浅谈区域性沉降对高速铁路工程影响及对策

李政

(雄安高速铁路有限公司,河北 雄安071800)

随着我国经济建设的高速发展和城市化进程的加快,各地区为适应高速发展的经济对地下水、石油等矿物需求不断增加,会加重区域沉降范围不断扩大,并会在地面形成多个沉降漏斗区域,随着高速铁路建设深入,不可避免的出现铁路跨越区域沉降漏斗段情况,本文以京雄城际铁路为例研究区域性沉降对铁路工程影响。

1 沉降漏斗区域分析

本段选线前运用InSAR技术对整个区域进行了分析,监测范围为北京至雄安新区铁路新机场至雄安东段,包含CK48+000-CK125+291,CIK48+000-CIK95+389两套方案,在2014.11 -2017.05 时间段内,监测数据共计47景,满足时间序列InSAR分析的数据量要求。在数据处理过程中数据处理策略为星形结构。由于测区内缺少与监测时间段对应的地面沉降监测控制点,因此只能选择处理区域中相对稳定的点作为沉降速率的参考点,其它区域的沉降量均相对于该参考点(图1-2)。

图1 京雄铁路InSAR监测沉降速率等值线图

图2 京雄铁路CK48-CK125+200沉降速率纵断面

京雄铁路沿线经过区域主要存在两处不均匀沉降区域,其中一处位于廊坊市区与固安县、永清县交界处,也即永定河河道位置,呈细长条带状分布,另一处位于雄县北部和固安县南部,表现为大范围缓慢区域沉降特征。第一处条带状沉降区域(A)的沉降速率范围为:30mm/year-70mm/year,第二处大范围沉降区域(B)沉降速率范围为:30mm/year-88mm/year。

2 沉降区域定量测量

为了满足京雄铁路施工需要,根据全线路基、隧道和桥梁等线下工程施工对工程测量精度的要求,按照分级布网、逐级控制的原则,中国铁设于2016年4月建立了京霸城际铁路高精度平面和高程控制网；2017年5月对新建铁路北京至雄安铁路(原北京至霸州城际铁路)精密工程控制测量进行了第一次复测；2017年12月对DK48改线段进行了精密工程控制测量补充建网工作,技术方案和成果通过公司组织的专家评审；根据京沈客专京冀公司雄安指挥部会议纪要(雄安指纪要[2018]24号)、中国铁路北京局集团有限公司京南工程项目管理部会议纪要([2018]42号)要求,为了满足施工对基础数据时效性需要,高程复测频次调整为一季度一次。截止2020年5月,共进行高程网复测共10次,并对历次高程网进行定量分析。

根据图3所示,2018年3月至12月,本区段沉降形式基本一致,部分点沉降显著,2019年3月至6月间DK86+000-DK109+000区间沉降有增大趋势,本次2019年6月至2020年1月沉降趋势略有发展,2020年1月至4月,沉降趋于平缓。当前沉降最大值为134mm,位于线路DK105处。

图3 京雄城际精密高程网累计高程变化曲线图

3 工程处理

本段因线下控制网调整及时,基础结构施工运用每季度一次的精测网复测成果进行施工,并未发现因区域性沉降影响,区域性沉降影响主要反映在轨道上,本工程在铺设轨道前,对既有结构进行测量并根据测量结果进行了坡度调整,调整后能够满足验收要求。

4 结论

本段位于华北平原沉降区域范围内,在本区域铁路共跨越两个沉降漏斗区,区域不均匀沉降可运用提高高程测量频次减少影响,因轨道施工精度高,提高高程测量频次不能消除区域性沉降对轨道的影响,轨道施工前应以当前线型为基础进行坡度调整,调整后可满足施工精度要求。

其他类似项目可按照本项目处理方式进行过程控制及施工。