地面沉降对公路交通工程的影响

程喜章 谭晓斌

安康公路局岚皋公路管理段，陕西省岚皋县 725400

作为地质灾害最多且资源需求最大的国家之一，我国在水资源上面的短缺导致需要大量开采地下水资源，而这种大量过度的开采最终导致的是大范围沉降带的出现。很多城市都出现了地面沉降的现象，更严重的甚至出现了大范围的坍塌。这种现象在近些年来逐年递增，且增长的速度之快让人措手不及。地面的沉降对公路交通工程的影响很大，公路交通工程结构物会因此和地面间出现明显的竖向位移差异，这是导致行车的严重不安全因素。地面沉降对公路交通工程的危害影响主要有以下几个方面：

1 地面沉降对公路交通高程贯通的影响

地面沉降会出现均匀沉降和不均匀沉降两种情况，一般在均匀沉降的情况下面，其不会对公路交通工程产生很大的危害和影响，可一旦地面沉降出现了不均匀的情况时，就会明显影响到公路交通工程的施工安全和进度完整。这种不均匀的地面沉降有时会差异过大，这时候就要非常提高警惕了，因为这可能会对公路交通工程造成严重破坏。一般来说，城市里面建设一段公路交通的工程所需要的工程建设周期都会比较长，工程建设周期越长出现的地面沉降就会越深，有时候会达到50mm以上。这样就会导致公路交通高程的急剧变化。建设和运营中的设备安装和工程结构等等一系列问题都会受到很大的影响。具体会出现地面高程控制点的高程出现变化；对同一位置在不同时间进行测量会出现数据上的很大差异；在建设中的高架桥和地面线路结构高程贯通误差过大或者超过限度；地面沉降持续时间过长导致既有线结构出现裂缝；道床隆起甚至塌陷等情况。

2 地面沉降对公路交通工程施工测量的影响

公路修建对于施工测量准确度的要求十分高。但是，由于每一个不同的工点不会使用同一个水准控制点，而这样水准点之间一旦发生了差异沉降就会造成两个相邻的工点之间的土建和轨道结构已经设备衔接出现大大小小的偏差。如果不加以控制，任由这个差异存在甚至变大，将会使这个衔接偏差完全超出原先设计时所可以承受的范围。由于土建施工的工期一般比较长，所以在某些单体工程施工时，所依据的水准点高程随时处于一个变化的过程中，这时候假如水准点和结构发生了差异沉降，那么就会造成之前做的工程和之后做的工程出现一个错台的现象。

3 地面沉降的原因

地面沉降发生的原因分为地质原因和人为原因两种因素。从地质因素方面看，自然界发生地面沉降大致有这几个原因：地质构造的自然作用导致地面出现凹陷从而引发了地面沉降；地表面本来松散或者半松散的地层由于受到重力的作用而被挤压厚度变小，地面由于一时无法适应而发生沉降；地震的发生导致地面沉降。从人为因素的方面来看，会发现，如今人为因素对地面沉降的影响已经大大超出了自然因素的影响。由于人口的增加而导致城市公路交通压力不断加大，为解决这一问题，政府加大对公路交通工程的建设。由于在施工之前没有进行合理的公路道路设计，在施工过程中过度开挖导致地面沉降的发生；在进行工程建设的工程中，施工单位为了谋求最大利益，采购不规范的施工材料，高架公路支架结构不稳定，支架坍塌使地层受到挤压而密度加大，发生地面沉降的可能性加大。

4 应对措施

上述说到的地面沉降对公路交通工程的整个测量、施工等阶段都会造成各种不利的影响，导致公路交通工程无法完成或者完成后无法交付使用。为了减少地面差异沉降对于公路交通工程的影响，可以尝试采取以下措施进行处理：

1) 把高程贯通中各个环节的精度进行提高，这样可以给地面差异沉降留有较大的处理余量。这种方法首先需要重新设计工程的周期和地面差异沉降量等数据。这种重新设计通过提高贯通测量、施工精度，减少对工程的影响权重等途径留出误差余量。虽然提高施工精度是一件很不容易的事情，但是通过严格要求施工测量每一个环节以及认真的操作，还是可以提高贯通测量精度的三分之一的。为了提高贯通精度，可以在贯通误差设计时为地面沉降留出10毫米的误差余量。这个方法虽然可行却具有局限性，应该根据实际情况做出选择。

2) 把施工周期进行缩短以减少差异沉降。比如车站等一些地方的施工范围相对很小，因此，可能产生的差异沉降也会较小，一般都会控制在原先设计的施工误差之内。所以这种方法主要是针对施工周期较短的情况。

3) 施工的期间可以进行一些调整，这些调整要分阶段进行。针对一些地面年差异沉降较大的情况，可以对施工的几个不同阶段进行调整。在每一个阶段的调整中都注意观察一些客观的变化情况，然后根据这些情况来对全线高程起算数据进行一个统一的调整。对于不太清楚的地方，可以向设计人员咨询和确认一下有关设计中的数据要求。这种方法由于是对每一个施工阶段都进行调整，因此调整的次数比较频繁，假如处理不当，没有严格安装要求来办，就会由于一些数据的错乱从而导致反作用，所以使用这种方法要慎重考虑，认真实施。

4) 差异沉降值是必须掌握的，通过监测和掌握了差异沉降值可以调整工程线路的坡度。坡度调整了就能一点程度上减少地面差异沉降对工程的影响。设计人员通过对差异沉降值的监测，可以总结出其变化的规律和趋势。根据这个差异沉降值的变化趋势来适当调整线路的坡度。这种方法经济而实用，尤其对于一些地面差异沉降较大的情况，这个方法比其他方法都更有效更直接。当然使用这个方法就要求设计人员和施工人员以及监测人员的密切配合，随时互相报告监测情况和施工情况。这样就能通过掌握趋势来应对变化，是很科学的方法。

5) 解决了测量施工期间对地面差异沉降的防治，其后就要关注在运营阶段控制地面差异沉降对公路交通工程的影响了。在运营阶段，地面沉降对线路和结构等的影响取决于地面相邻点差异沉降的大小。当线路通过沉降漏斗区域的时候，差异沉降如果过大就会导致隧道结构变形开裂、道床坡度变形等严重后果，甚至会导致整个轨道的变形扭曲，严重危害公路交通的安全。针对这种情况，在运营的阶段，一定要按照相关规范的要求对线路进行监测。对于那些在施工时没有办法进行固定监测的，在运营阶段要继续监测；对于一些岩土条件较特殊和条件不太好的为了避免意外状况的发生要进行监测；对于一些地面沉降变化很大的地域的轨道交通线路要实时进行监测；对于地震等地质灾害发生较频繁的地区和地段的交通线路要尤其关注；对于新建的线路和运用线路交叉和衔接的地段要加强监测；对于新建的线路下面穿越地下工程和大型管线的地段要进行监测。每个城市以及城市的不同地段都具有不同的特点，因此不同地区的地面沉降的分布情况也很不同，对于那些尤其值得关注的地面沉降情况较严重的城市应当开展对既有线路的变形监测。因为这些地区的线路避免不了多多少少的变形情况的发生，对这些线路的垂直变形情况进行一个实时监控有利于及时察觉可能出现的隐患，从而快速应对，保障了交通线路运营的安全。

结束语

随着我国交通规模的不断扩大，公路交通工程的施工和运营对于地面质量的要求越来越高。如何有效控制地面沉降，将其对交通工程的不良影响降至最低是值得我们不断研究探讨不断探索新方法的一个重要课题。

[1]秦长利.地面沉降对轨道交通的影响和应对措施[J].都市快轨交通，2010（5）

[2]袁铭，刘争齐.城市地面沉降灾害及其综合防治[N].苏州城建环保学院学报，2012（4）