高铁工程测量遇到地面沉降，怎么办？

2020年6月16日，自然资源部批准、发布（2020年第41号公告）了《地面沉降测量规范》（DZ/T 0350-2020）推荐性行业标准，自2020年10月1日起实施。

本标准替代了原地矿部颁地质行业标准《地面沉降水准测量规范》（DZ/T 0154-1995），增加了GNSS、InSAR测量技术方法及相应技术要求，同时增加了数字水准仪测量技术要求。

对于地面沉降测量的技术标准，还有中国地质调查局标准DD 2006-02地面沉降监测技术要求，国土资源部颁地质行业标准DZ/T0283-2015地面沉降调查与监测规范。

2009年颁发的《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009），其中专门有一节对地面沉降的规定，那就是“8.6 区域地表沉降监测”，共13条，对监测方案设计、监测方法、频次、预测分析等进行了规定。

什么是地面沉降

地面沉降又称为地面下沉或地陷。因自然因素或人为活动引发地下松散地层压缩导致地面高程降低的地质现象，包括在其发育过程中伴生的地裂缝现象。

地面沉降的分类

地面沉降分构造沉降、抽水沉降和采空沉降三种类型：

（1）构造沉降，由地壳沉降运动引起的地面下沉现象；

（2）抽水沉降，由于过量抽汲地下水（或油、气）引起水位（或油、气压）下降，在欠固结或半固结土层分布区，土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象；

（3）采空沉降，因地下大面积采空引起顶板岩（土）体下沉而造成的地面碟状洼地现象。　中国出现的地面沉降的城市较多。

地面沉降的地质环境模式

按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式：

（1）现代冲积平原模式，如中国的几大平原。

（2）三角洲平原模式，尤其是在现代冲积三角洲平原地区，如长江三角洲就属于这种类型。常州、无锡、苏州、嘉兴、萧山的地面沉降均发生在这种地质环境中。

（3）断陷盆地模式，它又可分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原，如宁波；而内陆式则为湖冲积平原，如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。

地面沉降的危害

地面沉降会对地表或地下构筑物造成危害；在沿海地区还能引起海水入侵、港湾设施失效等不良后果。人为的地面沉降主要是过量开采地下液体或气体，致使贮存这些液、气体的沉积层的孔隙压力发生趋势性的降低，有效应力相应增大，从而导致地层的压密。

预防地面沉降的措施

对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。如采用人工回灌方法，使地下水位回升、地面部分回弹，比较成功地控制了地面沉降。

地面沉降测量方法

《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）中明确：区域沉降监测可综合运用水准测量、GNSS、InSAR，分层标、地下水位监测等技术手段。

《地面沉降测量规范》（DZ/T 0350-2020）的颁发，对地面沉降测量的标志埋设、水准测量、GNSS、InSAR等测量方法有了最新标准。

地面沉降对高速铁路的影响

区域性地面沉降会改变线路坡度，同时对桥梁、路基及轨道平顺性会产生一定影响，尤其局部的不均匀沉降对轨道平顺性影响相对较大。

高速铁路应对地面沉降的措施

设计措施

（1）在选线阶段，收集国家或地方各级部门开展的沉降监测资料、地质、地表水位、水井分布及地下水抽取量、降雨量、水文地质条件的变化趋势等资料，对区域地面沉降历史进行分析，线路尽量避开区域地面沉降较大地区或区域差异沉降明显的漏斗区，或选择沉降量较小及沉降均匀地面通过。

（2）高速铁路在设计阶段，应对区域性地面沉降的监测方法、范围和监测频率进行设计；实施前，应制定监测技术方案。

（3）针对区域地面沉降情况，在设计方案中要引起地面沉降主要原因进行分析，提出预防和控制的设计方案措施，对线路坡度、轨道类型、桥梁结构、路基基础等进行合理设计，并在铁路设计中适当预留因沉降原因引起的调整量或调整工程措施，如纵坡可调整量、轨道、桥梁等的可调整量。

监测措施

（1）精测网中设置稳固的基准：在地表沉降不均匀及地质不良地区，高速铁路高程控制网宜按每10km设置一个深埋水准点，每50km设置一个基岩水准点进行设置，以便为高铁建设和运营维护提供较为稳定的高程基准。区域沉降监测网控制点应优先选用精测网控制点和线下工程沉降监测基准点。

（2）定期监测：高速铁路沿线区域应建立区域地表沉降监测网，定期观测，评估分析区域地表沉降对高速铁路施工和运营的影响。特殊地区、地面沉降地区或施工期间出现异常的地段，适当增加控制网复测次数。区域沉降监测网沿正线宜每公里设置一个观测断面，每个观测断面设置三个控制点，分别设置在线路中线附近、两侧各1km左右的位置。区域沉降监测网按二等水准测量要求施测，起闭于基岩水准点或国家一等水准点，并联测线路水准基点，形成附合水准线路、水准环或水准网。区域沉降监测宜每半年观测一次，对于沉降变化较快或地质条件复杂的地区，应适当增加观测频次。

（3）多种手段监测：除进行水准测外，还应采取GNSS、InSAR 等多种技术手段。GNSS测量宜按照高铁测量规范CP0的技术要求施测，GNSS控制点应与线路水准基点进行联测。采用InSAR技术进行监测应进行专门的技术设计，确定选用的SAR影像分辨率和监测周期。可采用永久散射体技术、人工角反射标技术等，并根据需要埋设一定数量的人工角反射标。

（4）综合分析沉降趋势：通过地面沉降观测对各类区域沉降监测资料进行综合分析，预测沉降发展趋势，分析对工程施工和运营的影响。

工程措施

（1）控制地下水、油、盐等的开采。尤其应对线路沿线的取水井进行调查，距离线路中线100～200m以内的浅井和500m以内的深井应采取封闭措施。

据《高速铁路安全防护管理办法》（交通运输部令2020年第8号）：禁止在高速铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或者铁路桥梁外侧起向外各200米范围内抽取地下水；200米范围外，高速铁路线路经过的区域属于地面沉降区域，抽取地下水危及高速铁路安全的，应当设置地下水禁止开采区或者限制开采区，具体范围由地区铁路监督管理局会同县级以上地方人民政府水行政主管部门提出方案，报省、自治区、直辖市人民政府批准并公告。

（2）对于区域地面沉降监测数据分析对高速铁路的影响，采取优化线路坡度、调整轨道线型等设计措施，或采取现场加固路基、调整道砟或轨道、桥梁支座高度等工程措施。