特大桥上跨峰福铁路施工期间路基沉降监测分析

2020-10-13陈康

铁道运营技术 2020年4期

陈康

（中土集团福州勘察设计研究院有限公司，工程师，福建福州 350011）

1 工程概况

有关临近铁路施工的现场监测有很多工程实例，国内外学者对此展开了相关研究［1］～［9］。本工程特大桥左右幅均采用（35+60+35）预应力混凝土连续梁形式上跨峰福铁路。既有峰福铁路全线为国家Ⅱ级铁路干线、正线单线、电力牵引设计，行车平均速度为60 km/h。桥址跨越铁路及部分河道、被交路，桥下净空预留在满足铁路使用净空条件下，预留了挂篮施工空间，采用悬臂浇筑法施工，预留临时通行孔净空不小于7.96 m。交叉处平立面关系图如下所示。

图1 特大桥左幅上跨峰福铁路立面关系图（cm）

图2 特大桥右幅上跨峰福铁路立面关系图（cm）

图3 特大桥上跨峰福铁路局部平面详图（cm）

桥址区属于冲洪积谷地地貌，地形平坦，地形坡度约0～5度，地表主要为水田。局部为乡村道路及铁路堆填而成的填土，沟谷地层为粉质粘土、中粗砂、卵石、其下为第四系残积层；下伏基岩为燕山早期侵入花岗岩及其风化层。

通过将监测数据与预测值作比较，判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，确保实现信息化施工；及时发现围护施工中环境变形发展趋势，达到有效控制施工对周边建构筑物及既有铁路影响的目的。

2 特大桥设计及施工特点

2.1设计要点马埠头特大桥左幅起点桩号K36+527.5，终点桩号K37+734.5，中心桩号为K37+131，桥跨布置为（35+60+35）+（25+2×30）+（2×40+35）+29×30 m，左幅全长1 207 m；右幅起点桩号K36+552.5，终点桩号K37+734.5，中心桩号为K37+143.5，桥跨布置为（35+60+35）+（25+2×30）+32×30 m，桥梁全长1 182 m。

大桥左右幅上跨峰福铁路均采用（35+60+35）变高度预应力混凝土连续箱梁。其中，马埠头特大桥主跨混凝土箱梁梁段和边跨梁段采用挂篮悬臂浇筑。主跨、边跨分别为7个悬浇段。

2.2施工进度计划主跨7#块和合龙段在接触网设备2 m范围之内，因此所有工序申请封锁施工，在天窗点内进行。左、右幅同时施工，边跨施工与主跨同步进行施工。

2.3施工方案主要风险对称悬臂浇筑过程中，施工风险主要侧重于挂篮施工风险，包括这几个方面：（1）挂篮的设计受力模式的合理性，要求挂篮的刚度一定要和浇筑最重块件重量相匹配；（2）杆件连接间隙的设计合理性，可能会由于安装不匹配造成连接件脱离；（3）挂篮的行走系统可能造成困难，锚固系统有时可靠性不足；（4）一般由于管理不到位，容易出现挂篮坠落事故。

3 监测布控

3.1监测内容见表1。

表1 监测内容

3.2监测报警值

1）监测精度。监测精度见表2。

表2 监测精度要求与仪器精度

2）报警值。据营业线施工相关管理文件要求［10］。结合本工程实际情况，各监测项目的监测报警值确定如下：

表4 控制标准

3.2监测周期频率根据工程施工特点，一般每天观测1次；在雨季、边坡开挖期间和已出现变形破坏时应加密观测，连续3日降雨量大于50 mm/日时，应连续观测3次，间隔时间不大于2天；施工结束后可适当调整为每周1次。当出现监测数据达到报警值、监测数据变化较大或速率加快或临近铁路路基突发较大水平位移、竖直沉降、不均匀沉降等工况应提高监测频率。

3.3监测点布设沉降观测采用相对高差法进行测量，水准路线观测形成闭合水准路线。每10 m布置一个点（上跨段外侧20 m），共设置2排，采用0.7 m长Ф28钢筋打入原地面以下，并开挖地面0.2 m包好砼，使桩位固定，沉降位移监测桩在施工前埋设完毕，并做好现场保护。水平位移测点采用于观测桩顶部埋设棱镜的方式。

4 变形监测数据分析

为达到监测的实时、高效和自动化程度，对工程决策提供可靠、快速的数据服务。本次采用监测信息管理系统进行数据处理、分析和管理，提供实时的监测数据和分析结果，更好进行施工过程监测。有效确保观测成果的真实可靠，每次观测前均观测检查方向以校核基准点的稳定性，观测结果显示在观测期间基准点保持稳定。

4.1监测数据本次监测采集了铁路左右侧路基和边坡沉降数据（略）。

4.2数据分析每次观测后应对观测数据进行校核和整理；根据监测数据的变形情况（累计值和速率值）和发展趋势，结合工程的施工工序和变形情况，进行综合分析。绘制监测数据随时间变化的规律曲线——时态曲线（本文所述工程相关监测曲线见图4、5、6），以便对铁路结构进行分析。在监测过程中，实时对监测数据进行整理和分析，以报告的形式送达有关各方。工程结束后，提交完整的监测总报告及电子文档。

图4 铁路右侧路基沉降变化曲线图

图5 铁路左侧路基沉降变化曲线图

图6 边坡沉降变化曲线图

由以上曲线图可知，铁路右侧路基沉降累计变化最大的是LJ12（-0.56 mm）；铁路左侧路基沉降累计变化最大的是LJ18（-0.51 mm）；边坡沉降累计变化最大的是BP7（-0.59 mm）。施工期间路基、边坡沉降变化量介于-0.59～0 mm之间，通过对比前几次施工沉降曲线特征，拟合曲线后发现累计变化趋于平稳，且未达到监测预警值。说明此次施工期间监测数据正常，在安全可控范围内。按铁路局营业线施工监测要求，之后又对施工完成一个月内路基沉降进行监测，收集数据后绘制出曲线变化量均在预警值内，未对铁路路基造成影响。