北京某地鐵既有車站現(xiàn)狀評估

摘 要：對北京城鐵十三號線某既有車站（總長約160 m）及站南端站后折返線區(qū)間55 m范圍的道床現(xiàn)狀、主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、板、柱、）現(xiàn)狀檢測。檢測內(nèi)容包括：主要構(gòu)件混凝土強度及碳化深度、結(jié)構(gòu)裂縫檢測、道床混凝土外觀檢測、軌道幾何形位。通過檢測，給出既有車站的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀結(jié)論。

關(guān)鍵詞：既有車站 現(xiàn)狀評估 穿越

中圖分類號：U452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0065-02

隨著我國對城市基礎(chǔ)設(shè)施投資力度的逐步加大，許多城市地鐵正在修建或者已經(jīng)投入運營。在北京地鐵施工過程當(dāng)中，不可避免的要遇到穿越施工。因盾構(gòu)施工近距離下穿既有線車站，將對車站結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，如結(jié)構(gòu)沉降、基礎(chǔ)不均勻沉降、結(jié)構(gòu)變形、裂縫開展；最終將影響列車運行的平穩(wěn)性和線路的穩(wěn)定性。為保證既有線的正常運行，需對既有車站現(xiàn)狀作全面調(diào)查，并對重要部位作針對性測試，充分了解其現(xiàn)狀情況，確保既有車站在新線施工過程中的安全運營。因此，對既有線車站結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行評估，具有十分重要的意義。

本文對北京城鐵十三號線某車站的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行檢測，通過對檢測數(shù)據(jù)的處理分析，得出既有車站的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀結(jié)論。

1 工程背景及概況

既有線城鐵13號線某車站為地面?zhèn)仁杰囌荆囌鹃L約125 m，寬約18.8 m。結(jié)構(gòu)型式為兩層三跨鋼筋混凝土雙向框架結(jié)構(gòu)。新建地鐵10號線左、右線盾構(gòu)隧道均從其下方穿越，隧道頂距車站基底9.215 m；另有建設(shè)中10號線車站與既有車站形成換乘，換乘通道頂部緊貼車站中部筏板基底下穿。

結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查檢測范圍為車站（總長約160 m）及站南端站后折返線區(qū)間55 m范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢測及線路設(shè)施測量工作。檢測內(nèi)容包括：主要構(gòu)件混凝土強度及碳化深度、結(jié)構(gòu)裂縫檢測、道床混凝土外觀檢測、軌道幾何形位調(diào)查。

2 檢測內(nèi)容

2.1 混凝土構(gòu)件強度、碳化檢測

本次采用回彈法來檢測評估混凝土的實際強度等級，把抽選的梁、板、柱、道床軌枕分別單獨各視為一個構(gòu)件進(jìn)行檢測[1]。按規(guī)范要求可選用鉆芯法修正回彈結(jié)果，但本調(diào)查對象為運營中的輕軌車站，鉆芯法對結(jié)構(gòu)性能、美觀、環(huán)境將帶來極大的不良影響，因此不具備鉆芯法檢測的條件，未采用鉆芯修正。

根據(jù)北京地鐵既有線車站的設(shè)計、施工資料，梁、板、柱、道床軌枕混凝土的強度等級分別為C30、C30、C30、C30。

通過和實際推算值比較可知，檢測構(gòu)件的實際強度都大于設(shè)計強度，這說明既有車站結(jié)構(gòu)的混凝土強度仍能滿足設(shè)計強度的要求。

2.2 結(jié)構(gòu)外觀及裂縫檢測

2.2.1 外觀檢查

道床是承受車輛荷載的構(gòu)件，道床的變形將影響列車運行的平穩(wěn)性，本次調(diào)查對整個車站內(nèi)上下行線的道床外觀質(zhì)量狀況進(jìn)行觀察，檢查混凝土外觀質(zhì)量，以及道床與結(jié)構(gòu)底板間的連接狀況，檢查連接部位是否存在裂隙或脫空等隱患。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)道床混凝土表面平整，不存在蜂窩、麻面、坑洞等缺陷，無外露鋼筋，部分鋼軌墊塊存在輕微邊角破損；扣件與鋼軌結(jié)合緊密，扣件螺栓孔附近及兩螺栓之間無裂紋；道床與底板連接處結(jié)合密實，無可見縫隙，敲擊無空洞聲。在結(jié)構(gòu)沉降縫兩側(cè)站臺邊緣處，均有貼飾瓷磚脫落現(xiàn)象。

圖1為西側(cè)道床地質(zhì)雷達(dá)掃描圖像，通過雷達(dá)檢測數(shù)據(jù)分析，道床與底板結(jié)合密實，無明顯脫空現(xiàn)象。

2.2.2 道床裂縫檢測

本次主要檢測道床及軌枕處的裂縫，裂縫深度利用超聲波對其進(jìn)行檢測，裂縫寬度是利用高倍讀數(shù)顯微鏡在目視較寬位置直接進(jìn)行讀取。

由于結(jié)構(gòu)主要承受列車行駛產(chǎn)生的動力荷載，在動力荷載長期作用下，道床及軌枕會反復(fù)產(chǎn)生比較大的拉應(yīng)力，致使道床產(chǎn)生裂縫[4]。通過檢測發(fā)現(xiàn)，裂縫主要分布在道床表面結(jié)構(gòu)軸線處，其走向基本都與軌道線路方向垂直，長度多為從一側(cè)軌枕邊緣延伸至另一側(cè)軌枕邊緣。

2.3 幾何形位檢測

軌道幾何形位調(diào)查范圍為盾構(gòu)右線下穿中心前后各30 m。靜載軌距采用軌距尺測量兩軌之間距離，測讀三次以上；水平用軌距尺測量左右兩股鋼軌頂面的相對高差，觀測是否存在水平差或三角坑；軌道方向用弦測法測量軌道在水平面上的平順性；前后高低用弦測法測量單根軌道沿線路方向的縱向的平順性。

2.3.1 靜態(tài)幾何形位變化

靜態(tài)幾何形位檢測包括靜態(tài)軌距、靜態(tài)水平、靜態(tài)前后高低、靜態(tài)軌向等。鐵道部《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定值與實測值見表1。

對比容許值與實測值：本次測量所得的靜態(tài)幾何形位實際偏差值均小于《維規(guī)》的規(guī)定值。

2.3.2 動載幾何形位變化

動載幾何形位變化包括動載下軌距變化、動載下水平變化、動載下軌道前后高低、動載下軌向。動態(tài)軌距測點布置在盾構(gòu)右線下穿中心處、以及下穿中心前后各2m的位置，采用位移計測量列車進(jìn)出站期間軌距的變化量，根據(jù)前期測得的靜態(tài)軌距，得出動態(tài)荷載作用下的軌距。動載軌距圖中縱坐標(biāo)為動態(tài)軌距變化，正號表示軌距擴(kuò)大，負(fù)號表示軌距縮小。變化典型時域圖如圖2。

參照鐵道部《鐵路線路維修規(guī)則》中線路軌道動態(tài)幾何尺寸容許偏差可知，本次檢測的變化值均小于《維規(guī)》的規(guī)定值。

3 結(jié)論

車站主體混凝土結(jié)構(gòu)外觀良好，可見部分無明顯缺陷，站臺層、站廳層各柱的混凝土抗壓強度推定值介于33.5～50.1 MPa之間；各柱的碳化深度在0.5～5 mm之間。站臺層各頂板的混凝土抗壓強度推定值介于34.2～58.9 MPa之間，站臺層各縱、橫梁的混凝土抗壓強度推定值介于41.0～58.2 MPa，碳化深度均較大。

道床裂縫主要分布在上下行線道床中結(jié)構(gòu)短軸線處，縫深最大為91 mm，縫寬最大為1.4 mm。車站沉降縫附近裝飾面板及瓷磚無變形或裂紋出現(xiàn)。

道床混凝土表面平整，不存在蜂窩、麻面、坑洞等缺陷，無外露鋼筋，部分鋼軌墊塊存在輕微邊角破損；扣件與鋼軌接觸緊密，扣件螺栓孔附近及兩螺栓之間無裂紋；道床與底板連接處結(jié)合密實，無明顯脫空。

靜態(tài)下檢測所得的軌距最大偏差在-3～+1 mm間，最大水平值為2 mm，前后高低最大矢度值為3 mm，軌向最大值為3 mm，均小于《鐵路線路維修規(guī)則》中規(guī)定的線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值。

動態(tài)下檢測的軌距最大變化在+0.52～-0.06 mm之間；最大水平變化為1.51 mm；最大高低變化為1.14 mm；均小于《鐵路線路維修規(guī)則》中軌頂?shù)木€路軌道動態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ/T 23-2001，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程[S].

[2]CECS21：2000超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程[S].

[3]鐵運[2001]23號鐵路線路維修規(guī)則[S].

[4]丁大鈞.鋼筋混凝土構(gòu)件抗裂度裂縫和剛度[M].南京工學(xué)院出版社，1986.

[5]錢武威.橋梁裂縫機理與監(jiān)測[M].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2004（1）.

[6]郭曉華.天津地鐵既有線結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀評估[J].低溫建筑技術(shù)，2004（3）.