鄭州地區(qū)暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路安全性影響分析

閆洪波（1.河南理工大學，河南 焦作 454150；2.鄭州市軌道交通有限公司，鄭州 450000）

鄭州地區(qū)暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路安全性影響分析

閆洪波1，2
（1.河南理工大學，河南 焦作 454150；2.鄭州市軌道交通有限公司，鄭州 450000）

由于外界環(huán)境、工程造價等相關(guān)因素的影響，地鐵建設(shè)工程必須穿越高速公路或建筑物，地下施工對高速公路造成的影響成為新的工程研究課題。本文從鄭州地區(qū)暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路為著力點，在分析高速公路變形指標基礎(chǔ)上，對施工中高速公路移動變形、路面沉降等現(xiàn)象進行探析，確保實現(xiàn)工程施工的穩(wěn)定安全。

暗挖地鐵；下穿；高速公路；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.106

1　前言

（1）課題研究背景。城市化的迅猛發(fā)展以及人口的劇增，造成城市交通擁擠堵塞，進一步促進城市地下空間的建設(shè)及發(fā)展。地下空間的綜合性利用對周圍巖土體易造成不利影響，不僅擾動巖土體，導致地層應力向四周分布，還造成地層移動，產(chǎn)生不同程度的位移現(xiàn)象。鄭州地區(qū)人口劇增，城市化發(fā)展迅速，交通是一重大問題，為了解決交通壓力，修建地鐵成為緩解城市交通壓力的主要途徑。地鐵的修建技術(shù)呈現(xiàn)復雜性，若不能消除位移就容易導致地表開裂、建筑物傾斜、橋梁沉陷、高速公路產(chǎn)生裂縫等現(xiàn)象，影響交通的正常運行。為了確保地鐵工程的正常施工，應著重分析研究城市地鐵施工對高速公路影響的變形現(xiàn)象，結(jié)合數(shù)據(jù)分析，對其進行風險評估，加強對鄭州地區(qū)地鐵施工的監(jiān)測，確保高速公路在地鐵施工建設(shè)的安全穩(wěn)定運營。

（2）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。對于地鐵施工存在的風險，國內(nèi)外研究學者進行一系列相關(guān)研究，在其風險研究評估方面取得一定的成果。而對于高速公路路基路面穩(wěn)定性評價并沒有針對性研究，多采用預計法、解析法、數(shù)值模擬，依據(jù)暗挖地鐵區(qū)間對高速公路的影響，分析數(shù)據(jù)及檢驗、評估安全狀況，研究高速公路變形指標，分析其安全性影響，確保地鐵的正常施工以及高速公路的安全行駛。

2　暗挖地鐵施工引起的地層移動及變形

（1）地鐵暗挖施工。暗挖法主要是指施工直接在巖土體內(nèi)部開挖，不需要挖開地面，采用地下挖洞的方式在巖土體內(nèi)部挖出相應的所需空間，而后進行修筑襯砌，直至建筑對象成形。地鐵采取暗挖法進行施工，會引起巖土體局部應力得以釋放，造成地層損失以及巖土體向周圍分散移動時引起地表沉降與變形現(xiàn)象。暗挖地鐵區(qū)間穿越城市地下空間，其地表建筑物、管道、橋梁、高速公路等會發(fā)生移動與變形，當產(chǎn)生變形的數(shù)值大于一定規(guī)范限度時，會對建筑物等造成嚴重破壞，影響人民生命財產(chǎn)安全。當暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路時，應注重高速公路所承受允許的變形指標，將其控制在一定范圍內(nèi)，以確保對高速公路行車安全不受影響，減少不必要的工程開支，降低工程造價成本。（2）暗挖地鐵區(qū)間引起的移動與變形。暗挖地鐵區(qū)間，無論采用哪種方式施工建造，都不能完全消除工程暗挖對于地表產(chǎn)生的影響。由于暗挖地鐵，造成地層的局部損失，周圍巖土體為了彌補地下空間的損失產(chǎn)生移動，從而引起地表移動變形。暗挖地鐵區(qū)間產(chǎn)生的影響是指在采用暗挖法開挖地鐵時，周圍巖體或地表產(chǎn)生移動變形的現(xiàn)象，地面發(fā)生沉降后呈現(xiàn)盆狀，土體應力發(fā)生相關(guān)改變，巖土體固結(jié)變形，導致地層隆起或沉降現(xiàn)象的發(fā)生，影響地表建筑物、橋梁、高速公路等的正常運行。

3　高速公路安全性監(jiān)測

暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路，對其安全性產(chǎn)生一定的影響，需要對高速公路進行監(jiān)測并采集數(shù)據(jù)，分析處理所得數(shù)據(jù)，依靠正確信息反映暗挖地鐵施工方法及成果的有效性，確保施工的高質(zhì)量高水平。

（1）高速公路監(jiān)測的必要性。對高速公路監(jiān)測主要是監(jiān)測高速公路的沉降現(xiàn)象、傾斜、變形等，依據(jù)不同的地質(zhì)地形條件，由整體出發(fā)并逐漸擴散至局部，加強高速公路路基以及局部預計變形區(qū)域增加監(jiān)測點，加強監(jiān)測頻率，明確監(jiān)測路徑和人員時間，加強監(jiān)測的精準度以及控制標準，確保高速公路正常運營以及及時解決存在的變形問題，預防暗挖地鐵所帶來的不利影響，確保高速公路的安全穩(wěn)定運行。（2）主要監(jiān)測對象。暗挖地鐵在施工過程中，常因開挖的巖土體較薄弱，或是受到地質(zhì)條件的影響，致使高速公路路基的支撐力度下降，降低高速公路的穩(wěn)定性，破壞土體的穩(wěn)定平衡，極易加快巖體裂縫的發(fā)展，破壞巖體的平衡穩(wěn)定以及堅固性，發(fā)生路基沉降變形現(xiàn)象，嚴重破壞高速公路路基的安全穩(wěn)定以及交通的正常運行。（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。監(jiān)測數(shù)據(jù)是準確掌握建筑物安全狀況的重要依據(jù)。暗挖地鐵施工場地狹小復雜，對于水平位移、沉降現(xiàn)象等相關(guān)因素的監(jiān)測極易發(fā)生誤差，需要結(jié)合周圍實際環(huán)境變化以及地鐵施工進展，檢驗監(jiān)測數(shù)據(jù)，并分析影響高速公路產(chǎn)生變形的發(fā)展現(xiàn)象。由于外部環(huán)境出現(xiàn)異常情況造成位移數(shù)據(jù)有所變化，需要結(jié)合暗挖地鐵施工的實際情況，具體問題具體分析，得出準確性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效獲取高速公路變形發(fā)展，并提前預防高速公路變形沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

4　鄭州地區(qū)暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路安全性影響分析結(jié)論

暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路施工，打破巖土體固有的穩(wěn)定性，破壞原有的應力平衡狀態(tài)，導致周圍巖土體發(fā)生移動變形。鄭州地區(qū)暗挖地鐵區(qū)間下穿高速公路，容易造成高速公路路基、橋梁橋墩等設(shè)施的移動變形，破壞高速公路的安全性，影響交通的正常運營。高速公路穩(wěn)定性指標分為四個風險等級，暗挖地鐵施工時，對鄭州地區(qū)高速公路進行針對性監(jiān)測，而后所得監(jiān)測數(shù)據(jù)，應以該穩(wěn)定性指標為標準，了解高速公路的監(jiān)測精度要求、原則、內(nèi)容、范圍等，考慮異常值并對其進行成因分析，評價高速公路的穩(wěn)定性評估，還原實際變形規(guī)律，預防高速公路移動變形，確保鄭州地區(qū)暗挖地鐵以及高速公路的安全運行。

5　結(jié)語

在暗挖地鐵施工過程中應高度重視高速公路的安全穩(wěn)定性運營，加強監(jiān)測力度，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，制定相關(guān)防范措施有效降低安全風險，隨時監(jiān)測高速公路發(fā)展狀態(tài)以及出現(xiàn)異常的原因，確保高速公路的安全穩(wěn)定運行。

［1］張鵬.地鐵隧道下穿高速鐵路地表沉降控制標準研究［J］.地下空間與工程學報，2014（S1）.

［2］程雄志.地鐵盾構(gòu)下穿高速鐵路情況下的路基加固與軌面控制［J］.城市軌道交通研究，2013（02）.

［3］霍軍帥，王炳龍，周順華.地鐵盾構(gòu)隧道下穿城際鐵路地基加固方案安全性分析［J］.中國鐵道科學，2011（05）.