李 洪,李志波

(1.重慶市市政設(shè)計(jì)研究院，重慶400020;2.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶400013)

隨著城市的急劇膨脹和擁堵問(wèn)題日益嚴(yán)峻，近些年全國(guó)各地城市軌道交通建設(shè)迅猛發(fā)展。截止到2011年底，僅在中國(guó)內(nèi)地已有14個(gè)城市擁有56條運(yùn)營(yíng)線路，總里程達(dá)1 714 km；另有15個(gè)城市的首條線路正在建設(shè)中。全國(guó)在建線路數(shù)量達(dá)70條，總里程2 000 km左右。而目前已發(fā)展和規(guī)劃發(fā)展城市軌道交通的城市總數(shù)已經(jīng)超過(guò)50個(gè)，全部規(guī)劃線路超過(guò)400條，總里程超過(guò)13 000 km。

伴隨著城市軌道交通的發(fā)展，軌道交通設(shè)施的結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)安全防護(hù)也成為一個(gè)新的課題。傳統(tǒng)軌道交通往往采取深埋式的地下結(jié)構(gòu)，以盡量減少城市地面工程建設(shè)活動(dòng)對(duì)其影響。隨著軌道交通的發(fā)展，地面的輕軌結(jié)構(gòu)被更多地用于山地城市及城際間的軌道交通運(yùn)營(yíng)，因此，軌道交通設(shè)施的安全問(wèn)題變得更加突出。

目前，國(guó)內(nèi)各大軌道運(yùn)營(yíng)城市均制定了相應(yīng)的《軌道交通條例》及類似法規(guī)條例，從法律層面劃定軌道交通控制保護(hù)區(qū)對(duì)軌道交通進(jìn)行保護(hù)。上海、廣州、深圳、重慶等城市還出臺(tái)了專門的《軌道交通控制保護(hù)區(qū)管理辦法》。軌道交通控制保護(hù)區(qū)的范圍一般為地下主體結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)50 m內(nèi)，地面主體結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)30 m以內(nèi)。在保護(hù)區(qū)內(nèi)的城市建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)考慮其項(xiàng)目實(shí)施對(duì)軌道交通設(shè)施產(chǎn)生的影響，采取相應(yīng)安全防護(hù)措施。保護(hù)區(qū)內(nèi)城市工程建設(shè)中的卸載、堆載、開挖、爆破、修建、拆除等作業(yè)均會(huì)對(duì)軌道交通結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全造成影響。針對(duì)不同的軌道交通結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)根據(jù)其可能受到的影響程度，對(duì)不同的作業(yè)采取相應(yīng)的分析和保護(hù)措施。

1 軌道交通控制保護(hù)區(qū)內(nèi)項(xiàng)目建設(shè)管理

軌道交通承載著公共服務(wù)的社會(huì)使命，不允許運(yùn)營(yíng)中斷或發(fā)生安全事故。但是軌道交通又往往建設(shè)在城市主干線上，城市的其它建設(shè)活動(dòng)不可避免地會(huì)對(duì)軌道交通設(shè)施的結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)安全造成影響。以重慶市為例，目前運(yùn)營(yíng)軌道交通線路里程已達(dá)74 km，與之配套的軌道交通控制保護(hù)區(qū)面積達(dá)到6 km2。軌道線路中絕大部分為地下隧道或地面高架，且均在主城密集區(qū)域，受到周邊房地產(chǎn)開發(fā)、市政建設(shè)、街道外立面改造等項(xiàng)目的影響很大。目前，重慶市人大出臺(tái)的《重慶市軌道交通條例》、市政府頒布的《重慶市軌道交通管理辦法》、市建委頒布的《重慶市軌道交通控制保護(hù)區(qū)管理辦法》等均對(duì)軌道交通控制保護(hù)區(qū)內(nèi)的項(xiàng)目實(shí)施和工程作業(yè)審批程序和項(xiàng)目管理進(jìn)行了規(guī)定。

軌道交通控制保護(hù)區(qū)內(nèi)城市建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，應(yīng)嚴(yán)格按照各地《軌道交通條例》或《保護(hù)區(qū)管理辦法》要求的項(xiàng)目建設(shè)審批程序進(jìn)行，保障城市軌道公共利益。

在項(xiàng)目選址階段，項(xiàng)目建設(shè)單位應(yīng)征詢軌道交通建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位的意見，分析項(xiàng)目與軌道交通的相互關(guān)系。既考慮到軌道交通運(yùn)行帶來(lái)的振動(dòng)、噪音、人流等不利因素，又要考慮項(xiàng)目實(shí)施對(duì)軌道運(yùn)行可能造成的不利影響，特別對(duì)于醫(yī)院、學(xué)校、辦公樓、高壓線路等項(xiàng)目應(yīng)充分論證實(shí)施的可行性。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)方案應(yīng)取得軌道交通建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位的同意，研究項(xiàng)目方案實(shí)施對(duì)軌道交通結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全可能造成的影響。對(duì)已建設(shè)或運(yùn)營(yíng)的軌道線路，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析和安全評(píng)估，考慮合理的施工步序，采取相應(yīng)的配套加固措施；對(duì)可能影響的地面軌道線路應(yīng)采取防撞、防拋物和隔離措施；對(duì)已規(guī)劃但尚未建設(shè)的軌道線路，應(yīng)研究項(xiàng)目實(shí)施后軌道交通建設(shè)的施工作業(yè)可行性，優(yōu)先考慮項(xiàng)目與軌道線路共建或代建模式進(jìn)行合作。

在項(xiàng)目施工階段，應(yīng)對(duì)施工組織方案進(jìn)行充分論證，盡可能減少施工作業(yè)對(duì)軌道交通造成的不利影響。施工組織方案、軌道監(jiān)測(cè)方案均應(yīng)由施工方和軌道建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位共同協(xié)商制訂，施工期間工程建設(shè)應(yīng)接受軌道建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位的安全檢查和巡視，簽訂安全責(zé)任協(xié)議書。在軌道保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行爆破作業(yè)，應(yīng)對(duì)爆破振速進(jìn)行嚴(yán)格控制?？拷壍澜煌ň€路的基坑開挖應(yīng)采取可靠的支護(hù)措施，盡量采用逆作法等對(duì)巖土體擾動(dòng)較小的施工方案。施工期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軌道交通設(shè)施的安全監(jiān)測(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)位移、傾斜、轉(zhuǎn)動(dòng)、基礎(chǔ)沉降、隧道變曲、襯砌應(yīng)力、裂縫開展、地下水位、爆破振速、軌道標(biāo)高等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方案的預(yù)警值設(shè)置應(yīng)綜合考慮軌道結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全的要求，監(jiān)測(cè)的周期和頻率應(yīng)滿足工程進(jìn)度和保護(hù)物變形控制的要求，監(jiān)測(cè)時(shí)間應(yīng)持續(xù)到工程動(dòng)用后對(duì)軌道交通設(shè)施的影響趨于穩(wěn)定時(shí)。工程竣工后，對(duì)可能存在安全隱患的軌道交通結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行安全檢測(cè)。

2 軌道交通安全受到的工程影響和保護(hù)措施

軌道交通地下結(jié)構(gòu)包括地下區(qū)間隧道、車站和風(fēng)道、地通道等其它地下構(gòu)筑物。地下隧道結(jié)構(gòu)按埋深分為深埋式和淺埋式，按施工方法分為明挖和暗挖。軌道交通地上結(jié)構(gòu)包括地面或高架的區(qū)間、車站、橋梁和風(fēng)井等其它構(gòu)筑物。地上結(jié)構(gòu)由于線路往往采取嚴(yán)格的隔離措施，因此上部結(jié)構(gòu)受到的直接影響相對(duì)較小，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)各種因素引起的基礎(chǔ)的位移、沉降、轉(zhuǎn)動(dòng)和失穩(wěn)傾覆進(jìn)行控制。

軌道交通地下結(jié)構(gòu)受到的主要工程影響包括：隧道結(jié)構(gòu)上方堆載和卸載；隧道邊側(cè)洞室、基坑或樁基開挖；隧道巖土體地下水劇烈變化；隧道巖土體開挖變?yōu)榘氲叵禄虻厣辖Y(jié)構(gòu)；隧道受到爆破震動(dòng)波沖擊等。軌道交通地上結(jié)構(gòu)受到的主要工程影響包括：外部荷載的撞擊、爆破震動(dòng)波沖擊等；高架橋墩周邊整體堆載或開挖；高架橋墩單側(cè)縱向或橫向堆載或基坑開挖；高架軌道梁上部或下部空間被侵占；地下水位的劇烈變化等(圖1～圖13)。

圖1 隧道上方回填堆載

圖2 隧道上方挖方卸載

圖3 隧道邊側(cè)新增暗挖隧道

圖4 隧道邊側(cè)新增明挖基坑

圖5 隧道巖土體開挖變?yōu)榈厣辖Y(jié)構(gòu)

圖6 隧道巖土體地下水劇烈變化

圖7 隧道兩側(cè)開挖樁基

圖8 高架結(jié)構(gòu)位于塔吊回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)

圖9 高架橋墩周邊回填堆載

圖10 高架橋墩周邊挖方卸載

圖11 高架橋墩單側(cè)增載單側(cè)基坑開挖

圖12 高架橋墩間橫向基坑開挖

地下結(jié)構(gòu)上方的堆載和卸載會(huì)改變結(jié)構(gòu)襯砌的應(yīng)力分布，引起地基的壓縮變形，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力變化、塑性區(qū)開展、裂縫開展、結(jié)構(gòu)變形、基礎(chǔ)位移、爆破震動(dòng)的計(jì)算分析。對(duì)于深埋式的暗挖隧道，由于巖土體較厚，可以形成與隧道共同受力的卸荷拱，因此隧道結(jié)構(gòu)對(duì)巖土體外部荷載的增減不是特別敏感。但是，如果巖土體被過(guò)多地開挖或被爆破施工等造成擾動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重改變隧道結(jié)構(gòu)的受力狀況，對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成較大影響。對(duì)于淺埋式的明挖或暗挖結(jié)構(gòu)，隧道襯砌要承受全部外部荷載，荷載的增減或巖土體的位移、水位變化均會(huì)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生直接影響。隧道邊側(cè)的洞室、隧道或基坑開挖，會(huì)造成隧道整體偏壓，產(chǎn)生側(cè)傾、變形甚至垮塌，對(duì)于此類影響應(yīng)首先考慮方案的調(diào)整和布置，必須實(shí)施時(shí)應(yīng)研究支護(hù)方式的合理選取和對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的加固處理。在工程建設(shè)極端情況下，隧道周圍土體被大量削方甚至完全剝離，隧道變?yōu)榘氲叵禄虻叵陆Y(jié)構(gòu)，對(duì)于深埋隧道結(jié)構(gòu)的成拱效應(yīng)應(yīng)重新考慮，縱向基坑回彈引起的隧道上拱也應(yīng)計(jì)算分析和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

地上結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮工程塔吊侵入軌道軌行區(qū)或其上方的情況，對(duì)于侵入或跨軌道線的吊裝作業(yè)除應(yīng)保證豎向安全凈空外，還應(yīng)在施工組織方案中明確軌道的防護(hù)措施，吊裝時(shí)間應(yīng)避開軌道運(yùn)行時(shí)間；對(duì)于跨線的過(guò)街天橋、高架橋、線路旁邊的建筑，應(yīng)設(shè)置隔離和防拋物措施，保證凈空和安全距離；對(duì)于位于道路影響范圍內(nèi)高架橋墩，應(yīng)采取有效的防撞和防沖擊措施。高架結(jié)構(gòu)橋墩周邊的堆載和卸載，應(yīng)對(duì)地基基礎(chǔ)的壓縮沉降和橋墩臨空高度變化引起的內(nèi)力變化進(jìn)行計(jì)算分析，施工應(yīng)做到對(duì)稱開挖和回填，以免對(duì)橋墩造成單側(cè)偏壓；對(duì)于橫向或縱向單側(cè)的加載、

圖13 高架軌道梁下修建過(guò)街通道

卸載、或基坑、樁基開挖，還應(yīng)對(duì)造成的偏壓影響進(jìn)行分析，施工措施中采取有效的支護(hù)、支頂方案并加強(qiáng)軌道側(cè)傾和位移的監(jiān)測(cè)，地下管線的施工盡量采取少開挖的沉井、頂管等施工方案，樁基施工應(yīng)跳槽、分段，盡可能減少對(duì)地基的擾動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著軌道交通運(yùn)營(yíng)里程的不斷增加，軌道交通與城市建設(shè)爭(zhēng)地問(wèn)題愈加突出，軌道交通控制保護(hù)區(qū)的工程建設(shè)和作業(yè)不可避免，關(guān)鍵在于加強(qiáng)項(xiàng)目建設(shè)的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)工作。軌道交通控制保護(hù)區(qū)內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目，在法規(guī)制度層面應(yīng)給予軌道安全有利保證。在項(xiàng)目選址、設(shè)計(jì)、施工階段均應(yīng)考慮軌道結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)的安全需求，建設(shè)單位應(yīng)和軌道建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位充分溝通協(xié)調(diào)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案。在項(xiàng)目施工期間和竣工后的合理時(shí)間內(nèi)，對(duì)軌道交通設(shè)施進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，采用有效的技術(shù)措施保證軌道交通的結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全。

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