高压电缆下穿轨道交通地面线变形监测_马雪梅

2010年5月第5期(总140) 铁　道　工　程　学　报JOURNAL OF RA I L WAY E NGI N EER I N G S OC I ETY May 2010NO.5(Ser .140) Ξ　收稿日期:2009-12-06　ΞΞ作者简介:马雪梅,1964年出生,女,高级工程师;吴锋波,1982年出生,男,博士生。

文章编号:1006-2106(2010)05-0077-05高压电缆下穿轨道交通地面线变形监测Ξ马雪梅1　吴锋波2ΞΞ(1.北京城建勘测设计研究院有限责任公司,　北京100101;　2.中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室,　北京100029)摘要:研究目的:大直径管线下穿既有轨道交通地面线为重大风险工程,为保证工程顺利施工和既有线路安全运营,应进行严格的变形监测。

本文阐述管线下穿对既有地面线路基、轨道的变形影响及监测,为类似地面线下穿工程提供借鉴。

研究结论:受施工影响,既有地面线路基变形基本经历了下穿明显沉降、工后显著沉降、沉降趋缓、沉降稳定的过程,路基沉降量较大,轨道轨顶沉降相应增加,应进行必要的调轨抬升;轨道几何形位变形和线路钢轨位移均较小,未超过控制值;受下穿侧土体扰动和地下水位季节性变化的影响,上地桥出现接近施工侧结构上浮现象,桥与路基间差异沉降增大,类似工程应注意回填土和地下水对桥体的异常影响。

关键词:管线工程;地面线;第三方监测中图分类号:U239.5 文献标识码:AM on itori n g Defor mati on of Existi n g Ground Track of Urban Ra il TransitCaused by Under -passi n g of Hi gh -tensi on Cable Pi peli n eM A Xue -m e i 1,W U Feng -bo2(1.Beijing U rban Constructi on Exp l orati on &Surveying Design Research I nstitute Co .L td .,Beijing 100101,China;2.Chinese Acade my of Sciences,Beijing 100029,China )Abstract:Research purposes:The p r oject of large dia meter under -passing the existing gr ound track of urban rail transit faces the large engineering risks .The strict monit oring should be conducted t o the existing gr ound track in order t o guarantee the engineering going on s moothly and the traffic safety of the existing track .This paper mainly intr oduces monit oring the def or mati on of the existing gr ound track caused by the under -passing of p i pelines for p r oviding the reference t o the si m ilar works .Research conclusi on s:Affected by the under -passing of the p i pelines,the r oadbed of the existing track experienced the p r ocess of apparent settle ment during constructi on,apparent post -constructi on settle ment,settle ment becom ing sl ow and settle ment becom ing stable .A s the r oadbed settle ment was large and the rail settle ment increased relatively,the rail was up lifted necessarily .The track geometric defor mati on and rail dis p lace ment were s mall and didn’t exceed the contr ol values .Affected by s oil disturbances and the seas onal change of the gr oundwater level,the structure of Shangdi B ridge near the engineering site fl oated and the differential settle ment bet w een the B ridge and the r oadbed increased .The attenti on would be paid t o the influence of the backfill s oil and gr oundwater on the bridge .Key words:p i peline p r oject;gr ound track;third -party monit oring 随着国民经济的不断发展,城市规模日益扩大,可缓解地面交通压力的城市轨道交通建设发展迅猛,北京、上海等城市已经形成了轨道交通网络。

新建地下轨道交通、电力热力隧道、市政管道工程等不可避免地与既有轨道交通线路产生近接或下穿,工程施工将对既有线结构和轨道产生影响,进而影响到既有线的安全运营[1]。

目前,对穿越城市轨道交通地下工程的研究较多,相应的监测资料积累丰富,而对缺乏建筑结构保护的地面线下穿工程则研究较少[2-5]。

既有地面线受施工扰动更为敏感,工程建设过程中更应防止路基的过量变形,以及由此带来的轨道过量位移,对下穿轨道交通地面线工程的研究具有积极的意义。

1　工程概况北京上地变电站6根高压电力管线(2根<mm 、4根<160mm )以49.4°交角下穿城铁13号线上地至西二旗区间。

下穿处为地面线,双线间距3.6m ,无道岔,厚碎石道床,混凝土枕,无缝线路。

拟建管线采用导向钻进施工(拉管法),单根管长约110m 。

管线分上下2排布设,间距约1m 。

管线由东边场地入土,入射角为15°,由半径40m 的弧线过渡到水平段,水平段与城铁轨顶净距约5.0m ,穿越城铁和国铁后由弧线过渡到斜直线,以20°倾角穿出地面,出土点距城铁23.2m 。

穿越场区无大型管线,南侧为跨现浇钢筋混凝土框架结构的上地桥。

工程位置关系如图1、图2所示。

图1　电力管线与既有线平面位置关系图工程施工时间为2008年6月25日—7月1日,为保证城铁13号线的结构安全和正常运营,对工程影响范围内的地面线路进行了第三方监测。

2　工程地质、水文地质条件根据工程勘察揭露,场区内地层自上而下依次为杂填土(标高47.18～46.38m )、粉质粘土素填土(标图2　电力管线与上地桥位置关系图(单位:m )高46.38～45.88m )、粘质粉土(标高45.88～41.78m )、砂质粉土(标高41.78～39.68m )和粉细沙(标高39.68～37.38m )。

管线穿越地层主要为粉质粘土层,其中下穿城铁段位于上地桥施工后的回填土中。

场区内未发现上层滞水,潜水水位位于地面以下9.8m ,下穿管线以下5.3m ,上地桥结构以下1m 左右。

3　监测方案3.1　监测目的管线工程下穿城市轨道交通既有地面线,可造成线路路基和轨道的变形,如轨道的轨距、水平、高低等几何形位的变化、扣件松动等,进而造成钢轨顶面水平超差、轨向平顺超差或前后高低超差,形成“三角坑”、“吊板”、“暗坑”等病害,危害行车安全。

为保证城铁13号线的安全运营,维护北京交通动脉的畅通,对穿越段既有线路基、走行轨、桥梁等进行监测,以及时、可靠的数据反映既有线的安全状态变化情况,防止恶性事故的发生。

3.2　监测范围本次监测范围为高压电缆下穿中心线沿城铁两侧各15m ,共30m ,对应里程为左线K 11+426.886～456.886、右线K 11+423.784～453.784。

3.3　监测方法、项目和测点布设根据工程特点,对影响范围内的线路路基、轨道和桥梁进行变形监测。

路基沉降采用自动化实时监测和常规人工监测2种方法,其它项目采用常规人工监测方法。

自动化监测采用TCA1800全站仪和相应软件进行实时监测。

常规人工监测采用精密水准测量方法,建立符合水准路线进行监测,监测控制网按国家一等水准测量精度要求,闭合差不大于0.3n mm (n 为测站数),每站高差中误差不大于±0.15mm ,相邻基准点高差中误差不大于±0.5mm;轨顶沉降监测按国家二等水准测量精度要求,环线闭合差不大于0.6n mm,每站高差中误差不大于±0.5mm ,视线高不得低于0.3m [6-7]。

87　铁　道　工　程　学　报2010年4月3.3.1　路基沉降监测自动化监测在穿越中心位置布设一断面,向北每隔5m、向南4.9m处(上地桥结构边缘)布设断面,共5个监测断面。

在每个断面左线(下行线)布设1个测点,在监测范围以外布设1个测站和2个基准点。

人工监测在对应断面左、右线各布设1个测点。

共15个测点。

3.3.2　走行轨轨顶沉降监测除自动化监测断面外,在穿越中心北侧20m,南侧5m、10m、15m处各布设一断面,共9个断面。

每个断面布设4个测点,共36个测点。

3.3.3　上地桥结构沉降监测布设于距管线较近的2排桥墩上桥梁结构处,共2个监测断面,每个断面左、右线轨道外侧分别布点,共4个测点。

3.3.4　上地桥与路基间差异沉降监测桥梁与路基间的差异沉降通过桥梁沉降与路基沉降计算而得。

3.3.5　轨道几何形位监测走行轨的几何形位包括轨道水平、轨距、高低、轨向、轨道扭曲(三角坑)等,按轨道工务维修检测方法进行监测。

轨距及水平用轨距尺量取,轨向及高低用弦线及钢板尺监测,按10m弦测量轨道在水平面及高程面上的平顺性,轨道扭曲以6.25m基长测量。