北京某地鐵既有車站現狀評估

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間55 m范圍的道床現狀、主要結構構件（梁、板、柱、）現狀檢測。檢測內容包括：主要構件混凝土強度及碳化深度、結構裂縫檢測、道床混凝土外觀檢測、軌道幾何形位。通過檢測，給出既有車站的結構現狀結論。

關鍵詞：既有車站 現狀評估 穿越

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

隨著我國對城市基礎設施投資力度的逐步加大，許多城市地鐵正在修建或者已經投入運營。在北京地鐵施工過程當中，不可避免的要遇到穿越施工。因盾構施工近距離下穿既有線車站，將對車站結構產生一定的影響，如結構沉降、基礎不均勻沉降、結構變形、裂縫開展；最終將影響列車運行的平穩性和線路的穩定性。為保證既有線的正常運行，需對既有車站現狀作全面調查，并對重要部位作針對性測試，充分了解其現狀情況，確保既有車站在新線施工過程中的安全運營。因此，對既有線車站結構現狀進行評估，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構現狀進行檢測，通過對檢測數據的處理分析，得出既有車站的結構現狀結論。

1 工程背景及概況

既有線城鐵13號線某車站為地面側式車站，車站長約125 m，寬約18.8 m。結構型式為兩層三跨鋼筋混凝土雙向框架結構。新建地鐵10號線左、右線盾構隧道均從其下方穿越，隧道頂距車站基底9.215 m；另有建設中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。

結構現狀調查檢測范圍為車站（總長約160 m）及站南端站后折返線區間55 m范圍內進行結構現狀檢測及線路設施測量工作。檢測內容包括：主要構件混凝土強度及碳化深度、結構裂縫檢測、道床混凝土外觀檢測、軌道幾何形位調查。

2 檢測內容

2.1 混凝土構件強度、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件進行檢測[1]。按規范要求可選用鉆芯法修正回彈結果，但本調查對象為運營中的輕軌車站，鉆芯法對結構性能、美觀、環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。

根據北京地鐵既有線車站的設計、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，檢測構件的實際強度都大于設計強度，這說明既有車站結構的混凝土強度仍能滿足設計強度的要求。

2.2 結構外觀及裂縫檢測

2.2.1 外觀檢查

道床是承受車輛荷載的構件，道床的變形將影響列車運行的平穩性，本次調查對整個車站內上下行線的道床外觀質量狀況進行觀察，檢查混凝土外觀質量，以及道床與結構底板間的連接狀況，檢查連接部位是否存在裂隙或脫空等隱患。

經現場檢查發現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合密實，無可見縫隙，敲擊無空洞聲。在結構沉降縫兩側站臺邊緣處，均有貼飾瓷磚脫落現象。

圖1為西側道床地質雷達掃描圖像，通過雷達檢測數據分析，道床與底板結合密實，無明顯脫空現象。

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行檢測，裂縫寬度是利用高倍讀數顯微鏡在目視較寬位置直接進行讀取。

由于結構主要承受列車行駛產生的動力荷載，在動力荷載長期作用下，道床及軌枕會反復產生比較大的拉應力，致使道床產生裂縫[4]。通過檢測發現，裂縫主要分布在道床表面結構軸線處，其走向基本都與軌道線路方向垂直，長度多為從一側軌枕邊緣延伸至另一側軌枕邊緣。

2.3 幾何形位檢測

軌道幾何形位調查范圍為盾構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 靜態幾何形位變化

靜態幾何形位檢測包括靜態軌距、靜態水平、靜態前后高低、靜態軌向等。鐵道部《鐵路線路維修規則》規定值與實測值見表1。

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

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。動態軌距測點布置在盾構右線下穿中心處、以及下穿中心前后各2m的位置，采用位移計測量列車進出站期間軌距的變化量，根據前期測得的靜態軌距，得出動態荷載作用下的軌距。動載軌距圖中縱坐標為動態軌距變化，正號表示軌距擴大，負號表示軌距縮小。變化典型時域圖如圖2。

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

3 結論

車站主體混凝土結構外觀良好，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構短軸線處，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。

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合密實，無明顯脫空。

靜態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《鐵路線路維修規則》中規定的線路軌道靜態幾何尺寸容許偏差管理值。

動態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《鐵路線路維修規則》中軌頂的線路軌道動態幾何尺寸容許偏差管理值。

參考文獻

[1]JGJ/T 23-2001，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程[S].

[2]CECS21：2000超聲法檢測混凝土缺陷技術規程[S].

[3]鐵運[2001]23號鐵路線路維修規則[S].

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

[5]錢武威.橋梁裂縫機理與監測[M].交通標準化，2004（1）.

[6]郭曉華.天津地鐵既有線結構現狀評估[J].低溫建筑技術，2004（3）.