轨道交通控制保护方案设计专篇.docx
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轨道交通控制保护方案设计专篇
重枢（渝黔）施电（电源）-III
改建铁路
至线扩能改造工程
引入枢纽
轨道交通控制保护方案
设计专篇
中国中铁二院工程集团有限责任公司
工程设计证书综合甲级Ａ151000179
工程勘察证书综合甲级B151000179
2017年02月
附图2：
110千伏西客站变电站电缆线路工程总图
附图3：
轨道交通五号线交叉处纵断面图
1概述
1.1建设项目概况
为满足西客站用电需求，拟修建110千伏西客站变电站，根据市电力公司用电批复，该工程采用电缆地下敷设，电缆线从220千伏双山站东侧出线，沿双山站东侧围墙外，往南采用顶管深埋，穿越双山变电站南侧规划公用绿地，至变电站南侧规划公路，顺该规划公路南侧人行道，穿简家槽公路转盘（同时穿越拟建的轨道交通5号线），顺九龙园区支公路人行道及环快速道路东侧空地通过，再穿越环快速道路，穿规划G37-1公共绿地北侧边缘，到达龙门阵大道，穿龙门阵大道，沿龙门阵大道西侧人行道，再转至市政道路支路人行道，再沿市政公路人行道，到达华玉路东侧人行道，顺华玉路东侧人行道，转至嘉德园小区部支路，再穿越铁路线，到达西客站变电站。
具体详见附图2：
110千伏西客站变电站电缆线路工程总图。
全线路径长度约3.89公里，大部分采用顶管敷设，顶管径为1.2m，局部转弯段采用明开挖或暗挖电缆隧（沟）道，明挖电缆隧道空尺寸1.6m×2.0m，暗挖电缆隧道空尺寸2.0m×2.4m，电缆沟道空尺寸1.35m×1.2m，顶管、明挖或暗挖隧道埋深均大于2.5米，施工图阶段，将根据地下管线实测情况，在水平和竖向两方向规避对地下管线的影响及损坏，并采取可靠技术措施对开挖及顶进走廊进行保护。
1.2轨道交通概况
受本工程影响的轨道交通为拟建轨道五号线，根据轨道集团提供的轨道设计资料，受影响线路相应区段的轨道结构形式为区间隧道，隧道结构形式详见图1，轨道隧道顶标高（结构层标高）H=311.75m，轨面标高H=306.00m。
图1轨道交通区间隧道断面图
1.3建设项目与轨道交通的相对关系
1.3.1平面方向
本工程#7电缆敷设井~#27电缆顶管工作井与轨道交通五号线华岩寺站~华成路站之间区间隧道在平面位置上相交，具体情况如下：
与轨道交通呈“十”字形斜交叉，与轨道五号线左中心线交于华岩寺站到华成路站之间K38+650.340处，交叉角度86度左右；与轨道五号线右中心线交于华岩寺站到华成路站之间K38+656.768处，交叉角度86度左右。
轨道交通保护区围全部为电缆顶管，#7电缆敷设井与#27电缆顶管工作井都处于轨道交通保护区围外。
具体详见附图1：
轨道交通五号线交叉处平面路径图。
1.3.2立面方向
电缆顶管截面形状为圆形，空大小为1.2m，壁厚为0.12m。
电缆顶管结构底部标高约为H=348.20m，轨道五号线左右结构顶标高H=311.23，电缆顶管结构底部距离轨道五号线隧道结构顶部净空约36.97m，且在电缆顶管与轨道五号线隧道之间有一条规划公路隧道通过。
具体详见附图3：
轨道交通五号线交叉处纵断面图
1.4工程地质概况
1.4.1工程地质
（1）地形地貌
拟建场地总体属构造剥蚀丘陵地貌。
场地部分已人工改造平整，坡度角约35°，呈阶梯状分布。
场地总体地势东高西低。
（2）地质构造
拟建场地地质构造上位处大盛场向斜西北翼，岩层呈单斜产出，产状132°∠11°。
边坡地段岩层分布连续，无断层经过，根据现场调查，层面属结合差的硬性结构面。
受构造作用影响，拟建场地基岩中主要发育两组构造裂隙：
①产状328°∠56°，开0.5～1.0mm，面平直、粗糙，无充填，裂面呈褐黄色薄膜，延伸长一般2.1～3.6m，间距1.5～2.0m，属结合差的硬性结构面；②产状253°∠66°，开0.5～2.0mm，面平直、粗糙，无充填，延伸长一般1.5～2.5m，间距1.5～2.0m，属结合差的硬性结构面。
（3）地层分布
据地面调查及钻探揭露，场地上覆土层有第四系全新统人工素填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩。
现由上至下分述：
第四系全新统（Q4）
素填土（Q4ml）：
杂色。
主要由泥、砂岩块碎石、粉质粘土组成。
泥、砂岩碎石粒径一般约50～200mm，总体含量约40%；粉质粘土总体含量约60%。
稍湿，松散。
为场地整平时形成，人工抛填形成，未被污染，时间约2年以上。
分布于大部分场地。
粉质粘土（Q4el+dl）：
褐黄色。
可塑状。
稍有光泽，韧性中等，无摇震反应，干强度中等。
侏罗系中统沙溪庙组（J2s）
泥岩：
紫红色。
主要由粘土矿物组成。
泥质结构，厚层状构造。
局部砂质含量较高。
分布于整个场地。
砂岩：
黄灰色。
矿物成分以石英为主，长石次之并含云母等。
细粒结构，中层状构造，钙、泥质胶结。
呈似层状、透镜体产出，分布于整个场地。
（4）基岩顶面及基岩风化带特征
强风化带：
岩芯破碎，多呈碎块状，质软，泥岩手折易断，砂岩手易捏成砂，岩体破碎。
其厚度小、变化较大。
中等风化带：
岩芯较完整，主要呈柱状，少量碎块状，岩芯节长一般0.10～0.35m，属较完整岩体。
。
（5）场地岩土物理力学特征
素填土
该层密实度属松散，具湿陷性、高压缩性、透水性，变异性大，均匀性差，力学性质差，稳定性差。
该土层建议天然重度取20kN/m3，摩擦角φ=30°、粘聚力C=5kPa（经验值）。
饱和工况下r0=21KN/m3、摩擦角φ26°、粘聚力取0kPa。
该层土对混凝土、钢筋等建筑材料具有微腐蚀性。
粉质粘土
褐黄色。
呈可塑状态。
鉴于该层厚度小于3m，未采样品作试验，根据当地经验，该土层地基承载力建议取150kPa、天然重度18.6kN/m3。
天然、饱和粘聚力分别为20kPa、15kPa；天然、饱和摩擦角φ分别为18°、12°。
根据环境调查，该土层钢筋等建筑材料具有微腐蚀性。
场地强风化带岩石破碎，据现场鉴别岩芯及结合经验，提供强风化带岩石地基承载力特征值（经验值）：
泥岩300kPa、砂岩350kPa；砂岩天然重度22.0kN/m3、饱和重度重度取23.5kN/m3、泥岩天然重度23.0kN/m3、饱和重度重度取24.0kN/m3。
据试验成果统计分析及本次岩土工程勘察野外鉴别、地区工程经验，本工程场地设计所需的各岩、土参数建议取值详见表1.4-1。
表1.4-1岩土设计参数建议取值
项目
岩土
名称
天然重度
（kN/m3）
饱和重度
（kN/m3）
岩石单轴极限抗压强度标准值（MPa）
地基承载力特征值（kPa）
天然/饱和粘聚力c（kPa）
天然/饱和摩擦角φ（°）
临时基坑开挖坡率值（H＜5）
基底摩擦系数
岩石体水平抗力系数
MN/m3
土的水平系数的比例系数MN/m
备注
天然
饱和
素填土
20.00
21.00
/
/
/
5*/0*
30*/26*
1:
1.50
/
5*
粉质粘土
18.60*
19．50*
/
/
150*
20*/15*
18*/12*
1:
1.25
0.20
18*
强风化砂岩
22.00*
23.5*
/
/
350*
/
/
1:
0.50
0.40
15*
中等风化砂岩
25.0
26.0*
7.8
4.9
1617
/
/
1:
0.35
0.45
50*
强风化泥岩
23.0*
24.00*
/
/
300*
/
/
1:
0.50
0.30
20*
中等风化泥岩
24.0*
25.0*
4.5
2.4
792
/
/
1:
0.35
0.40
40*
（6）不良地质作用
根据现场地质调查及钻探揭露，场及邻近未发现、危岩崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用。
（7）地震效应评价
根据《建筑抗震设计规》GB50011-2010附录A，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。
根据当地经验：
人工素填土剪切波速值取130m/s；粉质粘土剪切波速取210m/s；强风化基岩剪切波速600m/s，为岩石；中等风化泥岩剪切波速2000m/s，为岩石；中等风化砂岩剪切波速3000m/s，为岩石。
取最不利钻孔进行土层等效剪切波速计算，各拟建物土层等效剪切波速及场地类别划分见表1.4-2。
表1.4-2土层等效剪切波速及场地类别划分
拟建物
名称
υse
计算位置
填土
粉质粘土
整平后覆盖层最大厚度（m）
等效剪切波速（m/s）
建筑场地类别
设计特征周期（s）
抗震地段划分
厚度（m）
波速（m/s）
厚度（m）
波速（m/s）
塔楼办公
ZY55
4.01
159
1.5
230
5.14
173
Ⅱ
0.35
有利
A区商业
ZY56
4.60
159
0.5
230
5.10
164
Ⅱ
0.35
有利
B区商业
／
0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
C区商业
／
0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
D区商业
／
0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
E区商业
／
0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
F区商业
ZY15
5.14
159
0
230
5.14
159
Ⅱ
0.35
有利
吊层
／
0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
地下车库
／
／0
159
0
230
0
＞800
Ⅰ0
0.20
有利
注：
有利指对抗震有利地段，不利指对抗震不利地段，一般指可进行建设的一般地段。
当拟建物位于边坡上方时，划分为不利地段。
拟建物名称
钻孔编号
设计室外地坪标高（m）
包括未回填土
粉质粘土
土层厚度（m）
等效剪切波速（m/s）
场地类别
设计特征周期（s）
抗震地段类别
备注
厚度
剪切
波速（m/s）
厚度
剪切
波速（m/s）
生产综合楼
ZY10
225.60
7.42
130
0.50
210
7.92
133.20
Ⅱ
0.35
一般地段
电缆沟
ZY20
/
5.99
130
2.67
210
8.66
147.30
Ⅱ
0.35
一般地段
综合确定场地抗震地段类别为一般地段，其中人工填土为软弱土，粉质粘土为中软土，Ⅱ类场地，特征周期0.35s。
拟建、构筑物扩展设防类别为标准设防类（丙类）。
（8）场地稳定性及建筑适宜性评价
拟建场地及邻近未发现危岩崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用。
场地现状整体稳定，适宜拟建物建设。
1.4.2水文地质
拟建场地地形经人工整平，总体东高西低，地形上有利于地表水及地下水向东南排泄。
人工填土松散，为透水层，粉质粘土为相对隔水层，泥岩为隔水层，砂岩为含水层。
地下水类型为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，埋藏于填土、粉质粘土及基岩裂隙中，属潜水。
本次勘察钻孔在施工结束后均提干孔施工用水，24h后观测，孔水位不能恢复，此表明场地在本次勘察深度地下水贫乏，地下水主要接受大气降水补给，根据分析，在雨季大气降水可直接汇入场地，因场地平缓排泄慢，根据当地施工经验，综合判定大气降水时土层厚的地段有地表水渗入补给，有暂时性上层滞水存在，无统一地下水位，水量随大气降水及地表水的补给量大小而成正比变化,向东南排泄，水文地质条件简单。
仅在雨季，局部可存在少量地下水，未来基础雨季施工必要时应配备相应的排水设施。
根据场地及周边调查，无污染源，土层未被污染，判定该上层滞水、场地土层对混凝土、钢筋等建筑材料具有微腐蚀性。
1.4.3水文气象
拟建工程场地位处亚热带，气候温暖潮湿，雨量充沛，具有春旱夏长，秋雨连绵，冬暖多雾的特点。
据相关气象资料：
多年平均气温17.5℃～18.5℃，一月最冷，极端最低气温-3.1℃（1975年12月15日），盛夏八、九月平均气温30℃，极端最高气温达43.0℃（2006年8月28日）。
多年平均降雨量1240.0mm，年最大降雨量1544.8mm（1976年），最大日降雨量80.3mm，年最小降雨量740.1mm（1982年），降雨集中在5～9月，占全年降雨量的三分之二。
降雨强度大，与降雨集中季节同步，最大日降水量266.6mm（2007年7月17日），多年平均最大日降水量98.5mm。
场地无地表水，区气候适宜全年施工。
1.5编制依据
本工程遵循的规程、规、图集、标准及设计依据
（1）规程、规、图集、标准
《建筑结构荷载规》（GB50009-2012）
《混凝土结构设计规》（GB50010-2010）
《砌体结构设计规》（GB5003-2011）
《钢结构设计规》（GB50017-2003）
《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2010）
《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011）
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《地下工程防水技术规》（GB50108-2008）
《地下建筑防水构造》（10J301）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
《建筑边坡支护技术规》（GB50330-2002）
《城市电力电缆线路设计技术规定》（DL/T5221-2005）
《电力工程电缆设计规》（GB50217-2007）
（2）设计依据
《铁道部关于至铁路扩能改造工程初步设计的批复》（铁鉴函[2012]1063号）。
《关于渝黔铁路万引入枢纽引起动车运用所及机务车辆规模调整1类变更设计的批复》（铁总鉴函[2016]606号）。
《国网市电力公司关于渝黔铁路110千伏西专用变电站供电方案的复函》（渝电函[2016]34号）。
2项目风险识别、分析及评估
2.1主要风险源
（1）电缆顶管与轨道五号线在平面位置上交叉
（2）施工时的产生的机械振动。
2.2风险及影响评估
依据《城市轨道交通结构安全保护技术规》（CJJ/202-2013）附录A.0.1，轨道五号线区间隧道为矿山法施工。
本工程与轨道平面位置相交处电缆顶管截面形状为圆形，空大小为1.2m，壁厚为0.12m。
根据轨道集团提供的轨道五号线资料，轨道五号线该区间隧道为矿山法施工，毛洞跨度为W=6.3m。
本工程电缆顶管结构底部标高约为348.20m，底部距离轨道五号线隧道顶部净空约36.97m>2.5W=15.75m，根据《城市轨道交通结构安全保护技术规》（CJJ/202-2013）附录A.0.1中表A.0.1，工程与轨道五号线的接近程度判定为：
不接近。
同时工程底部距离轨道五号线隧道顶部净空约36.97m>3b=5.4m，根据《城市轨道交通结构安全保护技术规》（CJJ/202-2013）附录A.0.2中表A.0.2-3，工程处于轨道五号线的影响区之外。
且在电缆顶管与轨道五号线隧道之间有一条规划公路隧道通过。
综上，根据《城市轨道交通结构安全保护技术规》（CJJ/202-2013）中表3.2.2及第3.2.2条补充说明，此次电缆顶管施工对轨道五号线的影响等级为四级，无须进行安全评估，但方案应按正常程序进行审查。
3轨道交通保护措施
合理优化结构受力型式，顶管施工时，严禁采用爆破型式。
采用机械顶进时严格控制振速，开挖的土石方及时运走，不随意堆放，对围岩特性基本不产生影响。
轨道交通控制保护区围的土石方回填应满足轨道交通建设的相关要求。
回填采用的机械设备荷载应满足轨道交通结构设计要求，浅埋隧道上部土石方回填应采用人工作业。
建设项目平面及竖向位置尽量远离轨道交通结构设施，电缆顶管基本对轨道交通结构设施不产生附加应力。
根据地勘报告本项目区域土层厚的地段大气降水时有暂时性上层滞水，地下水位较低，水文地质条件简单。
故本工程无需降水措施，仅雨季施工时需对基坑集水进行排放。
防排水设计、边坡支护设计等应不降低轨道交通结构围岩强度，不破坏围岩稳定性。
建设项目的各水体源都远离了轨道交通结构设施。
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