黄洲立交跨线桥与地铁五号线(车陂南站)共用桩技术及桥梁施工期间地铁安全监测的应用.docx

黄洲立交跨线桥与地铁五号线（车陂南站）共用桩技术及桥梁施工期间地铁安全监测的应用

广州市中心区交通项目领导小组办公室
【摘要】黄洲立交跨线桥的桩基础一部分位于地铁盾构隧道附近，一部分利用已建成的地铁车站立柱和支护桩，通过地下转换梁承托桥梁墩柱，工程施工具有极其特殊的特性。文章针对本工程施工的重点、难点以及特殊性进行了阐述，并介绍了对本工程十分重要专业的监测措施，希冀对今后的相关工程提供借鉴。
【关键词】立交跨线桥；地铁车站桩；施工；安全监测
1简介
黄洲立交工程位于黄埔大道车陂路口，主要建设内容沿东西方向设置跨线高架桥，桥位布置于黄埔大道路中跨越车陂路口，桥梁位于运营中的地铁五号线车陂南站及两端隧道部分区段正上方。高架桥里程为K0+260~K0+920，全长约为660m，分左右两幅，每幅各设三车道，左右分幅桥全桥均为4联，左右分幅桥桥宽均为13.3M。
黄洲立交跨线桥桥梁结构的5-15号轴位于地铁五号线车陂南站正上方，利用地铁车站立柱及围护结构共用桩，通过“≠”型转换梁将上部荷载传递至车站结构柱和围护桩。1-4轴位位于车站西端地铁盾构隧道正上方，桥梁桩基础结构外边线与地铁隧道结构外边线的最小水平净距约3.50米，桩底标高低于地铁隧道结构底部，采用大型梭型承台连接桩基成为整体受力。高架桥上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用双Y形桥墩的布置，部分“Y”形桥墩直接建在车站顶板上。
图1.2桥型布置与地铁关系图
2黄洲立交跨线桥的施工重、难点
目前国内很少有在运营中地铁区间隧道和地铁车站正上方进行施工高架桥的实例，而且该工程高架桥骑压于运行的地铁五号线车陂南站上方，由于施工空间、施工环境、地铁已经建成运营等外部条件的限制，设计采用了目前国内比较少见的高架桥部分桩基与地铁围护共用桩设计方案。
2.1高架桥0~4号轴桩基础需要在地铁双向盾构隧道两侧及中间施工。
2.25~15号轴需要开挖暴露车陂南站地铁车站结构顶板，采取措施保证转换梁与车站结构立柱桩顶及围护桩顶有效连接形成整体。
图2.4转换梁（车站、高架桥共用桩基）连接件大样
2.3在工程施工中需要进行桩基础施工、较大范围的开挖施工及对运营中的地铁车站顶板结构进行一定的凿除，从而导致的卸载、失水、振动、增加永久恒载等影响，可能对地铁车站及地铁隧道结构产生影响，因此，如何有效的控制高架桥施工对运营地铁的影响，保证安全万无一失是该工程施工的重点和难点。
2.4本工程采取的技术措施主要有对地铁隧道结构体沉降、隧道侧向水平位移、车站承重柱（桩）沉降、支撑轴力等变化监测等，整个施工过程至项目完成建设未发生地铁运营安全事故，监测数据在警戒值内未超标，如表2-1、2-2。证明施工过程规范合理，采取的措施科学有效。
表2-1检测项目警戒值/允许值
注：监测数据为“+”表示上浮，为“-”表示下沉
3桥梁施工期间地铁安全监测的应用
3.1作为建设单位，审核地铁安全监测单位申报的地铁安全监测方案需要注意的方面：
（1）监测之前，需要参建各方、地铁运营事业部、地保办、监测单位对可能受影响区域的地铁车站及隧道进行现场确认，监测全过程完毕后进行现状确认回复。
（2）监测数据需要满足相关规范要求；
（3）监测工作不能影响正常的地铁运营；
（4）监测网需要有足够的精度、灵敏度和可靠性；
（5）测点布置必须足够的密度覆盖和采样率，保证监测过程充分反映施工队地铁的影响；
（6）保证监测信息的畅通，第一时间获取监测结果；
3.2地铁隧道监测主要关注隧道的水平位移及沉降
在该项目中，在车站两端隧道各布设14个监测断面，每个断面距离14米，每个断面在隧道顶部、底部、两侧拱腰各布设一个测点，通过对测点的周期性数据采集，掌握隧道水平及竖向位移的变化。
图3.1隧道断面测点布置图
3.3地铁车站沉降监测及支撑轴力监测
由于车陂南站是正在运营的地铁换乘站，车站结构内部覆盖大理石等装修石材，常规几何水准测量无法深入结构埋点，所以采用静态传感器（静力水准仪）进行数据采集。在转换梁与车站顶板（车站立柱墩顶）接触位置预埋振弦式（或电阻应变式）钢筋应力传感器，计算其轴力变化。
3.4监测频率及周期：
（1）隧道部分：从开始桩基础（转换梁开挖）至地下工程完成后一个月；
（2）车站部分：至施工完成投入使用后一年；
表3-1监测工期及频率
图3-2地铁车站及盾构隧道某日监测数据
4结束语
黄洲立交跨线桥是国内少见骑压于运营中地铁盾构隧道及车站上方的高架桥设计，桩基础一部分位于地铁盾构隧道附近，一部分利用已建成的地铁车站立柱和支护桩，通过地下转换梁承托桥梁墩柱，针对此重点难点，主要为了运营中的地铁运行安全万无一失，所以对地铁隧道盾构区间和车站进行了专业的过程监测措施，主要监测隧道结构变形、地铁车站的结构水平竖向沉降及立柱轴力变化，安装了部分光学设备测量和应力计。与一般工程相比，在穿越既有地铁工程中，必须保证既有地铁的安全运营，这就对施工提出了相当严格的要求。在这类工程中，必须对既有地铁可能受到的施工影响，进行预测和评价。由此确定合理的施工方法和辅助工法，使新线施工安全通过既有地铁。
Reference：
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