舊橋改造對臨近地鐵結(jié)構(gòu)影響的監(jiān)測

劉 寧

（中設(shè)設(shè)計集團股份有限公司 南京 210014）

前言

隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，運營期的地鐵線路越來越多，在給人們生活帶來便利的同時也大大促進了地鐵沿線及周邊地區(qū)的開發(fā)，但在地鐵周邊建設(shè)過程中，存在著諸多外部工程施工，在這些外部工程施工過程中，勢必會造成運營期地鐵隧道變形，變形嚴重時可能影響地鐵的結(jié)構(gòu)及運行安全。而隧道結(jié)構(gòu)的豎向位移、水平位移和水平收斂是隧道結(jié)構(gòu)健康狀況的重要的指標，監(jiān)測和分析隧道的位移和變形可掌握隧道的結(jié)構(gòu)安全、運營安全及變形規(guī)律，及時一發(fā)現(xiàn)異常情況，為隧道管理及維護提供科學依據(jù)，對隧道結(jié)構(gòu)的安全性及后期維護具有重要現(xiàn)實意義。

1 項目概況

1.1 外部工程與地鐵位置關(guān)系

（1）平面位置關(guān)系：近橋梁處隧道外邊線分別與拓寬后的橋東側(cè)樁基，0#橋臺、1#、2#橋墩和3#橋臺分別為5.03m、5.72m、6.99m和7.91m。對應地鐵線區(qū)間隧道里程大致為里程K26+642.8～K26+702.3，約為60m。

（2）豎向位置關(guān)系：

樁底標高達到隧道中線標高-4.244m。

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

該區(qū)間穿越地層為④-1a+b1-2可～硬塑黏土、粉質(zhì)黏土、J3lw-0可塑殘積土、J3lw-2強風化安山巖及J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中風化安山巖。隧道頂板上方地層主要為④-1a+b1-2可～硬塑黏土、粉質(zhì)黏土、J3lw-0可塑殘積土、J3lw-2強風化安山巖及J3lw-3R-1、J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中風化安山巖。隧道底板分別位于J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中風化安山巖之上。

該區(qū)間段地下水有孔隙潛水、上層滯水、和基巖裂隙水等。含水層主要為①層人工填土、②-1b2粉質(zhì)粘土中的潛水、上層滯水，滲透性弱；J3lw-2強風化安山巖及J3lw-3R-1、J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中風化安山巖中的基巖裂隙水，由于受裂隙分布及相互連通條件的影響，逕流不暢，具多變性。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，滲透性弱，為微～弱透水地層。

2 監(jiān)測方案

2.1 監(jiān)測范圍及監(jiān)測項目

新建橋梁樁基對應地鐵隧道里程為K26+642.8～K26+702.3，并向?qū)罔F隧道兩側(cè)各外放20m；即監(jiān)測范圍為K26+622.8～K26+722.3，約99.5m。

監(jiān)測項目包括：豎向位移、水平位移及水平收斂。監(jiān)測頻率為：樁基施工期1～2d監(jiān)測1次；橋臺施工及上部結(jié)構(gòu)施工期4d監(jiān)測1次；跟蹤期10d監(jiān)測一次。其中，離隧道邊線20m以內(nèi)樁基施工期間1d監(jiān)測1次。

2.2 監(jiān)測點布設(shè)

豎向位移：右線（臨近橋樁側(cè)）布設(shè)點對應橋梁各樁基所在處，共4個；車站與隧道交接處布設(shè)差異沉降點，共2個；右線往幸莊站方向外放1點。右線合計7個。

左線僅對橋梁各樁基對應隧道位置各布設(shè)1點；車站與隧道交接處布設(shè)差異沉降點，共2個。左線合計6個。

水平位移：共布設(shè)13個水平位移監(jiān)測點，編號分別為SPY1～SPY6、SPY1-1、SPZ1～SPZ5、SPZ1-1。

水平收斂：共計布設(shè)11個收斂監(jiān)測斷面。整個項目期間，左右線進行4次逐環(huán)收斂監(jiān)測，約156環(huán)。

3 各監(jiān)測項目成果分析（以上行線為例）

3.1 豎向位移監(jiān)測成果分析

從圖1可看出，上行線道床垂直位移各監(jiān)測點在樁基施工期間沉降變化量變化大，呈上升趨勢，最大變化量分別為1.7mm和1.0mm，其余施工階段均呈穩(wěn)定變化狀態(tài)，數(shù)據(jù)變化未超方案規(guī)定的報警值，跟蹤期監(jiān)測期間整體保持穩(wěn)定。

圖1 上行線道床豎向位移變化曲線圖

3.2 水平位移監(jiān)測成果統(tǒng)計

圖2 上行線水平位移變化圖

從圖2可看出，上行水平位移各監(jiān)測點樁基施工期間，隧道結(jié)構(gòu)水平位移變化較小，其余施工階段均呈穩(wěn)定變化狀態(tài)，數(shù)據(jù)變化未超方案約定的報警值，跟蹤期監(jiān)測期間整體保持穩(wěn)定。

3.3 水平收斂監(jiān)測成果統(tǒng)計

圖3 上行線水平收斂變化圖

從圖3可看出，上行水平收斂各監(jiān)測點在橋臺施工和上部加載期間變化量波動大，呈內(nèi)縮趨勢，最大累計變化量分別為2.6mm和-2.7mm，其余施工階段均呈穩(wěn)定變化狀態(tài)，數(shù)據(jù)變化未超方案約定的報警值，跟蹤期監(jiān)測期間稍微有波動。

4 結(jié)論

（1）在整個監(jiān)測過程中，隧道內(nèi)道床的豎向位移、水平收斂、水平位移均未超出約定報警值，跟蹤期期間豎向位移數(shù)據(jù)變化趨于平緩，最后百日沉降速率滿足結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的標準。

（2）在項目進入跟蹤期之后，豎向位移最后百日變化速率最大為監(jiān)測點變化速率為0.012m/d，水平位移最后百日變化速率最大為監(jiān)測點變化速率為0.022mm/d，水平收斂最后百日變化速率最大為監(jiān)測點變化速率為0.012mm/d，參照《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2016）規(guī)定，當最后100天沉降速率小于0.01～0.04mm/d時可認為建筑結(jié)構(gòu)進入穩(wěn)定狀態(tài)，故初步判斷附屬結(jié)構(gòu)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）監(jiān)測段地鐵結(jié)構(gòu)在監(jiān)測期間無新增病害。綜合分析豎向位移變形、水平收斂變形、水平位移變形等監(jiān)測數(shù)據(jù)成果，現(xiàn)場巡視未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常變形，綜合判斷施工期及跟蹤期隧道結(jié)構(gòu)安全基本可控。