地鐵光纖光柵應力應變監測案例

為了保證管片監測點的成活率及精度，本次監測采用FBG式光纖傳感器對管片間、管片內和管片環間的應力應變變化進行監測。由于光柵傳感器與混凝土管片是緊密地貼合在一起的，它們的變形及位移變化是同步的，因此光柵傳感器的應變反應為混凝土管片的應變。在盾構掘進的過程中，使用光纖光柵解調儀記錄各布設位置的光纖光柵傳感器波長的變化，根據波長變化換算相應的應力應變變化。
8號線二期南段工程，作為一條穿越北京市中心城區的地鐵建設項目，相比北京其他地鐵線路，具有諸多顯著的工程特點，南段什剎海站～南鑼鼓巷站區間（以下簡稱什～南區間）和南鑼鼓巷站～中國美術館站區間（以下簡稱南～中區間）兩個盾構區間在臨近南鑼鼓巷站附近形成疊落，疊落總長度達到600多米。這就給工程施工造成了巨大困難：
什～南區間左右線在臨近南鑼鼓巷車站前由平行逐漸過渡為上下疊落，左上右下，重疊段總長370m，其中里程YDK19+840～ YDK20+031范圍為完全疊落段，長191m；里程YDK19+661～YDK19+840為過渡疊落段，長179m，左右線疊落段隧道豎向凈距為1.95～2.7m，疊落段水平凈距為0～6m。除區間西側過渡疊落段部分區間位于圓緩段和緩直段（約145m），其余部分均位于直線段。
南～中區間出南鑼鼓巷站后繼續沿地安門東大街向東左右線疊落行進，至里程YDK20+418處逐漸分離。線路行進至美術館后街交界處折向南，至美術館東街道路下，繼續南行至五四大街路口進入中國美術館站，其中YDK20+239.225～YDK20+417.46范圍為完全疊落，長178m。
盾構疊落施工相比正常施工具有以下特點：
（1）盾構上下疊落施工對上方地表影響范圍及大小與正常平行隧道完全不同，且無既有經驗參考；
（2）疊落段盾構施工過程中后始發隧道可能會對先始發隧道造成損害，先施工上行隧道，還是先施工下行隧道對地層擾動更小無法確定；
（3）兩條盾構區間下穿成片古舊平房群同時也是城市人口密集的地方，盾構推進過程中，其上部建筑或者人們就會受到其所引起的地基或者地表的振動以及由此產生的二次振動的影響，特別會對古、舊建筑物的結構安全帶來影響，另外，可能會使人體感到不同程度的不適從而影響人們的身體健康，干擾人們的正常生活，尤其上行隧道施工時對上部的影響更大；
（4）疊落段隧道端頭加固、盾構始發、到達較普通隧道存在更大風險。
在此背景下，開展“小間距長距離重疊盾構隧道工程關鍵技術研究”就顯得尤為重要。本課題針對盾構疊落施工對上方地面、側向土體的影響，上行隧道對下行隧道的影響，不同疊落距離的相互作用，形成一套適合北京地區特點的盾構小間距長距離重疊盾構隧道工程施工技術。課題研究目的不僅在于確保8號線南段盾構隧道順利、安全施工，同時還可以進一步提升北京地鐵盾構施工下的環境影響安全控制技術水平，為日后類似工程提供參考經驗，具有重要的參考和借鑒價值。

審核編輯 黃宇