郭林峰

(北京市建設(shè)工程質(zhì)量第三檢測(cè)所有限責(zé)任公司，北京 100037)

1 工程概況

1.1 新建管線

(1)熱力隧道采用暗挖法施工，其中過(guò)路段暗挖段開(kāi)挖面總寬度3.3 m，總高度3.15 m，拱頂埋深約6 m。

(2)DN300球墨鑄鐵給水管，挖深約1.37～1.57 m。

(3)DN1000雨水鋼筋混凝土管，采用頂管法施工，管頂埋深2.5 m。

(4)DN400污水鋼筋混凝土管，采用頂管法施工，管頂埋深3.9 m。

1.2 既有地鐵

區(qū)間全線采用礦山法施工。新建管線工程穿越位置位于地鐵站后折返線區(qū)間。

工程實(shí)施方式：頂管+暗挖+明挖。

直徑為300 mm的上水管線距離地鐵隧道17 m；直徑為1 000 mm的雨水管線與地鐵右線凈距約為14.7 m，距離左線隧道12.5 m；直徑為400 mm的污水管線距離地鐵右線隧道14.0 m，與左線隧道相距約11.7 m；另外，2.3 m×2.1 m的熱力隧道與地鐵右線隧道凈距約9.0 m，施工檢查井與右線隧道凈距約6.8 m。

2 數(shù)值計(jì)算

2.1 模型構(gòu)建

選取長(zhǎng)120 m，寬120 m，自地表50 m厚的土體作為本模型構(gòu)建的考察范圍。

選取實(shí)體單元作為周?chē)馏w，不同的材料本構(gòu)作為不同的土層，將模型頂面設(shè)置成自由邊界，其他的臨空面均選取法向約束。

荷載的計(jì)算主要考慮：(1)地鐵結(jié)構(gòu)自重；(2)土體豎向自重。

2.2 施工模擬工序

根據(jù)新建管線工程的施工步驟，在計(jì)算模型時(shí)，分4個(gè)階段對(duì)施工階段進(jìn)行模擬，見(jiàn)圖1。

圖1 施工工序

3 變形預(yù)測(cè)

新工程的實(shí)施對(duì)既有地鐵產(chǎn)生了不同程度的附加變形，為了有效的了解對(duì)既有地鐵產(chǎn)生的附加變形，將從不同工程階段下既有結(jié)構(gòu)的豎向變形和橫向變形來(lái)進(jìn)行分析。通過(guò)繪制不同施工階段施工成后既有地鐵結(jié)構(gòu)的變形云圖，分析其變形結(jié)果和規(guī)律，來(lái)簡(jiǎn)潔、直觀地反映既有結(jié)構(gòu)的變形情況及規(guī)律。

計(jì)算結(jié)果表明，新建工程在實(shí)施的過(guò)程中，既有結(jié)構(gòu)的豎向變形的最大值為1.372 mm，為上浮變形，變形部位為右線隧道頂拱右側(cè)。最大橫向變形值為0.853 mm，朝向施工開(kāi)挖方向，變形部位為隧道仰拱，既有線路結(jié)構(gòu)豎向和橫向最大變形結(jié)果見(jiàn)表1所示。

表1 既有地鐵結(jié)構(gòu)最大變形結(jié)果

圖2 豎向變形云圖

圖3 橫向變形云圖

4 評(píng)估建議

4.1 設(shè)計(jì)、施工建議

(1)施工單位在施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行施工，嚴(yán)格規(guī)范施工工藝，遵守施工紀(jì)律，嚴(yán)于管理，沿線上下水、煤氣、污水等管線的物探必須在施工前須詳細(xì)做好，在施工過(guò)程中加以注意，從而保證工程質(zhì)量、地上建筑物、構(gòu)筑物及地下管線的安全。

(2)施工開(kāi)挖必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖要求施工，嚴(yán)格控制施工長(zhǎng)度，并做到及時(shí)支護(hù)。

(3)R1井開(kāi)挖施工過(guò)程中需進(jìn)行加固措施，降低施工開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響。

(4)施工前要對(duì)地下水情況進(jìn)行探測(cè)，并采取有效的地下水處理以保證無(wú)水作業(yè)條件。

(5)在工程實(shí)施期間需要對(duì)既有線路軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證軌道結(jié)構(gòu)和行車(chē)的安全。一旦發(fā)現(xiàn)既有線路結(jié)構(gòu)變形異常，應(yīng)及時(shí)分析原因，采取有效措施后才能繼續(xù)施工。

(6)在施工期間發(fā)現(xiàn)有裂縫等病害惡化導(dǎo)致影響結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)安全，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)；如未影響到正常運(yùn)營(yíng)，則建議在施工結(jié)束后，對(duì)影響范圍內(nèi)地鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)查，病害進(jìn)行統(tǒng)一的耐久性修復(fù)。

4.2 監(jiān)控測(cè)量建議

(1)施工期間，加強(qiáng)對(duì)既有地鐵變形的監(jiān)測(cè)，做好應(yīng)急處理準(zhǔn)備工作，監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)到預(yù)警值，向施工單位和地鐵管理單位同時(shí)發(fā)出警報(bào)。

(2)工程施工前，應(yīng)制定嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)與防護(hù)范圍為：地鐵三線120 m。

(3)監(jiān)測(cè)既有地鐵軌道結(jié)構(gòu)變形，及時(shí)調(diào)整鋼軌下扣件；在工程實(shí)施過(guò)程中，如若變形程度達(dá)到報(bào)警值，必須要采取相應(yīng)的處理措施，阻止位移繼續(xù)發(fā)展，以確保已有交通軌道結(jié)構(gòu)的安全性。

(4)監(jiān)測(cè)單位應(yīng)在施工前進(jìn)行一次測(cè)量，之后的測(cè)量要以本次測(cè)量結(jié)果為基礎(chǔ)；在記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)做好施工步序的記錄，既可以指導(dǎo)施工又可以積累經(jīng)驗(yàn)。

(5)監(jiān)測(cè)單位和施工單位之間要應(yīng)建立良好順暢的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，以及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息。跟據(jù)第三方監(jiān)測(cè)方案以及施工情況隨時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率，在監(jiān)測(cè)值出現(xiàn)情況異常，檢測(cè)值達(dá)到報(bào)警值或遇到不良天氣狀況等時(shí)，應(yīng)加大頻率，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)狀態(tài)做好記錄。

(6)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取必須做到及時(shí)、準(zhǔn)確和完整，如若發(fā)現(xiàn)異常情況，要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度。