李延昌

（中鐵建設(shè)集團(tuán)南方工程有限公司 廣州 514400）

0 引言

隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展和城市交通需求的增加，大型站房的建設(shè)和維護(hù)變得越來越重要［1］，這些站房在服務(wù)人們出行的同時(shí)，也承載著重要的交通樞紐功能。然而，在已有鐵路線路周邊進(jìn)行大型站房施工時(shí)，會面臨一系列復(fù)雜的挑戰(zhàn)和潛在風(fēng)險(xiǎn)［2］，施工活動可能會對鐵路線路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如地基沉降、結(jié)構(gòu)振動開裂等［3-6］，這對鐵路運(yùn)營的安全性和施工進(jìn)度產(chǎn)生不利影響。因此，必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施和監(jiān)測技術(shù)來確保施工過程的安全性和順利進(jìn)行，通過加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)控測量，可以及時(shí)將由施工活動引起的一系列動態(tài)變化信息反饋給施工單位，使其能夠在現(xiàn)場及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，優(yōu)化改進(jìn)施工方法，以避免危及鐵路行車運(yùn)營安全和影響施工進(jìn)度的事故發(fā)生［7］。

本文依托新建廈門北站項(xiàng)目，重點(diǎn)闡述如何以5、6 號地鐵出入口施工過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，用以指導(dǎo)現(xiàn)場施工情況，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)智慧監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，為類似交通樞紐項(xiàng)目的施工提供重要的參考依據(jù)。

1 工程背景

廈門北高鐵站房位于地鐵4 號線廈門北車站北側(cè)，以地鐵地下結(jié)構(gòu)外擴(kuò)50 m 為界，新建站房部分施工范圍已進(jìn)入4 號線地鐵保護(hù)范圍。4 號線廈門北站是廈門北至翔安機(jī)場段的第二座車站，該站與1 號線廈門北站“T”型換乘，換乘節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的主體結(jié)構(gòu)已在1號線實(shí)施。目前結(jié)構(gòu)已封頂，頂板已回填，車站兩側(cè)接盾構(gòu)區(qū)間，兩側(cè)區(qū)間均已洞通，計(jì)劃于2021 年底完成鋪軌。

擬建工程與地鐵結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1 所示，灰色填充部分為既有結(jié)構(gòu)，包括既有地鐵1號線及4號線結(jié)構(gòu)、1號線車站與4號線車站之間夾心地既有樁基承臺。

圖1 擬建工程與地鐵結(jié)構(gòu)平面關(guān)系Fig.1 Plan View of the Proposed Works in Relation to the Metro Structure

根據(jù)對地鐵結(jié)構(gòu)的影響，擬建工程可分為以下幾個部分：

⑴高鐵站房社會連廊通道。采用圍護(hù)樁或雙排樁支護(hù)，圍護(hù)樁距離1 號線區(qū)間外邊線凈距約30 m，圍護(hù)樁范圍內(nèi)采用放坡分步開挖。

⑵高鐵代建4 號線廈門北站出入口（圖1 中綠色填充部分）及1、4號線車站連接通道（圖1中黃色填充部分），出入口包括5A、5B、6A 和6B 四個出入口，車站連接通道共四處，與車站主體一樣，附屬及連接通道同樣采用明挖順筑法施工，基坑采用圍護(hù)樁+內(nèi)支撐支護(hù)體系。

⑶4 號線北側(cè)新建扶壁式擋墻（圖1 中紅色填充部分），擋墻采用樁基礎(chǔ)。

⑷1 號線與4 號線周邊的新建樁基及承臺（圖1中藍(lán)色部分），4 號線車站以南為夾心地樁基，樁基主要用于既有廈門北站改造工程及夾心地頂棚基礎(chǔ)，4號線車站以北樁基為新建站房樁基礎(chǔ)。

擬實(shí)施的1 號線與4 號線換乘連接通道共包括4 個連接口，基坑最大長度10.2 m，最大寬度10.9 m，最大深度10.5 m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用圍護(hù)樁+內(nèi)支撐體系，圍護(hù)樁樁徑?800 mm，樁間距1 000 mm。一共采用兩道內(nèi)支撐，第一道支撐為混凝土支撐，間距8 m，第二道為鋼支撐，間距4 m。換乘連接通道統(tǒng)一采用地下單層單跨閉合框架結(jié)構(gòu)，外設(shè)全包防水層。

2 智慧監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)

通過實(shí)施監(jiān)測工作，可以獲得既有線車站和區(qū)間結(jié)構(gòu)在工程施工影響范圍內(nèi)的變化情況。尤其是采用自動化監(jiān)測技術(shù)，施工方能夠?qū)崟r(shí)獲得現(xiàn)場周邊信息，從而評估施工對既有站房結(jié)構(gòu)的影響，從而將信息及時(shí)反饋給建設(shè)方和線路運(yùn)營方［8］，避免出現(xiàn)既有線路結(jié)構(gòu)和運(yùn)營的安全狀況。同時(shí)，智慧監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)ΜF(xiàn)場信息進(jìn)行處理和計(jì)算，當(dāng)現(xiàn)場關(guān)鍵點(diǎn)出現(xiàn)不利趨勢時(shí)，能夠進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)警，使線路相關(guān)方能有充足的時(shí)間做出應(yīng)急預(yù)案，避免惡性事故的發(fā)生，并確保既有線的安全運(yùn)營。

2.1 監(jiān)測要求

本監(jiān)測為既有地鐵隧道保護(hù)施工監(jiān)測，設(shè)計(jì)里程范圍為YDK32+083.485-YDK32+329.574，隧道長度246.089 m，監(jiān)測內(nèi)容主要有隧道拱頂沉降、道床沉降、水平收斂，軌道位移水位監(jiān)測以及隧道外圍護(hù)樁變形等監(jiān)測。當(dāng)變形異常時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施，并進(jìn)一步對地鐵主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測［9］。

根據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護(hù)技術(shù)規(guī)范：CJJ/T 202—2013》［10］，參考各地鄰近地鐵工程的地鐵保護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，對于運(yùn)營線路，地鐵區(qū)間隧道安全控制指標(biāo)如表1所示。

表1 軌道交通結(jié)構(gòu)安全控制標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Standards for Structural Safety Control in Rail Transport

2.2 監(jiān)測方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合《新建廈門北站相關(guān)工程涉廈門軌道交通1、4 號線安全影響預(yù)評估報(bào)告》和文獻(xiàn)［10］，由于道床豎向位移、主體結(jié)構(gòu)（隧道結(jié)構(gòu)）豎向、水平位移、隧道結(jié)構(gòu)收斂等是十分重要的安全控制指標(biāo)，因此上述指標(biāo)在采用自動化監(jiān)測進(jìn)行高頻監(jiān)測的同時(shí)，又采用人工監(jiān)測的方式定期復(fù)核，而軌道橫向高差、軌距、變形縫張開量和裂縫寬度等其余指標(biāo)則僅采用人工監(jiān)測的方式進(jìn)行記錄，具體監(jiān)測項(xiàng)目等信息如表2所示。

表2 監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及使用儀器Tab.2 Monitoring Projects，Monitoring Point Set-up and Use of Instruments

根據(jù)安全評估報(bào)告、文獻(xiàn)［10］和《廈門市軌道交通地鐵保護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)（試行）》的要求，本工程變形控制指標(biāo)如表3所示。

表3 本工程變形控制指標(biāo)Tab.3 Deformation Control Index of This Project

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

對本工程實(shí)際的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，基于實(shí)測數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)場施工對既有地鐵車站隧道結(jié)構(gòu)的影響：

如圖2和圖3可知，主體結(jié)構(gòu)豎向位移階段變形最大點(diǎn)1HJGS（Y）18-01，階段最大變形量為2.8 m，累計(jì)變化最大點(diǎn)為1HJGS（Y）41-01，累計(jì)變形量為3.4 mm，未超過預(yù)警值。

圖2 地鐵1、4號線豎向位移變化曲線Fig.2 Vertical Displacement Change Curves for Metro Line 1 and Line 4

圖3 地鐵1、4號線變形監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Fig.3 Statistics of Deformation Monitoring Data of Metro Line 1 and Line 4

從開始施工至施工結(jié)束階段，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，北區(qū)里程K32+223+273 區(qū)域部分監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)值接近預(yù)警值，結(jié)合巡視及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，初步分析原因?yàn)椋搮^(qū)域隧道正上方土方開挖，土壓力減小，且降雨導(dǎo)致地下水位上升，監(jiān)測數(shù)據(jù)累計(jì)值接近預(yù)警值，而4 號線區(qū)間隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)無異常情況。綜合自動化和人工監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，現(xiàn)場施工未對地鐵1 號線廈門北站～巖內(nèi)站區(qū)間、4 號線后溪站～廈門北站、廈門北站～官潯站區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)造成明顯影響，風(fēng)險(xiǎn)可控。

4 結(jié)語

智慧監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在新建廈門北站項(xiàng)目5、6號地鐵出入口的施工中，取得顯著成效，通過智能監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)，施工方能夠?qū)崟r(shí)掌握既有線路結(jié)構(gòu)的變形等情況，從而為建設(shè)方和運(yùn)營方及時(shí)提供準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息。這對于評估施工對既有線路結(jié)構(gòu)周邊建筑物的影響至關(guān)重要，并為及時(shí)判斷既有線路結(jié)構(gòu)和運(yùn)營的安全性提供了依據(jù)。智能監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用還可以預(yù)測潛在的事故風(fēng)險(xiǎn)，并提供及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警信息，從而避免惡性事故的發(fā)生。通過監(jiān)測施工活動對既有線結(jié)構(gòu)的影響，可以及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)、優(yōu)化施工方法，以確保既有線路的穩(wěn)定性和安全性。