區(qū)域沉降對城市軌道交通建設的影響及應對措施

張景志

摘? 要：軌道交通通過沉降漏斗區(qū)、沉陷區(qū)，對地鐵的施工和運行都有很大的危害。為了讓測量技術更好的服務于軌道交通建設，本文結合某市1號線地鐵的實際測量工作，通過分析、研究和總結，從設計依據、地面沉降對貫通誤差的影響、考慮地面沉降的影響、施工階段的實際地面沉降影響及應對措施等方面進行了論述。區(qū)域沉降對軌道交通的影響及對策，是經過多年的工程實踐和分析，總結出的結果，為以后的城市軌道交通工程施工提供了一定的借鑒和指導。

關鍵詞：軌道交通;測量技術;交通建設;區(qū)域沉降;借鑒

引言：通過對地鐵項目施工和運營過程中的變形監(jiān)測，及時了解項目自身及其周圍環(huán)境的變化狀況，為管理人員和決策者提供決策依據，避免因施工引起的不良社會影響和巨大的經濟損失，積極開展變形監(jiān)測已成為城市軌道交通建設和運營過程中不可缺少的重要工作，因此，變形監(jiān)測工作在城市軌道交通工程建設和運營過程中得到普遍開展。

一、地面沉降對軌道交通高程貫通的影響

貫通誤差是指兩個施工中線在貫通面里程不一致的情況下，在縱向貫通誤差、橫向貫通誤差和垂直貫通誤差三種情況下。在這些因素中，垂直貫通誤差主要是高程貫通誤差。高程貫通誤差是在設計時綜合考慮了測量誤差、施工誤差和變形誤差的因素。目前《城市軌道交通工程測量規(guī)范》GB 50308-2017中，在《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（2003年版）》（GB50299-1999）中，高程貫通測量中的誤差是+25 mm （極限誤差為±50 mm），而《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范（2003年版）》（GB50299-1999）中，采用不同的施工方法，施工中產生的誤差通常是±20 mm （最大誤差為±40 mm），而在前期，由于地面沉降對地鐵的影響并不明顯，因此，目前相關地鐵設計、施工、測量、驗收規(guī)范在編制之初，都沒有考慮地面沉降對于地鐵施工和高程貫通誤差的影響。然而，采用現有有關規(guī)范中所確定的高程貫通誤差標準，對地表沉降、差異沉降較大的城市或區(qū)域，顯然不能充分考慮。地面沉降對軌道交通線路的影響主要表現為海拔高度影響。由于軌道交通項目的施工周期較長，一些處于沉陷區(qū)的軌道交通項目，其施工周期的地表沉降超過50 mm，差異沉降超過30 mm。由于地表沉降而產生的高程變動，將會對施工、軌道、設備等產生重大的影響，從而產生錯臺、裂縫、漏水等安全隱患，從而危及軌道交通的安全和安全?，F有的高程貫通誤差主要包括測量誤差、施工誤差和變形誤差，其計算公式是： M貫2= m測2+ m施2+ m變2 式中， M貫為高程貫通中誤差; m測為測量中誤差; m施為施工中誤差; m變?yōu)樽冃沃姓`差。由于部分城市軌道交通通過區(qū)域的地表沉降量增大，尤其是在沉陷區(qū)，一年內出現數十厘米以上的沉降量，再加上建設周期較長，累積沉降量大，將會對軌道交通的高程貫通誤差造成明顯的影響。在沉降區(qū)高程貫通誤差的計算中，除了考慮測量誤差、施工誤差和變形誤差，還應考慮到地表沉降誤差。測量、施工和變形誤差都有一定的偶發(fā)性誤差，而累積的沉降量和不同的沉降量對高程貫通誤差的影響是可預見的，并且有系統(tǒng)的誤差。此外，目前采用的高程貫通誤差計算公式所求的高程貫通誤差較小，且誤差不大，故不能用現有的高程貫通誤差計算公式來處理。因此，在考慮了地表沉陷的影響后，該方法的高程貫通誤差應該是： M=M1+M2，式中，M1是高程貫通誤差，M2是貫穿段兩端的地表差異沉降。

二、建設階段地面沉降影響

1.工程概況

某城市地鐵1號線是一條南北貫通東西的城際鐵路，它的長度為48公里，途經多個區(qū)域。由于線路長度大，地質情況復雜，跨河、跨高速、跨鐵路，經過A沉陷區(qū)，地基沉降對建筑結構有一定的影響。

2.對施工控制測量的影響

水平控制點的沉降對軌道施工的影響有：（1）不同水平控制點的沉降會導致相鄰工位的土建、軌道施工及設備的安裝偏差;（2）在長期的施工中，若水平控制點與結構自身的差異沉降，會導致不同時期施工的土建結構出現誤差。結果表明：車站建筑物的累計沉降與地面水平控制點的累計沉降趨勢基本一致，而車站建筑物的沉降比地面水平控制點的沉降更大。

3.地面沉降的影響及應對措施

（1）對車站的影響

該城市1號線的A車站地處A沉降區(qū)，因沉降區(qū)作用，導致來A車站在幾年中出現了下陷情況。通過分析，A車站最大沉降量為18毫米，左、右線的沉降量較右線大，最大值為10 mm。為了最大限度地減少沉陷對車站施工的影響，在車站首層結構基底工程完工時，采用高程連測法將地表高程傳輸到地下，并在以后的施工中采用地下水基準高程來指導施工。由于地下水的準點會隨著建筑物自身的變化而發(fā)生變化，因此在單個工程中，將會有相對穩(wěn)定的統(tǒng)一的高程放樣標準，從而確保車站結構各部分的連接。在實際應用中，要設置3個或更多的地下水準點，并定期復查水準點間的高差。

（2）對區(qū)間的影響

B站到A站區(qū)間左線的沉降變化較大，且無規(guī)律性，右線的沉降量較小，沉降趨勢也不明顯，但整體上，左右線的沉降趨勢基本相同，最大差值在10 mm以下。根據區(qū)間隧道的沉陷狀況，在鋪設軌道前，要對地下高程控制點進行復測，并根據地面高程點的復測資料，對全線斷面和人防門限界進行測量，最后為鋪設軌道基標提供合格的高程參考。

（3）對車站與區(qū)間交界處的影響

B站到A站區(qū)間的沉降趨勢與A站區(qū)段的沉降趨勢基本相同，而左、右線的沉降值差別不大，而左、右線的沉降最大值分別為-127毫米和-148毫米，這兩條曲線上存在著很大的差值，在接合處會出現錯位。根據隧道和車站自身的沉降，應加大聯絡觀測次數，在隧道開挖到距離貫通面300～400 m時，對貫通面兩側的高程控制點進行聯測，以確保貫通前鄰近工點的標高控制基準一致，減少因控制點不同沉降引起的垂直貫通誤差。

三、結語

區(qū)域地面沉降是一種漸進的、累積的、連續(xù)性的地質災害，它會對長距離的直線軌道交通產生一定的影響。本文根據某市1號線的施工實踐，對區(qū)域地面沉降的影響進行了分析和歸納，并就如何采取相應的測量對策進行了探討，為城市軌道交通工程測量人員提供一定的參考。

參考文獻

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