大型站房临近既有线路施工智慧监测监控技术

李延昌

（中铁建设集团南方工程有限公司 广州 514400）

0 引言

随着城市轨道交通的不断发展和城市交通需求的增加，大型站房的建设和维护变得越来越重要［1］，这些站房在服务人们出行的同时，也承载着重要的交通枢纽功能。然而，在已有铁路线路周边进行大型站房施工时，会面临一系列复杂的挑战和潜在风险［2］，施工活动可能会对铁路线路的结构稳定性产生影响，如地基沉降、结构振动开裂等［3-6］，这对铁路运营的安全性和施工进度产生不利影响。因此，必须采取适当的保护措施和监测技术来确保施工过程的安全性和顺利进行，通过加强施工过程中的监控测量，可以及时将由施工活动引起的一系列动态变化信息反馈给施工单位，使其能够在现场及时调整施工参数，优化改进施工方法，以避免危及铁路行车运营安全和影响施工进度的事故发生［7］。

本文依托新建厦门北站项目，重点阐述如何以5、6 号地铁出入口施工过程中的监测数据为依据，用以指导现场施工情况，并在此基础上总结智慧监测监控技术，为类似交通枢纽项目的施工提供重要的参考依据。

1 工程背景

厦门北高铁站房位于地铁4 号线厦门北车站北侧，以地铁地下结构外扩50 m 为界，新建站房部分施工范围已进入4 号线地铁保护范围。4 号线厦门北站是厦门北至翔安机场段的第二座车站，该站与1 号线厦门北站“T”型换乘，换乘节点范围内的主体结构已在1号线实施。目前结构已封顶，顶板已回填，车站两侧接盾构区间，两侧区间均已洞通，计划于2021 年底完成铺轨。

拟建工程与地铁结构关系如图1 所示，灰色填充部分为既有结构，包括既有地铁1号线及4号线结构、1号线车站与4号线车站之间夹心地既有桩基承台。

图1 拟建工程与地铁结构平面关系Fig.1 Plan View of the Proposed Works in Relation to the Metro Structure

根据对地铁结构的影响，拟建工程可分为以下几个部分：

⑴高铁站房社会连廊通道。采用围护桩或双排桩支护，围护桩距离1 号线区间外边线净距约30 m，围护桩范围内采用放坡分步开挖。

⑵高铁代建4 号线厦门北站出入口（图1 中绿色填充部分）及1、4号线车站连接通道（图1中黄色填充部分），出入口包括5A、5B、6A 和6B 四个出入口，车站连接通道共四处，与车站主体一样，附属及连接通道同样采用明挖顺筑法施工，基坑采用围护桩+内支撑支护体系。

⑶4 号线北侧新建扶壁式挡墙（图1 中红色填充部分），挡墙采用桩基础。

⑷1 号线与4 号线周边的新建桩基及承台（图1中蓝色部分），4 号线车站以南为夹心地桩基，桩基主要用于既有厦门北站改造工程及夹心地顶棚基础，4号线车站以北桩基为新建站房桩基础。

拟实施的1 号线与4 号线换乘连接通道共包括4 个连接口，基坑最大长度10.2 m，最大宽度10.9 m，最大深度10.5 m。围护结构采用围护桩+内支撑体系，围护桩桩径ϕ800 mm，桩间距1 000 mm。一共采用两道内支撑，第一道支撑为混凝土支撑，间距8 m，第二道为钢支撑，间距4 m。换乘连接通道统一采用地下单层单跨闭合框架结构，外设全包防水层。

2 智慧监测监控技术

通过实施监测工作，可以获得既有线车站和区间结构在工程施工影响范围内的变化情况。尤其是采用自动化监测技术，施工方能够实时获得现场周边信息，从而评估施工对既有站房结构的影响，从而将信息及时反馈给建设方和线路运营方［8］，避免出现既有线路结构和运营的安全状况。同时，智慧监测监控技术能够对现场信息进行处理和计算，当现场关键点出现不利趋势时，能够进行系统预警，使线路相关方能有充足的时间做出应急预案，避免恶性事故的发生，并确保既有线的安全运营。

2.1 监测要求

本监测为既有地铁隧道保护施工监测，设计里程范围为YDK32+083.485-YDK32+329.574，隧道长度246.089 m，监测内容主要有隧道拱顶沉降、道床沉降、水平收敛，轨道位移水位监测以及隧道外围护桩变形等监测。当变形异常时应采取相应措施，并进一步对地铁主体结构进行监测［9］。

根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范：CJJ/T 202—2013》［10］，参考各地邻近地铁工程的地铁保护工作经验，对于运营线路，地铁区间隧道安全控制指标如表1所示。

表1 轨道交通结构安全控制标准Tab.1 Standards for Structural Safety Control in Rail Transport

2.2 监测方案

根据现场情况，结合《新建厦门北站相关工程涉厦门轨道交通1、4 号线安全影响预评估报告》和文献［10］，由于道床竖向位移、主体结构（隧道结构）竖向、水平位移、隧道结构收敛等是十分重要的安全控制指标，因此上述指标在采用自动化监测进行高频监测的同时，又采用人工监测的方式定期复核，而轨道横向高差、轨距、变形缝张开量和裂缝宽度等其余指标则仅采用人工监测的方式进行记录，具体监测项目等信息如表2所示。

表2 监测项目、监测点布设及使用仪器Tab.2 Monitoring Projects，Monitoring Point Set-up and Use of Instruments

根据安全评估报告、文献［10］和《厦门市轨道交通地铁保护管理标准（试行）》的要求，本工程变形控制指标如表3所示。

表3 本工程变形控制指标Tab.3 Deformation Control Index of This Project

3 监测数据分析

对本工程实际的监测数据进行整理，基于实测数据，分析现场施工对既有地铁车站隧道结构的影响：

如图2和图3可知，主体结构竖向位移阶段变形最大点1HJGS（Y）18-01，阶段最大变形量为2.8 m，累计变化最大点为1HJGS（Y）41-01，累计变形量为3.4 mm，未超过预警值。

图2 地铁1、4号线竖向位移变化曲线Fig.2 Vertical Displacement Change Curves for Metro Line 1 and Line 4

图3 地铁1、4号线变形监测数据统计Fig.3 Statistics of Deformation Monitoring Data of Metro Line 1 and Line 4

从开始施工至施工结束阶段，监测数据显示，北区里程K32+223+273 区域部分监测点累计值接近预警值，结合巡视及监测数据分析，初步分析原因为，该区域隧道正上方土方开挖，土压力减小，且降雨导致地下水位上升，监测数据累计值接近预警值，而4 号线区间隧道监测数据无异常情况。综合自动化和人工监测数据来看，现场施工未对地铁1 号线厦门北站～岩内站区间、4 号线后溪站～厦门北站、厦门北站～官浔站区间隧道结构造成明显影响，风险可控。

4 结语

智慧监测监控技术在新建厦门北站项目5、6号地铁出入口的施工中，取得显著成效，通过智能监测监控技术，施工方能够实时掌握既有线路结构的变形等情况，从而为建设方和运营方及时提供准确可靠的监测数据和信息。这对于评估施工对既有线路结构周边建筑物的影响至关重要，并为及时判断既有线路结构和运营的安全性提供了依据。智能监测监控技术的应用还可以预测潜在的事故风险，并提供及时准确的预警信息，从而避免恶性事故的发生。通过监测施工活动对既有线结构的影响，可以及时调整施工参数、优化施工方法，以确保既有线路的稳定性和安全性。