淺談區(qū)域性沉降對高速鐵路工程影響及對策

李政

(雄安高速鐵路有限公司,河北 雄安071800)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,各地區(qū)為適應(yīng)高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對地下水、石油等礦物需求不斷增加,會加重區(qū)域沉降范圍不斷擴(kuò)大,并會在地面形成多個沉降漏斗區(qū)域,隨著高速鐵路建設(shè)深入,不可避免的出現(xiàn)鐵路跨越區(qū)域沉降漏斗段情況,本文以京雄城際鐵路為例研究區(qū)域性沉降對鐵路工程影響。

1 沉降漏斗區(qū)域分析

本段選線前運用InSAR技術(shù)對整個區(qū)域進(jìn)行了分析,監(jiān)測范圍為北京至雄安新區(qū)鐵路新機場至雄安東段,包含CK48+000-CK125+291,CIK48+000-CIK95+389兩套方案,在2014.11 -2017.05 時間段內(nèi),監(jiān)測數(shù)據(jù)共計47景,滿足時間序列InSAR分析的數(shù)據(jù)量要求。在數(shù)據(jù)處理過程中數(shù)據(jù)處理策略為星形結(jié)構(gòu)。由于測區(qū)內(nèi)缺少與監(jiān)測時間段對應(yīng)的地面沉降監(jiān)測控制點,因此只能選擇處理區(qū)域中相對穩(wěn)定的點作為沉降速率的參考點,其它區(qū)域的沉降量均相對于該參考點(圖1-2)。

圖1 京雄鐵路InSAR監(jiān)測沉降速率等值線圖

圖2 京雄鐵路CK48-CK125+200沉降速率縱斷面

京雄鐵路沿線經(jīng)過區(qū)域主要存在兩處不均勻沉降區(qū)域,其中一處位于廊坊市區(qū)與固安縣、永清縣交界處,也即永定河河道位置,呈細(xì)長條帶狀分布,另一處位于雄縣北部和固安縣南部,表現(xiàn)為大范圍緩慢區(qū)域沉降特征。第一處條帶狀沉降區(qū)域(A)的沉降速率范圍為:30mm/year-70mm/year,第二處大范圍沉降區(qū)域(B)沉降速率范圍為:30mm/year-88mm/year。

2 沉降區(qū)域定量測量

為了滿足京雄鐵路施工需要,根據(jù)全線路基、隧道和橋梁等線下工程施工對工程測量精度的要求,按照分級布網(wǎng)、逐級控制的原則,中國鐵設(shè)于2016年4月建立了京霸城際鐵路高精度平面和高程控制網(wǎng)；2017年5月對新建鐵路北京至雄安鐵路(原北京至霸州城際鐵路)精密工程控制測量進(jìn)行了第一次復(fù)測；2017年12月對DK48改線段進(jìn)行了精密工程控制測量補充建網(wǎng)工作,技術(shù)方案和成果通過公司組織的專家評審；根據(jù)京沈客專京冀公司雄安指揮部會議紀(jì)要(雄安指紀(jì)要[2018]24號)、中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司京南工程項目管理部會議紀(jì)要([2018]42號)要求,為了滿足施工對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時效性需要,高程復(fù)測頻次調(diào)整為一季度一次。截止2020年5月,共進(jìn)行高程網(wǎng)復(fù)測共10次,并對歷次高程網(wǎng)進(jìn)行定量分析。

根據(jù)圖3所示,2018年3月至12月,本區(qū)段沉降形式基本一致,部分點沉降顯著,2019年3月至6月間DK86+000-DK109+000區(qū)間沉降有增大趨勢,本次2019年6月至2020年1月沉降趨勢略有發(fā)展,2020年1月至4月,沉降趨于平緩。當(dāng)前沉降最大值為134mm,位于線路DK105處。

圖3 京雄城際精密高程網(wǎng)累計高程變化曲線圖

3 工程處理

本段因線下控制網(wǎng)調(diào)整及時,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工運用每季度一次的精測網(wǎng)復(fù)測成果進(jìn)行施工,并未發(fā)現(xiàn)因區(qū)域性沉降影響,區(qū)域性沉降影響主要反映在軌道上,本工程在鋪設(shè)軌道前,對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量并根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行了坡度調(diào)整,調(diào)整后能夠滿足驗收要求。

4 結(jié)論

本段位于華北平原沉降區(qū)域范圍內(nèi),在本區(qū)域鐵路共跨越兩個沉降漏斗區(qū),區(qū)域不均勻沉降可運用提高高程測量頻次減少影響,因軌道施工精度高,提高高程測量頻次不能消除區(qū)域性沉降對軌道的影響,軌道施工前應(yīng)以當(dāng)前線型為基礎(chǔ)進(jìn)行坡度調(diào)整,調(diào)整后可滿足施工精度要求。

其他類似項目可按照本項目處理方式進(jìn)行過程控制及施工。