高速鐵路受地面沉降的影響和對策

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摘要：

本文從高速鐵路橋梁工程受地面沉降的影響分析和高速鐵路橋梁工程受地面沉降影響的對策兩方面探討了高速鐵路橋梁工程受地面沉降的影響和對策。

關(guān)鍵詞：

鐵路；橋梁；沉降；影響；對策

1高速鐵路橋梁工程受地面沉降的影響分析

1.1沉降對橋梁工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析

根據(jù)研究表明地面均勻或者不均勻沉降會影響高鐵橋梁工程的穩(wěn)定性，若高速鐵路橋梁工程的穩(wěn)定性降低它的質(zhì)量也會跟著降低，當穩(wěn)定性低到一定程度后橋梁路面和橋體會出現(xiàn)不同程度的開裂、下陷等現(xiàn)象，為高速鐵路橋梁工程通車帶來安全隱患。高速公路橋梁工程扣件都有允許沉降調(diào)高量，且其允許沉降的調(diào)高量通常為15mm，若地面沉降和工程自身沉降總和大于這個調(diào)高量高速鐵路橋梁穩(wěn)定性會根據(jù)沉降量的增大遭到不同程度的破壞。因為高速鐵路橋梁工程的路橋、路隧過渡段穩(wěn)定性比較低因此它允許的沉降范圍相對較小，一般不能超過5mm且對應(yīng)的沉降折角不能大于1/1000，否則會降低橋梁工程的穩(wěn)定性影響后期通車。對于高鐵連續(xù)梁若橋墩沉降皆在同一坡度上橋梁工程的結(jié)構(gòu)受力不會受影響，它的穩(wěn)定性也不會受影響，若連續(xù)橋梁各墩沉降位于不同坡度上地面沉降就會影響橋梁結(jié)構(gòu)受力并最終影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2沉降對橋梁軌道平順性影響分析

相關(guān)地面沉降預(yù)測結(jié)果表明大多數(shù)地面沉降區(qū)內(nèi)未來的地面下沉量遠遠大于規(guī)定的高速鐵路橋梁工程完工后允許最大下沉量，對于有砟軌道的橋梁工程地面沉降超過某個值時會影響其平順性，對無砟軌道地面沉降的允許值取決于橋梁工程鋼軌扣件的類型，但無砟軌道的抗沉性一般小于有砟軌道的抗沉性。當高速鐵路橋梁工程附近的地面沉降比較均勻時沉降對橋梁工程的平順性幾乎沒有影響，當高速鐵路橋梁工程附近的小范圍地面忽然發(fā)生差異很大的不均勻沉降時，地面沉降對橋梁工程的平順性影響就會比較大。[1]

2高速鐵路橋梁工程受地面沉降影響的對策

2.1橋梁工程設(shè)計時合理選線

解決高速鐵路橋梁工程受地面沉降影響的其中一個對策是在設(shè)計橋梁工程時合理選線，盡最大可能的避開可能會影響工程的沉降區(qū)域，可能會對高鐵橋梁工程造成影響的沉降區(qū)域有地面沉降中心區(qū)域、沉降差異較大區(qū)域、小范圍內(nèi)沉降不均勻且差異大的區(qū)域和沉降速率大的區(qū)域。例如我國北京到濟南的高速鐵路工程單位在選擇橋梁工程施工路線時就設(shè)法繞開了天津武清楊村等沉降比較嚴重的中心區(qū)域，將施工路線繞到了沉降不明顯或者地面均勻沉降的區(qū)域內(nèi)。

2.2控制橋梁工程附近地下水開采

地面自然發(fā)生的沉降一般比較小對高速鐵路橋梁工程影響不大，對高速鐵路橋梁工程影響比較大的因素主要是附近居民對地下水過度開采，局部過度開采地下水會有時甚至會影響地下河流走向繼而引起地質(zhì)突變，造成橋梁工程附近小范圍或者大范圍的地面不均勻沉降，因此高速鐵路橋梁工程的建設(shè)單位和當?shù)卣嚓P(guān)部門應(yīng)當緊密合作，在高速鐵路橋梁工程附近一定范圍內(nèi)禁止或者控制居民對地下水的開采，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定這個一定范圍一般是3Km。對于已經(jīng)造成的地面沉降應(yīng)及時進行適當人工回灌，禁止有關(guān)單位和居民在橋梁工程3Km范圍內(nèi)開發(fā)新的地下水開采點，禁止居民和單位集中在高鐵橋梁工程附近的淺井里抽取地下水，加強橋梁工程附近的水資源管理完善水資源管理制度。

2.3橋梁工程施工時采取沉降適應(yīng)性措施

高速鐵路工程施工時采取沉降適應(yīng)性措施主要有以下四點：一是施工時采取合理的橋梁工程坡度，為了預(yù)防施工結(jié)束后地面沉降對工程的影響，在橋梁工程設(shè)計前應(yīng)對工程附近的地面沉降情況進行詳細調(diào)查根據(jù)調(diào)查預(yù)測工程所在地及附近地面沉降發(fā)展趨勢，并根據(jù)預(yù)測的沉降發(fā)展趨勢設(shè)計橋梁工程，預(yù)留積累地面沉降對高速鐵路橋梁工程造成的損失量，采取合理的橋梁工程坡度；二是對避不開的沉降速率比較大的區(qū)域，高鐵橋梁工程在施工時橋梁結(jié)構(gòu)盡可能采用32m簡支結(jié)構(gòu)梁；三是利用橋梁工程結(jié)構(gòu)的扣件調(diào)高功能將地面不均勻沉降曲線圓順為一定半徑的豎曲線，一般來說工程的沉降曲率半徑不小于線路運營速度的平方值。度沉降差的數(shù)值應(yīng)滿足表1。

3結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展高速鐵路也得到快速發(fā)展，人們對高速鐵路的關(guān)注也越來越高，高速鐵路橋梁工程作為高速鐵路的重要組成部分也跟著潮流進入人們的視線。但是近幾年我國對地下水的開采比較嚴重導(dǎo)致地面沉降越來越厲害，地面沉降對高速鐵路橋梁工程的危害也越來越嚴重。

參考文獻

[1]王榮，楊艷,賈三滿，田芳，闞京梁.地面沉降對京津城際鐵路工程穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析[J].上海國土資源,2014(1):64-65.

[2]王宇馳.高速鐵路橋梁連續(xù)橋梁工程施工技術(shù)[J].山東農(nóng)業(yè)工程學院學院，2016（2）：156-157.

作者:王力 單位:中鐵十一局集團第四工程有限公司