地铁盾构施工穿越高速铁路车站变形监测技术 .pdf

地铁盾构施工穿越高速铁路车站变形监测技术 程岩 【摘要】常州市地铁盾构下穿沪宁高速铁路常州站,对车站的影响范围较大.首先, 数值计算盾构施工引起的高速铁路结构和附属设施的变形;其次,高速铁路控制保护 标准提出监控测量的范围、内容和频率,制定了监控测量方案;最后,施工过程中依据 监测数据及时调整盾构施工参数,采用了测量机器人实时了解动态自动化监测系统, 效果良好,经实践检验完全可行并具有应用推广价值. 【期刊名称】《铁道建筑》 【年(卷),期】2018(058)006 【总页数】4 页(P86-89) 【关键词】高速铁路;地铁盾构;行车安全;监控测量; 自动化监测 【作者】程岩 【作者单位】中国铁路上海局集团有限公司上海枢纽指挥部,上海 200071 【正文语种】中 文 【中图分类】U456.3 沪宁高速铁路设计最高速度 350 km/h ，目前运营最高速度 300 km/h。正线线间 距 4.8 m。轨道结构采用 CRTS- Ⅰ型板式无砟轨道 ，到发线采用宽枕轨道结构。 地铁盾构区间下穿沪宁高速铁路常州火车站路基，基本正交，2 股正线和 2 股到发 线下方已采用混凝土板 +钻孔灌注桩 +CFG 桩进行加固，如图 1 所示。图中 Ⅰ, Ⅱ 股道为高速铁路正线，3,4,5,6 股道为到发线。 图 1 地铁盾构施工与高速铁路及附属设施关系平面示意 地铁盾构穿越高速铁路车站的监测，还没有成熟的规范和标准，国内外也没有成熟 的经验可以借鉴。本文以新建地铁盾构区间穿越沪宁高速铁路常州站的变形监测为 例，在计算分析盾构施工对运营期高速铁路的结构和附属设施变形影响的基础上， 结合运营高速铁路的特点，设计变形监测方案。采用基于机器人型全站仪的三维实 时自动变形监测系统对高速铁路结构和附属设施进行数据采集，并对监测数据及时 处理与分析，指导盾构施工，确保铁路行车安全，形成一套完整的监测方案。 1 地铁盾构穿越高速铁路变形影响分析 高速铁路行车对轨道不平顺性要求严格 ，需严格控制地铁盾构工程所引起的铁路沉 降与变形以及对附属建筑物的变形影响。因此需要对盾构施工影响高速铁路变形进 行理论分析和模拟计算，主要内容为 ：①计算分析地铁盾构施工对高速铁路的影响， 评价轨道沉降与变形是否满足铁路安全运营要求 ，分析混凝土筏板与桩基的变形是 否满足安全要求 ，并提出铁路安全保护措施与建议。②计算分析地铁区间盾构施工 对高速铁路相关建构筑物的影响，评价建构筑物沉降与变形是否满足安全要求 ，并 提出保护措施与建议。③提出铁路保护监测要求。 采用有限元软件 MIDAS 计算出施工对线路变形的影响范围和大小。所建立的有限 元模型如图 2 所示，模型原点位于中间 2#灌注桩处的地表。 图 2 盾构区间对高速铁路影响计算模型 经过计算得出：盾构施工造成沪宁高速铁路路基沉降最大值小于 6 mm ，可满足 保护控制要求。施工过程中 10 m 弦长路基沉降最大矢量差小于 4 mm ，可满足计 划维修的静态轨面平顺性管理标准限值要求。 2 监测方案 2.1 监测范围、内容和频率 根据数值模拟计算结果，盾构穿越期间监测东西方向上的范围应为隧道中心向两侧 (东西沿铁路轨道方向)各 50 m 的范围内的站台、路基、轨道、接触网立柱、雨棚 柱及其他受影响铁路相关的建(构)筑物，南北方向上的范围为最外侧股道中心线向 外 30 m。 行车条件下盾构穿越期间铁路线路监测频率见表 1。盾构穿越期间，根据实际情况 可加密监测频率，对位移变化异常的特殊工况要适当加密观测次数，必要时进行实 时跟踪监测。监测结果及时反馈到相关人员。另外，在盾构穿越期间，有专职人员 昼夜对站场环境巡视，及时观察异常情况。 表 1 盾构穿越期间铁路线路监测频率施工阶段监测范围监测频率盾构切 口进入道 床前 30 m1 次/3 h,视变量情况适当加密频率盾构穿越期间盾构切口前方 20 m 盾 尾后 30 m1 次/2 h,视变量情况适当加密频率盾构穿越期间盾尾 50 m 后 4 次/d,视 变量情况适当加密频率盾构穿越后站场区域 2 次/d,视变量情况适当加密频率盾构 穿越 2 周后站场区域 2 次/周,视变量情况适当加密频率后期沉降后期跟踪观测不少 于 3 个月,视变形数据处于稳定后停止观测 2.2 监测精度等级 建筑变形测量应以中误差作为衡量精度的指标 ，并以二倍中误差作为极限误差[1- 2]。本项目根据盾构施工穿越影响区内的建筑类型、变形测量等级以及项目勘察、 设计、施工方案 ，结合 JGJ 8—2016 《建筑变形测量规范》的要求 ，采用表 2 的 观测精度