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地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策分析

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：王舟笠朱秦媛

[导读] 高速铁路桥梁施工作为整体工程项目中的一环，需要面对地面沉降问题，因为在地面沉降的影响下高速铁路桥梁质量与安全性将受到影响。

四川农业大学土木工程学院王舟笠朱秦媛 611830

摘要：高速铁路桥梁施工作为整体工程项目中的一环，需要面对地面沉降问题，因为在地面沉降的影响下高速铁路桥梁质量与安全性将受到影响。所以本文针对当前高速桥梁铁路工程中地面沉降所带来的影响，根据影响来提出对策，希望能在解决地面沉降问题的同时，提升高速铁路桥梁的整体质量与安全程度。
关键词：地面沉降；高速铁路；桥梁工程；影响；对策
        引言：我国工业水平的提升下，城市与农村建设步伐加快，那么在此背景下高速铁路桥梁工程建设也被大众所熟识，从而引发人们的关注。高速铁路在我国国土上构建出网络结构，通过这些一条条交织的高速铁路线路，连通着我国的各省、市、地级城市，为不同城市带去经济发展推动力量，所以说高速铁路桥梁建设对我国经济增长来说有着极其重要的作用。但是在高速铁路桥梁工程建设中，由于我国地域广阔，不同地区地理条件不同，比如东北平原地区、冲积扇平原地区等，均会存在地面沉降现象，为高速铁路桥梁建设带去严重影响，需要根据地面沉降现象提出有效的解决对策，帮助高速铁路桥梁工程顺利实施。
        一、地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响
        1.1 地面沉降范围较大
        通过对近些年来我国地面沉降数据进行分析研究发现，地面沉降产生后岁影响的范围较大，比如说一个区域内出现地面沉降，在附近的另一个区域也极有可能出现地面沉降现象，甚至还可以引发连环性的地面沉降问题。地面沉降问题在高速铁路桥梁建设初期便被设计人员注意到，并根据施工区域内相关地形分析结果进行针对性的建设规划，但是由于地面沉降影响范围较大，部分地区还是会受到连带影响，继而影响到高速铁路桥梁工程[1]。此外，不抛出在地形等因素影响下，而不得不将高速铁路桥梁工程建设在地面沉降地段的情况，将会严重影响我国高速铁路桥梁工程建设进度与质量。根据相关数据来看，我国高速铁路桥梁工程出现的地面沉降，其范围在逐步增大，沉降的深度已经达到了300—1500毫米，算下来一年地面沉降量就有20毫米以上，面对这一分析数据，不难看出在当前高速铁路桥梁工程建设阶段受到地面沉降的影响越来越大。
        在高速铁路桥梁工程实施阶段发现地面沉降，连锁反应下则可能出现沉降范围扩大的情况，或是出现不均匀的沉降，这一点需要我们注重关注。多年经验的支持下，利用我国与德国不均匀沉降公式所计算得到的结果，发现了不均匀沉降限值的要求，具体的数据如下表1所示。只要桥梁施工地段满足以上要求，变不需要使用调高支座施工，如果在桥梁孔跨越范围内与相邻墩台有沉降量距离，需要保证沉降距离大于等于5毫米。其中要注重注意的是：地面沉降发生时，地面表面必定存有不同程度欺负差异性。

       1.2 地面沉度大降深
        我国作为故土面积较大，人口较多的大国，无论是用水，还是排水等量均远超发达国家。要满足众多人口的用水需求，在早年期间不断深入地下层进行采水施工，这一做法后来在我国南水北调等水利工程的推动下所遗弃，但是往年挖井取水的后遗症并未消失，最为直观的便是我国部分地区地面沉降问题频发[2]。与此同时，伴随地下水开采深度的不同，地面沉降深度也会出现变化，就相关数据来看，我国地面沉降深度还是较大，这对我国高速铁路桥梁工程建设来说有着不小的影响。
        二、解决地面沉降对高速铁路桥梁工程影响的对策
        2.1 高速铁路线路的合理设计
        高速铁路桥梁沉降影响可以从根本上去解决，即在高速铁路桥线路设计时，便选取最为合适的线路，最大限度的避免高速铁路桥梁建设在沉降区域，此外还不能排除对高速铁路桥梁工程实施造成影响的地面沉降中心区域、沉降差异较大区域、小范围内沉降不均匀区域、差异较大的沉降区域以及沉降速率最大区域。就拿我国境内的北京到济南的高速铁路线路来说，在天津武清杨村便属于沉降较为严重区域，为减少对线路桥梁施工影响，设计团队将整个运营线路进行调整，绕开了沉降严重的武清杨村以及周围沉降不明显或是均匀沉降的区域。
        2.2 严格控制地下水开采
        地面发生沉降现象时不可避免的，但是自然的沉降现象一般来说沉降深度较小，对于高速铁路桥梁工程建设与施工的影响较小，影响最大的当属高速铁路桥梁建设区域内，附近村民过度开采地下水，从而造成地下河流方向变化带来的地质突变。继而在高速铁路进行前期的地质勘察后，进行到桥梁施工阶段时，一定要号召施工附近3000米以内的居民禁止开采地下水。如若在施工进行后发现地面沉降现象产生，施工人员要在第一时间内上报，并采取回灌的方式进行处理。同时杜绝附近村民在高速铁路桥梁工程施工现场附近的浅井内抽取地下水，也禁止3000米内进行新地下水井的开采[3]。
        2.3 地面沉降产生后的适应性手段
        高速铁路桥梁施工面对沉降时的适应性手段有以下几种：第一种，高速铁路桥梁坡度的合理设计，桥梁坡度的设计是为消弱桥梁建成后所带来的地面沉降。因此需要相关人员在设计期间针对工程施工范围进行必要的地质条件调查，根据调查数据来设计高速铁路施工方案，且预留出地面沉降所带来的损失量，所以说必要的高速铁路桥梁坡度设计时不可避免的。第二中，借助高速铁路桥梁的具体构造来合理利用扣件调高功能进行地面不均匀沉降的降曲线施工，通常情况下工程的沉降曲率半径时不小于线路运行速度的平方值的。第三种，如若在施工中遇到不能避开的沉降速率较高区域，需要根据工程的结构等数据采取简支结构梁处理方式。
        三、结束语
        综上所述，高速铁路桥梁工程建设期间遇到地面沉降现象时不可避免的，需要相关人员根据专业数据信息对施工技术以及方案、高速铁路线路进行必要调整，从而减少地面沉降对高速铁路运行的影响。
参考文献：
[1]王力. 高速铁路桥梁工程受地面沉降的影响和对策[J]. 中国标准化, 2017(12).
[2]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, 2013.
[3]王荣, 刘明坤, 贾三满,等. 地面沉降对高速铁路的影响分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2014, 025(002):49-53,64.