(新)厦门海沧海底隧道石鼓山段基坑上跨运营地铁(福建首例)

 

 

   

 

工程概况

厦门海沧海底隧道是继厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道之后的国内第3座以钻爆法施工的海底隧道,是厦门快速路网系统的重要组成部分,是连接海沧区和厦门本岛的重要通道,其地理位置如图所示。

 

厦门海沧海底隧道位置

 

 

工程难题

厦门第二西通道(海沧海底隧道)石鼓山段明挖基坑上跨运营地铁1号线区间隧道(斜交55°),地铁隧道拱顶距坑底净距约6m;基坑长短桩支护,短桩位于地铁隧道正上方(约2.6m),东西侧长桩距隧道水平距离最小5.14m,立柱桩距隧道水平距离最小3.6m。上跨地铁基坑施工工期紧,正值在厦门召开的金砖会议前,施工期间又在厦门雨季,基坑开挖过程中受到暴雨影响,降雨使得残积土工程特性发生明显劣化,对基坑变形以及地铁隧道安全带来挑战。项目建立上跨基坑与运营地铁智慧感知体系,实现基坑与地铁隧道变形受力智慧感知,控制隧道最大隆起6.5mm,确保地铁正常运营。

 

 

海沧海底隧道与地铁一号线位置关系图

 

现场图片

 

 

 

监测系统与装备

1、轨道交通工程全域智慧感知与现场可视化预警

隧道变形监测:地铁隧道施工期及运营期变形监测,包括水平位移、竖向位移、相对收敛。通过无线复合传感、多物理量感知矩阵、测量机器人、分布式静力水准仪结合AI智能云盒,实时动态监测隧道变形,及时预警。

 

结构应力应变:布设分布式应力应变传感器,实时监测地铁隧道、盾构区间、车站结构等地铁结构应力应变,掌握结构健康状态。

 

接缝裂缝:通过盾构管片接缝处与衬砌裂缝处布设裂缝计,动态监测接缝及裂缝发展。

 

周边地层沉降:布设大量程磁致式位移计,实现深部地层全深度范围内多位置竖向位移监测。

 

 

智能监测设备

 

2、多物理量融合无线复合传感柔性组网构建的感知矩阵技术

运营地铁隧道振动、加速度、速度、位移、沉降、倾斜和温度等多物理量融合的无线复合传感,采集传输一体化,三维多物理量测量系统,安装便捷。融合先进的重力加速度测量技术、多重滤波降噪技术、传感器温度非线性补偿技术、振动过滤技术、核心算法模型技术,实现对结构X、Y、Z三维多物理量实时在线监测。

 

无线复合传感性能指标

 

 

地下工程感知矩阵

 

全域感知示意图

 

3、隧道自动化监测云平台

 

平台登录页面

 

监测点布置图

 

平台数据曲线

 

 

 

 

技术方案

1、全域智慧感知与现场可视化

实现上跨基坑与地铁隧道变形受力自动化云监测,控制隧道最大隆起6.5mm,确保地铁正常运营

为适应隧道无网络环境,采用光纤+GPRS+无人值守测量机器人+GeoMos,实时监测隧道变形

 

技术架构

 

 

工作中的测量机器人(隧道环境):

 

 

 

 

2、风险评估

 

土体模型与监测数据

 

 

3、考虑强降雨与坑外地表超载影响的地铁隧道变形研究

 

变形数据

 

现场施工图

 

 

 

 

项目成果

已取得成果:发表论文11篇(2篇SCI);授权发明专利8项,实用新型3项;主编福建省地方标准1项;完成交通运输厅科技项目1项;登记软件著作权1项;国内、国际技术领先查新。

 

 

 

 

 

 

 

 

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