區(qū)域沉降對(duì)城市軌道交通建設(shè)的影響及應(yīng)對(duì)措施

張會(huì)

（中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京市 101100）

1　概述

本文以廣州某實(shí)際地鐵工程某標(biāo)段為實(shí)例。該標(biāo)段位于廣州市內(nèi)，主要有兩個(gè)區(qū)間和兩個(gè)站點(diǎn)：兩個(gè)站點(diǎn)分別是馬鞍山公園站和花都廣場(chǎng)站；兩個(gè)區(qū)間分別是馬鞍山公園站—蓮塘村站—清布站區(qū)間以及花都廣場(chǎng)站—馬鞍山公園站區(qū)間。線路長(zhǎng)約4.4 km，工期要求為3年。另外，4臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)站為馬鞍山公園站。

2　監(jiān)測(cè)沉降對(duì)施工控制量的具體影響

通常情況下，城市軌道交通施工測(cè)量工作會(huì)受到水準(zhǔn)控制點(diǎn)沉降的影響，其表現(xiàn)具體為：

（1）控制點(diǎn)水準(zhǔn)不同，一旦發(fā)生沉降，就會(huì)導(dǎo)致相鄰?fù)两ā⒃O(shè)備安裝以及軌道施工出現(xiàn)一定程度的偏差。

（2）在具體施工過(guò)程中，工程結(jié)構(gòu)或水準(zhǔn)點(diǎn)一旦發(fā)生差異沉降，如果土建結(jié)構(gòu)的施工工期不同，就極容易形成錯(cuò)臺(tái)[1]。

本文設(shè)計(jì)軌道工程因?yàn)槭艿降孛娉两档挠绊懀l(fā)生的累計(jì)沉降量較大，具體如圖1所示。其中，沉降量發(fā)生變化最大的為-169 mm，另外，沉降量由南向北累計(jì)增加，具體變化趨勢(shì)如圖2所示。清布站—蓮花塘村站變化量趨向穩(wěn)定，由此得出，該工程累計(jì)沉降量相對(duì)較大，必須采取合理的措施應(yīng)對(duì)此類(lèi)變化。

圖1　地面控制點(diǎn)沉降曲線圖

圖2　地鐵車(chē)站累積沉降曲線圖

通過(guò)對(duì)圖1和圖2的分析得出，地面水準(zhǔn)控制點(diǎn)的累計(jì)沉降量變化趨勢(shì)和沉降結(jié)構(gòu)的累計(jì)沉降量變化趨勢(shì)基本一致，另外，地鐵結(jié)構(gòu)的沉降量大于地面水準(zhǔn)控制點(diǎn)的沉降量。

3　地面沉降的影響及應(yīng)對(duì)措施

（1）地面沉降對(duì)車(chē)站的具體影響。車(chē)站結(jié)構(gòu)在具體施工過(guò)程中，因?yàn)闀?huì)受到地面控制點(diǎn)沉降的影響，勢(shì)必會(huì)受到起算基準(zhǔn)的影響，促使車(chē)站結(jié)構(gòu)在建設(shè)過(guò)程中發(fā)生差異沉降[2]。該工程位于沉降區(qū)，因?yàn)槭艿匠两祬^(qū)的影響，馬鞍山公園車(chē)站的沉降曲線圖如圖3所示。

圖3　馬鞍山公園車(chē)站沉降曲線圖

通過(guò)對(duì)圖3進(jìn)行詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)該期間內(nèi)馬鞍山公園車(chē)站發(fā)生最大的沉降量約為18 mm，左右線發(fā)生沉降的趨勢(shì)幾乎相同，對(duì)比來(lái)說(shuō)，左線沉降大于右線沉降。

為了盡可能降低沉降對(duì)車(chē)站施工所造成的影響，完成第一塊結(jié)構(gòu)的施工后，需將地面高程向地下進(jìn)行傳遞，憑借的是高程聯(lián)系測(cè)量，并且在后續(xù)施工過(guò)程中需通過(guò)地下水準(zhǔn)點(diǎn)的高程對(duì)施工進(jìn)行詳細(xì)了解。在具體操作過(guò)程中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)本身一旦發(fā)生變化，則地下水準(zhǔn)點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生變化，為了確保車(chē)站結(jié)構(gòu)所有部位都可以進(jìn)行較好的銜接，施工過(guò)程必須建立一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一和穩(wěn)定的高程放樣依據(jù)[3]。另外，在具體施工過(guò)程中，地下水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量必須大于3個(gè)，對(duì)于水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高程也必須進(jìn)行定期測(cè)量。

（2）對(duì)區(qū)間的影響。通過(guò)對(duì)圖4進(jìn)行觀察和分析得出，蓮花塘站—馬鞍山公園站區(qū)間左線發(fā)生的沉降量大于右線發(fā)生的沉降，且沉降無(wú)規(guī)律，右線沉降變化趨勢(shì)相對(duì)較小，總的來(lái)說(shuō)，左右線沉降趨勢(shì)差異不大于10 mm，可認(rèn)定為基本一致。

圖4　蓮塘村站—馬鞍山公園站區(qū)間沉降曲線圖

（3）對(duì)車(chē)站與區(qū)間交界處的影響。通過(guò)對(duì)圖5進(jìn)行觀察和分析得出，馬鞍山公園車(chē)站和蓮花塘站—馬鞍山公園站區(qū)間需進(jìn)行銜接，兩個(gè)位置發(fā)生的沉降量基本相同，左右線發(fā)生的沉降量差別較小。但通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，區(qū)間和車(chē)站進(jìn)行銜接的位置，左線發(fā)生的最大沉降量為-127 mm，而右線發(fā)生的最大沉降量為-148 mm，沉降量相差較大，因此在銜接的位置會(huì)有錯(cuò)臺(tái)情況的發(fā)生。

圖5　蓮塘村站—馬鞍山公園站區(qū)間與馬鞍山公園站銜接處沉降曲線圖

不管是車(chē)站本身發(fā)生沉降，還是隧道區(qū)間發(fā)生沉降，聯(lián)系測(cè)量工作的頻率必須增加，另外為了確保隧道貫通前相鄰工點(diǎn)的高程處于一致的狀態(tài)，盡量降低控制點(diǎn)沉降所帶來(lái)的誤差，在隧道施工貫通面的位置需量測(cè)隧道貫通面兩側(cè)的高程控制點(diǎn)[4-5]。

4　工程特點(diǎn)

（1）該工程保護(hù)工作難度相對(duì)較大。在施工區(qū)域，地下管線分布相對(duì)較為密集，在開(kāi)展施工前，必須對(duì)底線管線布置圖進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求對(duì)管線進(jìn)行改移或懸吊，通過(guò)這些措施對(duì)管線進(jìn)行保護(hù)。在施工期間，必須嚴(yán)格檢測(cè)基坑周?chē)h(huán)境，關(guān)注變形量，并且根據(jù)具體的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的措施，保證基坑周邊管線可以正常工作。馬鞍山公園站—蓮塘村站區(qū)間上方的管線分布相對(duì)密集，埋深程度也較大，所以必須保證管線安全，防止對(duì)周邊居民的生活造成影響。

（2）工程規(guī)模相對(duì)較大，施工組織復(fù)雜。本文設(shè)計(jì)工程涉及盾構(gòu)段施工、附屬工程段施工、明挖施工以及軌排井施工過(guò)程，工程規(guī)模相對(duì)較大，組織施工的難度也相對(duì)較大。但在具體開(kāi)展施工的過(guò)程中，為了保證員工安全以及工程質(zhì)量，必須科學(xué)合理地進(jìn)行工程管理。

（3）施工地區(qū)地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜。該工程段主要位于砂礫層中，且和微風(fēng)化巖石有一定的連接區(qū)域，另外在微風(fēng)化巖層中發(fā)現(xiàn)了溶洞，造成車(chē)站基坑在施工過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)該工程的勘察報(bào)告進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，該工程建設(shè)的是溶土洞，并且溶土洞的狀態(tài)為發(fā)育，在施工過(guò)程中必須對(duì)此類(lèi)溶洞進(jìn)行合理的處理。隧道分布在巖土層、砂礫層，砂礫層分布相對(duì)廣泛，且厚度較大，工程性質(zhì)相對(duì)較差。施工的重點(diǎn)內(nèi)容就變成怎樣避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保證施工安全。

（4）保證施工周邊建（構(gòu)）筑物安全。本文設(shè)計(jì)工程交通相對(duì)較為繁忙，另外施工區(qū)域和建筑物的距離相對(duì)較近，不僅有高層建筑物存在，還有天然基礎(chǔ)的民房，施工期間保證建筑物安全十分重要。所以在具體開(kāi)展施工的過(guò)程中，務(wù)必加強(qiáng)地面沉降的測(cè)量，進(jìn)一步控制變形的發(fā)生。

5　工程難點(diǎn)

（1）該工程處于地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜地區(qū)，工程重點(diǎn)內(nèi)容為穿越風(fēng)化深槽以及處理土洞和溶洞。車(chē)站建設(shè)區(qū)域所有的溶洞、溶槽以及溶溝都處于發(fā)育狀態(tài)，土洞以及溶洞的填充狀態(tài)不佳，而且填充物多為較為松軟的土質(zhì)。區(qū)間隧道底板有土洞以及溶洞的分布。

（2）部分區(qū)域管線密集，該工程另外一個(gè)重點(diǎn)工作內(nèi)容為保證溶洞處理效果以及管線安全。區(qū)間線路完成調(diào)整后，路線略向北偏移，造成區(qū)間線路管線分布較為密集，在具體施工過(guò)程中，為了確保隧道可以順利安全地完成施工，必須對(duì)溶洞以及土洞進(jìn)行合理的處理，在具體操作時(shí)，需盡量避開(kāi)管線、調(diào)整孔位，對(duì)溶洞進(jìn)行注漿時(shí)，應(yīng)選擇整體填充方式。

（3）盾構(gòu)機(jī)在施工過(guò)程中，施工附近有民用房屋以及魚(yú)塘等建筑物，另外在車(chē)站建設(shè)附近區(qū)域也存在一些居民小區(qū)。該工程又一個(gè)重點(diǎn)為以保證這類(lèi)建筑物的安全為前提，安全完成施工。

（4）在基坑內(nèi)部，分布較為密集的地下管線、軍事電纜以及高壓電線，另外在花都廣場(chǎng)站存在排水管，且排水管的直徑相對(duì)較大。這些地下管線以及排水管都是在具體施工過(guò)程中重要的保護(hù)對(duì)象。

在本文涉及工程中，管線分布較為密集的站點(diǎn)有花都廣場(chǎng)站、施工豎井以及馬鞍山公園站，因?yàn)榉植荚谶@些站點(diǎn)的管線都相對(duì)重要，且管徑相對(duì)較大，埋深深度較深，在具體施工過(guò)程中，如果對(duì)這些管線進(jìn)行拆改，必定造成工期延長(zhǎng)，另外施工成本也會(huì)有所增加。為了解決這類(lèi)問(wèn)題，用懸吊的方式對(duì)這些管線進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)效果得到了廣泛的認(rèn)可。

6　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)比其他地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)域沉降的特點(diǎn)為具有漸進(jìn)積累性，且分布相對(duì)連續(xù)。如何避免區(qū)域沉降對(duì)軌道交通造成影響，是軌道交通維護(hù)工作中較為重要的工作內(nèi)容。本文以廣州某地鐵的施工為實(shí)例，具體分析并總結(jié)了區(qū)域沉降地質(zhì)災(zāi)害對(duì)軌道交通的具體影響，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，保證了軌道交通建設(shè)可安全實(shí)施，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：