舊橋改造對臨近地鐵結構影響的監測

劉 寧

（中設設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的開發，但在地鐵周邊建設過程中，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構及運行安全。而隧道結構的豎向位移、水平位移和水平收斂是隧道結構健康狀況的重要的指標，監測和分析隧道的位移和變形可掌握隧道的結構安全、運營安全及變形規律，及時一發現異常情況，為隧道管理及維護提供科學依據，對隧道結構的安全性及后期維護具有重要現實意義。

1 項目概況

1.1 外部工程與地鐵位置關系

（1）平面位置關系：近橋梁處隧道外邊線分別與拓寬后的橋東側樁基，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）豎向位置關系：

樁底標高達到隧道中線標高-4.244m。

1.2 工程地質及水文地質條件

該區間穿越地層為④-1a+b1-2可～硬塑黏土、粉質黏土、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。根據區域水文地質資料，滲透性弱，為微～弱透水地層。

2 監測方案

2.1 監測范圍及監測項目

新建橋梁樁基對應地鐵隧道里程為K26+642.8～K26+702.3，并向對應地鐵隧道兩側各外放20m；即監測范圍為K26+622.8～K26+722.3，約99.5m。

監測項目包括：豎向位移、水平位移及水平收斂。監測頻率為：樁基施工期1～2d監測1次；橋臺施工及上部結構施工期4d監測1次；跟蹤期10d監測一次。其中，離隧道邊線20m以內樁基施工期間1d監測1次。

2.2 監測點布設

豎向位移：右線（臨近橋樁側）布設點對應橋梁各樁基所在處，共4個；車站與隧道交接處布設差異沉降點，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1點；車站與隧道交接處布設差異沉降點，共2個。左線合計6個。

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

水平收斂：共計布設11個收斂監測斷面。整個項目期間，左右線進行4次逐環收斂監測，約156環。

3 各監測項目成果分析（以上行線為例）

3.1 豎向位移監測成果分析

從圖1可看出，上行線道床垂直位移各監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定變化狀態，數據變化未超方案規定的報警值，跟蹤期監測期間整體保持穩定。

圖1 上行線道床豎向位移變化曲線圖

3.2 水平位移監測成果統計

圖2 上行線水平位移變化圖

從圖2可看出，上行水平位移各監測點樁基施工期間，隧道結構水平位移變化較小，其余施工階段均呈穩定變化狀態，數據變化未超方案約定的報警值，跟蹤期監測期間整體保持穩定。

3.3 水平收斂監測成果統計

圖3 上行線水平收斂變化圖

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

4 結論

（1）在整個監測過程中，隧道內道床的豎向位移、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據變化趨于平緩，最后百日沉降速率滿足結構安全穩定的標準。

（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測點變化速率為0.012mm/d，參照《建筑變形測量規范》（JGJ8-2016）規定，當最后100天沉降速率小于0.01～0.04mm/d時可認為建筑結構進入穩定狀態，故初步判斷附屬結構處于相對穩定狀態。

（3）監測段地鐵結構在監測期間無新增病害。綜合分析豎向位移變形、水平收斂變形、水平位移變形等監測數據成果，現場巡視未發現結構異常變形，綜合判斷施工期及跟蹤期隧道結構安全基本可控。