丁 烽 羅宗保

(寧波市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 寧波 315012)

0 引言

地鐵一般敷設(shè)在已建道路下方，大部分采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工。為了確保盾構(gòu)施工的順利進(jìn)行，需要對(duì)沿線已建老橋進(jìn)行改造。首先將老橋拆除，然后把與盾構(gòu)掘進(jìn)過程中沖突的橋樁拔除，最后新建橋梁時(shí)樁基需要避開盾構(gòu)范圍，待新建橋梁完成后，方可進(jìn)行盾構(gòu)施工。因此，盾構(gòu)區(qū)間的橋梁拆復(fù)工作是確保地鐵建設(shè)順利進(jìn)行的一項(xiàng)重要節(jié)點(diǎn)。

目前，地鐵一般采用的是圓形盾構(gòu)，上下行線分別布設(shè)在兩個(gè)獨(dú)立的盾構(gòu)隧道內(nèi)，此類盾構(gòu)區(qū)間的橋梁拆復(fù)設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了許多經(jīng)驗(yàn)。隨著軌道交通建設(shè)的深入，新建線路所受到的制約條件也越來越多，尤其是在城市核心區(qū)和老舊城區(qū)，原有道路寬度較窄，周邊建筑物退讓道路紅線又很少，常規(guī)的圓形盾構(gòu)隧道已經(jīng)不能適應(yīng)在復(fù)雜條件下的地鐵建設(shè)要求，因此國內(nèi)已經(jīng)開始嘗試采用地下空間利用率更高、占地面積更小的類矩形盾構(gòu)來解決以上問題。

寧波市軌道交通4號(hào)線建設(shè)過程中，開發(fā)了“軌道交通類矩形盾構(gòu)隧道”技術(shù)體系，本文將以寧波市軌道交通4號(hào)線翠柏里站與大卿橋站區(qū)間、雙東路站與翠柏里站區(qū)間為例，闡述類矩形盾構(gòu)區(qū)間的拆復(fù)橋梁設(shè)計(jì)。

1 工程概況

寧波市軌道交通4號(hào)線翠柏里站與大卿橋站區(qū)間、雙東路站與翠柏里站區(qū)間位于翠柏路道路下方，在這兩個(gè)區(qū)間內(nèi)各有一座老橋。翠柏路寬24 m，道路兩側(cè)多為20世紀(jì)80年代～90年代建成的老小區(qū)，建筑退讓紅線較少，為確保周邊建筑安全，地鐵盾構(gòu)區(qū)間采用了占地面積較小的類矩形盾構(gòu)，類矩形盾構(gòu)外輪廓寬度為11.5 m，為了類矩形盾構(gòu)的順利掘進(jìn)，需要將區(qū)間內(nèi)的橋梁樁基拔除，因此區(qū)間內(nèi)的兩座老橋均需要在盾構(gòu)掘進(jìn)前拆除并重建。

將翠柏里站與大卿橋站區(qū)間的橋梁編號(hào)為1號(hào)橋，雙東路站與翠柏里站區(qū)間的橋梁編號(hào)為2號(hào)橋。兩座老橋均于1992年建成，老橋結(jié)構(gòu)為簡支梁橋，跨徑均為8 m+8 m+8 m，橋梁寬度與道路同寬，下部基礎(chǔ)采用φ600 mm的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長32 m～35 m。

2 拆復(fù)橋梁設(shè)計(jì)

2.1 1號(hào)橋拆復(fù)設(shè)計(jì)

盾構(gòu)隧道與1號(hào)橋老橋的平面關(guān)系圖詳見圖1。橋位處盾構(gòu)隧道頂標(biāo)高約-6.212 m，底標(biāo)高約-13.149 m，盾構(gòu)隧道與橋梁的橫斷面關(guān)系詳見圖2。由圖1,圖2可知，盾構(gòu)隧道與老橋中間部分橋梁樁基沖突，老橋需要全部拆除后重建。

根據(jù)施工期間的交通組織設(shè)計(jì)，本橋在施工期間交通不能中斷?，F(xiàn)狀道路東側(cè)均為居民樓，居民樓距離道路紅線僅4 m，西側(cè)可臨時(shí)借用的土地也只有道路紅線以外7 m。為了施工期間的交通組織需要，橋梁拆復(fù)設(shè)計(jì)中需要利用老橋進(jìn)行保通。全橋施工共分為4個(gè)施工步驟。

施工步驟一是將老橋東側(cè)人行道進(jìn)行改造，以滿足施工期間機(jī)動(dòng)車通行需要，同時(shí)在西側(cè)搭設(shè)一座臨時(shí)鋼便橋，施工示意圖詳見圖3。

施工步驟二是先將交通導(dǎo)改至改造好的東側(cè)老橋人行道及西側(cè)新建鋼便橋上，然后對(duì)不需要利用的老橋進(jìn)行拆除，最后重建部分西側(cè)新橋，施工示意圖詳見圖4。

施工步驟三是再次進(jìn)行交通導(dǎo)改，將原來利用老橋東側(cè)保留部分橋面通行的交通導(dǎo)改至重建好的西半幅橋面，然后將老橋全部拆除，最后新建剩余部分橋梁，施工示意圖詳見圖5。

施工步驟四是對(duì)重建好的橋梁進(jìn)行橋面系改造，以滿足永久橋梁的橫斷面的要求，最后整幅橋梁建成通車。重建橋跨徑布置為8 m+13 m+8 m，重建橋梁樁基與盾構(gòu)隧道之間的凈距按不小于1 m控制，樁徑采用φ1 500 mm的鉆孔灌注樁，樁間距布置為16.4 m，盾構(gòu)隧道與重建橋梁的橫斷面關(guān)系詳見圖6。

2.2 2號(hào)橋拆復(fù)設(shè)計(jì)

盾構(gòu)隧道與2號(hào)橋老橋的平面關(guān)系詳見圖7。根據(jù)圖7可知，盾構(gòu)隧道與老橋斜向沖突，其與老橋每一跨的樁基沖突范圍都不相同。橋位處盾構(gòu)隧道頂標(biāo)高約-6.546 m，底標(biāo)高約-13.489 m，盾構(gòu)隧道與橋梁的橫斷面關(guān)系詳見圖8。

本橋同1號(hào)橋類似，在施工期間交通不能中斷，由于現(xiàn)狀道路兩側(cè)均為居民樓，不具備將交通導(dǎo)改至道路紅線以外的條件，因此在橋梁拆復(fù)設(shè)計(jì)中只能利用老橋進(jìn)行保通。全橋施工共分為4個(gè)施工步驟。

施工步驟一是將老橋西側(cè)橋面人行道進(jìn)行改造，以滿足施工期間機(jī)動(dòng)車通行需求，施工示意圖詳見圖9。

施工步驟二是將交通導(dǎo)改至改造好的西側(cè)橋面，然后對(duì)東半幅老橋進(jìn)行拆除、重建，施工示意圖詳見圖10。

施工步驟三是再次進(jìn)行交通導(dǎo)改，將交通導(dǎo)改至重建好的東半幅橋面，然后對(duì)保留的西半幅老橋進(jìn)行拆除、重建，施工示意圖詳見圖11。

施工步驟四是對(duì)重建好的橋兩幅梁進(jìn)行橋面系改造，以滿足永久橋梁的橫斷面的要求，最后整幅橋梁建成通車。

本橋另一個(gè)特殊點(diǎn)在于重建橋梁的下部基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。根據(jù)施工步驟可知，為滿足交通導(dǎo)改需要，橋梁必須分為兩幅進(jìn)行重建。

根據(jù)圖7可知，北側(cè)橋臺(tái)40%范圍被盾構(gòu)隧道侵占，為了避讓盾構(gòu)隧道，橋梁基礎(chǔ)需要布置在紅線以外?？紤]到橋臺(tái)位于河岸上，后期可以采用綠化對(duì)超出紅線部分基礎(chǔ)進(jìn)行遮蓋，北側(cè)橋臺(tái)與盾構(gòu)隧道的橫斷面關(guān)系詳見圖12。

橋墩蓋梁的布置，也與北側(cè)橋臺(tái)類似，如果不考慮紅線及后期景觀效果，盾構(gòu)隧道與橋墩的橫斷面關(guān)系詳見圖13。

由圖13可知，橋墩蓋梁外露部分超出紅線7.9 m，雖然結(jié)構(gòu)受力可行，但是建成后外觀效果比較突兀，并且容易引起人們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的誤解。為了避免后期的不利影響，通過對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，將超出道路紅線部分的樁基埋置在規(guī)劃河床線以下，在盾構(gòu)隧道頂面形成一道暗梁，外露部分仍然布置在紅線以內(nèi)，盾構(gòu)隧道與橋墩的橫斷面關(guān)系詳見圖14。

由圖14可知，通過對(duì)基礎(chǔ)的適當(dāng)優(yōu)化，解決了常規(guī)設(shè)計(jì)(如圖14所示)橋梁外觀效果比較突兀的問題。

3 拆復(fù)橋面臨的困難

在地鐵建設(shè)中，常規(guī)都采用上下行線分離的圓形盾構(gòu)，當(dāng)橋梁與圓形盾構(gòu)隧道相沖突時(shí)，在橋梁拆復(fù)設(shè)計(jì)中，一般都將橋梁基礎(chǔ)布置在兩個(gè)圓形盾構(gòu)隧道之間的空間內(nèi)。類矩形盾構(gòu)隧道為了節(jié)省空間，將上下行線合并在一個(gè)空間內(nèi)，因此其自身寬度就比較寬，達(dá)11.5 m。類矩形盾構(gòu)的主要應(yīng)用區(qū)域?yàn)槌鞘泻诵膮^(qū)和老舊城區(qū)，這一特性就決定了類矩形盾構(gòu)應(yīng)用的區(qū)域道路紅線必然不寬，且兩側(cè)建筑物條件肯定又比較復(fù)雜，這些因素都對(duì)與之沖突的橋梁拆復(fù)設(shè)計(jì)帶來很多不利影響。

首先是基礎(chǔ)的布置，按照新建樁基與盾構(gòu)隧道之間的凈距不小于1 m～2 m考慮，類矩形盾構(gòu)區(qū)域的樁基凈距就達(dá)13.5 m以上。樁距的增大就意味著單樁承載力較大，對(duì)于沿海以摩擦樁受力為主的地區(qū)，必然導(dǎo)致采用較大直徑的鉆孔灌注樁。為了滿足蓋梁的受力要求，蓋梁的外形尺寸也比較大。而對(duì)于橋臺(tái)蓋梁，除了滿足豎向力產(chǎn)生的彎矩以外，還要考慮臺(tái)后水平土壓力產(chǎn)生的彎矩，橋臺(tái)樁基也要進(jìn)行單獨(dú)的抗剪驗(yàn)算。

其次是橋梁拆復(fù)過程中，對(duì)于不能進(jìn)行全封閉施工的橋梁，交通保通方案較難實(shí)施，需要業(yè)主協(xié)調(diào)各方需求后，才能確定。如果采用圖14的基礎(chǔ)布置形式，盾構(gòu)位置將被限制在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，對(duì)盾構(gòu)區(qū)間的設(shè)計(jì)及施工都帶來了一些不利影響。

4 結(jié)語

和常規(guī)類圓形盾構(gòu)相比，類矩形盾構(gòu)在解決城市核心區(qū)和老舊城區(qū)地下空間狹小、鄰近設(shè)施保護(hù)較困難的情況下，有較好的應(yīng)用前景，類矩形盾構(gòu)在寧波軌道交通建設(shè)中已經(jīng)試驗(yàn)成功，且取得了很好的效果。

拆復(fù)橋作為軌道交通建設(shè)的前期工作和控制節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)在也越來越受到各方面的重視，有時(shí)拆復(fù)橋方案對(duì)局部地鐵線路走向和工期有著很大的影響。隨著軌道交通建設(shè)的深入，新建線路受到的制約條件也越來越多，類矩形盾構(gòu)的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣，而與之相應(yīng)的拆復(fù)橋設(shè)計(jì)也將面臨越來越多的困難，希望本工程的經(jīng)驗(yàn)?zāi)転楹罄m(xù)軌道交通拆復(fù)橋梁建設(shè)提供一些參考和借鑒。