道路工程穿越既有地鐵結(jié)構(gòu)安全性建議

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摘要:隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的逐步加快，新建工程與既有工程的相互作用及影響日益突出，為了保證既有城市軌道交通設(shè)施的安全運(yùn)行與新建道路工程的順利實(shí)施，以北京某新建道路工程穿越既有地鐵9#線為研究對象，分析并確定工程風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，利用數(shù)值模擬方法對施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)變形值進(jìn)行預(yù)測，計(jì)算結(jié)果表明，車站出入口通道上方管線開槽時(shí)引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生0．715mm的上浮變形，橋樁及承臺(tái)成孔開挖時(shí)引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生0．695mm的橫向變形。道路與管線工程施工引發(fā)的既有地鐵結(jié)構(gòu)附加變形值在運(yùn)營安全允許范圍之內(nèi)，正常施工條件下，采取一定的監(jiān)測和軌道防護(hù)措施，可以確保地鐵列車運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞:穿越工程;既有地鐵;安全評估;風(fēng)險(xiǎn)等級;數(shù)值模擬

1工程概況

新建道路主路結(jié)構(gòu)厚度68cm，局部地基處理深度0．8～1．3m，路基邊線與地鐵9#線區(qū)間段結(jié)構(gòu)外頂豎向凈距為8～11．7m，與地鐵9#線車站段結(jié)構(gòu)外頂最小豎向凈距為1～1．8m。沿萬壽路南延?xùn)|西兩側(cè)新建兩條雨水管道，采用開槽+自然放坡(1∶0．75)施工方法，管線開槽深度3～3．4m。局部雨水管道與地鐵距離較近處采用開槽支護(hù)施工，基坑放坡為1∶0．5，采用錨噴網(wǎng)及設(shè)置花管注漿加固的方式進(jìn)行邊坡支護(hù)。雨水管線位于地鐵區(qū)間段上方，管線基坑底部距地鐵結(jié)構(gòu)外頂豎向最小距離7．1～11m，與地鐵車站主體結(jié)構(gòu)最小豎向距離0．5m。

2安全性影響評估結(jié)果分析

根據(jù)新建道路與管線與既有地鐵線路的相對位置關(guān)系，劃分以下安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。(1)道路管線鄰近地鐵盾構(gòu)區(qū)間;(2)道路管線鄰近地鐵車站及附屬結(jié)構(gòu);(3)新建高架橋鄰近地鐵區(qū)間。選用MidasGTSNX軟件，模擬分析新建道路及管線施工對既有地鐵車站及區(qū)間結(jié)構(gòu)的影響，提供既有結(jié)構(gòu)變形結(jié)果，評估地鐵結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)的安全性，并根據(jù)行車安全的要求，提出新建道路與管線工程施工時(shí)，地鐵結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)的變形控制標(biāo)準(zhǔn)與保護(hù)措施。根據(jù)新建工程的施工步驟，按最不利情況將工程施工進(jìn)行分階段計(jì)算，隧道與車站結(jié)構(gòu)的變形結(jié)果如表1所示。

3評估結(jié)果與建議

根據(jù)對風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的分析，新建道路及管線施工會(huì)對既有地鐵車站及區(qū)間產(chǎn)生一定的附加變形，附加變形值在運(yùn)營安全允許范圍之內(nèi)。正常施工條件下，采取一定的監(jiān)測和軌道防護(hù)措施，能確保地鐵列車安全運(yùn)營。

3．1施工建議

(1)施工前應(yīng)進(jìn)一步對地鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行物探，查明既有結(jié)構(gòu)圍護(hù)樁、盾構(gòu)井等構(gòu)筑物實(shí)際位置，充分考慮其給施工帶來的不利影響。管線開槽如需要采取破除原施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用靜力破除方式，減小對既有機(jī)構(gòu)影響。(2)隨路管線施工過程中，應(yīng)按照跳槽開挖方式施工，同時(shí)，應(yīng)盡快回填，減少管線溝槽暴露時(shí)間，盡量降低對既有線的影響。(3)上跨車站附屬部分管線與車站主體及附屬頂板距離較近，施工時(shí)不得采用大型機(jī)械開槽施工，并嚴(yán)格控制開挖尺寸。(4)出入口附加施工時(shí)應(yīng)該考慮到對地鐵客流的影響，提前做好圍擋與客流疏導(dǎo)工作。(5)橋梁施工過程中，需對鄰近地鐵側(cè)樁基采取可靠的防塌孔措施，樁成孔過程保證清孔質(zhì)量，減少樁底沉渣量，減少后續(xù)上部結(jié)構(gòu)加載產(chǎn)生樁的沉降變形。(6)嚴(yán)格按信息化施工原則進(jìn)行施工管理，充分利用監(jiān)測量控信息指導(dǎo)施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案、施工工藝及工序進(jìn)行，不得任意省略。

3．2監(jiān)測建議

(1)施工期間，加強(qiáng)對既有地鐵結(jié)構(gòu)及軌道結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測，做好引進(jìn)處理準(zhǔn)備工作。(2)施工過程中，如果變形達(dá)到報(bào)警值，采用相應(yīng)措施，避免位移繼續(xù)發(fā)展，確保既有地鐵結(jié)構(gòu)的安全。(3)監(jiān)測信息及時(shí)反饋，監(jiān)測單位與施工單位建立良好的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，監(jiān)測報(bào)告已周報(bào)、月報(bào)的形式報(bào)評估單位。

4結(jié)論

隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的逐步加快，新建工程與既有工程的相互作用及影響日益突出，鄰近與穿越既有地鐵隧道的工程施工，在保證自身變形安全的同時(shí)，必須確保對鄰近既有地鐵隧道的影響在安全合理的范圍內(nèi)。選用MidasGTSNX軟件，模擬分析工程施工對既有地鐵車站及區(qū)間結(jié)構(gòu)的影響。隧道結(jié)構(gòu)最大變形為:車站出入口通道上方管線開槽時(shí)引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生0．715mm的上浮變形，橋樁及承臺(tái)成孔開挖時(shí)引起隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生0．695mm的橫向變形。道路與管線工程施工引發(fā)的既有地鐵結(jié)構(gòu)附加變形值在運(yùn)營安全允許范圍之內(nèi)，正常施工條件下，采取一定的監(jiān)測和軌道防護(hù)措施，可以確保地鐵列車運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn):

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作者：郭林峰 單位：北京市建設(shè)工程質(zhì)量第三檢測所有限責(zé)任公司