區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、沉陷區，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測，及時了解項目自身及其周圍環境的變化狀況，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范》GB 50308-2017中，在《地下鐵道工程施工及驗收規范（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。現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變為變形中誤差。由于部分城市軌道交通通過區域的地表沉降量增大，尤其是在沉陷區，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，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，因沉降區作用，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生變化，因此在單個工程中，將會有相對穩定的統一的高程放樣標準，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）對區間的影響

B站到A站區間左線的沉降變化較大，且無規律性，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）對車站與區間交界處的影響

B站到A站區間的沉降趨勢與A站區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

區域地面沉降是一種漸進的、累積的、連續性的地質災害，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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