李东广
（中铁十八局集团第三工程有限公司，河北 涿州 072750）
［摘要］通过对长春地铁南关站主体导洞初期支护钢筋应力监测数据的分析，总结初期支护各个部位钢筋格栅的受力情况，通过对东北高寒地区钢筋应力监测数据的分析，为之后的工程项目提供参考，并确保其结构及周边环境安全。
［关键词］地铁施工；钢筋应力；监测数据
浅埋暗挖工法在城市地铁施工中的应用日显频繁，相应的监测项目越来越多：地表沉降、管线沉降、拱顶沉降、建筑物沉降、土体分层沉降、净空收敛、钢管柱轴力、钢管柱差异沉降、围岩压力、钢筋计应力、桩顶水平位移、桩顶竖向位移、桩体变形、隧底隆起等。总结分析各类监测项目，及时采取针对性强、效果显著的措施，对城市地铁暗挖施工风险控制具有重大意义［1-3］。本文主要论述钢筋计在地铁浅埋暗挖工程中的实施，钢筋计应力监测也是国家十二五科技工程监测项目之一。
南关站位于长春市解放大路和大经路交汇路口，沿解放大路东西向敷设，位于解放大路主路正下方。本车站为岛式站台，有效站台宽度13m，车站总长191m，车站净宽20.3m，覆土8～8.8m。车站起点里程K33+641.231，终点里程K33+832.231，有效站台中心处轨顶标高181.613m（路面标高204.82～205.16m）。车站主体为双层三跨拱顶直墙式结构，采用一次扣拱暗挖逆作法施工。车站共设置4个出入口、2个风亭及1个紧急疏散通道。车站东侧1号竖井风道为盾构提供条件，双线均采用盾构法施工；车站西侧区间设置临时施工竖井及横通道为暗挖区间提供施工通道。
钢筋计选用XB-120型振弦式钢筋计。
钢筋计的安装：
车站导洞开挖初期支护格栅钢架主筋设计Φ28mm。由于钢筋截面积较大，采用绑焊方式把钢筋计焊接在格栅外弧主筋上，当作主筋的一段，焊接面积不应少于钢筋的有效面积。在焊接钢筋计时，为避免热传导使钢筋计零漂增加，需要采取冷却措施，用湿毛巾冷却，焊接过程仪器测出的温度应低于60℃。焊接在发黑之前，禁止浇冷水，做好钢筋计传感部分和信号线的防水处理。仪器安装前做好信号线与钢筋计的编号，一一对应，钢筋计焊接必须保证质量［4］。钢筋计安装好后，初期支护施作完成前测一次初值。测数时，由于导洞内温差较小，不考虑温度补偿。钢筋计的间距按照设计图纸布设。
监测仪器使用JTM-V10B型振弦读数仪。
（1）数据采集。
钢筋计按照图1-2所示埋入设计的位置并编号，把传感线引致不易破坏的地方，与振弦式读数仪配合使用，每日监测读数仪上显示的数字。编号28960钢筋计初始值为1557，编号28945钢筋计初始值为1539，单位Hz。
（2）计算方法。
①钢筋内力利用公式P压=K（f02-f i 2）计算，单位kN。其中K为钢筋计的标定系数，编号28960和28945钢筋计的K值分别为6.141E-05和6.473E-05，单位kN/Hz2。
②钢筋应力计算：计算出Φ28钢筋截面积为6.16cm2，用钢筋内力除以截面积乘以10，计算结果即为钢筋应力。
（3）监测及数据分析。
利用监测数据，分析初期支护钢格栅各个部位受力情况见表1。监测数据曲线图见图3-4。
图1 初期支护钢格栅各个部位受力情况
表1 编号28960钢筋计监测数据计算表
钢筋计应力/MPa 2016/4/19 1557 1551.8 0.99 1.61 1539 1525.5 2.68 4.35 2016/4/20 1557 1551.6 1.03 1.67 1539 1519.8 3.80 6.17 2016/4/21 1557 1552.0 0.95 1.55 1539 1511.9 5.35 8.69 2016/4/22 1557 1553.5 0.67 1.09 1539 1510.2 5.68 9.23 2016/4/23 1557 1556.8 0.04 0.06 1539 1500.9 7.50 12.17 2016/4/24 1557 1559.3 -0.44 -0.71 15391516.3 4.49 7.29 2016/4/2515571563.2 -1.19 -1.93 15391523.2 3.13 5.08编号28960钢筋计编号28945钢筋计日期初读数/Hz测量值/Hz钢筋计内力/kN钢筋计应力/MPa初读数/Hz量测频/Hz钢筋计内力/kN
续表
备注：监测里程：K19+390；控制标准：压应力＜131MPa，拉应力＜251MPa。
钢筋计应力/MPa 2016/5/2 1557 1565.3 -1.59 -2.58 1539 1518.4 4.08 6.62 2016/5/9 1557 1546.3 2.04 3.31 1539 1510.2 5.68 9.23 2016/5/16 1557 1502.6 10.22 16.59 1539 1502.6 7.17 11.63 2016/5/23 1557 1455.4 18.80 30.51 1539 1494.7 8.70 14.12 2016/6/23 1557 1446.5 20.38 33.09 15391492.6 9.11 14.78 2016/7/2315571445.2 20.61 33.46 15391490.3 9.55 15.50编号28960钢筋计编号28945钢筋计日期初读数/Hz测量值/Hz钢筋计内力/kN钢筋计应力/MPa初读数/Hz量测频/Hz钢筋计内力/kN 2016/8/2315571440.7 21.41 34.76 15391486.5 10.28 16.69
K19+390平面图见图2。
图2 K19+390 左线下层导洞钢筋计布设平面图
图3 编号28960钢筋计监测数据曲线分析图
图4 编号28945钢筋计监测数据曲线分析图
结合编号28960及28945的监测计算数据、曲线分析图可以看出：初期支护格栅拱架自安装完毕后20天内，钢筋受力较小而且稳定，第20天到第40天钢筋受力逐渐加大，40天后钢筋受力至最大值处后并趋于稳定。
（1）地铁工程施工难度较大，须有针对性地对监测重点进行及时观测，及时反馈，同步甚至超前指导施工，起到施工监测与施工的互动，并预测施工对环境的影响。
（2）施工监测是地铁施工的重要环节，在整个工程中举足轻重，施工安全极为重要。应当在施工、监测过程中汲取其他标段的经验，避免不必要的施工盲点。
（3）施工过程中根据施工现场揭露的地层条件，及前期监测的资料进行理论计算也是施工监测过程中的一项有效措施，实测资料和理论计算分析共同指导施工，提升施工质量。
（4）施工监测是施工中必不可少的工序，充分发挥其作用对于施工进度、质量有很大帮助，同时能收到极大的社会、经济效益。因此，施工监测单位不仅仅是提供数据的简单工作，而是在掌握第一手监测资料后结合监测工程师对施工情况和数据的分析，指导后期施工，调整施工工艺参数的过程。
（5）确保工程主体结构处于安全稳定状态，确保周边环境安全无恙，并为东北高寒地区提供第一手监测数据，优化设计方案。
［参考文献］
［1］ 姚文花. 地铁暗挖隧道马头门施工技术［J］. 都市快轨交通，2013（04）：12-14.
［2］ 李彬. 风化岩石地层条件下地铁竖井施工关键技术研究［J］. 民营科技，2012（10）：23-25.
［3］ 国斌. 北京地铁区间隧道马头门工程综合施工技术［J］. 隧道建设，2012（02）：34-36.
［4］ 兰玉文，刘波，罗建花. 光纤光栅三维应力传感器的设计与实现［J］. 光子学报，2009（03）：33-35.
The research on stress monitoring of the main gate tunnel primary support steel in Changchun subway station
LI Dong-guang
［中图分类号］U456.3
［文献标识码］B
［文章编号］1001-554X（2017）04-0095-04
DOI：10.14189/j.cnki.cm1981.2017.04.012
［收稿日期］2017-03-05
［通讯地址］李东广，河北省涿州市冠云路中铁十八局集团第三工程有限公司
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