鐵路通道隧道沉降觀測方案

1、新 建 鐵 路山西中南部鐵路通道太岳山隧道太岳山隧底沉降觀測方案編制：復(fù)核:審核： 中鐵三局山西中南部鐵路通道zntj-9標(biāo)項目部一分部2012年12月目錄一、編制依據(jù)、編制目的及編制范圍31、 編制依據(jù)32、 編制目的33、 編制范圍3二、 工程概況4三、沉降變形觀測實施方案41、沉降變形監(jiān)測網(wǎng)主要技術(shù)要求及建網(wǎng)方式42、隧道沉降觀測點設(shè)置原則63、觀測點布置74、沉降觀測計劃85、沉降變形測量技術(shù)要求9四、沉降評估111、資料整理112、評估前應(yīng)收集下列資料133、分析方法與評估標(biāo)準(zhǔn)14太岳山隧底沉降觀測方案一、編制依據(jù)、編制目的及編制范圍1、 編制依據(jù) 1.1無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南

2、（鐵建2006158號） 1.2無碴軌道鐵路工程測量技術(shù)暫行規(guī)定 1.3國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范（gb1287991） 1.4工程測量規(guī)范（gb002693） 1.5全球定位系統(tǒng)（gps）鐵路測量規(guī)程（tb1005497） 1.6鋪設(shè)無砟軌道隧道沉降變形觀測實施細(xì)則2、 編制目的2.1通過隧道線下基礎(chǔ)工程沉降觀測以評估隧道內(nèi)無砟軌道的鋪設(shè)條件。2.2通過記錄原始的沉降觀測資料，達到隧道評估驗收標(biāo)準(zhǔn)。3、 編制范圍本隧道沉降觀測施工方案適用于中鐵三局山西中南部鐵路通道zntj-9標(biāo)項目經(jīng)理部一分部承擔(dān)的太岳山隧道（dk392+930dk399+133）。2、 工程概況 新建山西中南部鐵路通道太岳

3、山隧道位于山西省臨汾市古縣、安澤縣交界處，線路在該段以隧道方式穿越草峪嶺，總體呈西東向展布。隧道起迄里程dk392+930dk409+124，全長16.194km，中鐵三局集團中南部鐵路通道項目經(jīng)理部一分部承擔(dān)太岳山隧道進口段,里程為dk392+930 dk399+133,正洞長度6.203km，輔助斜井為1#斜井。三、沉降變形觀測實施方案1、沉降變形監(jiān)測網(wǎng)主要技術(shù)要求及建網(wǎng)方式1.1垂直位移監(jiān)測網(wǎng)主要技術(shù)要求 垂直位移監(jiān)測網(wǎng)按二等水準(zhǔn)測量精度要求建立，主要技術(shù)要求按下表執(zhí)行：沉降變形觀測網(wǎng)主要技術(shù)要求等級相鄰基準(zhǔn)點高差中誤差（mm）每站高差中誤差（mm）往返較差、附合或環(huán)線閉合差（mm）檢測

4、已測高差較差（mm）使用儀器、觀測方法及要求二等0.50. 13ds05型儀器，宜按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測1. 2垂直位移監(jiān)測網(wǎng)建網(wǎng)方式根據(jù)沉降變形測量精度要求高的特點，以及標(biāo)志的作用和要求不同，垂直位移監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)方法分為三級：(1）基準(zhǔn)點。要求建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)，同大地測量點的比較，要求具有更高的穩(wěn)定性?；鶞?zhǔn)點使用全線二等精密高程控制測量布設(shè)的cpi、cpii控制點；(2）工作點。要求這些點在觀測期間穩(wěn)定不變，測定沉降變形點時作為高程和坐標(biāo)的傳遞點。工作點除使用普通水準(zhǔn)點外，按照國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進一步加密水準(zhǔn)基點或設(shè)置工作基點至滿足工點垂直位移監(jiān)測需要。加密后的

5、水準(zhǔn)基點（含工作基點）間距200m左右時，可基本保證線下工程垂直位移監(jiān)測需要；(3）沉降變形點。點位應(yīng)設(shè)立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，不但要求設(shè)置牢固，便于觀測，還要求形式和結(jié)構(gòu)合理，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。標(biāo)記點設(shè)置在內(nèi)襯上，位于電纜槽、水溝表面50cm左右的邊墻。監(jiān)測網(wǎng)由于自然條件的變化，人為破壞等原因，不可避免的有個別點位會發(fā)生變化。為了驗證監(jiān)測網(wǎng)點的穩(wěn)定性，應(yīng)對其進行定期檢測。本次技術(shù)方案設(shè)計垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的觀測分為首次觀測和施工過程中的定期復(fù)測，定期復(fù)測按每月進行一次，并結(jié)合精測網(wǎng)復(fù)測進行。對于技術(shù)特別復(fù)雜、垂直位移監(jiān)測沉降變形測量等級要求二等以上的重要工點，應(yīng)獨立

6、建網(wǎng)，并按照國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進行施測或進行特殊測量設(shè)計。2、隧道沉降觀測點設(shè)置原則沉降變形測量點分為基準(zhǔn)點、工作基點和沉降變形觀測點。其布設(shè)按下列要求：2.1每個獨立的監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)設(shè)置不少于3個穩(wěn)固可靠的基準(zhǔn)點。基準(zhǔn)點應(yīng)選設(shè)在沉降變形影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置,對基準(zhǔn)點間每個月進行不少于一次與隧道獨立建立的精測網(wǎng)水準(zhǔn)高程網(wǎng)的聯(lián)測；。2.2工作基點應(yīng)選在比較穩(wěn)定的位置。對觀測條件較好或觀測項目較少的項目，可不設(shè)立工作基點，在基準(zhǔn)點上直接測量沉降變形觀測點, 對工作基點間每個月進行不少于一次的聯(lián)測；2.3沉降變形觀測點應(yīng)設(shè)立在沉降變形體上能反映沉降變形特征的位置: （1）隧道的進出口

7、進行地基處理的地段，從洞口起向隧道內(nèi)每25m布設(shè)一個斷面； （2）隧道內(nèi)一般地段沉降觀測斷面的布設(shè)根據(jù)地質(zhì)圍巖級別確定，一般情況下級圍巖每400m、級圍巖每300m、級圍巖每200m布設(shè)一個觀測斷面； （3）明暗交界處、圍巖變化段及沉降變形縫位置應(yīng)至少布設(shè)兩個斷面； （4）地應(yīng)力較大、斷層破碎帶、膨脹土等不良和復(fù)雜地質(zhì)區(qū)段適當(dāng)加密布設(shè)(50100m)； （5）路隧、橋隧過渡段隧道側(cè)515m處應(yīng)設(shè)置至少一個觀測斷面，過渡段內(nèi)距隧道起點510m處、2030m處應(yīng)分別設(shè)置觀測斷面； （6）施工降水范圍應(yīng)至少布設(shè)一個觀測斷面。 （7）長度大于20m的明洞，每20m設(shè)置一個觀測斷面。 （8）隧道工程完成

8、后，每個觀測斷面在相應(yīng)于兩側(cè)邊墻處設(shè)一對沉降觀測點，原則上設(shè)于高于水溝蓋板0.3m處。 3、觀測點布置 3.1洞內(nèi)觀測點布置 隧底工程完工后，每個觀測斷面在相應(yīng)于兩側(cè)邊墻處設(shè)一對沉降觀測點。沉降觀測樁：選擇20mm鋼筋，頂部磨圓并刻畫十字線，待隧底工程完成后，在觀測斷面通過測量埋置在設(shè)計位置，埋置深度不小于0.1m，周圍用錨固砂漿固定，完成埋設(shè)后測量樁頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)。測點埋設(shè)方法如下 3.2過渡段觀測點布置 過渡段沉降觀測應(yīng)以隧底或路基面沉降和不均勻觀測為主，洞內(nèi)無砟軌道過渡段起點、洞口觀測點的布置同上述3.1條，洞外分界里程段觀測點可在線路兩側(cè)路基面設(shè)置觀測樁。沉降觀測樁：選擇20mm鋼

9、筋，頂部磨圓并刻畫十字線，底部焊接彎鉤，待基床表層級配碎石施工完成后，在觀測斷面通過測量埋置在設(shè)計位置，埋置深度不小于0.3m,樁周0.15m用錨固砂漿固定，完成埋設(shè)后測量樁頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)。測點埋設(shè)方法如下 4、沉降觀測計劃4.1儀器配置水準(zhǔn)儀：天寶dini03高精度電子水準(zhǔn)儀配套hr-2銦鋼尺4.2人員配置 固定測量員如下讀數(shù)：王偉東 記錄：馬少龍 立尺：方恒浩4.3測量線路 隧道水準(zhǔn)路線觀測按二等水準(zhǔn)測量精度要求形成附合水準(zhǔn)路線，沉降觀測點位布設(shè)于觀測斷面隧道內(nèi)壁兩側(cè)，水準(zhǔn)路線觀測示意圖如下圖所示：4.4測量結(jié)果計算 每次測量結(jié)果由技術(shù)主管負(fù)責(zé)計算，并由部門負(fù)責(zé)人復(fù)核，最后收集整理歸檔

10、。5、沉降變形測量技術(shù)要求5.1 測量等級沉降變形觀測點的水準(zhǔn)測量采用二等變形觀測測量技術(shù)要求（即國家一等精密測量），主要技術(shù)要求按下表執(zhí)行： 沉降變形觀測點的精度要求和觀測方法沉降變形測量等級垂直位移測量水平位移觀測使用儀器、觀測方法及要求沉降變形點的高程中誤差（mm）相鄰沉降變形點的高程中誤差（mm）沉降變形點點位中誤差（mm）ds05型儀器，宜按國家一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求施測二等0.50.35.2測量精度沉降水準(zhǔn)的測量精度為1mm，讀數(shù)取位至0.1mm。5.3沉降觀測頻度 （1）洞內(nèi)觀測頻次1）沉降觀測的開始時間是在仰拱施工結(jié)束后立即進行，至隧道沉降穩(wěn)定，進行定期觀測并詳細(xì)記錄觀測資料、

11、繪制沉降時程曲線。2）沉降變形觀測一般不少于3個月。當(dāng)觀測數(shù)據(jù)不足或工后沉降評估不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)適當(dāng)延長觀測期。沉降觀測時間分為三個階段：第一階段是主體工程（二襯完成）至沉降變形穩(wěn)定。第二階段為無砟軌道鋪設(shè)期間。第三階段為無砟軌道鋪設(shè)后3個月。3）沉降觀測頻率根據(jù)階段不同而確定，可根據(jù)兩次觀測的沉降量調(diào)整沉降觀測的頻度，但兩次的觀測沉降量差值不宜大于1mm。具體見下表： 隧道基礎(chǔ)沉降觀測頻次表觀測階段觀測頻次備 注觀測期限觀測周期仰拱施工完成至無砟軌道鋪設(shè)前3個月1次/周無砟軌道鋪設(shè)期間全 程1次/35天針對正在鋪軌區(qū)段無砟軌道鋪設(shè)完成后3個月01個月1次/周13個月1次/2周 (2)過

12、渡段觀測頻次觀測頻次與銜接的路基有關(guān)沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次路基施工完畢第1個月1次/周第2、3個月1次/2周3個月以后1次/月無砟軌道鋪設(shè)后第1個月1次/2周第2、3個月1次/月312個月1次/3月四、沉降評估1、資料整理 （1）采用統(tǒng)一的沉降觀測記錄表做好觀測數(shù)據(jù)的記錄與整理。 （2）通常利用沉降資料進行預(yù)測路堤沉降隨時間發(fā)展的常用方法：雙曲線法雙曲線方程為：（11）（12）時間t時的沉降量；最終沉降量(t)；s0初期沉降量(t0)；a、b將荷載不再變化后的3組早期實測數(shù)據(jù)代入上式組成方程組求得的系數(shù)；沉降計算的具體順序：1、確定起點時間(t0)，可取填方施工結(jié)束日為t02、根據(jù)實測資

13、料計算t（st-s0），見圖1。圖1用實測值推算最終沉降的方法3、繪制t與t/(st-s0)的關(guān)系圖，并確定系數(shù)a，b見圖2。圖2求a，b方法 4、計算st5、由沉降時間雙曲線關(guān)系推算出s-t曲線。上述公式反映了平均沉降速度，按雙曲線規(guī)律減少的假定前提下繪出的。說明：起點日之前的沉降量s0即為初期沉降量，見圖1。圖1，預(yù)壓時間至少應(yīng)大于三個月，否則偏差大。當(dāng)?shù)鼗翞槌蓪拥鼗鶗r，應(yīng)分層繪制各層沉降過程線，否則會對殘余沉降估計偏低。 雙曲線法是一種經(jīng)驗方法，推算原理不強，理論性不夠明確，也會因?qū)崪y沉降時間不夠，無法用雙曲線法推測，但比較簡單明了，所以有一定的實用性。2、評估前應(yīng)收集下列資料 （1）隧道基礎(chǔ)沉降觀測資料； （2）隧道地段的線路設(shè)計縱斷面圖、工程地質(zhì)縱橫斷面圖、地質(zhì)勘查報告、設(shè)計圖紙和說明書等相關(guān)設(shè)計資料； （3）隧道開挖地質(zhì)描述及開挖圍巖分級記錄、級圍巖地段基底承載力檢測情況、施工監(jiān)控量測資料、仰拱施工分項工程驗收記錄等施工資料； （4）施工質(zhì)量控制過程和抽檢情況等監(jiān)理資料； （5）標(biāo)石、標(biāo)志規(guī)格及埋設(shè)圖； （6）儀器檢驗與校正資料； （7）平差計算、成果質(zhì)量評定資料及測量成果表； （8）各觀測斷面沉降過程的分布圖表； （9）沉降計算報告（包括設(shè)計沉降值與時間的關(guān)系曲線）； （10）觀測