鄭州地區暗挖地鐵區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）

鄭州地區暗挖地鐵區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）

由于外界環境、工程造價等相關因素的影響，地鐵建設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。本文從鄭州地區暗挖地鐵區間下穿高速公路為著力點，在分析高速公路變形指標基礎上，對施工中高速公路移動變形、路面沉降等現象進行探析，確保實現工程施工的穩定安全。

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及發展。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，產生不同程度的位移現象。鄭州地區人口劇增，城市化發展迅速，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。地鐵的修建技術呈現復雜性，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、高速公路產生裂縫等現象，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象，結合數據分析，對其進行風險評估，加強對鄭州地區地鐵施工的監測，確保高速公路在地鐵施工建設的安全穩定運營。

（2）國內外研究現狀。對于地鐵施工存在的風險，國內外研究學者進行一系列相關研究，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定性評價并沒有針對性研究，多采用預計法、解析法、數值模擬，依據暗挖地鐵區間對高速公路的影響，分析數據及檢驗、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部開挖，不需要挖開地面，采用地下挖洞的方式在巖土體內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象。暗挖地鐵區間穿越城市地下空間，其地表建筑物、管道、橋梁、高速公路等會發生移動與變形，當產生變形的數值大于一定規范限度時，會對建筑物等造成嚴重破壞，影響人民生命財產安全。當暗挖地鐵區間下穿高速公路時，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，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）暗挖地鐵區間引起的移動與變形。暗挖地鐵區間，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生移動，從而引起地表移動變形。暗挖地鐵區間產生的影響是指在采用暗挖法開挖地鐵時，周圍巖體或地表產生移動變形的現象，地面發生沉降后呈現盆狀，土體應力發生相關改變，巖土體固結變形，導致地層隆起或沉降現象的發生，影響地表建筑物、橋梁、高速公路等的正常運行。

3　高速公路安全性監測

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

（1）高速公路監測的必要性。對高速公路監測主要是監測高速公路的沉降現象、傾斜、變形等，依據不同的地質地形條件，由整體出發并逐漸擴散至局部，加強高速公路路基以及局部預計變形區域增加監測點，加強監測頻率，明確監測路徑和人員時間，加強監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定運行。（2）主要監測對象。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，降低高速公路的穩定性，破壞土體的穩定平衡，極易加快巖體裂縫的發展，破壞巖體的平衡穩定以及堅固性，發生路基沉降變形現象，嚴重破壞高速公路路基的安全穩定以及交通的正常運行。（3）監測數據分析。監測數據是準確掌握建筑物安全狀況的重要依據。暗挖地鐵施工場地狹小復雜，對于水平位移、沉降現象等相關因素的監測極易發生誤差，需要結合周圍實際環境變化以及地鐵施工進展，檢驗監測數據，并分析影響高速公路產生變形的發展現象。由于外部環境出現異常情況造成位移數據有所變化，需要結合暗挖地鐵施工的實際情況，具體問題具體分析，得出準確性的監測數據，有效獲取高速公路變形發展，并提前預防高速公路變形沉降現象的發生。

4　鄭州地區暗挖地鐵區間下穿高速公路安全性影響分析結論

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

5　結語

在暗挖地鐵施工過程中應高度重視高速公路的安全穩定性運營，加強監測力度，及時發現問題并解決，制定相關防范措施有效降低安全風險，隨時監測高速公路發展狀態以及出現異常的原因，確保高速公路的安全穩定運行。

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