地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策

1、地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策摘 要：现今，伴随国民经济的飞速发展，人们对于 铁路运输的效率、运载能力也提出了更高的要求。但是现今 的高速铁路的沿线中，仍然存在不同程度的区域性地面沉降 问题。因此，高速铁路应该严格的控制地面沉降，以及相应 的沉降变形问题，进而有效的确保高速铁路快速、安全的运 行。本文从地面沉降概述、地面沉降对高速铁路桥梁工程的 影响、控制桥梁桩基沉降的对策几方面进行一定的探讨，期 望可以为铁路系统安全运营、有效的发展做出应有的贡献。关键词：地面沉降；高速铁路；桥梁工程；影响 现今，伴随国民经济的飞速发展，人们对于铁路运输的 效率、运载能力也提出了更高的要求。我国铁路行

2、业的重点 研发项目，就是开发载客量大、效率高的高速铁路。为了确 保高速铁路运行的安全性与时效性，高速铁路对基础的工后 沉降问题，也提出了更高的要求。但是现今高速铁路的沿线 中，仍然存在不同程度的区域性地面沉降问题。地面沉降具 有影响范围广；形成原因复杂；形成缓慢、持续时间长；防 治困难的特征 1 。因此，高速铁路应该严格控制地面沉降， 以及相应的沉降变形问题，进而有效的确保高速铁路快速、 安全的运行。1 地面沉降概述 地面沉降，是由自然因素、人为因素而导致的地壳表层 土压缩，是一种区域性的、 地面标高降低的环境地质现象 2 自然因素，主要包括构造下沉；火山活动；气候变化；应力 变化等。人为因素

3、， 主要包括流体资源， 如天然气； 地下水； 石油的开采，同时也包含对地下固体资源的开采，诸如金属 矿；岩盐；煤炭 3 。地面沉降的形成原因多样，但是学术界 认为形成地面沉降的的主因，就是由于地下水、油等的开采 问题。由于大量的开采，进而导致地下土层中松散层内的液 体压力降低而形成沉降。一旦发生地面沉降问题，其涉及的 范围通常都较广，在高速铁路沿线发生沉降的问题，会对高 速铁路的安全运行造成十分严重的影响，制约着社会与国民 经济的发展 4 。2 地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响2.1 地面沉降特征的影响 52.1.1 地面沉降的阶段性 地面沉降的过程，可以划分为三个阶段。分别为地面沉 降形成阶

4、段；地面沉降发展阶段；沉降扩展阶段。地面最大 的不均匀沉降，多数都发生在沉降的发展中期。在沉降发展 的中后期，地面不均匀沉降的速度逐渐降低，并逐渐趋于稳 定。在地下水集中开采的区域，以及地面沉降的漏斗中心区 域，其地面的变形最严重。地面沉降的不同发展阶段，对于 铁路工程的影响程度也是不尽相同的。2.1.2 地面沉降范围大地面沉降的面积大、 范围广， 而且不同地区的沉降中心， 具有连成一片的可能性。部分的高速铁路在选线的过程中， 都会尽量的避免沉降严重的漏斗中心区，但是仍有部分路段 在沉降区内， 而且沉降区内的路段都是经由桥梁通过。 因此， 地面沉降不可避免的影响着桥梁工程 6 。2.1.3 地

5、面沉降涉及的深度过大 现今，地下水的开采， 会引发地面沉降的压缩层的问题。 现在多数地区的地下水的开采层位都较深，都超过了高速铁 路桥梁桩基， 其所能达到的开采深度。 因此，压缩层的变形， 也是对桥梁结构与桩基影响的主要因素。2.2 地面沉降对桥梁变形、轨道平顺性的影响 地面沉降，主要是引起桥体与地层的变形，而且是竖向 变形。具体体现为桥体与桩基，地层整体的下降。将多种状 态下，路面沉降、架桥后沉降进行差值分析，进而分析对于 路面平顺性的影响。由图 2 可以看出，地面沉降作用、车辆 荷载对于路面平顺性的影响作用较小。3 控制桥梁桩基沉降的的对策 73.1 增强地面沉降的监测 铁路在建设过程，以

6、及后期的运营过程中，都应综合线 路的精密测量、 桥梁工程状况等， 进行系统的地面沉降监测。特别是连续梁桥，更应作好长期的沉降监测。有效的沉降监 测，可以检查相邻的桥墩间的沉降差，是否满足轨道平顺性 的需求。同时又可以预防地面沉降的突变性。3.2 加强工程对地面沉降的适应性 在铁路的工程中，可以加强结构对沉降的适应能力。具 体的在实际的运用中，可以使用可调高的支座，进而降低地 面沉降对线路平顺性造成的影响。现今我国可调高支座的调 节量在 30mm ，而外国的扣件系统的调节量已经达到了 50mm。3.3 对桥梁的结构布局进行优化 高速铁路在进行选址的时候，可以进行优化，尽量的避 开地面沉降严重的区

7、域，使铁路线路尽量分布在沉降均匀的 区域。应进行整体的综合考虑，进而实施桥梁的结构与位置 的选择。在地面沉降区内， 桥梁应优选 32m 梁为主的简支结 构。当铁路建在沉降速度大的区域， 桥梁的选取上更应慎重。 应避免选取跨度大的连续桥梁，以及具备特殊结构的桥梁。4 结语地面沉降， 是一种具有累进性、 隐蔽性特征的地质灾害， 有效的做好工程沿线的地面沉降的防治措施，是确保铁路轨 道安全运营的重点 8 。我们在实际的铁路建设中，应本着防 治结合、预防为主的策略，依法有效的控制地面沉降。对于 已经有地面沉降的区域，应采取积极的监控措施，进而做好预报、预测工作，进而为铁路系统的发展做出应有的贡献参考文献：1 沈科 . 区域地面沉降对（京沪）高速铁路路基的影响 及对策研究 D. 西南交通大学硕士学位论文，2013.2 周洋，许猛，许青松， 刘恒 .浅谈地下水开采对地面沉 降影响及防治措施J.河南水利与南水北调，2012, 6-7.3 刘毅.地面沉降研究的新进展与面临的新问题J.地学前缘， 2001 ， 2：273-278.4 叶茂.京沪高速铁路沉降监测数据处理与分析D .西南交通大学， 2011.5 李国和，孙树礼，许再良，张建民. 地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策J.铁道工程学报，2008,4:37-41.6 刘御刚 . 抽降水对高