道路工程穿越既有地鐵結構安全性建議
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摘要:隨著我國城市化建設進程的逐步加快，新建工程與既有工程的相互作用及影響日益突出，為了保證既有城市軌道交通設施的安全運行與新建道路工程的順利實施，以北京某新建道路工程穿越既有地鐵9#線為研究對象，分析并確定工程風險點，利用數值模擬方法對施工過程中的風險點變形值進行預測，計算結果表明，車站出入口通道上方管線開槽時引起隧道結構產生0．715mm的上浮變形，橋樁及承臺成孔開挖時引起隧道結構產生0．695mm的橫向變形。道路與管線工程施工引發的既有地鐵結構附加變形值在運營安全允許范圍之內，正常施工條件下，采取一定的監測和軌道防護措施，可以確保地鐵列車運行安全。
關鍵詞:穿越工程;既有地鐵;安全評估;風險等級;數值模擬
1工程概況
新建道路主路結構厚度68cm，局部地基處理深度0．8～1．3m，路基邊線與地鐵9#線區間段結構外頂豎向凈距為8～11．7m，與地鐵9#線車站段結構外頂最小豎向凈距為1～1．8m。沿萬壽路南延東西兩側新建兩條雨水管道，采用開槽+自然放坡(1∶0．75)施工方法，管線開槽深度3～3．4m。局部雨水管道與地鐵距離較近處采用開槽支護施工，基坑放坡為1∶0．5，采用錨噴網及設置花管注漿加固的方式進行邊坡支護。雨水管線位于地鐵區間段上方，管線基坑底部距地鐵結構外頂豎向最小距離7．1～11m，與地鐵車站主體結構最小豎向距離0．5m。
2安全性影響評估結果分析
根據新建道路與管線與既有地鐵線路的相對位置關系，劃分以下安全風險點。(1)道路管線鄰近地鐵盾構區間;(2)道路管線鄰近地鐵車站及附屬結構;(3)新建高架橋鄰近地鐵區間。選用MidasGTSNX軟件，模擬分析新建道路及管線施工對既有地鐵車站及區間結構的影響，提供既有結構變形結果，評估地鐵結構和軌道結構的安全性，并根據行車安全的要求，提出新建道路與管線工程施工時，地鐵結構和軌道結構的變形控制標準與保護措施。根據新建工程的施工步驟，按最不利情況將工程施工進行分階段計算，隧道與車站結構的變形結果如表1所示。
3評估結果與建議
根據對風險點的分析，新建道路及管線施工會對既有地鐵車站及區間產生一定的附加變形，附加變形值在運營安全允許范圍之內。正常施工條件下，采取一定的監測和軌道防護措施，能確保地鐵列車安全運營。
3．1施工建議
(1)施工前應進一步對地鐵結構進行物探，查明既有結構圍護樁、盾構井等構筑物實際位置，充分考慮其給施工帶來的不利影響。管線開槽如需要采取破除原施工圍護結構，應采用靜力破除方式，減小對既有機構影響。(2)隨路管線施工過程中，應按照跳槽開挖方式施工，同時，應盡快回填，減少管線溝槽暴露時間，盡量降低對既有線的影響。(3)上跨車站附屬部分管線與車站主體及附屬頂板距離較近，施工時不得采用大型機械開槽施工，并嚴格控制開挖尺寸。(4)出入口附加施工時應該考慮到對地鐵客流的影響，提前做好圍擋與客流疏導工作。(5)橋梁施工過程中，需對鄰近地鐵側樁基采取可靠的防塌孔措施，樁成孔過程保證清孔質量，減少樁底沉渣量，減少后續上部結構加載產生樁的沉降變形。(6)嚴格按信息化施工原則進行施工管理，充分利用監測量控信息指導施工，嚴格按照設計方案、施工工藝及工序進行，不得任意省略。
3．2監測建議
(1)施工期間，加強對既有地鐵結構及軌道結構變形的監測，做好引進處理準備工作。(2)施工過程中，如果變形達到報警值，采用相應措施，避免位移繼續發展，確保既有地鐵結構的安全。(3)監測信息及時反饋，監測單位與施工單位建立良好的數據交換機制，監測報告已周報、月報的形式報評估單位。
4結論
隨著我國城市化建設進程的逐步加快，新建工程與既有工程的相互作用及影響日益突出，鄰近與穿越既有地鐵隧道的工程施工，在保證自身變形安全的同時，必須確保對鄰近既有地鐵隧道的影響在安全合理的范圍內。選用MidasGTSNX軟件，模擬分析工程施工對既有地鐵車站及區間結構的影響。隧道結構最大變形為:車站出入口通道上方管線開槽時引起隧道結構產生0．715mm的上浮變形，橋樁及承臺成孔開挖時引起隧道結構產生0．695mm的橫向變形。道路與管線工程施工引發的既有地鐵結構附加變形值在運營安全允許范圍之內，正常施工條件下，采取一定的監測和軌道防護措施，可以確保地鐵列車運行安全。
參考文獻:
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［2］孫會勇．某項目深基坑開挖對地鐵結構影響的風險評估［J］．建筑機械，2019(07):105－109．
［3］鐘顏開．基坑工程影響下的鄰近地鐵隧道結構安全評估方法與應用［J］．城市勘測，2019(01):205－208．
作者：郭林峰 單位：北京市建設工程質量第三檢測所有限責任公司
