淺述高速鐵路路基沉降觀測(cè)施工

1、淺述高速鐵路路基沉降觀測(cè)施工郝旋中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司 陜西寶雞 721006摘要：路基沉降觀測(cè)是采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，通過觀測(cè)埋設(shè)在路基本體上的觀測(cè)標(biāo)，求其高程值，然后比較兩次觀測(cè)所得到的高程，即可從觀測(cè)點(diǎn)高程變化反映出路基的沉降變化。始終貫徹“精密測(cè)量”的原則，通過各項(xiàng)措施來(lái)監(jiān)測(cè)沉降對(duì)工程質(zhì)量的影響。關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)測(cè)量；路基；沉降觀測(cè)；精密測(cè)量1工程概況青榮城際鐵路起訖里程DK086+402DK102+229，全長(zhǎng)15.9m，路基段長(zhǎng)13.3km，共有沉降觀測(cè)斷面235個(gè)。2 施工準(zhǔn)備2.1施工流程沉降觀測(cè)元器件的埋設(shè)變形監(jiān)測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)分析2.2施工要點(diǎn)2.2.1沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要

2、技術(shù)要求及建網(wǎng)方式在路基施工前，要進(jìn)行沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的建立。線下路基地段垂直位移監(jiān)測(cè)一般按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)按精度觀測(cè)逐級(jí)控制的方法進(jìn)行以下布設(shè)：基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)、沉降變形點(diǎn)。應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期復(fù)測(cè)，應(yīng)按每半年進(jìn)行一次，并結(jié)合精測(cè)網(wǎng)復(fù)測(cè)進(jìn)行。2.2.2沉降變形監(jiān)測(cè)工作的基本要求1) 水準(zhǔn)基點(diǎn)使用時(shí)應(yīng)做穩(wěn)定性檢驗(yàn)，并以穩(wěn)定或相對(duì)穩(wěn)定的點(diǎn)作為沉降變形的參考點(diǎn)，并應(yīng)有一定數(shù)量穩(wěn)固可靠的點(diǎn)校核。2) 對(duì)所使用的儀器和設(shè)備應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)校正，并保留其記錄。3) 參與觀測(cè)的人員必須經(jīng)過培訓(xùn)合格后，才能上崗，并固定觀測(cè)人員；沉降變形觀測(cè)實(shí)行“五固定”原則，即固定水準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)、固定人員、固定測(cè)

3、量?jī)x器、固定監(jiān)測(cè)環(huán)境條件、固定測(cè)量路線和方法。2.2.3沉降變形觀測(cè)工作的具體要求1) 水準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)按照預(yù)先制定的技術(shù)方案進(jìn)行施測(cè)，采用單路線往返測(cè)。2) 水準(zhǔn)儀應(yīng)使用DS05或DS1型儀器，儀器及配套水準(zhǔn)尺均應(yīng)在有效合格檢定期內(nèi)。水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺應(yīng)定期進(jìn)行常規(guī)檢校。3) 外業(yè)測(cè)量進(jìn)行一條路線的往返測(cè)是必須使用同一類型儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊，沿同一路線進(jìn)行。4) 觀測(cè)時(shí)，一般按后-前-前-后的順序進(jìn)行，對(duì)于有變換奇偶站功能的電子水準(zhǔn)儀，按以下順序進(jìn)行：（附示意圖）往測(cè)：奇數(shù)站為后前前后 偶數(shù)站為前后后前返測(cè)：奇數(shù)站為前后后前 偶數(shù)站為后前前后5) 觀測(cè)前30分鐘，將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于

4、一致，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱測(cè)量。觀測(cè)時(shí)用雨傘遮蔽陽(yáng)光，避免望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)著太陽(yáng)，對(duì)于電子水準(zhǔn)儀應(yīng)安裝裝遮光罩。6) 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，嚴(yán)格置平。除路線拐彎處外，每一測(cè)站上儀器與前后視標(biāo)尺的三個(gè)位置，一般為接近一條直線。7) 觀測(cè)過程中為保證水準(zhǔn)尺的穩(wěn)定性，選用2.5kg以上的尺墊，水準(zhǔn)觀測(cè)路線必須路面硬實(shí)，觀測(cè)過程中尺墊踩實(shí)以避免尺墊下沉。同時(shí)觀測(cè)過程中避免儀器安置在容易震動(dòng)的地方，如果臨時(shí)有震動(dòng)，確認(rèn)震動(dòng)源造成的震動(dòng)消失后，再激發(fā)測(cè)量鍵。8) 當(dāng)相鄰觀測(cè)周期的沉降量超過限差或出現(xiàn)反彈時(shí)，應(yīng)重測(cè)并分析工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性，必要時(shí)聯(lián)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。9) 數(shù)據(jù)處理時(shí)，閉合差、中誤差等均滿足要求后進(jìn)行

5、平差計(jì)算，水準(zhǔn)路線要進(jìn)行嚴(yán)密平差，選用經(jīng)鑒定合格的軟件進(jìn)行。2.2.4 專業(yè)要求2.2.4.1一般規(guī)定1) 路基沉降觀測(cè)應(yīng)以路基沉降和地基沉降觀測(cè)為主。觀測(cè)標(biāo)的設(shè)置位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。2) 觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在同一斷面上，這樣有利于測(cè)點(diǎn)看護(hù)，便于集中觀測(cè)，統(tǒng)一觀測(cè)頻率，更重要的是便于各觀測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的綜合分析。3) 一般路基填筑至路基基床表層頂面，加堆載預(yù)壓的路堤填筑至基床底層表面后，在路基基床表層頂面設(shè)沉降觀測(cè)樁，進(jìn)行路基沉降觀測(cè)，時(shí)間不小于6個(gè)月。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，分析評(píng)價(jià)地基的最終沉降量完成時(shí)間，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)措施使地基處理達(dá)到預(yù)定控制要求。4) 測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)元器件的埋設(shè)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)做到位置準(zhǔn)確

6、、埋設(shè)穩(wěn)定。2.2.4.2路基的控制標(biāo)準(zhǔn)1) 觀測(cè)斷面及觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)、元器件的布設(shè)分：沉降觀測(cè)樁、沉降板、位移邊樁。2) 觀測(cè)頻次a) 沉降變形水準(zhǔn)測(cè)量的精度為0.1mm，讀數(shù)取位為0.01mm；b) 路基沉降的頻次不得低于表1，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)或數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)觀測(cè)。觀測(cè)階段 觀測(cè)頻次填筑或堆載一般 1次/天沉降量突變 23次/天兩次填筑間隔時(shí)間較長(zhǎng)1次/3天堆載預(yù)壓或路基施工完畢第1個(gè)月1次/周第2、3個(gè)月 1次/2周3個(gè)月以后1次/月架橋機(jī)通過全程前2次通過前后各1次；其后每1次/天，連續(xù)2次；其后1次/3天，連續(xù)3天；以后1次/周。無(wú)碴軌道鋪設(shè)后第1個(gè)月1次/2周第2、3個(gè)月1

7、次/月3-12個(gè)月1次/3月3 質(zhì)量控制1) 觀測(cè)資料應(yīng)齊全、詳盡、規(guī)范符合設(shè)計(jì)要求。觀測(cè)數(shù)據(jù)必須在當(dāng)天及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)，核對(duì)無(wú)誤后在計(jì)算機(jī)內(nèi)備份并打印出一份原始水準(zhǔn)記錄手薄與平差結(jié)果保存。按照提交資料要求及時(shí)整理、匯總、分析，按相關(guān)規(guī)定整編成冊(cè)。整理原始記錄，每次觀測(cè)結(jié)束后，應(yīng)檢查記錄數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，然后將觀測(cè)點(diǎn)的高程及時(shí)進(jìn)行匯總。計(jì)算沉降量計(jì)算內(nèi)容和方法如下：a) 計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的本次沉降量：b) 計(jì)算累計(jì)沉降量：2) 繪制沉降曲線圖，沉降曲線圖分為兩部分，即時(shí)間與沉降量關(guān)系曲線和時(shí)間與荷載關(guān)系曲線。a) 根據(jù)荷載施加完成不小于3個(gè)月的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)做多種曲線的回歸分析，確定沉降

8、變形趨勢(shì)，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.92。觀測(cè)預(yù)測(cè)的可靠性應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證，間隔不小于3個(gè)月的兩次預(yù)測(cè)的最終觀測(cè)沉降的差值不應(yīng)小于8mm。觀測(cè)預(yù)測(cè)時(shí)間t應(yīng)滿足下列條件：S(t)/ S(t=)75式中S(t)預(yù)測(cè)時(shí)的沉降觀測(cè)值；S(t=)預(yù)測(cè)的最終沉降值b) 繪制時(shí)間與沉降量關(guān)系曲線 首先，以沉降量s為縱軸，以時(shí)間t為橫軸，組成直角坐標(biāo)系。c) 繪制時(shí)間與荷載關(guān)系曲線 首先以荷載為縱軸，以時(shí)間為橫軸，組成直角坐標(biāo)系。4沉降觀測(cè)結(jié)果的分析、評(píng)估1) 路基上鋪設(shè)有砟軌道道砟前，應(yīng)對(duì)路基變形做系統(tǒng)的評(píng)估，確認(rèn)路基的工后沉降和變形符合設(shè)計(jì)要求。2) 評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象或?qū)υ加涗涃Y料存在疑問時(shí)，可進(jìn)行必要

9、的檢查。3) 審核設(shè)計(jì)階段的沉降計(jì)算模型和參數(shù)是否符合實(shí)際；估計(jì)真實(shí)的路基壓縮模量ES，以便確認(rèn)鋪設(shè)有砟軌道（自重）產(chǎn)生的附和沉降。5.常見問題及處理措施5.1觀測(cè)儀標(biāo)的保護(hù)為保證觀測(cè)結(jié)果真實(shí)反映路基沉降情況，必須加強(qiáng)水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)標(biāo)志的規(guī)范表設(shè)置與保護(hù)工作。應(yīng)高度重視觀測(cè)元器件的保護(hù)，確保觀測(cè)工作連續(xù)有效地進(jìn)行。應(yīng)高度重視基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)與保護(hù)問題，應(yīng)綜合考慮沿線地質(zhì)條件、施工影響因素等確定基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)深度與位置。5.2異常數(shù)據(jù)的分析處理變形觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)出現(xiàn)破壞時(shí)，應(yīng)該對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)或選用其他基準(zhǔn)點(diǎn)，以確?？刂泣c(diǎn)標(biāo)高的準(zhǔn)確性；觀測(cè)標(biāo)受到擾動(dòng)時(shí)，應(yīng)分析原因重新對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)，并將本期變形值歸零；由于操作不當(dāng)引起的異常數(shù)據(jù)可以檢查核對(duì)觀測(cè)記錄和計(jì)算數(shù)據(jù)，當(dāng)沒有發(fā)現(xiàn)時(shí)，可以通過重新觀測(cè)發(fā)現(xiàn)。6.結(jié)束語(yǔ)自2011年7月開始路基填筑后，通過路基沉降觀測(cè)施測(cè)實(shí)踐，做到了及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，確保了工程節(jié)點(diǎn)工期，使其質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)（Reference）:1、高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范（TB10601-2009）2、國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范(GB12897-2006)3、客運(yùn)專線鐵路變形觀測(cè)評(píng)估技