m(側(cè)墻)+8.62 m(槽體)+0.5 m(側(cè)墻)，總寬度為9.62 m。2)高架橋梁恒載。a.鋼筋混凝土構(gòu)件自重:25 kN/m3～26 kN/m3;土自重:18 kN/m3。b.混凝土收縮和徐變:參照TB 10002.3-2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第6.3.4辦理。c.水平水、土壓力:側(cè)向土壓力采用主動土壓力公式計算。墻外水、土壓力:施工階段及運營階段粘性土采用水、土分算。d.浮力與地基反力:水浮力取105%，地基彈性系數(shù)取8 000 kN/m。3)高架橋梁可變荷載:a.施工階段地面超載:按20 kN/m2;b.施工荷載:按15 kN/m2;c.設(shè)備荷載:按實際取值。4)主要計算原則。a.結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮工程地質(zhì)條件和各階段應(yīng)力變化的特點，滿足強度、剛度、施工、穩(wěn)定性、抗浮和耐久性等要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計時分別按施工階段和正常使用階段進行結(jié)構(gòu)強度計算，并進行裂縫寬度控制計算。在各種荷載短期效應(yīng)組合作用下，并考慮長期效應(yīng)組合的影響。b.結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定驗算時，不考慮側(cè)壁摩阻力，取抗浮安全系數(shù)不小于1.1。c.結(jié)構(gòu)荷載考慮了永久荷載、可變荷載、特殊荷載。d.結(jié)構(gòu)計算根據(jù)地下水位的高低進行不同工況的荷載組合。e.U型槽結(jié)構(gòu)縱向不均勻沉降控制:沿縱向每隔15 m設(shè)置一道沉降縫，在地道底板沉降縫處設(shè)置抗剪設(shè)施(枕梁)，防止縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)發(fā)生豎向錯動。

3 U型槽結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工

U型槽底板厚度為60 cm，側(cè)墻厚度為50 cm，總寬度為9.62 m。先施工U型槽范圍內(nèi)高架橋樁基礎(chǔ)及承臺，采用鋼板樁支護開挖U型槽基坑，直至挖至預(yù)定深度。開挖至設(shè)計工作界面后，進行水泥攪拌樁施工，攪拌樁直徑0.5 m，間距1.5 m，采用梅花形布置，距高架橋樁基礎(chǔ)不小于2 m，樁底高程均按照－10 m控制。地基處理完成后，在基礎(chǔ)頂面鋪筑一層50 cm厚的級配碎石墊層，然后在沉降縫位置(即地道分節(jié)段的位置)開槽澆筑枕梁，并同期澆筑10 cm厚混凝土找平墊層，產(chǎn)生強度后澆筑地道底板混凝土和側(cè)墻混凝土至側(cè)墻頂設(shè)計標(biāo)高(應(yīng)注意墻體頂罩棚預(yù)埋件的預(yù)埋)，直至U型槽結(jié)構(gòu)主體部分完成。U型槽節(jié)段之間變形縫寬2 cm，U型槽與墩柱間變形縫寬1 cm。

4 防水設(shè)計

1)防水標(biāo)準(zhǔn)與等級。本工程防水按二級標(biāo)準(zhǔn)進行防水設(shè)計，側(cè)墻表面只允許有少量偶見濕漬，而且這類濕漬在自然通風(fēng)條件下應(yīng)很快消失。2)防水混凝土設(shè)計。地道主體結(jié)構(gòu)均采用防水混凝土，應(yīng)盡量采用以耐久性為目標(biāo)、具有低水膠比的高性能混凝土。按照結(jié)構(gòu)安全、耐久、抗裂、防滲的要求確定混凝土配合比，降低水泥用量和減少水化熱，不允許出現(xiàn)貫穿裂縫。設(shè)計抗?jié)B等級為不低于W8，設(shè)計抗凍指標(biāo)為F200。3)局部防水設(shè)計:a.U型槽間變形縫部位防水設(shè)計。U型槽節(jié)間之間設(shè)置變形縫，每道縫縫寬2 cm。U型槽結(jié)構(gòu)的變形縫可采用中埋式鋼邊可注漿止水帶或者外貼式止水帶及雙組分聚硫嵌縫膏進行加強防水處理。b.U型槽施工縫部位防水設(shè)計。在U型槽施工過程中，主體結(jié)構(gòu)可能采用多次澆筑，此時施工縫需采用中埋式鋼邊橡膠止水帶進行加強防水處理。c.U型槽與高架橋墩柱間變形縫防水設(shè)計。U型槽與高架橋墩柱間也必須設(shè)置變形縫，縫寬采用1 cm。此處變形縫也可采用中埋式鋼邊可注漿止水帶及雙組分聚硫嵌縫膏進行加強防水處理。

5 結(jié)語

天津地鐵三號線工程現(xiàn)在已經(jīng)全線通車使用，過渡段目前使用狀況良好，無任何漏水等情況發(fā)生?？梢?，在地下水位較為豐盛的地區(qū)，此類過渡段處理方法可以推廣應(yīng)用。

［1］羅 瓊.地鐵高架橋與地下隧道銜接處路基過渡段設(shè)計研究［J］.路基工程，2013(5)：148-151.

［2］趙明好.天津地鐵1號線土城過渡段裂縫控制與修補工藝研究與應(yīng)用［Z］.地下工程施工與風(fēng)險防范技術(shù)(1994～2014合集).