特大橋上跨峰福鐵路施工期間路基沉降監(jiān)測分析

陳 康

（中土集團福州勘察設(shè)計研究院有限公司，工程師，福建 福州 350011）

1 工程概況

有關(guān)臨近鐵路施工的現(xiàn)場監(jiān)測有很多工程實例，國內(nèi)外學者對此展開了相關(guān)研究［1］～［9］。本工程特大橋左右幅均采用（35+60+35）預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁形式上跨峰福鐵路。既有峰福鐵路全線為國家Ⅱ級鐵路干線、正線單線、電力牽引設(shè)計，行車平均速度為60 km/h。橋址跨越鐵路及部分河道、被交路，橋下凈空預留在滿足鐵路使用凈空條件下，預留了掛籃施工空間，采用懸臂澆筑法施工，預留臨時通行孔凈空不小于7.96 m。交叉處平立面關(guān)系圖如下所示。

圖1 特大橋左幅上跨峰福鐵路立面關(guān)系圖（cm）

圖2 特大橋右幅上跨峰福鐵路立面關(guān)系圖（cm）

圖3 特大橋上跨峰福鐵路局部平面詳圖（cm）

橋址區(qū)屬于沖洪積谷地地貌，地形平坦，地形坡度約0～5度，地表主要為水田。局部為鄉(xiāng)村道路及鐵路堆填而成的填土，溝谷地層為粉質(zhì)粘土、中粗砂、卵石、其下為第四系殘積層；下伏基巖為燕山早期侵入花崗巖及其風化層。

通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預測值作比較，判斷上一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合或達到預期要求，同時實現(xiàn)對下一步的施工工藝和施工進度控制，確保實現(xiàn)信息化施工；及時發(fā)現(xiàn)圍護施工中環(huán)境變形發(fā)展趨勢，達到有效控制施工對周邊建構(gòu)筑物及既有鐵路影響的目的。

2 特大橋設(shè)計及施工特點

2.1設(shè)計要點馬埠頭特大橋左幅起點樁號K36+527.5，終點樁號K37+734.5，中心樁號為K37+131，橋跨布置為（35+60+35）+（25+2×30）+（2×40+35）+29×30 m，左幅全長1 207 m；右幅起點樁號K36+552.5，終點樁號K37+734.5，中心樁號為K37+143.5，橋跨布置為（35+60+35）+（25+2×30）+32×30 m，橋梁全長1 182 m。

大橋左右幅上跨峰福鐵路均采用（35+60+35）變高度預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。其中，馬埠頭特大橋主跨混凝土箱梁梁段和邊跨梁段采用掛籃懸臂澆筑。主跨、邊跨分別為7個懸澆段。

2.2施工進度計劃主跨7#塊和合龍段在接觸網(wǎng)設(shè)備2 m范圍之內(nèi)，因此所有工序申請封鎖施工，在天窗點內(nèi)進行。左、右幅同時施工，邊跨施工與主跨同步進行施工。

2.3施工方案主要風險對稱懸臂澆筑過程中，施工風險主要側(cè)重于掛籃施工風險，包括這幾個方面：（1）掛籃的設(shè)計受力模式的合理性，要求掛籃的剛度一定要和澆筑最重塊件重量相匹配；（2）桿件連接間隙的設(shè)計合理性，可能會由于安裝不匹配造成連接件脫離；（3）掛籃的行走系統(tǒng)可能造成困難，錨固系統(tǒng)有時可靠性不足；（4）一般由于管理不到位，容易出現(xiàn)掛籃墜落事故。

3 監(jiān)測布控

3.1監(jiān)測內(nèi)容見表1。

表1 監(jiān)測內(nèi)容

3.2監(jiān)測報警值

1）監(jiān)測精度。監(jiān)測精度見表2。

表2 監(jiān)測精度要求與儀器精度

2）報警值。據(jù)營業(yè)線施工相關(guān)管理文件要求［10］。結(jié)合本工程實際情況，各監(jiān)測項目的監(jiān)測報警值確定如下：

表4 控制標準

3.2監(jiān)測周期頻率根據(jù)工程施工特點，一般每天觀測1次；在雨季、邊坡開挖期間和已出現(xiàn)變形破壞時應(yīng)加密觀測，連續(xù)3日降雨量大于50 mm/日時，應(yīng)連續(xù)觀測3次，間隔時間不大于2天；施工結(jié)束后可適當調(diào)整為每周1次。當出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值、監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較大或速率加快或臨近鐵路路基突發(fā)較大水平位移、豎直沉降、不均勻沉降等工況應(yīng)提高監(jiān)測頻率。

3.3監(jiān)測點布設(shè)沉降觀測采用相對高差法進行測量，水準路線觀測形成閉合水準路線。每10 m布置一個點（上跨段外側(cè)20 m），共設(shè)置2排，采用0.7 m長Ф28鋼筋打入原地面以下，并開挖地面0.2 m包好砼，使樁位固定，沉降位移監(jiān)測樁在施工前埋設(shè)完畢，并做好現(xiàn)場保護。水平位移測點采用于觀測樁頂部埋設(shè)棱鏡的方式。

4 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

為達到監(jiān)測的實時、高效和自動化程度，對工程決策提供可靠、快速的數(shù)據(jù)服務(wù)。本次采用監(jiān)測信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理、分析和管理，提供實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，更好進行施工過程監(jiān)測。有效確保觀測成果的真實可靠，每次觀測前均觀測檢查方向以校核基準點的穩(wěn)定性，觀測結(jié)果顯示在觀測期間基準點保持穩(wěn)定。

4.1監(jiān)測數(shù)據(jù)本次監(jiān)測采集了鐵路左右側(cè)路基和邊坡沉降數(shù)據(jù)（略）。

4.2數(shù)據(jù)分析每次觀測后應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)進行校核和整理；根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變形情況（累計值和速率值）和發(fā)展趨勢，結(jié)合工程的施工工序和變形情況，進行綜合分析。繪制監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時間變化的規(guī)律曲線——時態(tài)曲線（本文所述工程相關(guān)監(jiān)測曲線見圖4、5、6），以便對鐵路結(jié)構(gòu)進行分析。在監(jiān)測過程中，實時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理和分析，以報告的形式送達有關(guān)各方。工程結(jié)束后，提交完整的監(jiān)測總報告及電子文檔。

圖4 鐵路右側(cè)路基沉降變化曲線圖

圖5 鐵路左側(cè)路基沉降變化曲線圖

圖6 邊坡沉降變化曲線圖

由以上曲線圖可知，鐵路右側(cè)路基沉降累計變化最大的是LJ12（-0.56 mm）；鐵路左側(cè)路基沉降累計變化最大的是LJ18（-0.51 mm）；邊坡沉降累計變化最大的是BP7（-0.59 mm）。施工期間路基、邊坡沉降變化量介于-0.59～0 mm之間，通過對比前幾次施工沉降曲線特征，擬合曲線后發(fā)現(xiàn)累計變化趨于平穩(wěn)，且未達到監(jiān)測預警值。說明此次施工期間監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，在安全可控范圍內(nèi)。按鐵路局營業(yè)線施工監(jiān)測要求，之后又對施工完成一個月內(nèi)路基沉降進行監(jiān)測，收集數(shù)據(jù)后繪制出曲線變化量均在預警值內(nèi)，未對鐵路路基造成影響。

5 主要結(jié)論

1）從監(jiān)測成果數(shù)據(jù)分析，該特大橋上跨峰福鐵路工程施工期間監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，在安全可控范圍內(nèi)。未對峰福鐵路造成影響。

2）從2017年6月17至2017年6月20日監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，本工程施工期間路基、邊坡沉降變化量介于-0.59～0mm之間，累計變化平穩(wěn)，未達到監(jiān)測預警值，掛籃懸臂澆筑施工方案具備一定安全性。