地铁隧道穿越既有桥梁防洪评价分析
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中图分类号: ＴＶ５５４ ＋ ５ꎻ Ｕ４４２ ３ 文献标识码: Ｂ 文章编号: １００８ － ０１１２(２０２０)０９ － ００４４ － ０５
随着我国城市化进程的不断加快ꎬ 城市地铁建设
事业蓬勃发展ꎮ 地铁施工中ꎬ 盾构法因为其施工速度
１ 工程概况
１ １ 基本情况
快、 周围环境影响小等优势ꎬ 在地铁施工中广泛应用ꎬ
何书琴1981?女?硕士?教授级高级工程师?主要从事水利工程咨询及河流动力学研究?随着我国城市化进程的不断加快?城市地铁建设事业蓬勃发展?地铁施工中?盾构法因为其施工速度快周围环境影响小等优势?在地铁施工中广泛应用?成为地铁施工的重要技术方法1?当前我国地铁工程周边环境条件日益复杂化?特别是珠三角地区?河网密布涉河桥梁众多?导致城市地铁工程穿越既有桥梁和河流的施工安全风险显著增加?地铁盾构隧道在穿越桥梁河流等复杂环境下?可能会对河道堤防和桥梁基础产生不利影响?进而发生堤基沉降桥体开裂大范围塌陷透水等事故?因此?在地铁隧道穿越既有桥梁工程的过程中?为确保地铁盾构隧道施工能够安全顺利通过既有桥梁河流和堤防?除应采取合理的安全风险分析评估及控制方法外28?根据?中华人民共和国水法??中华人民共和国防洪法?和?中华人民共和国河道管理条例?等有关规定?还应对河道管理范围内的地铁隧道工程和桥梁工程进行防洪评价?以保障河道行洪排涝防汛抢险堤防安全稳定及地铁隧道自身的安全?本文以广州地铁某线路盾构隧道穿越既有桥梁为例进行防洪评价分析?1工程概况1????1基本情况广州地铁某线路为南北走向?根据地铁线路走向和设计施工图资料见图1?需穿越既有南江二路桥梁和二涌?受场地条件限制?地铁隧道只能布置在既有南江二路桥梁下?而位于盾构左线和右线范围内的既有桥梁16根?1????2m和8根?1????3m钻孔灌注桩已侵入即将建设的地铁隧道?为加快城市轨道交通建设?在征得桥梁管理部门同意后?拟对既有南江二路桥梁进行拆除?待地铁盾构隧道施工完毕后?再原址复建南江二路桥梁?图1拟建地铁隧道与既有桥梁工程关系示意????44????1????2既有桥梁既有南江二路桥梁为中型桥梁?修建于2009年?桥长为75m桥宽为34m?为双向6车道双向人行道?采用3跨25m跨径跨越二涌?其中0和3桥台分别位于两岸堤顶?1和2桥墩布置在二涌河道内?上部结构采用325m跨预制小箱梁结构?下部结构采用44根钻孔灌注桩?位于二涌两岸堤顶的0和3桥台?基础采用16根?1????2m的钻孔灌注桩基?桩长55????8m?位于二涌河道内的1和2桥墩采用圆柱墩?墩径为1????3m?基础采用6根?1????3m的钻孔灌注桩基?桩长54????5m?既有南江二路桥梁桥墩及桩基尺寸见表1?表1既有南江二路桥梁桥墩和桩基尺寸m桥墩编号墩型桥墩尺寸桩基尺寸桩长所在位置0桥台16?1????
探明地下构筑物及管线情况 → 桩基施工 → 盾构通过 →
施工转换梁→施工桥墩、 盖梁 → 箱梁架设 → 桥面装修
层施工→扶栏施工→交通恢复ꎮ
路桥梁拆除→盾构隧道施工→复建南江二路桥梁ꎮ
既有桥 梁 拆 除 施 工 方 案 为: 桥 面 及 附 属 物 凿 除
( 桥面铺装层凿除、 湿接缝凿除及防撞护栏凿除) → 预
应力小箱梁拆除→吊出小箱梁( 小箱梁存放再利用) →
拆除盖梁和桥墩→全套管全回转钻机拔除全部桩基 →
清理碎渣ꎮ
复建桥梁的施工方案为: 施工测量 → 放线定点 →
河道内的 １ ＃ 和 ２ ＃ 桥墩采用圆柱墩ꎬ 墩径为 １ ３ ｍꎬ 基
础采用 ６ 根 ϕ１ ３ ｍ 的钻孔灌注桩基ꎬ 桩长 ５４ ５ ｍꎮ
既有南江二路桥梁桥墩及桩基尺寸见表 １ꎮ
ｍ
表 １ 既有南江二路桥梁桥墩和桩基尺寸
桥墩编号
墩型
桥墩尺寸
桩基尺寸
桩长
所在位置
０＃
桥台
/
１６ϕ１ ２
５５ ８
收稿日期: ２０２０ － ０４ － ０８ꎻ 修回日期: ２０２０ － ０５ － １５
基金项目: 国家重点研发计划项目( 编号: ２０１６ＹＦＣ０４０２６０６) ꎻ 广东省省级科技计划项目( 编号: ２０１７Ａ０７０７０１０１１) ꎻ 广
东省水利科技创新项目( 编号: ２０１５ － ０９) ꎻ 广东省软科学研究计划项目( 编号: ２０１８Ｂ０２０２０７００４) ꎮ
梁和河流的施工安全风险显著增加ꎮ 地铁盾构隧道在
桥梁和二涌ꎬ 受场地条件限制ꎬ 地铁隧道只能布置在
的既有桥梁 １６ 根 ϕ１ ２ ｍ 和 ８ 根 ϕ１ ３ ｍ 钻孔灌注桩
穿越桥梁、 河流等复杂环境下ꎬ 可能会对河道、 堤防
已侵入即将建设的地铁隧道ꎮ 为加快城市轨道交通建
和桥梁基础产生不利影响ꎬ 进而发生堤基沉降、 桥体
设ꎬ 在征得桥梁管理部门同意后ꎬ 拟对既有南江二路
开裂、 大范围塌陷、 透水等事故ꎮ
桥梁进行拆除ꎬ 待地铁盾构隧道施工完毕后ꎬ 再原址
因此ꎬ 在地铁隧道穿越既有桥梁工程的过程中ꎬ
复建南江二路桥梁ꎮ
为确保地铁盾构隧道施工能够安全顺利通过既有桥梁、
河流和堤防ꎬ 除应采取合理的安全风险分析评估及控
制方法外 [２ － ８] ꎬ 根据« 中华人民共和国水法» 、 « 中华
第９ 期
２０２０ 年 ９ 月
广东水利水电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ
Ｎｏ ９
Ｓｅｐ. ２０２０
地铁隧道穿越既有桥梁防洪评价分析
何书琴１ꎬ２
(１. 广东省水利水电科学研究院ꎬ 广东 广州 ５１０６３５ꎻ
２. 广东省水安全科技协同创新中心ꎬ 广东 广州 ５１０６３５)
作者简介: 何书琴(１９８１ － ) ꎬ 女ꎬ 硕士ꎬ 教授级高级工程师ꎬ 主要从事水利工程咨询及河流动力学研究ꎮ
４４
２０２０ 年 ９ 月 第 ９ 期
Ｎｏ ９ Ｓｅｐ. ２０２０
何书琴: 地铁隧道穿越既有桥梁防洪评价分析
１ ２ 既有桥梁
ｍ
表 ２ 原址复建桥梁桥墩和桩基尺寸
既有南江二路桥梁为中型桥梁ꎬ 修建于 ２００９ 年ꎬ
摘 要: 以广州地铁盾构隧道穿越既有桥梁为例ꎬ 从建设项目与河道堤防关系、 建设项目占用河道情况、 河道一般冲刷
深度、 工程对堤防抗滑稳定的影响等方面对地铁隧道穿越既有桥梁进行防洪评价分析ꎬ 可为类似工程的设计、 施工和水
行政主管部门的技术审查提供参考和借鉴ꎮ
关键词: 地铁隧道ꎻ 既有桥梁ꎻ 防洪评价
桥长为 ７５ ｍ、 桥宽为 ３４ ｍꎬ 为双向 ６ 车道 ＋ 双向人行
道ꎮ 采用 ３ 跨 ２５ ｍ 跨径跨越二涌ꎬ 其中 ０ 和 ３ 桥台
＃
＃
分别位于两岸堤顶ꎬ １ ＃ 和 ２ ＃ 桥墩布置在二涌河道内ꎮ
上部结构采用 ３ × ２５ ｍ 跨预制小箱梁结构ꎬ 下部结构
采用 ４４ 根钻孔灌注桩ꎮ
桥墩编号
墩型
广州地铁某线路为南北走向ꎬ 根据地铁线路走向
ꎮ 当前我国地铁工程
和设计、 施工图资料( 见图 １) ꎬ 需穿越既有南江二路
密布、 涉河桥梁众多ꎬ 导致城市地铁工程穿越既有桥
既有南江二路桥梁下ꎮ 而位于盾构左线和右线范围内
成为地铁施工的重要技术方法
[１]
周边环境条件日益复杂化ꎬ 特别是珠三角地区ꎬ 河网
桥墩尺寸
桩基尺寸
桩长
所在位置
０＃
桥台
/
８ϕ１ ５
６０ ０
左岸
１
＃
圆柱墩
＃
圆柱墩
３
＃
桥台
２
１ １
１ １
/
４ϕ１ ３
４ϕ１ ３
８ϕ１ ５
５４ ０
５４ ０
６０ ０
河道中
河道中
右岸
位于二涌两岸堤顶的 ０ ＃ 和 ３ ＃ 桥台ꎬ 基础采用 １６
根 ϕ１ ２ ｍ 的钻孔灌注桩基ꎬ 桩长 ５５ ８ ｍꎮ 位于二涌
左岸
１＃
圆柱墩
１ ３
６ϕ１ ３
５４ ５
河道中
２
＃
圆柱墩
１ ３
６ϕ１ ３
５４ ５
河道中
３
＃
桥台
/
１６ϕ１ ２
５５ ８
右岸
１ ３ 地铁盾构隧道
地铁盾构隧道穿越轴线位于南江二路桥河段ꎬ 隧道
由南往北敷设ꎬ 盾构隧道外径为 ８ ５ ｍꎬ 内径为 ７ ７ ｍꎮ
在河道管理范围内的地铁隧道全程均埋于地下ꎬ 隧道
人民共和国防洪法» 和 « 中华人民共和国河道管理条
例» 等有关规定ꎬ 还应对河道管理范围内的地铁隧道
工程和桥梁工程进行防洪评价ꎬ 以保障河道行洪、 排
涝、 防汛抢险、 堤防安全稳定及地铁隧道自身的安全ꎮ
本文以广州地铁某线路盾构隧道穿越既有桥梁为例进
行防洪评价分析ꎮ
图 １ 拟建地铁隧道与既有桥梁工程关系示意
顶高程为 － ９ ３５ ｍꎬ 隧道底高程为 － １７ ８５ ｍꎮ
１ ４ 原址复建桥梁
原址复建桥梁方案采用与既有桥梁一致的桥型方
案ꎬ 桥长为 ７５ ｍꎬ 桥面宽为 ３４ ｍꎬ 与二涌两岸堤防平
图 ２ 拟建地铁隧道与原址复建桥梁工程关系示意
１ ５ 施工方案
拟建地铁盾构隧道工程施工顺序为: 既有南江二
随着我国城市化进程的不断加快ꎬ 城市地铁建设
事业蓬勃发展ꎮ 地铁施工中ꎬ 盾构法因为其施工速度
１ 工程概况
１ １ 基本情况
快、 周围环境影响小等优势ꎬ 在地铁施工中广泛应用ꎬ
何书琴1981?女?硕士?教授级高级工程师?主要从事水利工程咨询及河流动力学研究?随着我国城市化进程的不断加快?城市地铁建设事业蓬勃发展?地铁施工中?盾构法因为其施工速度快周围环境影响小等优势?在地铁施工中广泛应用?成为地铁施工的重要技术方法1?当前我国地铁工程周边环境条件日益复杂化?特别是珠三角地区?河网密布涉河桥梁众多?导致城市地铁工程穿越既有桥梁和河流的施工安全风险显著增加?地铁盾构隧道在穿越桥梁河流等复杂环境下?可能会对河道堤防和桥梁基础产生不利影响?进而发生堤基沉降桥体开裂大范围塌陷透水等事故?因此?在地铁隧道穿越既有桥梁工程的过程中?为确保地铁盾构隧道施工能够安全顺利通过既有桥梁河流和堤防?除应采取合理的安全风险分析评估及控制方法外28?根据?中华人民共和国水法??中华人民共和国防洪法?和?中华人民共和国河道管理条例?等有关规定?还应对河道管理范围内的地铁隧道工程和桥梁工程进行防洪评价?以保障河道行洪排涝防汛抢险堤防安全稳定及地铁隧道自身的安全?本文以广州地铁某线路盾构隧道穿越既有桥梁为例进行防洪评价分析?1工程概况1????1基本情况广州地铁某线路为南北走向?根据地铁线路走向和设计施工图资料见图1?需穿越既有南江二路桥梁和二涌?受场地条件限制?地铁隧道只能布置在既有南江二路桥梁下?而位于盾构左线和右线范围内的既有桥梁16根?1????2m和8根?1????3m钻孔灌注桩已侵入即将建设的地铁隧道?为加快城市轨道交通建设?在征得桥梁管理部门同意后?拟对既有南江二路桥梁进行拆除?待地铁盾构隧道施工完毕后?再原址复建南江二路桥梁?图1拟建地铁隧道与既有桥梁工程关系示意????44????1????2既有桥梁既有南江二路桥梁为中型桥梁?修建于2009年?桥长为75m桥宽为34m?为双向6车道双向人行道?采用3跨25m跨径跨越二涌?其中0和3桥台分别位于两岸堤顶?1和2桥墩布置在二涌河道内?上部结构采用325m跨预制小箱梁结构?下部结构采用44根钻孔灌注桩?位于二涌两岸堤顶的0和3桥台?基础采用16根?1????2m的钻孔灌注桩基?桩长55????8m?位于二涌河道内的1和2桥墩采用圆柱墩?墩径为1????3m?基础采用6根?1????3m的钻孔灌注桩基?桩长54????5m?既有南江二路桥梁桥墩及桩基尺寸见表1?表1既有南江二路桥梁桥墩和桩基尺寸m桥墩编号墩型桥墩尺寸桩基尺寸桩长所在位置0桥台16?1????
探明地下构筑物及管线情况 → 桩基施工 → 盾构通过 →
施工转换梁→施工桥墩、 盖梁 → 箱梁架设 → 桥面装修
层施工→扶栏施工→交通恢复ꎮ
路桥梁拆除→盾构隧道施工→复建南江二路桥梁ꎮ
既有桥 梁 拆 除 施 工 方 案 为: 桥 面 及 附 属 物 凿 除
( 桥面铺装层凿除、 湿接缝凿除及防撞护栏凿除) → 预
应力小箱梁拆除→吊出小箱梁( 小箱梁存放再利用) →
拆除盖梁和桥墩→全套管全回转钻机拔除全部桩基 →
清理碎渣ꎮ
复建桥梁的施工方案为: 施工测量 → 放线定点 →
河道内的 １ ＃ 和 ２ ＃ 桥墩采用圆柱墩ꎬ 墩径为 １ ３ ｍꎬ 基
础采用 ６ 根 ϕ１ ３ ｍ 的钻孔灌注桩基ꎬ 桩长 ５４ ５ ｍꎮ
既有南江二路桥梁桥墩及桩基尺寸见表 １ꎮ
ｍ
表 １ 既有南江二路桥梁桥墩和桩基尺寸
桥墩编号
墩型
桥墩尺寸
桩基尺寸
桩长
所在位置
０＃
桥台
/
１６ϕ１ ２
５５ ８
收稿日期: ２０２０ － ０４ － ０８ꎻ 修回日期: ２０２０ － ０５ － １５
基金项目: 国家重点研发计划项目( 编号: ２０１６ＹＦＣ０４０２６０６) ꎻ 广东省省级科技计划项目( 编号: ２０１７Ａ０７０７０１０１１) ꎻ 广
东省水利科技创新项目( 编号: ２０１５ － ０９) ꎻ 广东省软科学研究计划项目( 编号: ２０１８Ｂ０２０２０７００４) ꎮ
梁和河流的施工安全风险显著增加ꎮ 地铁盾构隧道在
桥梁和二涌ꎬ 受场地条件限制ꎬ 地铁隧道只能布置在
的既有桥梁 １６ 根 ϕ１ ２ ｍ 和 ８ 根 ϕ１ ３ ｍ 钻孔灌注桩
穿越桥梁、 河流等复杂环境下ꎬ 可能会对河道、 堤防
已侵入即将建设的地铁隧道ꎮ 为加快城市轨道交通建
和桥梁基础产生不利影响ꎬ 进而发生堤基沉降、 桥体
设ꎬ 在征得桥梁管理部门同意后ꎬ 拟对既有南江二路
开裂、 大范围塌陷、 透水等事故ꎮ
桥梁进行拆除ꎬ 待地铁盾构隧道施工完毕后ꎬ 再原址
因此ꎬ 在地铁隧道穿越既有桥梁工程的过程中ꎬ
复建南江二路桥梁ꎮ
为确保地铁盾构隧道施工能够安全顺利通过既有桥梁、
河流和堤防ꎬ 除应采取合理的安全风险分析评估及控
制方法外 [２ － ８] ꎬ 根据« 中华人民共和国水法» 、 « 中华
第９ 期
２０２０ 年 ９ 月
广东水利水电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ
Ｎｏ ９
Ｓｅｐ. ２０２０
地铁隧道穿越既有桥梁防洪评价分析
何书琴１ꎬ２
(１. 广东省水利水电科学研究院ꎬ 广东 广州 ５１０６３５ꎻ
２. 广东省水安全科技协同创新中心ꎬ 广东 广州 ５１０６３５)
作者简介: 何书琴(１９８１ － ) ꎬ 女ꎬ 硕士ꎬ 教授级高级工程师ꎬ 主要从事水利工程咨询及河流动力学研究ꎮ
４４
２０２０ 年 ９ 月 第 ９ 期
Ｎｏ ９ Ｓｅｐ. ２０２０
何书琴: 地铁隧道穿越既有桥梁防洪评价分析
１ ２ 既有桥梁
ｍ
表 ２ 原址复建桥梁桥墩和桩基尺寸
既有南江二路桥梁为中型桥梁ꎬ 修建于 ２００９ 年ꎬ
摘 要: 以广州地铁盾构隧道穿越既有桥梁为例ꎬ 从建设项目与河道堤防关系、 建设项目占用河道情况、 河道一般冲刷
深度、 工程对堤防抗滑稳定的影响等方面对地铁隧道穿越既有桥梁进行防洪评价分析ꎬ 可为类似工程的设计、 施工和水
行政主管部门的技术审查提供参考和借鉴ꎮ
关键词: 地铁隧道ꎻ 既有桥梁ꎻ 防洪评价
桥长为 ７５ ｍ、 桥宽为 ３４ ｍꎬ 为双向 ６ 车道 ＋ 双向人行
道ꎮ 采用 ３ 跨 ２５ ｍ 跨径跨越二涌ꎬ 其中 ０ 和 ３ 桥台
＃
＃
分别位于两岸堤顶ꎬ １ ＃ 和 ２ ＃ 桥墩布置在二涌河道内ꎮ
上部结构采用 ３ × ２５ ｍ 跨预制小箱梁结构ꎬ 下部结构
采用 ４４ 根钻孔灌注桩ꎮ
桥墩编号
墩型
广州地铁某线路为南北走向ꎬ 根据地铁线路走向
ꎮ 当前我国地铁工程
和设计、 施工图资料( 见图 １) ꎬ 需穿越既有南江二路
密布、 涉河桥梁众多ꎬ 导致城市地铁工程穿越既有桥
既有南江二路桥梁下ꎮ 而位于盾构左线和右线范围内
成为地铁施工的重要技术方法
[１]
周边环境条件日益复杂化ꎬ 特别是珠三角地区ꎬ 河网
桥墩尺寸
桩基尺寸
桩长
所在位置
０＃
桥台
/
８ϕ１ ５
６０ ０
左岸
１
＃
圆柱墩
＃
圆柱墩
３
＃
桥台
２
１ １
１ １
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４ϕ１ ３
４ϕ１ ３
８ϕ１ ５
５４ ０
５４ ０
６０ ０
河道中
河道中
右岸
位于二涌两岸堤顶的 ０ ＃ 和 ３ ＃ 桥台ꎬ 基础采用 １６
根 ϕ１ ２ ｍ 的钻孔灌注桩基ꎬ 桩长 ５５ ８ ｍꎮ 位于二涌
左岸
１＃
圆柱墩
１ ３
６ϕ１ ３
５４ ５
河道中
２
＃
圆柱墩
１ ３
６ϕ１ ３
５４ ５
河道中
３
＃
桥台
/
１６ϕ１ ２
５５ ８
右岸
１ ３ 地铁盾构隧道
地铁盾构隧道穿越轴线位于南江二路桥河段ꎬ 隧道
由南往北敷设ꎬ 盾构隧道外径为 ８ ５ ｍꎬ 内径为 ７ ７ ｍꎮ
在河道管理范围内的地铁隧道全程均埋于地下ꎬ 隧道
人民共和国防洪法» 和 « 中华人民共和国河道管理条
例» 等有关规定ꎬ 还应对河道管理范围内的地铁隧道
工程和桥梁工程进行防洪评价ꎬ 以保障河道行洪、 排
涝、 防汛抢险、 堤防安全稳定及地铁隧道自身的安全ꎮ
本文以广州地铁某线路盾构隧道穿越既有桥梁为例进
行防洪评价分析ꎮ
图 １ 拟建地铁隧道与既有桥梁工程关系示意
顶高程为 － ９ ３５ ｍꎬ 隧道底高程为 － １７ ８５ ｍꎮ
１ ４ 原址复建桥梁
原址复建桥梁方案采用与既有桥梁一致的桥型方
案ꎬ 桥长为 ７５ ｍꎬ 桥面宽为 ３４ ｍꎬ 与二涌两岸堤防平
图 ２ 拟建地铁隧道与原址复建桥梁工程关系示意
１ ５ 施工方案
拟建地铁盾构隧道工程施工顺序为: 既有南江二