田俊芹

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

0 引言

城市軌道交通線路在城市的老城區(qū)內(nèi)沿主要交通走廊敷設(shè)，將不可避免地與已建居民樓和高架道路橋梁的基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的位置關(guān)系矛盾。軌道交通線路平面走向方案設(shè)計中，有必要在綜合考慮周邊環(huán)境影響、社會影響、工程實施難度和工程投資等方面基礎(chǔ)上，對線路與居民建筑、高架道路橋梁的基礎(chǔ)位置關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，并最終確定一個安全、經(jīng)濟(jì)、合理的實施方案，減少對已有建構(gòu)筑物的影響。為更好地利用城市地下空間，上下重疊隧道技術(shù)［1－4］和樁基托換技術(shù)［5－7］相繼在深圳地鐵、北京地鐵等項目建設(shè)中得到成功應(yīng)用，也有業(yè)內(nèi)人士對上下重疊隧道技術(shù)進(jìn)行了理論分析［8－9］。以往的工程案例和研究成果基本為深圳、北京等地質(zhì)條件較好地區(qū)，而天津地區(qū)屬軟土地層，地質(zhì)條件相對較差，為此工程難度較大。本文以天津地鐵5號線線路穿越建筑物密集的東風(fēng)立交橋區(qū)域線站位方案為基礎(chǔ)，針對線路穿越大量的居民住宅樓、東風(fēng)立交橋及鐵路橋、鐵路段場股道等工程難點，以及天津軟土地層，地質(zhì)條件遠(yuǎn)較北京、深圳差的特點，提出左右線采用上下重疊布置的線站位布局方案，較傳統(tǒng)的常規(guī)方式占用地下空間少，減少拆遷量、降低工程造價及對周邊環(huán)境的影響。通過對5號線線站位布設(shè)方案、軟土地層上下重疊區(qū)間隧道盾構(gòu)技術(shù)及樁基托換技術(shù)措施研究，對軌道交通線路設(shè)計中如何最大程度避免對已有建構(gòu)筑物干擾，減少社會影響，維護(hù)社會穩(wěn)定，提出一種解決思路和方法。

1 工程概述

1.1 天津市軌道交通5號線概況

天津市軌道交通5號線是中心城區(qū)東南半環(huán)的外部填充線，北起北辰區(qū)雙街，南至西青區(qū)梨園頭。線路全長33.8 km，其中地下線 32.7 km，地面線 0.8 km，過渡段0.3 km。該線在天津市東南部主要沿靖江路、紅星路(中環(huán)線)、大直沽西路、奉化道南北向走行。

1.2 東風(fēng)立交橋及周邊環(huán)境概況

東風(fēng)立交橋位于天津市河?xùn)|區(qū)紅星路與津濱大道的交匯處，是天津市中環(huán)線上的一個重要交通節(jié)點。立交橋為高架3層互通式公路立交橋，南北向長約2.8 km，主橋和引橋橋墩設(shè)置密集。立交橋建于2003年，主橋部分為雙向通行，橋梁下部承臺結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)采用4根φ1.2 m，L=54 m的鉆孔灌注樁，橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力35 m跨連續(xù)箱梁，橋面寬度為12.75 m。引橋橋梁，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，H=180 cm;承臺下方為2根φ1.5 m樁基，樁長52 m，配筋段長38 m，縱向主筋為28φ22，HRB335級鋼筋。

軌道交通5號線靖江路站、程林莊道站、津塘路站及相鄰區(qū)間線路長3.3 km，為地下線路，位于線路的中間地段，沿中環(huán)線敷設(shè)，與新建的快速路東風(fēng)立交橋主橋平行布置，線路依次下穿東風(fēng)立交橋引橋、京津城際延伸線、津秦客專高架橋以及京山鐵路6股道，程林莊道站為5號線與規(guī)劃地鐵4號線換乘站。

東風(fēng)立交橋西北、東北象限地塊內(nèi)分別為向陽樓、嘉華里、嘉禧園、向陽花園、靜墅里、來安里等居民小區(qū)，均為6層樓房;南側(cè)有津秦客專、京津城際延伸線高架橋及場段咽喉區(qū)鐵路股道;西南、東南象限地塊內(nèi)有金堂南里、匯賢里、林楓花園等居民小區(qū)以及工務(wù)段、材料公司、裝飾城、變電站等建筑物，立交橋周邊地上、地下建構(gòu)筑物密集。

1.3 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

沖積平原，地形平坦。表層第四系全新統(tǒng)人工堆積的雜填土、素填土，下為第四系全新統(tǒng)至上更新統(tǒng)的黏土、粉質(zhì)黏土、粉土及粉細(xì)砂。圍巖分級為Ⅵ級。潛水主要賦存于人工填土、新近沉積層、上組陸相沖積層及海相沉積層。含水介質(zhì)顆粒較細(xì)，水力坡度小，地下水徑流十分緩慢。由于場地距離津河、海河較近，地下潛水與津河、海河有一定的水力聯(lián)系。隧道洞體結(jié)構(gòu)主要位于粉質(zhì)黏土層，局部位于粉土承壓含水層中。

圍巖分類、土石分級及承載力基本值f0見表1。

表1 圍巖分類、土石分級及承載力基本值f0Table 1 Basic values of classification and bearing capacity of strata

1.4 立交橋區(qū)域早期規(guī)劃線路工程特點及難點

在天津市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和近期建設(shè)規(guī)劃階段，規(guī)劃軌道交通5號線靖江路站、程林莊道站至津塘路站區(qū)間線路沿靖江路、紅星路、大直沽西路、奉化道敷設(shè)，在東風(fēng)立交橋北端，線路由道路中心偏向東側(cè)，左、右線均敷設(shè)于東風(fēng)立交橋以東，下穿向陽花園、大通花園、靜墅里、來安里、懿德園等居民小區(qū)，以及市政教育中心等建筑物。該區(qū)間線路穿越東風(fēng)立交橋的方案為采用盾構(gòu)隧道從立交橋主橋東側(cè)匝道橋樁基間穿過，無需改造和托換東風(fēng)立交橋的引橋樁基。但區(qū)間線路需下穿向陽花園、大通花園、靜墅里、來安里等居民小區(qū)，共計24棟6層居民樓，工程實施難度極大。該規(guī)劃線位線路平面見圖1的東側(cè)雙線繞行方案及圖2的節(jié)點平面圖。

圖1 東風(fēng)立交橋區(qū)域線路方案示意圖Fig.1 Scheme of Metro line in Dongfeng Interchange area

圖2 圖1 A節(jié)點平面圖Fig.2 Detail of Zone"A"in Fig.1

2 軌道交通5號線穿越東風(fēng)立交橋區(qū)域線站位方案調(diào)整研究

5號線區(qū)間下穿向陽花園、大通花園、靜墅里、來安里等居民小區(qū)共計24棟6層居民樓，對居民生活、樓房安全及社會穩(wěn)定性影響較大，工程實施難度極大。因此有必要結(jié)合東風(fēng)立交橋樁基布置、周邊已建居民小區(qū)樓房布置以及京津城際延伸線、津秦客專高架橋樁基位置等情況，對該段5號線靖江路站至津塘路站三站兩區(qū)間線站位方案進(jìn)行深入研究，在確保降低工程實施風(fēng)險的基礎(chǔ)上，減少對周邊居民住宅樓影響，減少區(qū)間施工和運(yùn)營期間對東風(fēng)立交橋結(jié)構(gòu)和交通影響，降低可能產(chǎn)生的社會不良影響。綜合考慮以上因素，研究了如下3個區(qū)間線路采用盾構(gòu)隧道穿越立交橋密集建筑區(qū)方案。

2.1 方案1:東風(fēng)立交橋東側(cè)左右線上下重疊方案

線路自靖江路站，沿靖江路敷設(shè)，在東風(fēng)立交橋前，線路向東偏向路東側(cè)，同時兩線上下拉開，左右線由水平過渡為上下重疊的方式沿橋東側(cè)的紅星路敷設(shè)。在與程林莊道交口設(shè)程林莊道站，結(jié)合線路敷設(shè)形式，程林莊道站設(shè)計為上下重疊的側(cè)式站，與規(guī)劃軌道交通4號線交叉換乘，同時考慮了與4號線的換乘條件。線路上下重疊(見圖3)從東風(fēng)立交橋東側(cè)的樁群空擋間穿過，因樁基較多，需要對立交橋2處匝道橋的樁基進(jìn)行托換，并下穿2棟6層居民樓住宅。線路于京津城際延伸線、津秦客專高架橋樁基間穿過，下穿天津月牙河火車站西段咽喉區(qū)京山鐵路6股道，左右線逐步過渡為并行等高形式，在津塘路口設(shè)津塘路站。該方案線路平面見圖1的東側(cè)雙線上下重疊方案線路平面示意圖，線路縱斷面示意見圖4，橫剖面示意見圖5。

圖3 水平敷設(shè)過渡為上下重疊布置示意圖Fig.3 Sketch of converting from horizontally-parallel tunnel tubes to up-down overlapping tunnel tubes

圖4 左右線上下重疊布置線路縱斷面示意圖Fig.4 Longitudinal profile of tunnel tubes

圖5 東側(cè)左右線上下重疊布置穿越橋樁基處橫剖面圖Fig.5 Profile of tunnel tubes at bridge foundation position(Scheme I)

2.2 方案2:東風(fēng)立交橋西側(cè)左右線上下重疊方案

線路出靖江路站后，沿靖江路敷設(shè)，在東風(fēng)立交橋北端，線路向西偏向路側(cè)，同時兩線上下拉開，左右線由水平過渡為上下重疊的方式沿橋西側(cè)的紅星路敷設(shè)。在東風(fēng)立交橋的西側(cè)設(shè)程林莊道站，與4號線的換乘站設(shè)站條件較差，車站位于曲線上，且拆遷量大。線路上下重疊從東風(fēng)立交橋西側(cè)的樁群空擋間穿過，因樁基較多，需要對立交橋3處匝道橋的樁基進(jìn)行托換，線路上下重疊區(qū)段盾構(gòu)結(jié)構(gòu)外緣距東風(fēng)立交橋匝道橋橋墩的最近距離約1 m，距1棟6層、1棟7層居民住宅樓的最近距離約2 m。線路于京津城際延伸線、津秦客專高架橋樁基間穿過，下穿京山鐵路6股道，左右線上下重疊形式至津塘路口設(shè)津塘路站。該方案線路平面見圖1的西側(cè)雙線上下重疊方案線路平面示意圖，線路縱斷面、橫剖面示意如圖4和圖6所示。

圖6 西側(cè)左右線上下重疊布置穿越橋樁基處橫剖面圖Fig.6 Profile of tunnel tubes at bridge foundation position(Scheme II)

2.3 方案3:東風(fēng)立交橋兩側(cè)單線繞行方案

線路出靖江路站后，沿靖江路敷設(shè)，在東風(fēng)立交橋北端，線路左、右線分開布置在東風(fēng)立交橋兩側(cè)，線路在橋墩和路側(cè)建筑物空隙中穿過，在大直沽西路與八緯路交口附近逐漸由路兩側(cè)回到路中。在與程林莊道交口設(shè)程林莊道站，結(jié)合線路敷設(shè)形式，程林莊道站設(shè)計為分離島式車站，與規(guī)劃4號線交叉換乘。線路左右線從東風(fēng)立交橋兩側(cè)的樁群空擋間穿過，因樁基較多，左線需對立交橋2處匝道橋樁基進(jìn)行托換，并下穿2棟6層居民樓住宅。右線需對立交橋3處匝道橋的樁基進(jìn)行托換。線路于京津城際延伸線、津秦客專高架橋樁基間穿過，下穿天津月牙河火車站西段咽喉區(qū)京山鐵路6股道，在津塘路口設(shè)津塘路站。該方案線路平面圖如圖1兩側(cè)單線繞行方案線路平面示意圖。線路縱斷面、橫剖面示意如圖7和圖8所示。

圖7 兩側(cè)單線繞行布置線路縱斷面示意圖Fig.7 Longitudinal profile of tunnel tube(Scheme III)

圖8 兩側(cè)單線繞行穿越立交橋處橫剖面示意圖Fig.8 Profile of tunnel tubes at bridge foundation position(Scheme III)

各方案比較見表2。

表2 方案比較表Table 2 Comparison and contrast among different schemes

3 推薦方案

通過上述方案研究，并從以下幾個方面因素分析:

1)從對周邊環(huán)境、居民生活及社會穩(wěn)定性影響方面看，方案1線路左右線采用上下重疊布置，區(qū)間隧道既避開了東風(fēng)立交橋主橋樁基，又減小了對立交橋東側(cè)密集居民小區(qū)住宅樓的影響，對周邊居民住宅樓的振動影響較小，工程可實施性強(qiáng)。

2)從減少對東風(fēng)立交橋結(jié)構(gòu)及交通影響方面看，方案1區(qū)間線路實施僅需托換2處匝道橋樁基，施工風(fēng)險和難度都不是很大。雖在匝道樁基托換施工期間需分期封閉2條匝道，對進(jìn)出立交橋主橋的交通有影響，但通過合理的交通組織方案可以解決。

3)從盡量避免拆遷方面看，方案1僅需下穿2棟6層居民住宅樓，減少22棟，節(jié)省工程投資，減小了實施難度。

4)從車站功能看，方案1，程林莊道站與4號線換乘方便，設(shè)站條件好。津塘路站為標(biāo)準(zhǔn)島式車站，使用便捷。

5)長距離的上下重疊盾構(gòu)隧道施工雖增加了一定的實施難度，但已在我國多個城市的地鐵區(qū)間隧道實施中有過類似的應(yīng)用。通過制定合理的實施方案及工程措施，可控制并減小施工時兩隧道的相互影響，保證區(qū)間隧道的施工安全。

綜合以上分析研究認(rèn)為:方案1，線路在立交橋東側(cè)采用上下重疊盾構(gòu)隧道形式穿越東風(fēng)立交橋方案，確定為該段線站位的優(yōu)選設(shè)計和實施方案。

4 實施方案主要工程風(fēng)險及工程措施

程林莊道站－津塘路站區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，區(qū)間長1 347 m。區(qū)間上下重疊布設(shè)，最小凈距2.28 m，津塘路站站端盾構(gòu)在半徑350 m的緩和曲線上始發(fā);盾構(gòu)區(qū)間有2處匝道橋樁基托換。近距離上下重疊盾構(gòu)施工和樁基托換均存在一定的施工風(fēng)險。針對天津地區(qū)地下水豐富的特點，在設(shè)計中除選擇合理的施工工法外，還需采用必要的、有針對性的輔助施工措施，對地層進(jìn)行加固和止水處理，以保證隧道的安全施工，保護(hù)周圍環(huán)境。

4.1 區(qū)間隧道

4.1.1 區(qū)間隧道設(shè)計

當(dāng)區(qū)間隧道上下或左右并行時，2平行盾構(gòu)隧道凈距不宜小于隧道外輪廓直徑［10］。而隧道上下重疊時凈距如取1倍盾構(gòu)直徑，車站層高、基坑開挖深度、施工難度、投資將大大增加。

根據(jù)國內(nèi)其他城市盾構(gòu)施工的經(jīng)驗，已有2隧道之間凈距1.0 m成功的先例［3－4］。程林莊道站上下重疊區(qū)間要求凈距不小于2.0 m，出程林莊道站后線間距逐漸拉開，滿足凈距不小于1倍盾構(gòu)直徑要求。

4.1.2 區(qū)間隧道施工方法及措施

4.1.2.1 相互影響分析

當(dāng)2隧道之間凈距大于1倍盾構(gòu)直徑時，盾構(gòu)隧道施工基本無影響［11］;而對隧道凈距小于1倍盾構(gòu)直徑的段落，設(shè)計、施工時必須考慮以下幾個方面2盾構(gòu)隧道之間的相互影響:1)先筑隧道引起的圍巖松弛對后筑隧道產(chǎn)生的影響，后筑隧道引起的圍巖松弛范圍的變化對先筑隧道的影響;2)后筑隧道的開挖對先筑隧道的影響;3)因壓漿而產(chǎn)生的擠壓影響。

上述影響可能導(dǎo)致襯砌變形、接頭螺栓斷裂、漏水、先筑隧道移位、地表下沉增大等現(xiàn)象。

4.1.2.2 施工順序分析

受車站換乘方式及規(guī)模影響，重疊隧道上下(左右)隧道間距小、隧道埋深淺、與既有橋墩之間距離近等一系列復(fù)雜因素，使得隧道結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。隧道施工方法、施工步驟以及輔助工法的選用既要考慮隧道施工過程結(jié)構(gòu)體系和受力的轉(zhuǎn)換，又要考慮因隧道施工開挖卸載、圍巖的松動、地下水位降低等因素對鄰近建筑基礎(chǔ)和橋墩的影響。

對于上下重疊區(qū)間隧道，是"先上后下"的施工順序還是"先下后上"的施工順序也是本段區(qū)間安全施工的關(guān)鍵。不同施工順序的相互影響分析見圖9和圖10。

圖9 管片間土體豎向主應(yīng)力SZZFig.9 Vertical principal stress of soil between twin tubes

圖10 地層最大主應(yīng)力pFig.10 Maximum principal stress of strata

對于采用先上后下施工順序，結(jié)構(gòu)、地層整體變形絕對值較小，且對于地層應(yīng)力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制也能達(dá)到較好的效果。但是，該種施工方法，在下洞施工時，對于上洞已建隧道的影響較大，若施工不當(dāng)或措施不足，容易引起上洞因不均勻沉降變形導(dǎo)致管片扭曲或剪切超出限值，甚至影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

采用先下后上施工順序，地層的沉降變形絕對值較大，但與單獨(dú)施工下洞時造成的變形值相近，通過采取合理的措施，可合理控制其在允許范圍內(nèi)。相比而言，下洞隧道先行開挖的情況下，土體沉降變小或者回彈，隧道間距變化、地層損失率變化和土體彈性模量變化對土體沉降變化率影響較小。且該種施工順序?qū)σ呀ㄋ淼赖挠绊戄^小，工程風(fēng)險等級較低。

綜合以上分析，2種施工順序各有優(yōu)缺點，鑒于天津軟土地層，且地下水豐富，區(qū)間隧道多處于承壓含水層中，盾構(gòu)施工過程中對土體的擾動易誘發(fā)更多風(fēng)險。因此，對于該段長距離上下重疊隧道區(qū)間，采取安全系數(shù)較高，上下洞相互影響較小的施工方式，即先施工下洞，后施工上洞的施工順序。

4.1.2.3 設(shè)計措施

結(jié)合上述區(qū)間上下重疊隧道相互影響分析及施工順序分析，設(shè)計上采取了如下措施。

1)結(jié)構(gòu)受力檢算時，管片配筋考慮施工組合(盾構(gòu)自重作用下)，并提高管片連接螺栓等級(5.8級提高至8.8級)。2)采用先下后上的施工順序，考慮上洞施工對下洞先建隧道的影響，上洞施工時，在下洞設(shè)置鋼支架，控制下洞成型隧道變形。3)設(shè)洞內(nèi)二次深孔加強(qiáng)注漿，重疊區(qū)間采用多注漿孔(16個)管片，袖閥管注漿，注漿時機(jī)為管片出盾尾后5環(huán)，注漿形成有效厚度不小于3 m的注漿圈，控制結(jié)構(gòu)變形。

4.1.2.4 施工控制措施

盾構(gòu)區(qū)間上下重疊區(qū)段靠近東風(fēng)立交橋，為減小施工時對橋墩的影響，掘進(jìn)時要對盾構(gòu)的推進(jìn)速度進(jìn)行控制，要慢慢地推，分小段推;慢慢地轉(zhuǎn)，均勻地轉(zhuǎn);頂住正面，調(diào)整壓力;封住盾尾，合理注漿。盾構(gòu)掘進(jìn)施工引起的地表隆沉是盾構(gòu)正面壓力引起的地表隆沉以及盾構(gòu)側(cè)壁引起的土體隆沉2部分的疊加;盾構(gòu)掘進(jìn)將使土體的孔隙水壓力升高，分小段推進(jìn)能使孔隙水壓力的峰值降低，從而減少沉降值或隆起值;盾構(gòu)在曲線掘進(jìn)過程中盾構(gòu)姿態(tài)不斷變化，必然會由于超挖而導(dǎo)致地層的損失，分小段掘進(jìn)以及均勻地轉(zhuǎn)動，是降低地層損失的最好方法，從而減小對橋墩的影響。

為保證先筑隧道的安全，減小地面沉降對橋墩的影響，建議采取如下施工措施:1)在后筑隧道影響范圍內(nèi)預(yù)先對先筑隧道內(nèi)部設(shè)鋼支撐進(jìn)行襯砌加強(qiáng)，對橋墩進(jìn)行注漿加固。2)在盾構(gòu)穿越過程中嚴(yán)格控制土艙壓力，同時需嚴(yán)格控制與土艙壓力有關(guān)的施工參數(shù)，如推進(jìn)速度、出土量等，以保持盾構(gòu)掘進(jìn)面穩(wěn)定和平衡，施工中應(yīng)特別注意調(diào)整推進(jìn)速度和出土量使土艙壓力波動控制在最小的幅度范圍內(nèi)，以減小對相鄰隧道及橋墩的影響。3)嚴(yán)格控制同步注漿和漿液質(zhì)量，通過同步注漿及時填充建筑空隙，減少施工過程中土體的變形。4)嚴(yán)格控制盾構(gòu)的姿態(tài)，盾構(gòu)姿態(tài)的變化不宜過大、過頻，以降低土層的損失和對周圍土體的擾動。5)在盾構(gòu)推進(jìn)調(diào)整優(yōu)化施工參數(shù)的過程中，在已施工完成的盾構(gòu)隧道內(nèi)及橋梁和橋墩處安置自動監(jiān)測系統(tǒng)對隧道的管片及橋梁和橋墩變形、差異沉降等進(jìn)行實時、精確的監(jiān)測，必要時布設(shè)人工監(jiān)測點，用于檢驗和校核自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)，從而對上穿隧道起到指導(dǎo)和反饋的作用，有效控制盾構(gòu)隧道和橋梁的變形和沉降。

4.2 匝道橋樁基托換

地鐵5號線程林莊道站－津塘路站段區(qū)間左右線沿東風(fēng)橋東側(cè)2線上下并行，左線在上，右線在下。盾構(gòu)區(qū)間與東風(fēng)橋津濱大道側(cè)有2處匝道橋樁基位置沖突，橋面高約19 m，樁基為φ1.5 m鉆孔灌注樁，樁底標(biāo)高 －47.62 m(大沽高程)，埋深約50.0 m。沖突位置采用樁基托換，拔除原有樁基，以保證盾構(gòu)順利通過。

結(jié)合匝道橋變形要求以及整體性能，樁基托換采用預(yù)應(yīng)力梁的主動托換方式。托換時將上部結(jié)構(gòu)柱荷載通過節(jié)點傳遞至梁上來實現(xiàn)托換。在梁的縱向上設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼絞線束，橫向上采用精扎螺紋鋼收緊，利用張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線束時提供的反拱來減小托換梁的變形，同時也使得托換新樁產(chǎn)生預(yù)壓以減少沉降。樁基托換示意如圖11所示。

圖11 樁基托換示意圖Fig.11 Underpinning of pile foundation

為控制施工質(zhì)量和保證托換的安全有序進(jìn)行，主要施工步驟如下。

1)前期準(zhǔn)備及輔助工程，詳細(xì)調(diào)查并記錄現(xiàn)有橋梁的全面狀況，包括:沉降、裂縫、損壞情況;布置測量基準(zhǔn)點;實地測定隧道中心線，樁位點、影響線等。同時做好其他前期準(zhǔn)備及輔助工程工作。

2)托換樁基的施工，該匝道橋托換樁基采用鉆孔灌注樁，同時施工樁帽。

3)托換梁系基坑施工，開挖范圍是以整個轉(zhuǎn)換梁外邊緣為界，并預(yù)留預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)具的位置，開挖到托換梁底再加墊層厚度?；娱_挖要做好擋護(hù)，同時應(yīng)注意上部結(jié)構(gòu)的變化。

4)托換梁施工，整個托換梁混凝土連續(xù)灌筑，不留施工縫，施工時應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道。

5)對托換梁施加預(yù)應(yīng)力。

6)安裝千斤頂，施加頂力及被托換樁基的基坑土方挖運(yùn);樁帽及托換大梁之間安裝千斤頂。

7)根據(jù)需要施加千斤頂壓力，完成力的轉(zhuǎn)換和樁的初步沉降變形。

8)拆除千斤頂，完成托換梁與新樁間的連接，完成整個托換工程。

9)施作既有樁基切除基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行基坑開挖。

10)既有樁基拆除設(shè)備就位并分部切除既有樁基至區(qū)間隧道下方不少于1 m。

11)切除完畢后立即回填。

樁基托換施工工序如圖12所示。

圖12 樁基托換施工工序示意圖Fig.12 Construction process of pile foundation underpinning

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

1)隨著城市軌道交通建設(shè)速度加快，線路穿越城市密集建筑區(qū)地段，線路設(shè)計中可選擇采用左右線上下重疊布置方式，能有效避讓線路兩側(cè)建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)，充分利用地下空間，增加線路選線自由度，解決擁擠空間內(nèi)的布線難題，可為類似工程設(shè)計提供借鑒。

2)上下重疊盾構(gòu)隧道采用先下后上的施工順序，減少上下洞體的相互影響，但由于天津地層有別于北京、深圳，其效果還有待工程實施后檢驗。

3)匝道橋樁基托換采用樁基主動托換法施工，可有效控制橋墩沉降，但由于工程尚未施工，實施后的地表沉降和橋梁變形情況還有待工程實踐結(jié)果來檢驗。

4)匝道橋樁基托換施工期間應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)測，臨時中斷橋上車輛通行，盾構(gòu)推進(jìn)過程中橋上對車輛限速或者中斷行車。

5)天津5號線正在施工中，程林莊道站及兩端相鄰區(qū)間的實施方案為本次研究中采用的左右線上下重疊布置方式。車站主體預(yù)計今年10月封頂，上下重疊盾構(gòu)施工預(yù)計10月底始發(fā)，2016年初盾構(gòu)貫通。

5.2 建議

1)隨著城市建設(shè)速度加快，應(yīng)根據(jù)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要求，對地鐵沿線做好用地規(guī)劃控制，盡量減少拆遷及與沿線建(構(gòu))筑物的相互影響。

2)在城市軌道交通設(shè)計中充分考慮周邊環(huán)境和社會影響，以及社會穩(wěn)定性和工程實施難度來選擇設(shè)計方案，確保工程可實施性。

［1］ 李連生.深圳地鐵1號線重疊段線路設(shè)計研究［J］.鐵道工程學(xué)報，2012(10):1 －5.(LI Liansheng.Study on aligment design of line 1 in overlapping section of Shenzhen Metro［J］.Journal of Railway Engineering Society，2012(10):1 －5.(in Chinese))

［2］ 李德才，扈森，王明年.深圳地鐵重疊隧道設(shè)計與施工技術(shù)要點［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2006(4):21 －26.(LI Decai，HU Sen，WANG Mingnian.Key techniques of design and construction for the overlapped tunnel in Shenzhen Metro［J］.Modern Tunnelling Technology，2006(4):21 － 26.(in Chinese))

［3］ 霍元盛.深圳地鐵2號線東黃區(qū)間盾構(gòu)隧道重疊段施工技術(shù)［J］.鐵道建筑設(shè)計，2012(1):90－94.(HUO Yuansheng.Construction technology for overlapping section of shield tunnel in Dong-Huang section of No.2 line of Shenzhen subway ［J］.Ralway Construction Technology，2012(1):90 －94.(in Chinese))

［4］ 王剛.北京地鐵8號線南鑼鼓巷站上下重疊隧道上線盾構(gòu)始發(fā)中板加固技術(shù)［J］.隧道建設(shè)，2013，33(12):1059－1063.(WANG Gang.Consolidation of intermediate slab of Metro station to ensure successful constrution of stacked tunnel:Case study on Nanluoguxiang station of Line 8 of Beijing Metro［J］.Tunnel Constrution，2013，33(12):1059 －1063.(in Chinese))

［5］ 張永生.地鐵隧道穿越橋梁樁基的托換施工技術(shù)分析［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2014(5):140 －142.(ZHANG Yongsheng.Subway tunnel crossing the bridge pile foundation underpinning construction technology ［J］.Construction＆ Design for Project，2014(5):140 －142.(in Chinese))

［6］ 金方方，徐前衛(wèi)，馬忠政，等.橋梁下方樁基托換過程中開挖暴露長度研究［J］.地下空間與工程學(xué)報，2012(2):376 － 403.(JIN Fangfang，XU Qianwei，MA Zhongzheng，et al.Study on the pile exposure length during the construction process of pile underpinning under the road bridge［J］.Chinese Journal of Underground Space Engineering，2012(2):376 －403.(in Chinese))

［7］ 毛學(xué)鋒，許智焰，胡京濤.深圳地鐵3號線廣深鐵路橋梁樁基托換設(shè)計［J］.鐵道工程學(xué)報，2012(3):91－95，111.(MAO Xuefeng，XU Zhiyan，HU Jingtao.Design of bridge pile foundation underpinning of Line 3 of Shenzhen Metro for crossing Guangzhou-Shenzhen railway［J］.Journal of Railway Engineering Society，2012(3):91 －95，111.(in Chinese))

［8］ 劉鵬，劉維.富水地層重疊隧道施工結(jié)構(gòu)及地層變形分析［J］.隧道建設(shè)，2012，32(3):323 －327.(LIU Peng，LIU Wei.Analysis on deformation of tunnel structure and ground induced by construction of overlapping tunnels in water-rich strata［J］.Tunnel Constrution，2012，32(3):323 － 327.(in Chinese))

［9］ 王明年，張曉軍，茍明中，等.盾構(gòu)隧道掘進(jìn)全過程三維模擬方法及重疊段近接分區(qū)研究［J］.巖土工程，2012(1):273 － 279.(WANG Mingnian，ZHANG Xiaojun，GOU Mingzhong，et al.Method of three-dimensional simulation for shield tunneling process and study of adjacent partition of overlapped segment［J］.Rock and Soil Mechanics，2012(1):273－279.(in Chinese))

［10］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50157－2013地鐵設(shè)計規(guī)范［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2013.(Ministry of Housing and Urban-rural Development of the People＇s Republic of China.GB 50157 － 2013 Codes for design of Metro［M］.Beijing:China Architecture ＆Building Press，2013.(in Chinese))

［11］ 中華人民共和國建設(shè)部.104－2008城市軌道交通工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國計劃出版社，2008.(Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People＇s of China.104 － 2008，Construction standard of urban rail transit engineering［S］.Beijing:China Planning Press，2008.(in Chinese))