地铁明挖车站军便梁变形监测

马晓晖

1 工程概况

北京地铁大兴线黄村西大街站位于现兴华大街和黄村西大街交叉路口下，车站总长度为232.2 m，总宽度为20.9 m，顶板覆土厚度为3 m，车站为地下2层 3跨箱形框架结构、岛式车站，车站采用明挖法施工。站后设小交路折返线，与车站合槽施工，折返线结构为多跨单层箱涵结构，顶板覆土8.8 m，总宽度20.9 m，总长度251.65 m，总建筑面积18 466 m2。

兴华大街与黄村西大街为大兴区主干道路，商业繁华路段，地面交通十分繁忙，车流量大，车站施工采用明挖法施工，交叉路口处采用铺盖法施工。

军用梁架设施工段为交叉路口铺盖法施工段，此段先期施行交通导改，施作围护桩及冠梁，待开挖第一层土方并架设第一道钢支撑完毕后，架设军用梁，恢复路面交通。

2 车站临时铺盖工程施工设计总说明

为了最大限度减小车站施工对地面交通的影响，同时满足车站工期要求，结合车站范围内的地质资料，黄村西大街站路口站位处采用满足城市A级道路荷载和交通能力要求的军用梁等构件快速形成临时路面系统，保证东西向15 m宽(四车道)通行能力。

车站铺盖段基坑东西宽22.5 m，南北长30 m，拟采用24.48 m的加强型六四式铁路军用梁铺设。

3 桥体监测方法及控制

3.1 目的和意义

1)通过准确地了解本车站主体基坑的各项变形监测成果和结构安全性能分析、变化及发展趋势，及时把握施工安全状态。2)通过对变形监测成果的分析和研究在预报下一施工步骤地层、支护的稳定、受力情况和地表沉降等，并对施工措施提出相关建议，保证能够正确监控施工，并为设计和施工提供依据。3)通过对军用梁变形监测成果的分析和研究，保证军便梁安全使用，施工正常进行，对今后相关工程提供可靠的基础数据。

表1 军便梁监测项目、内容一览表

3.2 监测项目和内容及监测点示意图

军便梁监测项目、内容一览表见表 1。

3.3 各监测项目监测点布设

3.3.1 军便梁周边地表沉降监测

采用本单位既有施工控制水准点作为基准点，并且进行周期性连续监测。工作点的测设，用二等水准测量要求，将基准点的高程引测到军便梁附近。

1)监测目的。监测车站基坑开挖和军便梁使用过程中坑边土体的稳定性。

2)监测方法及精度要求。采用精密水准仪及铟钢尺测读地表监测点的高程，量测精度为0.3 mm。

3)沉降值计算。地表监测基点为标准水准点(高程已知)，监测时通过测得各测点与水准点(基点)的高程差ΔH，可得到各监测点的标准高程Δht，然后与上次测得高程进行比较，差值 Δh即为该测点的沉降值。即:

4)监测数据及历时曲线分析。图表具有较好的视觉效果，可方便查看数据的差异、图形和预测趋势。在沉降量曲线图中，可以直接查看到最小沉降点和最大沉降点。当沉降趋势较明显时，可引起关注(见表2，图1)。

表2 军便梁周边地表沉降量统计表(选取6个测点的5期数据)

3.3.2 承台(冠梁)垂直及水平位移监测

1)监测目的。军便梁架设在车站冠梁上，自身重力加之过往车辆的重力对承台(冠梁)造成垂直位移。监测车站基坑开挖和军便梁使用过程中桩墙背后土压力和围护桩的稳定性，以便及时调整施工工艺参数，保证施工安全、顺利。2)监测方法及精度要求。用槟得R-322NX型全站仪从施工控制点引测到军用梁附近的施工作用点上，采用前方交会法观测水平位移测点，量测精度为±2″。3)监测数据及历时曲线分析(见表3，图2)。

表3 承台(冠梁)水平位移累计位移量统计表(选取8个测点 Y坐标轴的5期数据)

3.3.3 军便梁水平位移监测

1)监测目的。监测军便梁使用过程中自身位移，以便及时调整施工工艺参数，保证施工安全、顺利。2)监测点布置与埋设。在桥的两侧做六个测点，一边各做三个，应布设在铺盖桥下斜撑着力点上，均匀布设，两边各做四个控制基点，以保证测站点稳定和数据的可靠性，因测站点离基坑太近容易变动，控制起来比较困难，根据大基坑位移监测的经验，应采取多点后视观测法来推算出测站点的变动量，再比较距离值和方向值的变化，以获取真实值来保证测量的真实性。3)监测方法及精度要求。采用了连续跟踪反射法进行观测，铺盖桥侧面有我们布设的三个着力点反射片，在仪器瞄准反射片后把仪器连续跟踪测量打开，测量后仪器会自动保存，连续测量的意义就是观察车辆在桥面行走时桥体的变化，因军便桥在行车时是振动的，在测量时数据变化比较明显，因此我们选择了连续跟踪测量法实用性，经过多次测量此法比较可靠，比较能真实的反映出铺盖桥位移量来保证桥体和行车安全。

根据地铁车站浅埋暗挖法施工控制值控制标准，车站位移量应控制在30 mm，但鉴于铺盖桥的特殊性和安全考虑，经多位专家和本项目技术人员的多次讨论，最后定出的控制值应保证在10 mm。

监测仪器:槟得R-322NX型全站仪，其精度为±2″，±(2 mm+2 ppm)。

3.3.4 铺盖桥下桩体变形监测

1)监测目的。在铺盖桥架成后，下边开始开挖土方。在这种情况下桥体处在悬空的状态。加之桥体支撑着力点在基坑两侧冠梁上，跨度较大。夏季雨水比较多，雨水对基坑的冲刷比较严重。桥上与两侧行车比较多，会引起基坑两侧土体相对基坑内侧移动，因此桩体测斜是最能及早反映出桩体整体移动的监测项目。2)监测点布置与埋设。选取监测桩时注意测斜管布设在铺盖桥两侧的着力点位置上，基坑东西对应布设，测斜管应埋设在维护桩体内，并应采用绑扎方法固定在钢筋笼上与其一起沉入孔(槽)中。测斜管应在基坑开挖前2个～4个星期埋设完毕，在开挖前的3 d～5 d内重复测量2次～3次，待判明侧斜管已经处于稳定状态后，将其作为初始值，开始正式监测工作。3)监测方法及精度要求。测试时把探头放在预先埋好的测斜管内导槽自下而上每隔0.5 m或1 m测读一次直至顶端(即探头方向与预计变形的方向一致，记为A+读数，旋转 180°后为反方向，记为A-读数)。HCX-2B型智能数显测斜仪和配套测斜管。监测精度为0.02 mm/0.5 m(允许位移量 30 mm)。

3.3.5 铺盖桥下桩体应力监测及钢支撑轴力

1)监测目的。了解车站明挖基坑在开挖过程中围护桩支护体系的稳定性(保证军便梁使用安全)，以便及时调整施工工艺参数，保证施工安全、顺利。

2)监测点布置与埋设。轴力计安装在工字钢围檩与围护桩墙间，有专用的支持器以保证安装了轴力计工字钢围檩的正常工作，起到应有的支撑作用。轴力计埋设与安装见图3。a.轴力计安装架与轴力计一起与立柱及临时钢支撑固定在一起，安装架圆形钢筒没有开槽的一端与支撑的牛腿(活络头)上的钢板点焊焊接牢固，点焊时必须与钢支撑中心轴线和安装中心点对齐。b.冷却后把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内，并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内，使支撑吊装时轴力计不滑落即可。c.测读轴力计的初始频率是否与出厂时频率相符(≤±20 Hz)，然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，使钢支撑吊装过程中不损伤电缆。d.吊装到位后与结构上的钢板对上，最好在轴力计与墙体间增加一块钢板，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体，测值不准。e.引线并保护，施加钢支撑预应力达到设计标准后开始量测。

4 结语

地铁工程施工难度较大，对于本工程而言军便梁架设在车站冠梁上，对车站基坑、车辆、行人有一定危险性。因此，须有针对性地对监测重点进行及时观测，及时反馈，同步甚至超前指导施工，起到施工监测与施工的互动，并预测施工对环境的影响。

[1] GB 50308-2008，地下铁道、轻轨交通工程测量规范[S].

[2] GB 50299-1999，地下铁道工程施工及验收规范[S].

[3] DB 11/489-2007，建筑基坑支护技术规程[S].

[4] DB 11/490-2007，地铁工程监控量测技术规程[S].