北京某地铁既有车站现状评估

摘 要：对北京城铁十三号线某既有车站（总长约160 m）及站南端站后折返线区间55 m范围的道床现状、主要结构构件（梁、板、柱、）现状检测。检测内容包括：主要构件混凝土强度及碳化深度、结构裂缝检测、道床混凝土外观检测、轨道几何形位。通过检测，给出既有车站的结构现状结论。

关键词：既有车站 现状评估 穿越

中图分类号：U452 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0065-02

随着我国对城市基础设施投资力度的逐步加大，许多城市地铁正在修建或者已经投入运营。在北京地铁施工过程当中，不可避免的要遇到穿越施工。因盾构施工近距离下穿既有线车站，将对车站结构产生一定的影响，如结构沉降、基础不均匀沉降、结构变形、裂缝开展；最终将影响列车运行的平稳性和线路的稳定性。为保证既有线的正常运行，需对既有车站现状作全面调查，并对重要部位作针对性测试，充分了解其现状情况，确保既有车站在新线施工过程中的安全运营。因此，对既有线车站结构现状进行评估，具有十分重要的意义。

本文对北京城铁十三号线某车站的结构现状进行检测，通过对检测数据的处理分析，得出既有车站的结构现状结论。

1 工程背景及概况

既有线城铁13号线某车站为地面侧式车站，车站长约125 m，宽约18.8 m。结构型式为两层三跨钢筋混凝土双向框架结构。新建地铁10号线左、右线盾构隧道均从其下方穿越，隧道顶距车站基底9.215 m；另有建设中10号线车站与既有车站形成换乘，换乘通道顶部紧贴车站中部筏板基底下穿。

结构现状调查检测范围为车站（总长约160 m）及站南端站后折返线区间55 m范围内进行结构现状检测及线路设施测量工作。检测内容包括：主要构件混凝土强度及碳化深度、结构裂缝检测、道床混凝土外观检测、轨道几何形位调查。

2 检测内容

2.1 混凝土构件强度、碳化检测

本次采用回弹法来检测评估混凝土的实际强度等级，把抽选的梁、板、柱、道床轨枕分别单独各视为一个构件进行检测[1]。按规范要求可选用钻芯法修正回弹结果，但本调查对象为运营中的轻轨车站，钻芯法对结构性能、美观、环境将带来极大的不良影响，因此不具备钻芯法检测的条件，未采用钻芯修正。

根据北京地铁既有线车站的设计、施工资料，梁、板、柱、道床轨枕混凝土的强度等级分别为C30、C30、C30、C30。

通过和实际推算值比较可知，检测构件的实际强度都大于设计强度，这说明既有车站结构的混凝土强度仍能满足设计强度的要求。

2.2 结构外观及裂缝检测

2.2.1 外观检查

道床是承受车辆荷载的构件，道床的变形将影响列车运行的平稳性，本次调查对整个车站内上下行线的道床外观质量状况进行观察，检查混凝土外观质量，以及道床与结构底板间的连接状况，检查连接部位是否存在裂隙或脱空等隐患。

经现场检查发现道床混凝土表面平整，不存在蜂窝、麻面、坑洞等缺陷，无外露钢筋，部分钢轨垫块存在轻微边角破损；扣件与钢轨结合紧密，扣件螺栓孔附近及两螺栓之间无裂纹；道床与底板连接处结合密实，无可见缝隙，敲击无空洞声。在结构沉降缝两侧站台边缘处，均有贴饰瓷砖脱落现象。

图1为西侧道床地质雷达扫描图像，通过雷达检测数据分析，道床与底板结合密实，无明显脱空现象。

2.2.2 道床裂缝检测

本次主要检测道床及轨枕处的裂缝，裂缝深度利用超声波对其进行检测，裂缝宽度是利用高倍读数显微镜在目视较宽位置直接进行读取。

由于结构主要承受列车行驶产生的动力荷载，在动力荷载长期作用下，道床及轨枕会反复产生比较大的拉应力，致使道床产生裂缝[4]。通过检测发现，裂缝主要分布在道床表面结构轴线处，其走向基本都与轨道线路方向垂直，长度多为从一侧轨枕边缘延伸至另一侧轨枕边缘。

2.3 几何形位检测

轨道几何形位调查范围为盾构右线下穿中心前后各30 m。静载轨距采用轨距尺测量两轨之间距离，测读三次以上；水平用轨距尺测量左右两股钢轨顶面的相对高差，观测是否存在水平差或三角坑；轨道方向用弦测法测量轨道在水平面上的平顺性；前后高低用弦测法测量单根轨道沿线路方向的纵向的平顺性。

2.3.1 静态几何形位变化

静态几何形位检测包括静态轨距、静态水平、静态前后高低、静态轨向等。铁道部《铁路线路维修规则》规定值与实测值见表1。

对比容许值与实测值：本次测量所得的静态几何形位实际偏差值均小于《维规》的规定值。

2.3.2 动载几何形位变化

动载几何形位变化包括动载下轨距变化、动载下水平变化、动载下轨道前后高低、动载下轨向。动态轨距测点布置在盾构右线下穿中心处、以及下穿中心前后各2m的位置，采用位移计测量列车进出站期间轨距的变化量，根据前期测得的静态轨距，得出动态荷载作用下的轨距。动载轨距图中纵坐标为动态轨距变化，正号表示轨距扩大，负号表示轨距缩小。变化典型时域图如图2。

参照铁道部《铁路线路维修规则》中线路轨道动态几何尺寸容许偏差可知，本次检测的变化值均小于《维规》的规定值。

3 结论

车站主体混凝土结构外观良好，可见部分无明显缺陷，站台层、站厅层各柱的混凝土抗压强度推定值介于33.5～50.1 MPa之间；各柱的碳化深度在0.5～5 mm之间。站台层各顶板的混凝土抗压强度推定值介于34.2～58.9 MPa之间，站台层各纵、横梁的混凝土抗压强度推定值介于41.0～58.2 MPa，碳化深度均较大。

道床裂缝主要分布在上下行线道床中结构短轴线处，缝深最大为91 mm，缝宽最大为1.4 mm。车站沉降缝附近装饰面板及瓷砖无变形或裂纹出现。

道床混凝土表面平整，不存在蜂窝、麻面、坑洞等缺陷，无外露钢筋，部分钢轨垫块存在轻微边角破损；扣件与钢轨接触紧密，扣件螺栓孔附近及两螺栓之间无裂纹；道床与底板连接处结合密实，无明显脱空。

静态下检测所得的轨距最大偏差在-3～+1 mm间，最大水平值为2 mm，前后高低最大矢度值为3 mm，轨向最大值为3 mm，均小于《铁路线路维修规则》中规定的线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值。

动态下检测的轨距最大变化在+0.52～-0.06 mm之间；最大水平变化为1.51 mm；最大高低变化为1.14 mm；均小于《铁路线路维修规则》中轨顶的线路轨道动态几何尺寸容许偏差管理值。

参考文献

[1] JGJ/T 23-2001，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[2] CECS21：2000超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].

[3] 铁运[2001]23号铁路线路维修规则[S].

[4] 丁大钧.钢筋混凝土构件抗裂度裂缝和刚度[M].南京工学院出版社，1986.

[5] 钱武威.桥梁裂缝机理与监测[M].交通标准化，2004（1）.

[6] 郭晓华.天津地铁既有线结构现状评估[J].低温建筑技术，2004（3）.