刘俊平
【摘要】 本文以西安地铁田王～洪庆区间为工程背景，介绍了单渡线全部设置于区间时的隧道结构设计方案，并结合现场监控量测结果，论证了黄土地层中单渡线处三连拱隧道设计方案的合理性，对类似工程的设计施工具有一定的借鉴意义。
【关键词】 单渡线 隧道结构
引言
为了满足地铁的有序运行，在地铁线路正线上根据行车组织的需要，经常会设置辅助线，而单渡线是最为广泛的一种辅助线。根据需要，单渡线可设在车站、区间，或部分设于车站、部分设于区间。文献[1]介绍了单渡线全部设置于车站的三种建筑布置形式，文献[2][3]单渡线部分设置于车站、部分设置于区间。文献[4]介绍了松散含水地层中，渡线设置于区间时大断面渡线浅埋暗挖施工技术;文献[5]介绍了富水砂卵石地层中暗挖渡线段施工方法、施工顺序、施工技术要点以及主要的施工技术措施;文献[6]渡线段区间设计为单跨大断面隧道，采用浅埋暗挖法施工，隧道结构基本处于含砾粗砂岩的强风化带和全风化带中。本文以西安地铁田王～洪庆区间为工程背景，介绍黄土地层中单渡线全部设置于区间时的结构设计方案，可为类似工程的设计提供参考。
一、工程概况
西安地铁田王～洪庆区间，自田王站起，沿田洪正街地下设置，到达洪庆站。区间长约2100m，靠近田王站设置单渡线，单渡线处正线线间距为13.5m，线路坡度为2‰。
田洪正街规划道路红线宽60m，现状道路宽28米，为双向4车道+2非机动车道，车流量大，且重载车辆多。区间右线侧上方建筑物众多，多为2～6层沿街商铺，砖混结构。区间上方管线主要有：800X1000mm电力管沟、DN315中压燃气管、DN250/DN600mm给水管、DN800污水管，管线埋深均小于3m;区间左线西侧约8.5m处有一DN2000砼雨水管，埋深8.6m。
二、工程地质和水文地质情况
区间地貌单元为塬前洪积台地，沿线地层自上而下依次为第四系全新统人工填土、新近堆积黄土、残积黑垆土，上更新统风积新黄土、残积古土壤、粉细砂，中更新统坡积、风积老黄土、残积古土壤、冲洪积粉质黏土、粉细砂及卵石土。区间隧道穿越土层主要为老黄土和古土壤。地下水位位于隧道底以下约14m。场地内2-0-1新近堆积黄土、2-11黑垆土、3-1-1新黄土、3-2-1古土壤、4-0老黄土、4-1-1-1老黄土和4-2-1古土壤均具有湿陷性，场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷性土层层底深度约17.4～31m。单渡线范围内的区间隧道结构底已无湿陷性黄土。
三、单渡线处隧道施工方法比选
单渡线全部设置于区间内时，可选择的施工方法有：明挖法、竖井横通道+暗挖法（以下简称“竖井横通道法”）、全暗挖法。其中，明挖法和竖井横通道法主要是在最大断面处设置明挖竖井或施工横通道来规避由小断面向大断面的开挖[7][8]。结合本区间周边环境，明挖法施工时上部管线迁改难度大、交通导改困难，建筑物涉及产权单位众多，拆迁面积和协调难度大，无法保证工期，因此不推荐明挖法。
竖井横通道法，横通道宽度一般为4m，如图2。可以看出设置横通道后，区间隧道全部由大断面向小断面开挖，工序简单，避免了扩挖工序。但由于横通道两侧结构不对称，施工期间两侧荷载不平衡，正线马头门破除后，正线间剩余的初支结构宽度很小，容易引起初支结构失稳[9]，风险较大，因此不推荐本方法。
综合比选，并结合西安地铁单渡线区间施工经验，此处单渡线段隧道采用矿山法施工。
四、单渡线区间结构设计
单渡线处断面变化大，综合考虑限界、轨道等专业要求，设计A、B、C、D、E五种断面形式，中部E断面为三连拱暗挖大断面（跨度20.18m），采用中导洞+CRD+台阶法施工;D断面（跨度12.29m）、C断面（跨度11.01m）采用双侧壁导坑法施工; B断面（跨度9.44m）采用CRD法施工;A断面（跨度7.25m）采用台阶法并预留核心土施工。局部隧道间净距较小，约1.5m，采用对拉中空注浆锚杆注浆加固。平面布置图和E断面结构图见图3、图4。
五、施工监测结果
5.1监测点布置
施工过程中，监控量测布置严格按照《城市轨道交通工程监测技术规范》的要求进行布设，本文主要关注三连拱大断面施工过程中的各项变形指标。
5.2支护结构变形
区间隧道每一导洞施工均进行洞内变形监测， E断面施工过程中，拱顶最大沉降发生在中洞施工中，沉降量为45mm;净空收敛除个别点超过变形控制值外，其余均在监测控制值范围内。洞内变形出现预警，主要是因为现场施工不规范，未及时进行初支背后注浆、增设锁脚锚管、钢架节点连接不牢固等，后续加强施工管理和规范施工后，测点变形未出现突变现象。
5.3地表变形
监测数据显示，E断面施工过程中，引起的地表最大沉降为左线117mm右线100mm，E断面施工期间，地表沉降速率较大，其二衬施工完成后，沉降速率逐渐减小至约3个月后趋于稳定。另外，隧道左线先于右线开挖，相应于左线上方地层扰动更大，因此地表沉降也大于右线隧道。
以上三连拱隧道施工引起的地表最大沉降均超过变形控制值，但在施工中除预警外变形速率均未出现突变，说明支护结构稳定。且该地表最大变形，与西安地铁类似工程的沉降规律基本吻合。
六、结论
以西安地铁田王～洪庆区间为工程背景，介绍了地铁常用的单渡线设置于区间时的设计方案，得出以下结论：
（一）黄土地层中的渡线隧道，在不具备明挖条件的前提下，可充分利用黄土自稳性好的特点采用全暗挖的施工工法;
（二）渡线隧道采用暗挖法施工时，由于断面较大，工序转换频繁，对施工水平要求较高。施工过程中，必须严格执行“十八字方针”，及时进行初支背后注浆，并严格控制钢架连接节点的质量，方能控制好变形，保证施工安全。
参 考 文 献
[1] 張小林.带单渡线车站建筑设计的不同处理形式浅析[J]，191.
[2]西安市地铁四号线工程 施工图设计 第四篇 车站 第一册 航天新城站 第二部分 结构工程 第二分册 主体结构 中铁第五勘察设计院集团有限公司，2016.03.
[3]西安市地铁五号线一期工程（和平村～纺织城火车站） 施工图设计 第四篇 车站 第十六册 岳家寨站 第二部分 结构工程 第二分册 主体结构（一），中铁第五勘察设计院集团有限公司，2016.04.
[4] 王暖堂.大断面渡线隧道钱脉暗挖施工技术剖析[J]，铁道建筑，2000（11）：32-34.
[5]阚宝财.富水砂卵石地层暗挖区间隧道渡线段过渡施工技术[J]，施工技术，133-134.
[6]唐志成，苟明中，李德才. 广州地铁二号线公纪区间渡线大跨度隧道设计与施工[J]，地下铁道新技术文集，2003：636-642.
[7] 吴海艳.地铁区间渡线大断面段浅埋暗挖技术研究[J]，铁道工程学报，2018（6）：93-99.
[8] 张炳根.地铁渡线地段大断面浅埋暗挖综合施工技术研究[J].现代隧道技术，2007（2）：25-30.
[9]黄爱军.设置地下存车线的地铁区间大断面暗挖的顺挖技术研[J]，施工技术，2013（12）：99-102.
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