临沧站站场路基沉降控制与安全评估

钟栋材，喻文杰,张春龙,吴 浩,李国峰

(中铁二十四局集团新余工程有限公司，江西新余338000)

随着铁路建设进程的加快，在工程建设过程中所遇到的路基沉降问题也相应增多，给国家财产安全造成了巨大威胁[1-3]。路基作为承受线路荷载的基础，沉降过大势必会导致列车运行速度难以提升以及铁路使用年限被动降低[1-4]。一般而言，通过对施工期路基进行位移监测，并结合监测数据对填土速率及填土高度进行反馈调节，从而提升施工质量是解决路基问题的有效方法。 结合上述分析，本文针对临沧站站场制定了相适应的沉降监测方案，提出了施工期间路基沉降速率控制标准。以期通过本文研究，能够为临沧站现场施工提供更好指导，并为将来该地区类似工程施工提供理论参考。

1 现场概述

新建铁路大理至临沧线地处云南省西南，该线为I级单线电气化客货共线铁路，正线线路全长202.095 km，设计时速160 km/h，临沧车站位于大临线工段尾部，地处临翔区文伟村，占地83.3 ha，设置站房场坪规模135 m×58 m，到发线7条(含正线1条，兼调车作业)，预留客车到发线2条、调车线3条。主要工程数量有土方开挖4.148×106m3，石方开挖2.7×104m3，土方填筑3.767×106m3，路堑高边坡工点4处，累计长度1 310 m，最高边坡达52 m，边坡综合防护要求高，施工组织难度大。地基表层为松软土，需进行软弱土路基处理。

2 现场监测预警方案

2.1 监测预警目的

通过在典型断面关键部位布置沉降板，对施工期间高填方路基沉降特征进行了归纳分析、总结，并提出了施工期间路基沉降速率控制标准，以期给临沧站现场施工提供更好指导，并为将来该地区类似工程施工提供理论参考。

2.2 测点布置

本项目临沧临沧站场及区间里程为：DK206+128—DK208+800，在现场勘察的基础上，结合临沧站自身工程特点进行现场测点布置。针对施工期间现场路基沉降位移监测，本文在临沧站所用监测仪器主要全站仪、位移观测桩、沉降观测桩等，如图1所示。进行现场路基沉降监测时，为保证仪器安全有效，在观测期间应对观测仪器进行必要保护。针对仪器的数据监测频率，位移观测桩、沉降板等仪器在施工期间每填筑一层，应进行一次观测且每3 d至少观测一次；在路堤填筑达到设计标高后，监测频率应保证前3个月至少1次/周，3个月后至少15次/d，半年后至少1次/月；且暴雨前后应增加观测次数，在沉降速率较大和发现不良地质情况时应进行逐日连续观测。

图1 沉降观测板和位移观测桩

3 监测数据分析与评估

3.1 沉降监测分析

本文选取临沧典型里程DK206+220附近，通过全站仪定位测量沉降板进行路基沉降评估，绘制累计沉降以及填土高度随时间的变化曲线，如图2所示。

(a)DK206+220(2018-2-10—2019-3-30)

(b)DK206+280(2017-4-11—2019-3-30)图2 实测沉降板沉降时程曲线

根据图2可知，累计沉降随时间总体呈现非线性增长趋势，填筑初期加载产生瞬时沉降；随着填筑高度的增加，地基中附加应力不断增大，该区域地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，随着时间推移土体内孔隙水被逐渐排出，土骨架得到进一步压缩，路基固结沉降，沉降逐步趋于平稳；两个断面的填筑期分别产生了53.9 mm、110.3 mm的沉降量，填筑期约占总沉降的90 %、92 %，堆载预压完成后分别产生了9.32 mm、9.2 mm的沉降，可见工后沉降满足设计要求。

3.2 路堤边坡位移分析

本文选取临沧站典型里程DK206+220附近，通过利用位移观测桩、沉降观测板对路堤边坡位移进行人工监测，依据部分数据绘制路堤中心竖向位移、路堤边坡坡脚水平位移以及填土高度随时间的变化曲线，见图3。

图3 实测路堑边坡位移观测桩位移时程曲线 (DK206+331.4(2017-4-11—2019-3-30)

根据图3可知，随着填土工作的进行，两个测试坡面的坡脚分别产生了5.74 mm的侧向位移，而路堤中心竖向位移为43.27 mm沉降量，从各自曲线分布规律发现，路堤坡脚水平位移随着填筑加载的过程变化较为复杂，而路堤中心竖向位移随着填筑的进行逐渐增大，并在后期趋于稳定。

3.3 位移观测控制及安全评估

路基填筑速率直接影响着路基施工质量的优劣，确定适当的施工填筑标准对于保证填筑路基的施工质量至关重要。结合相关规范，本文选取沉降变形速率和水平位移速率作为评价指标，相比运用单一的位移值能更好反映路基的整体稳定状况。相应控制标准为：在路基填筑期间，若坡脚水平位移速率低于5 mm/d，路基中心 竖向沉降速率低于10 mm/d，则认为施工质量可满足相应工程要求。对临沧站铁路高填方路基四个断面：DK207+383、DK207+473、DK208+287.3、DK208+463处的沉降速率进行计算，汇总相关数据见表1。

表1 路基填筑期各断面竖向最大沉降速率

根据表1可知，各断面竖向沉降速率均满足规范中对路基填筑期要求的竖向沉降速率限值。同时上述四个断面的路堤中心地面日沉降量均小于10 mm，坡脚最大水平位移速率为3.16 mm/d，满足相应规范要求，故铁路路基沉降发展趋势稳定，施工填筑速率安排合理。

4 结论

通过本文研究，主要有以下结论：

(1)针对临沧站站场路基的沉降监测，本文采用电子水准仪方法对涵洞顶及两侧路基沉降进行了监测，采用沉降观测桩、位移观测桩以及沉降观测板对高填方路堤边坡侧向位移、沉降进行了监测。

(2)依据沉降-时间曲线，高填方路基累计沉降随时间呈现非线性发展趋势，地下水条件是影响该地区路基沉降的重要因素。同时计算得各断面竖向沉降速率最大值为7.60 mm/d，坡脚水平位移速率最大值为3.16 mm/d，满足规范中相应限界要求，验证了当下施工方案的可行性。