田永輝 強濤
摘 要:在地鐵隧道附近施工區(qū)域新施工會引起隧道的附加沉降及位移,嚴重時會引起地鐵隧道開裂。文章根據(jù)成都市三環(huán)路擴能提升工程主體工程六標段中羊犀立交擴能改造中對成都地鐵2號線的監(jiān)控實例,對施工中涉地鐵隧道沉降及位移的監(jiān)控方法進行研究,從而確保在涉地鐵各施工節(jié)點工程中所采取的措施是切實可行并安全可靠的。
關(guān)鍵詞:隧道沉降 位移監(jiān)控 監(jiān)測網(wǎng)
1.工程概況
四川省成都市羊犀立交是成都市三環(huán)路的重要節(jié)點,2017年6月,三環(huán)路開始主體工程的全面擴能提升。原有羊犀立交建成于2002年,是僅設(shè)有兩條右轉(zhuǎn)匝道的一座部分互通式立交。羊犀立交的擴能提升改造將新增4條右轉(zhuǎn)匝道、2條左轉(zhuǎn)匝道及1條集散車道,形成全互通式立交,匝道標準寬度為9m,標準跨徑為25m和30m,部分跨越地面輔道的跨徑適當增加,跨越地鐵段最大跨徑為51m。新建立交匝道的下部結(jié)構(gòu)采用旋挖灌注樁+承臺+預(yù)制立柱,上部結(jié)構(gòu)均為鋼結(jié)構(gòu)箱梁,其中樁基218根,承臺105個,預(yù)制立柱100根,鋼梁97跨。立柱全部采用預(yù)制拼裝技術(shù),在西南地區(qū)為首次采用;鋼梁全部采用連續(xù)鋼梁,形成2~5跨一聯(lián)的連續(xù)梁體系,總用鋼量約為1萬t。
現(xiàn)狀地鐵2號線路線經(jīng)過羊犀立交施工區(qū)域,隧道頂覆土約14~16m,相交區(qū)域涉及立交樁基、承臺、新排管線、預(yù)制立柱吊裝、鋼梁吊裝、新建道路施工等,A區(qū)域距離地鐵2號線最小距離約5m,B區(qū)域新建匝道橋墩位于地鐵2號線左右線之間,具體位置關(guān)系見圖1。
2.各施工節(jié)點對地鐵隧道的影響等級劃分
外部活動對軌道交通的影響程度根據(jù)兩者之間的空間關(guān)系、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、外部活動的規(guī)模、實施方法等因素劃分,分為重大影響和一般影響兩個等級,見表1。
根據(jù)以上標準,套用地下結(jié)構(gòu),根據(jù)打樁、基礎(chǔ)、深基坑、大型機械設(shè)備等外部活動與既有軌道交通的近距,本工程對地鐵2號線的影響,均屬于重大影響。因此,在施工過程中,要非常重視對地鐵軌道的保護。在保護措施下,精密的儀器監(jiān)測是必備的手段。
3.地鐵隧道沉降及位移監(jiān)測
3.1監(jiān)測工作組織
羊犀立交施工期間影響地鐵2號線A區(qū)域(ES匝道)約140m,由于A區(qū)域施工位于地鐵2號線左側(cè),每10m布置一個監(jiān)測斷面,所以1臺儀器(編號為1#)即可滿足監(jiān)測要求,監(jiān)測斷面為DM1~DM14;B區(qū)域(JS、EN匝道)施工位于地鐵2號線左、右線之間,相交處為加密斷面,每5m布設(shè)一個監(jiān)測斷面,正常線路每10m布設(shè)一個監(jiān)測斷面,需2臺儀器(編號為2#、3#)才能滿足監(jiān)測要求,監(jiān)測斷面為DM15~DM71。
3.2監(jiān)測內(nèi)容、周期及頻率、控制值
(1)監(jiān)測內(nèi)容:按照規(guī)范及成都地鐵相關(guān)管理辦法要求,羊犀立交施工期間,地鐵2號線結(jié)構(gòu)監(jiān)測項目及測點布置要求如表2所示。
(2)監(jiān)測頻率:根據(jù)本工程的施工特點,施工前期,將測點布置完成并采取初始值,初始值觀測3次,重復(fù)觀測結(jié)果沒有錯誤時取平均值作為初始值;施工期間,具體監(jiān)測頻率如下:①樁基施工前:3次完成初始值采集;②樁基施工至鋼梁吊裝施工完成:1~2次/1d。
(3)監(jiān)測項目控制值:根據(jù)設(shè)計資料、城市軌道交通的結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)要求及現(xiàn)行國家標準《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB 50157-2013)、《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T 202-2013)確定。監(jiān)測項目具體如下:①結(jié)構(gòu)豎向位移:控制值為沉降10mm、上浮10mmm,速率為沉降2mm/d、上浮2mm/d;②結(jié)構(gòu)水平位移:控制值為10mm,速率為2mm/d;③道床左右差異沉降:控制值為4mm,速率為1mm/ d;④道床縱向差異沉降:控制值為 4mm,或為0.04%Li(Li-沿隧道軸向兩測點間距)。
3.3監(jiān)測的實施
3.3.1自動化監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)
本工程的監(jiān)測項目主要包含豎向位移(沉降)與水平位移監(jiān)測。監(jiān)測測點布置在地鐵2號線左右線隧道每10m布設(shè)1個監(jiān)測斷面,加密斷面每5m布設(shè)一個斷面。每個斷面布設(shè)5個棱鏡,分別為隧道道床2個(在布設(shè)道床沉降自動化監(jiān)測點旁,同時布設(shè)人工監(jiān)測點,并定期對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行檢校)、側(cè)墻2個、拱頂1個,沿隧道洞身環(huán)向布置。監(jiān)測設(shè)備采用3臺(A區(qū)域1臺、B區(qū)域2臺)TM30監(jiān)測機器人,主要包含GeoMoS軟件、徠卡、無線數(shù)據(jù)傳輸。無線數(shù)據(jù)傳輸,主要使用4G網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)終端(DTU)進行數(shù)據(jù)傳輸。圖2為監(jiān)測點位平面布置示意圖。
3.3.2監(jiān)測成果
本項目工程監(jiān)測工作于2017年12月20日開始,截止于2018年6月25日。按方案,隧道共埋設(shè)監(jiān)測點232個,基準點24個;期間隧道15~36斷面每個監(jiān)測點監(jiān)測340次;37~58斷面每個監(jiān)測點監(jiān)測330次,1~14斷面每個監(jiān)測點監(jiān)測76次,全部點位總計監(jiān)測63216次;其中第15~58斷面于2017年12月20日采取初始值,第1~14斷面于2018年5月14日采取初始值。各項監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總后的累計值具體如下:
(1)結(jié)構(gòu)豎向位移:累計值最大為-1.10mm(監(jiān)測點DM52-3)。
(2)結(jié)構(gòu)水平位移:累計最大為-1.28mm(測點DM19-1)。
(3)道床左右差異沉降:累計最大為-1.03mm(DM52-2-DM52-3)。
(4)道床縱向差異沉降:累計最大為0.96mm(DM20-2-DM21-2)。
由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知:羊犀立交橋梁施工過程中對臨近地鐵結(jié)構(gòu)影響較小,地鐵隧道結(jié)構(gòu)各項監(jiān)測數(shù)據(jù)均未超出控制值。
4.結(jié)束語
綜上所述,成都三環(huán)路羊犀立交提升改造,涉地鐵2號線隧道結(jié)構(gòu)各項監(jiān)測數(shù)據(jù)均無超限及突變情況。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)說明,在涉地鐵各施工節(jié)點工程中所采取的措施是切實可行并安全可靠的。結(jié)合實際情況,上述措施和監(jiān)控方法也可為其他市政工程橋梁施工中涉地鐵施工時提供參考依據(jù)。
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