临近既有地铁运营线施工接触网立柱保护施工技术

临近既有地铁运营线施工接触网立柱保护施工技术

张国伟

中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 江苏省无锡市 214000

摘 要：随着城市地铁建设线路日趋增多，地铁线路站内换乘成为常态，换乘通道建设及出入口建设过程中，下穿既有线或既有建筑物较为常见，为避免大规模改迁，采用暗挖技术辅助以地表构建筑物加固进行施工成为主潮流，本文以南京地铁S3号线油坊桥车站换乘为例进行总结，为后续同类型下穿施工提供参考。

关键词：

1. 立项背景

油坊桥站作为南京地铁2号线终点站，客流量大，为满足旅客与在建S3号线换乘需求，建设换乘通道。施工过程中，受软~流塑淤泥质粉质粘土地层严重影响，对既有地铁线安全运营产生极大威胁。针对地质压缩性大、灵敏度高、含水量大、易产生蠕动、无自稳能力、正上方又有2号线动荷载作用的情况，项目采用大管棚+小导管注浆+接触网立柱保护+自动化监测的方法进行加固施工。本文主要针对接触网立柱保护展开论述。油坊桥车站换乘通道I区明挖段紧邻地铁2号线折返线，施工场地处于原天迈广场消防车道靠近南河侧区域内。B号换乘通道I区钻孔桩外侧距离该接触网立柱中心为1.73米，距离基础外边约50cm，基础位于B换乘通道I区斜坡段中部基坑外侧，该处斜坡基坑开挖深约7米。

图1.1换乘通道与立柱平面关系

油坊桥站基坑开挖范围地层从上到下依序为：①-1杂填土、②-2b4淤泥质粉质黏土。基底主要位于②-2b4淤泥质粉质黏土，部分基底位于②-3d3粉砂层。

二、方案比选

加固方案一：利用围护结构冠梁施做悬臂梁对接触网立柱进行加固

利用围护结构冠梁施做悬臂梁对接触网立柱进行加固。加固方式采用在接触网立柱线路方向两侧设置两道悬挑梁，悬挑梁结构断面尺寸为宽×高=0.8m×0.5m，另一侧与B换乘通道围护结构冠梁进行连接。悬挑梁钢筋与接触网立柱采用化学植筋方式进行连接。在接触网立柱基础两边往下挖80cm位置上下采用钻孔植筋，由于混凝土悬挑梁与土面接触处，考虑地基承载力，混凝土悬挑梁配筋采用构造配筋形式确定。

对2号线碎石道床的处理：砌筑挡砟砖墙，具体施工方法详见加固方案一。

混凝土梁与迎土面的处理：施工区域基面找平，浇筑C20混凝土垫层，具体施工方法与加固方案一致。

加固方案二：利用围护结构冠梁施做抱箍对接触网立柱进行保护

施做抱箍在围护结构冠梁进行固定，对接触网立柱进行保护。加固方式采用抱箍措施对接触网立柱进行预防性限制位移。抱箍用斜撑的方式固定在冠梁顶面预埋钢板处。斜撑采用[10厚壁槽钢双拼制作，斜撑与水平面成45°角。斜撑一端固定抱箍，另一端固定在冠梁顶部预埋钢板上。两道斜撑垂直投影夹角成60°。冠梁预埋钢板采用焊接钢筋，在浇筑冠梁混凝土前进行预埋。抱箍设置：抱箍直径较接触网立柱直径大1cm进行制作，安装时与接触网不相接触。

考虑对接触网立柱沉降及倾斜控制（主要目标）、施工对2号线影响程度、施工工作量等因素综合分析，与B换乘通道围护结构进行连接，利用围护结构钻孔桩自身抗沉降能力辅助控制接触网立柱倾斜。施工最为简单，不需对2号线路基道砟进行处理。对2号线影响及工作量最小，使用方案2为最优加固方案。

三、方案实施

经过保护方案比选，采用施做抱箍对接触网立柱进行保护。为保证立柱稳定在换乘通道1区明挖基坑施工前对距离基坑最近的立柱进行加固保护，在暗挖段施工前，对立柱采用同样的方式进行加固保护。

立柱施做抱箍在围护结构冠梁进行固定，对接触网立柱进行保护。加固方式采用抱箍措施对接触网立柱进行预防性限制位移。立柱钢管斜支撑两端采用可拆卸的螺栓连接，钢管中部安装可调节丝杆，保证发生位移或形变时，可利用钢管支撑的可调节丝杆根据监测情况进行活动调节。另一端固定在冠梁顶部预埋钢板上。冠梁预埋钢板采用焊接钢筋，在浇筑冠梁混凝土前进行预埋。立柱，抱箍用斜撑的方式固定在硬化混凝土路面顶面预埋钢板处。两道斜撑垂直投影夹角成60°。预埋钢板采用焊接钢筋，在浇筑冠梁混凝土前进行预埋，见图3.1-1。

图3.1-1 接触网立柱保护抱箍平面布置图

图3.1-2接触网立柱保护抱箍立面布置图

四、监测情况

地铁2号线折返线内部监测采用自动化监测+人工复测的监测方式进行，共布设监测点37个。

4.1、初始值采集

为保证后续监测准确性在施工前采取初始值：

图3.1监测初始值示意图

4.2、施工过程中监测

地铁2号线折返线内部监测数据，接触网立柱绝对倾斜值如下表4.1，表4.2。

表4.1 垂直道轨方向

备注：“+”表示面向Ⅰ区基坑方向倾斜；“-”表示背向Ⅰ区基坑方向倾斜,立柱具体位置详见图一。

表4.2 平行道轨方向

备注：“+”表示背向车站方向倾斜；“-”表示面向车站方向倾斜，立柱具体位置详见图一

根据监测结果统计最终倾斜如下表：

表4.3 接触网立柱绝对倾斜表

图4.2接触网立柱绝对倾斜

五、实施效果综合评估

根据地下铁道工程施工及验收规范立柱垂直度允许倾斜值为顺线路方向5‰，垂直线路方向受力的反方向倾斜5‰。

经过对监测结果结合施工工序综合分析，利用抱箍进行加固的现场施工保护措施有效，施工对立柱影响在可控范围内。

经过对监测数据的分析，暗挖段注浆期间对接触网立柱影响最大，在该施工阶段立柱倾斜速率较大，垂直轨道方向影响最大的为12#立柱，倾斜速率为0.0855‰/d，倾斜值为5.64‰。平行轨道方向影响最大的为11#立柱，倾斜速率为0.1056‰/d，倾斜值为6.97‰。

经过对初始值及最终值的对比分析因施工引起的立柱形变，对12号立柱有较大影响，形变最大值为垂直轨道方向为6.69‰，平行轨道方向为5.69‰，对其他立柱的影响在可控范围内。

表5.1 对比分析表

根据对施工前，施工期间，及施工完成后立柱的倾斜速率对比，目前立柱已趋于稳定状态。

六、总结

1、经过对油坊桥站接触网立柱抱箍保护效果进行评估，评估结果认定，抱箍保护效果有效可行。为接触网立柱稳定，施工结束后不对保护抱箍进行拆除。

2、相比较于冷冻法、改迁，采用超前支护+CRD开挖+建筑物物理保护，在保证施工安全的基础上，大大减少施工成本；

3、加固注浆在地铁施工过程中较为常见，减少注浆过程中对既有建筑物的影响，确保“微扰动”对施工周边环境保护意义重大。可以在注浆泵的选择，注浆压力，注浆量，注浆的方式等参数综合对比研究，确定注浆参数及注浆效果。

4、敏感环境下，采用自动化手段指导现场施工，科学技术与人工配合联动，可以有效控制施工风险。