旧桥改造对临近地铁结构影响的监测

刘 宁

（中设设计集团股份有限公司 南京 210014）

前言

随着城市轨道交通的不断发展，运营期的地铁线路越来越多，在给人们生活带来便利的同时也大大促进了地铁沿线及周边地区的开发，但在地铁周边建设过程中，存在着诸多外部工程施工，在这些外部工程施工过程中，势必会造成运营期地铁隧道变形，变形严重时可能影响地铁的结构及运行安全。而隧道结构的竖向位移、水平位移和水平收敛是隧道结构健康状况的重要的指标，监测和分析隧道的位移和变形可掌握隧道的结构安全、运营安全及变形规律，及时一发现异常情况，为隧道管理及维护提供科学依据，对隧道结构的安全性及后期维护具有重要现实意义。

1 项目概况

1.1 外部工程与地铁位置关系

（1）平面位置关系：近桥梁处隧道外边线分别与拓宽后的桥东侧桩基，0#桥台、1#、2#桥墩和3#桥台分别为5.03m、5.72m、6.99m和7.91m。对应地铁线区间隧道里程大致为里程K26+642.8～K26+702.3，约为60m。

（2）竖向位置关系：

桩底标高达到隧道中线标高-4.244m。

1.2 工程地质及水文地质条件

该区间穿越地层为④-1a+b1-2可～硬塑黏土、粉质黏土、J3lw-0可塑残积土、J3lw-2强风化安山岩及J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中风化安山岩。隧道顶板上方地层主要为④-1a+b1-2可～硬塑黏土、粉质黏土、J3lw-0可塑残积土、J3lw-2强风化安山岩及J3lw-3R-1、J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中风化安山岩。隧道底板分别位于J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中风化安山岩之上。

该区间段地下水有孔隙潜水、上层滞水、和基岩裂隙水等。含水层主要为①层人工填土、②-1b2粉质粘土中的潜水、上层滞水，渗透性弱；J3lw-2强风化安山岩及J3lw-3R-1、J3lw-3R、J3lw-3P、J3lw-3中风化安山岩中的基岩裂隙水，由于受裂隙分布及相互连通条件的影响，迳流不畅，具多变性。根据区域水文地质资料，渗透性弱，为微～弱透水地层。

2 监测方案

2.1 监测范围及监测项目

新建桥梁桩基对应地铁隧道里程为K26+642.8～K26+702.3，并向对应地铁隧道两侧各外放20m；即监测范围为K26+622.8～K26+722.3，约99.5m。

监测项目包括：竖向位移、水平位移及水平收敛。监测频率为：桩基施工期1～2d监测1次；桥台施工及上部结构施工期4d监测1次；跟踪期10d监测一次。其中，离隧道边线20m以内桩基施工期间1d监测1次。

2.2 监测点布设

竖向位移：右线（临近桥桩侧）布设点对应桥梁各桩基所在处，共4个；车站与隧道交接处布设差异沉降点，共2个；右线往幸庄站方向外放1点。右线合计7个。

左线仅对桥梁各桩基对应隧道位置各布设1点；车站与隧道交接处布设差异沉降点，共2个。左线合计6个。

水平位移：共布设13个水平位移监测点，编号分别为SPY1～SPY6、SPY1-1、SPZ1～SPZ5、SPZ1-1。

水平收敛：共计布设11个收敛监测断面。整个项目期间，左右线进行4次逐环收敛监测，约156环。

3 各监测项目成果分析（以上行线为例）

3.1 竖向位移监测成果分析

从图1可看出，上行线道床垂直位移各监测点在桩基施工期间沉降变化量变化大，呈上升趋势，最大变化量分别为1.7mm和1.0mm，其余施工阶段均呈稳定变化状态，数据变化未超方案规定的报警值，跟踪期监测期间整体保持稳定。

图1 上行线道床竖向位移变化曲线图

3.2 水平位移监测成果统计

图2 上行线水平位移变化图

从图2可看出，上行水平位移各监测点桩基施工期间，隧道结构水平位移变化较小，其余施工阶段均呈稳定变化状态，数据变化未超方案约定的报警值，跟踪期监测期间整体保持稳定。

3.3 水平收敛监测成果统计

图3 上行线水平收敛变化图

从图3可看出，上行水平收敛各监测点在桥台施工和上部加载期间变化量波动大，呈內缩趋势，最大累计变化量分别为2.6mm和-2.7mm，其余施工阶段均呈稳定变化状态，数据变化未超方案约定的报警值，跟踪期监测期间稍微有波动。

4 结论

（1）在整个监测过程中，隧道内道床的竖向位移、水平收敛、水平位移均未超出约定报警值，跟踪期期间竖向位移数据变化趋于平缓，最后百日沉降速率满足结构安全稳定的标准。

（2）在项目进入跟踪期之后，竖向位移最后百日变化速率最大为监测点变化速率为0.012m/d，水平位移最后百日变化速率最大为监测点变化速率为0.022mm/d，水平收敛最后百日变化速率最大为监测点变化速率为0.012mm/d，参照《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）规定，当最后100天沉降速率小于0.01～0.04mm/d时可认为建筑结构进入稳定状态，故初步判断附属结构处于相对稳定状态。

（3）监测段地铁结构在监测期间无新增病害。综合分析竖向位移变形、水平收敛变形、水平位移变形等监测数据成果，现场巡视未发现结构异常变形，综合判断施工期及跟踪期隧道结构安全基本可控。