下穿鐵路施工對既有結構物沉降的問題探討

羅少宜

摘要：隨著社會的進程，我國對于鐵路方面建設的腳步也越來越快。通常來說，下穿鐵路的施工容易使周邊的土層出現(xiàn)擾動現(xiàn)象，所以在進行鐵路下穿的施工過程之前，需要對施工地點進行有效的預測，控制好因施工產生的結構物沉降問題和土層變形問題。文章通過研究鄭州下穿高速鐵路的某高鐵工程，對其周邊既有線橋墩沉降問題進行了分析。

關鍵詞：下穿鐵路；鐵路施工；既有結構物；結構物沉降；鐵路建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2017）08-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.068

隨著我國現(xiàn)代化經濟水平的不斷提高，我國對于建設城市市政的道路加大了投入的力度和資金，使得城市化規(guī)模越來越壯大，市政道路也越來越繁多，尤其是對于下穿鐵路的橋梁工程建設就更加普遍。下穿鐵路工程往往是根據(jù)地面道路的情況、橋梁的情況以及U型槽的情況這三者進行分析，再將這三者形式穿越既有高速鐵路，這個工程中的結構設計十分的復雜，施工過程當中很容易發(fā)生地層的變化，對地面造成影響，使鐵路橋梁受力產生變形，最終發(fā)生既有結構物的沉降現(xiàn)象。因為我國下穿鐵路大多都是以高速鐵路為主，所以該類型的鐵路中存在的無砟軌道對線下工程結構物沉降變形十分的敏感，為了保證列車的順利通行，必須嚴格地控制其沉降問題。

1 某鐵路的基本工程情況

某高鐵工程定位的地理環(huán)境主要以沖積平原為主，該地勢比較寬闊和平坦，但地區(qū)的地下土層結構卻極其的復雜，按照時代和土層成因兩方面進行分類，主要存在第四系上更新統(tǒng)和第四系全新統(tǒng)這兩種由沖洪積所形成的砂類土和黏性土。其土層中含有的巖性層理也具有較強的規(guī)律特點，可以分析出這個地區(qū)中存在著粉質的黏土，這種黏土具備著軟塑的性質，結構比較松軟，強度較低但是壓縮性很強。某高鐵主要進行客運，其速度設定是每小時350千米，因為下穿鐵路施工的區(qū)域還存在著許多其他的鐵路，所以需要在既有高速鐵路的橋墩兩邊20米的范圍內進行施工。該鐵路全長大約163米，需要進行的工程有四個部分，第一部分、第二部分和第四部分需要布置66米的空心板塊，務必和鐵路進行相交；而第三部分需要布置同樣66米的空心板，只是2段的20米變成了13米，4段的13米變成了20米，務必跟鐵路斜交產生20度的夾角。該工程的上部分需要采用空心橋梁的結構，下部分則采用樁柱式的橋臺結構，橋墩本身采用樁柱進行覆蓋，108#與109#兩墩需要對應高鐵的范圍里程距離是K684+422.600～K684+553.400。

2 實施對既有結構物沉降的監(jiān)測

2.1 監(jiān)測儀器

在進行既有結構物沉降的監(jiān)測上需要安排好標準的監(jiān)測儀器，一般根據(jù)規(guī)定，需要采用徠卡DNA03的數(shù)字水準儀，這樣讀數(shù)就能夠精準到0.1毫米，并且估讀能夠精確到0.01毫米，準備好水準儀之后還需要將標準的條碼和線條這兩種銦鋼標尺安排妥當。

2.2 確定監(jiān)測位置

根據(jù)橋梁變形的觀測需求，需要在每一個橋墩周圍設立四個監(jiān)測的地點，務必保證監(jiān)測的準確。通過利用橋墩號，在前面加上每個線路的縮寫名稱字母，分別在后面加上相應的數(shù)字，代表前后左右四個方位，簡單來說，以某高鐵為例，它的108#橋墩面向左邊的方向就是“SW1081”。

2.3 監(jiān)測的次數(shù)

蓋梁架梁的施工、樁基的施工和護管涵的施工是某某高鐵工程的三個主要階段，從2015年的10月開始施工一直到2016年的6月完工，在這個時間段里，橋墩的監(jiān)測工作必須一直保持，施工的過程當中需要每一周就進行一次監(jiān)測，嚴格將既有結構物橋墩的沉降幅度控制在標準之中，當發(fā)現(xiàn)因荷載變化引起沉降超值現(xiàn)象時就要增加監(jiān)測的次數(shù)。

3 下穿鐵路施工中的既有結構物沉降

3.1 高鐵線下的橋墩沉降

根據(jù)研究某高鐵工程，我們發(fā)現(xiàn)距離第二部分較近的橋梁有沉降問題。在下穿高速鐵路的整個過程當中，對于108#和109#橋墩的監(jiān)測，四個觀測點都沒有明顯的沉降，數(shù)據(jù)基本一致。在2015年10月進行工程施工的開始到2016年1月這一段時間的施工過程中，在進行樁基施工的這個階段，108#和109#墩都沒有產生明顯的沉降，數(shù)值變化十分小，基本沒有超過沉降的設計標準1毫米的范圍。

在進行蓋梁和架梁這一段施工的期間，第二部分的橋梁在108#和109#墩兩者之間。蓋梁從2015年12月中旬施工開始到2015年12月月底施工結束，這個期間各個既有結構物橋墩的各個墩身監(jiān)測都沒有明顯的變化，也就是說既有結構物并沒有產生明顯的沉降現(xiàn)象。但是2016年1月到2016年2月這段時間對架梁的施工過程中，108#和109#墩明顯開始出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，并且沉降的數(shù)值也隨之不斷增加，沉降的速度也在相應加快，并且因為架上橋梁之后，橋梁本身的重量分散給了108#和109#墩，所以使得其橋墩負荷加大，沉降現(xiàn)象更加明顯。但是第二部分的架梁施工對其他既有結構物并沒有造成沉降現(xiàn)象。而另外三個部分的橋梁施工也在2016年3月全部完工，在進行護管涵施工的過程中，2016年1月到3月這段時間，108#和109#墩開始出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，雖然沉降的數(shù)值在不斷增加，但是速度卻十分緩慢。根據(jù)總結歸納，整個施工的過程中，108#和109#墩這兩個既有結構物雖然出現(xiàn)了沉降的現(xiàn)象，但是基本處在穩(wěn)定的狀態(tài)，最大的沉降數(shù)值也只有2.81毫米。

3.2 線上軌道沉降

在進行下穿鐵路的施工過程當中，首先我們需要對無砟軌道的GRTS線段進行檢查，檢查的主要內容包括CA的砂漿層、線路兩邊軌道的側面、支撐層、底座板、左右股鋼軌的頭部、腰部以及底部、彈條和螺旋道以及絕緣軌距塊等。在針對某高鐵的這方面檢查時，發(fā)現(xiàn)這些狀態(tài)都是屬于正常，并無任何反常現(xiàn)象。

當下穿鐵路針對線上軌道施工完畢之后，我們可以發(fā)現(xiàn)線上軌道的基本水平和扭曲的偏差基本是保持一致的，也就是說在進行基坑開挖之前，線上軌道并沒有出現(xiàn)沉降的問題，變化十分小；在基坑開挖之后，施工的進行當中，很明顯對于附近的土層產生了一定程度的擾動，這使得線上軌道出現(xiàn)了一定的沉降現(xiàn)象，但是沉降的數(shù)值和速度都沒有超過標準的范圍；高速鐵路的整個質量指標都和施工之前的質量指標沒有太大的區(qū)別，這就很好地表現(xiàn)出整個施工的過程中，既有結構物的沉降問題并不大，符合國家的標準。

3.3 橋墩沉降對線路幾何尺寸沉降

根據(jù)2016年6月對于109#墩沉降監(jiān)測中得出的結果，我們可以發(fā)現(xiàn)橋墩的反應沉降值是2.81毫米，超出了該設計中的沉降1毫米的標準。與此同時我們把點里程的線路動態(tài)數(shù)據(jù)進行相互對比，發(fā)現(xiàn)只有單項的軌道發(fā)生了偏差，其數(shù)值是0.89毫米，超出管理數(shù)值0.8；在進行動態(tài)的不平順管理研究之后，發(fā)現(xiàn)各方面的數(shù)據(jù)都沒有超過正常的軌道動態(tài)標準質量。

通過對下穿鐵路施工區(qū)域這段時間里既有結構物的沉降監(jiān)測中，我們能夠發(fā)現(xiàn)該工程雖然在垂直的方向出現(xiàn)了沉降現(xiàn)象，超過了標準范圍，但是其他方面如線路軌道的水平方向、軌道之間的距離以及扭曲的不平順都沒有明顯的沉降問題，這也有效地確保了列車通行的

安全。

4 結語

綜上所述，我們首先可以發(fā)現(xiàn)在下穿鐵路施工的過程中，蓋梁和架梁這兩個施工階段都會產生既有結構物的沉降現(xiàn)象，并且沉降的速度十分快速；其次在建設某某高鐵的過程中109#橋墩產生的沉降數(shù)量是最大的，超過了均值管理中的單項指標；最后通過對線下橋墩以及線上軌道的幾何尺寸進行分析，發(fā)現(xiàn)雖然下穿鐵路產生了橋墩的沉降，但是對橋梁上方的列車通行軌道并沒有影響，整個鐵路列車都能夠進行安全地運行。

參考文獻

[1] 汪青葆，王曉靖.地鐵下穿施工對既有鐵路沉降及

列車運行安全影響研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，

2013，（4）.

[2] 王加明.下穿高鐵施工對既有結構物沉降影響研究

[J].四川建材，2016，（8）.

[3] 俞尚宇.基于城際鐵路隧道下穿城市主干道施工相關

沉降問題的研究[J].中國高新技術企業(yè)，2012，

（25）.

（責任編輯：小 燕）