摘要:城市化的快速发展造成公共交通日益紧张,客流高峰加剧了城市公共交通容量有限与需求不断增长的矛盾,高峰时段公交车的出行方式不能为居民提供便捷的出行方式,给城市公共交通带来了巨大的挑战。地铁交通容量大,不受地面交通条件等特点的限制,大中城市积极投资建设地方地铁设施。为了缓解乘客换乘的需要,地铁隧道一般沿城市主要道路和车站出入口的关键节点修建,地铁施工过程较为复杂,复杂的施工环境需要考虑相对较多的因素,地铁盾构隧道施工过程中,不可避免地会近距离穿越现有设施,穿越现有桥梁,较为常见,同时将桥梁桩基埋在地下会与发生冲突 地铁施工风险也对既有桥梁的安全运行构成隐患,通过既有桥梁设计修建地铁盾构隧道前的风险评估十分重要,对不安全因素采取合理的防护措施和技术手段也尤为重要。基于此,本篇文章对地铁隧道穿越既有桥梁施工安全评估进行研究,以供参考。
关键词:地铁隧道;穿越既有桥梁;施工安全评估
引言
近年来,随着城市人口的增长,城市交通拥堵,使得地下轨道交通建设成为越来越多城市解决交通拥堵的主要途径。但是,随着城市地下交通建设和开发程度的不断加深,现有建筑势必受到影响,这主要体现在铁路与桥梁的相遇,遇到这类问题,以及进行施工安全评价的必要性。我国地铁工程周边环境条件日益复杂,尤其是在珠三角地区,河网密布,渡江大桥众多,使得城市地铁工程中既有桥梁穿越施工安全风险大幅增加。
1地铁隧道穿越既有桥梁安全风险评估与控制的重要意义
近年来,由于人民生活水平的逐步提高,我国地铁设施建设的步伐也在不断加快。通过分析地铁隧道穿越既有桥梁的安全风险评估与控制,可以有效保证地铁隧道顺利穿越既有桥梁工程,减少施工资源浪费,从而不断提高地铁工程的经济效益。地铁隧道穿越既有桥梁工程过程中,如果不及时采取合理的安全风险评估方法,不仅会提高安全风险的发生频率,还会延长地铁工程的施工时间,影响工程的经济效益。通过研究地铁隧道穿越中既有桥梁的安全风险评估与控制,可以有效控制地铁施工中的安全风险,进一步提高工程经济效益。
2地铁穿越桥梁评估思路
地铁穿越既有桥梁评估涉及到检测、设计、施工、咨询等多个专业,各专业缺一不可,其实施过程基本包括三个方面:(1)通过检测获悉桥梁现状,分析其损伤程度,从而评估既有桥梁当前的承载能力、正常使用状态、抗震性能及耐久性;(2)根据现状建立桥梁有限元模型,通过对桥梁基础施加强制位移模拟地铁施工对桥梁变形的影响,确定实际状态下既有桥梁的允许变形控制值;(3)基于桥梁设计、检测资料和地铁设计资料,建立地铁、桥梁的三维仿真模型,分析地铁施工过程中桥梁的最大变形量是否满足既有桥梁允许变形控制值,如不满足则需在设计防护方案的基础上优化设计并重新评估,直至满足桥梁的允许变形控制值为止。
3地铁对既有桥梁的影响分析
(1)影响范围内桥梁的上部结构为预应力混凝土简支T梁,下部结构采用三柱式盖梁。基础的差异沉降对上部结构受力影响较小,主要影响部位为桥面系和盖梁。基础差异沉降过大,会造成桥面系损伤外,同时会导致跨间易形成急促变坡点,影响桥梁上部道路正常使用;同一桥墩不同墩柱之间的不均匀沉降会导致盖梁的受力变化,影响盖梁的使用。(2)地铁隧道侧穿桥桩基础扰动土层,对桩侧摩阻力、桩侧向土压力产生影响,将减小桩基单侧
张敬轩土压力,使得桩基竖向承载力降低,桩基弯矩增加,进而可能导致墩柱倾斜、桩基开裂,影响桥梁的安全性及稳定性。(3)基础沉降会对桥面纵坡产生影响,可能会对行车舒适度以及桥面排水造成不利影响。(4)该桥盖梁当前存在锈胀开裂露筋等病害,基础沉降有可能会导致结构既有病害进一步发展。
4监测原则与技术标准
(1)监测原则。根据要求,《地下工程穿越车辆安全监管暂行办法》,本工程应接受第三方监督。根据本工程的特点,确定以下检测原则:检测项目应根据本报告提出的影响桥梁正常使用的因素确定;检测仪器的精度应符合检测值的测量指标和相关规范要求;在检测工作中,必须及时反映具体施工情况,建立预警机制,防止突发事件的发生。(2)检验项目。该穿越工程第三方检测应重点检测某桥梁的以下部位:1~6#轴墩柱、桥台竖向沉降;1 - 6#墩柱、轴桥台的倾斜量;纵桥向邻近桥墩的差异沉降;水平桥向邻近桥墩的差异沉降;检测上部和下部结构的外观,例如,检测混凝土裂缝、支架、伸缩缝、变形和地震设施的工作性能状况;道路护栏倾斜值;桥梁地区地面沉降量的监测。此外,应在结构的相邻部分和周边建立控制对比点,排除其他因素的影响。(3)施工预警。监测预警值按严重程度从小到大分为三级:黄监
测和监测指标变化值超过监测测量控制值的70 %时的预警;当指标变化值超过监测和测量基准值的85 %时,橙预警监测;红预警监测,监测指标变化值高于监测基准值或变化率急剧上升时。达到黄警示时,应查原因,加强监控和巡视;达到橙预警时,应停机检查,达到红预警时进行风险处理,应启动应急预案。
5工后评估
为了有效保证地铁隧道能够顺利穿越既有桥梁,竣工后必须结合检测结果,对既有桥梁进行科学的安全评估,并制定相应的恢复方案,不断减小既有桥梁的变形量。地铁工程中的检测人员在实际工作中,必须在保证地铁隧道施工质量的基础上,制定合理的工作后评价体系,以适应施工中存在的问题,及时做出合理的决策,不断提高现有桥梁工程的稳定性。做好后评价工作,能有效保证工程中各种监测数据的有效利用,进一步提高工程的经济效益。由于我国地铁隧道工程开工较晚,针对地铁隧道穿越既有桥梁施工中存在的问题,及时采取相应的解决措施,并做好相应的安全风险评估工作,不断提高既有桥梁工程的安全性。此外,地铁隧道成功穿越既有桥梁后,针对既有桥梁的实际运行情况,有必要对其变形进行详细分析,对既有桥梁中存在的问题做出合理的解决方案,不断提高既有桥梁结构的安全性,为各种安全风险提供更好的控制。
6构筑物的保护方案
对于隧道穿越的构筑物详细制定保护方案,按照沿线构筑物调查结构,与地方管理部门、设计单位等参建方制定科学制定可行、合理方案。按照隧道与沿线构筑物之间位置关系,将方案划分为一些类型。先进行桩基托换,再对暗挖隧道穿越构筑物基桩的10m外位置,进行超前钻探处理获取地质信息,然后对洞内开展注浆处理,将五榀钢格栅密布在桩基下方。强化初期指挥,积极开展监测工作,定期开展加固注浆处理。开展施工活动前,应该对构筑物开展地层预加固处理。选择洞内注浆方法对拱顶90°×6m区域内的土层进行加固处理,沿着线路方向开展角度作业,长度设计为19.31m。选择1:0.9的M30水泥开展注浆作业。
结束语
由于城市地铁建设的复杂性,地铁建设过程中必然会出现过桥、过河等情况。重点分析建设项目的影响等,综合评价地铁隧道施工和桥梁安全问题等方面的影响,并提出安全可靠的整改措施。本文针对地铁隧道穿越既有桥梁施工建立了安全评价分析,对安全分析做了一些尝试性的探索,许多方面还有待于进一步深入的研究:(1)针对本论文提出的地铁隧道穿越既有桥梁的施工安全评价体系,这只是地铁施工安全一个小体,这个体系是一个十分复杂的问题,
根据实际情况,完善安全因素及评价指标体系。(3)进一步研发施工安全评价方面的软件,应建立一个比较完善的施工安全数据库,安全控制阶段还需进一步探索新的措施。
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