胡偉松

摘 要：京津城際鐵路為我國第一條設(shè)計時速350 km/h的高速鐵路，由于北京、天津地區(qū)的大地沉降，造成了京津城際鐵路出現(xiàn)了不通程度的沉降。2009年，鐵道部（現(xiàn)總公司）會同相關(guān)單位共同確定了北倉、武清、亦莊三個重點沉降區(qū)段，并由鐵三院進行重點定期觀測。經(jīng)過近4年的沉降觀測，找到了沉降變化規(guī)律，并根據(jù)各區(qū)段不同的沉降情況采取了不同的整治措施。為以后的高速鐵路區(qū)域沉降整治提供了工程實例。

關(guān)鍵詞：城際鐵路 京津 沉降現(xiàn)狀

中圖分類號：TU478 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0090-02

京津城際鐵路是環(huán)渤海京津冀地區(qū)城際軌道交通網(wǎng)的重要組成部分，也是溝通北京、天津兩大直轄市的便捷通道。京津城際鐵路由北京南站東端引出，跨北京二、三、四、五環(huán)后，沿京津高速公路第二通道至天津市域，后沿京山鐵路至天津站，線路全長120 km。采用客運專線標(biāo)準(zhǔn)，最小曲線半徑一般為7000 m。鋪設(shè)無砟軌道113.6 km；橋涵共35座，長101 km，占線路長度的87.7%。橋梁按照工后沉降2 cm控制設(shè)計。路基共6段，長16.25 km，全部為軟土及松軟土地基，占線路長度的13.9%。路基基底處理一般采用樁板結(jié)構(gòu)。車站5座，分別為北京南、亦莊、永樂、武清、天津。

京津城際鐵路北京南至天津段穿越了北京、天津兩個大的沉降區(qū)，在這些區(qū)段內(nèi)90%以上采用的是橋梁通過，橋梁基礎(chǔ)均采用摩擦樁結(jié)構(gòu)，地面沉降對京津城際鐵路橋梁的影響已不可避免。前期，鐵道部（現(xiàn)鐵路總公司）會同京津城際鐵路股份有限公司、鐵道科學(xué)研究院鐵道、第三勘察設(shè)計研究院、中鐵十七局、北京鐵路局等相關(guān)單位，根據(jù)勘測資料、施工現(xiàn)場勘察資料、竣工驗收情況，共同確定京津城際鐵路沉降區(qū)為：亦莊沉降區(qū)（K8+775～K23+646）、武清沉降區(qū)（K83+007～K86+800）、北倉沉降區(qū)（K99+048～K101+531）。同時確定由鐵三院自2009年末起對京津城際鐵路沉降區(qū)段內(nèi)軌面高程、橋墩、CPⅢ點、沿線CPⅡ等進行定期觀測，工務(wù)段對沉降區(qū)段進行重點檢查、檢測。

下面以鐵三院沉降觀測數(shù)據(jù)（主要是軌面高程數(shù)據(jù)）、工務(wù)段日常檢查等為依據(jù)，對京津城際鐵路三個沉降區(qū)段進行分析。

1 亦莊沉降區(qū)現(xiàn)狀（K8+775～K23+646）

亦莊沉降區(qū)相對京津城際鐵路其它兩個沉降區(qū)局沉降范圍大、沉降速率快、周邊環(huán)境復(fù)雜的特點，尤其是在K14～K16范圍內(nèi)。通過對鐵三院亦莊沉降區(qū)的觀測數(shù)據(jù)分析、計算可知：該區(qū)段內(nèi)的沉降趨勢未收斂；區(qū)段內(nèi)最大沉降速率為9.6 mm/月，位于K17+700附近。從觀測資料上可以看出，K12+764～K21+400大的沉降漏斗范圍內(nèi)有多個小的沉降漏斗，小漏斗邊長一般300～500 m，有的小漏斗沉降坡度很大。特別的，跨五環(huán)連續(xù)梁283#和284#墩差處軌面高程差異沉降達到60 mm。

工務(wù)段在日常的結(jié)構(gòu)檢查中（包括對橋梁、底座板、軌道板等），底座板、軌道板裂紋均在可控范圍內(nèi)，其它發(fā)現(xiàn)問題。

2 武清沉降區(qū)（K83+007～K86+800）

武清沉降區(qū)段在開通初期已經(jīng)表現(xiàn)出了不同程度的沉降，通過對鐵三院定期的觀測數(shù)據(jù)進行分析，該區(qū)段內(nèi)最大的沉降速率為2 mm/月，位置在武清站站中心。此外，翠亨路中橋與兩端路基出現(xiàn)了較大的差異沉降，通過對鐵三院的數(shù)據(jù)進行分析、計算，路橋的差異沉降速率為0.9 mm/月。2012年6月份對該區(qū)段進行整治，后期由于武清區(qū)翠亨路下穿施工加劇了差異沉降，目前翠亨路中橋與天津方路基段的差異沉降已達35 mm。此外，通過地質(zhì)雷達探測，路橋結(jié)合部的路基在0.5～2 m范圍內(nèi)，有一些脫空的現(xiàn)象，存在于級配碎石層與混凝土支撐層的接合處和土基層內(nèi)。

工務(wù)段在日常結(jié)構(gòu)檢查中，前期發(fā)現(xiàn)翠亨路中橋CA砂漿離縫，且貫通底座板，工務(wù)段組織人員與2009年9月進行了封堵；近期在武清區(qū)翠亨路施工期間，發(fā)現(xiàn)橋頭兩端的底座板與橋面存在脫離情況，最大為11 mm，與2013年5月份分進行了灌漿整治。

3 北倉沉降區(qū)（K99+048～K101+531）

通過對鐵三院軌面高程數(shù)據(jù)分析就算，可得：北倉沉降區(qū)最大沉降范圍內(nèi)沉降速度月為1.5 mm/月，且不存在較大的差異沉降，該區(qū)段內(nèi)的設(shè)備質(zhì)量基本穩(wěn)定。

為了消除由于沉降造成的軌道不平順（重點是消除差異沉降造成的軌道不平順），北京鐵路局工務(wù)處先后數(shù)次組織全路有關(guān)專家就京津城際鐵路武清沉降區(qū)、亦莊沉降區(qū)在目前的沉降狀況下的整治措施、整治工藝先的會議，先后形成了京津城際鐵路武清沉降區(qū)扣件調(diào)整、武清沉降區(qū)注膠調(diào)整、亦莊沉降區(qū)抬梁試驗調(diào)整的專家意見，并由工務(wù)段組織相關(guān)單位進行實施（武清沉降區(qū)扣件調(diào)整時間為2011年10月及2012年6月份、武清沉降區(qū)注膠調(diào)整時間為2012年5月份、亦莊沉降區(qū)抬梁試驗調(diào)整2012年8月份），調(diào)整完畢后起到了一定的效果。

3.1 武清沉降區(qū)

（1）扣件調(diào)整。

①調(diào)整依據(jù)。

按照2011年7月17日達成的專家意見，扣件調(diào)整控制在累積調(diào)高不超過26 mm、調(diào)高23 mm以上采用AP20S（鋼墊板），道岔累積調(diào)整高度超過26 mm采用特制鋼墊板并更換加長螺栓等，制定了整個武清沉降區(qū)的調(diào)整方案，并先后在2011年10月份、2012年6月份，2個時間段對武清沉降區(qū)進行了全區(qū)段的調(diào)整。

②調(diào)整方式。

在先后兩次的調(diào)整過程中，均采用工務(wù)、電務(wù)、供電聯(lián)合作業(yè)模式，尤其在翠亨路中橋天津方兩區(qū)段的調(diào)整過程中，由于涉及武清6#、8#2租道岔的整體抬升，工務(wù)、電務(wù)、供電三個專業(yè)采用分時間段作業(yè)、密切配合的作業(yè)模式，順利完成了上述兩區(qū)段重點工程的調(diào)整。

③調(diào)整效果。

整體抬升后，線形得到了優(yōu)化（以下行為例，見附件1：武清沉降區(qū)調(diào)整前后高程對照圖）；消除了該區(qū)段內(nèi)的添乘儀垂直加速度Ⅲ級病害；人體添乘感覺明顯優(yōu)于調(diào)整前。

（2）注膠調(diào)整。

①調(diào)整依據(jù)。

在扣件調(diào)整過程由于受到調(diào)高量及沉降量的限制，有的區(qū)段扣件即使調(diào)高26 mm也難滿足軌道高低長短波的平順性要求，且為日后的養(yǎng)護維修帶來了隱患。為了便于日后的養(yǎng)護維修、為日后扣件調(diào)整消除短波不平平順留有余量及“應(yīng)積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料、新工藝和先進的施工作業(yè)方法，優(yōu)化作業(yè)組織，提高線路檢修質(zhì)量”的要求；注膠調(diào)整在京通鐵路梨樹溝隧道的成功應(yīng)用，路基段設(shè)備具備注膠調(diào)整的條件。

②主要工藝。

此次注膠調(diào)整為試驗調(diào)整，調(diào)整區(qū)段為K84+278-K84+336，共計56 m。

通過在支承層下級配碎石間注入雙組份高強發(fā)泡樹脂進行軌道整體抬升，彌補路基產(chǎn)生的沉降量，恢復(fù)扣件系統(tǒng)的調(diào)整能力，保證線路的平順性。

在實際的操作過程中通過事先確定的抬升方案利用電子水準(zhǔn)儀精確控制抬抬升量，對于注膠過程中“欠或是過”的情況利用扣件進行補齊。

③整治效果。

在注膠調(diào)整完畢后，按照路局所定的檢查周期定期的進行檢查，在注膠至今1年多的時間內(nèi)，通過對測量數(shù)據(jù)的分析，該區(qū)段線路設(shè)備穩(wěn)定，同時也為后期整治提供了重要的現(xiàn)場經(jīng)驗及工程實例。注膠段調(diào)整前及現(xiàn)狀如圖1所示。

3.2 亦莊沉降區(qū)抬梁試驗調(diào)整

（1）調(diào)整依據(jù)。

鐵三院抬梁設(shè)計方案、京廣高速鐵路開通前抬梁經(jīng)驗、為日后扣件調(diào)整留有一定的余量。

（2）主要工藝。

此次試驗調(diào)整所涉及的橋墩及調(diào)整情況見表1。

待支座的錨螺栓松開后，在梁底使用400T千斤頂（每個支座下放置2個千斤頂，具體布置情況見圖2）將梁底頂起，支座與梁底分離到一定程度后插入特制的鋼墊板（受天窗時長的影響，為縮短加墊支座鋼板占用時間，將原來一塊整體鋼墊板改為三塊，材質(zhì)采用與原支座相同的Q345鋼，鋼墊板形狀如圖3所示），在頂起的過程中按照分工相關(guān)人員進行軌面、梁面的觀測，隨時掌握頂升情況。

（3）整治效果。

通過抬梁整治后線路平順性得到了優(yōu)化；線上只進行了小幅度的扣件順坡調(diào)整，為日后調(diào)整留有余量；此次試驗抬梁為以后整個亦莊沉降區(qū)的調(diào)整積累了經(jīng)驗。

4 結(jié)論

由于區(qū)域范圍內(nèi)大地沉降未收斂，加之農(nóng)業(yè)、工業(yè)的迅猛發(fā)展，京、津地區(qū)作為我國經(jīng)濟重要區(qū)域，用水量逐年不斷增加，尤其是地下水嚴(yán)重超采，地下水位的不斷下降，大地沉降也在逐年累加。

目前，作為北京局管內(nèi)的高速鐵路運營維護單位，對沉降區(qū)的管理、整治也在不斷的加大。除了組織人員對明顯沉降明顯的區(qū)段進行整治外，由于受到技術(shù)水平、裝備水平、科研水平的限制，目前只能對沉降區(qū)域內(nèi)的周邊環(huán)境、橋梁結(jié)構(gòu)、線上結(jié)構(gòu)進行加密檢查。

今后，地下水過渡開采將是影響大地沉降發(fā)展的主要因素，而橋梁、路基的沉降將成為影響高速鐵路安全運營的最主要的隱患之一。

參考文獻

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[2] 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則（試行）[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路客運專線技術(shù)管理辦法（試行）[M].北京：中國鐵道出版社，2010.