鐵路路基監(jiān)測方法

1、鐵路路基監(jiān)測方法既有鐵路路基監(jiān)測內(nèi)容主要包括：路基面的幾何形態(tài)、道床厚度、路基面的變形、基床厚度、路基基底的沉降變形與不均勻沉降等監(jiān)測，有條件尚應(yīng)進行基床土的應(yīng)力測試。既有鐵路路基監(jiān)測應(yīng)布設(shè)在路基填料或基床土質(zhì)不良、基底地質(zhì)條件差、地形變化大、路基排水不暢、以及各種過渡段等部位。尤以路基出現(xiàn)病害或潛在危險地段應(yīng)加強加密監(jiān)測。監(jiān)測點應(yīng)設(shè)置在觀測數(shù)據(jù)容易反饋，且不影響正常行車運營或?qū)φ问┕ぴ斐刹槐愕牟课弧?.1 監(jiān)測布置原則1.1.1 路基面外觀監(jiān)測路基面外觀監(jiān)測主要包括道床厚度、路基面的幾何形態(tài)（路肩形狀、路基面寬度、路拱形狀、橫向坡度及其平整度、基床陷槽、翻漿冒泥點等）?？稍趦蓚?cè)路肩上安設(shè)固

2、定測點，采取開挖道床后經(jīng)緯儀測量或直接采用釬探丈量。沿線路方向每隔100200m設(shè)置一個監(jiān)測斷面（且每工點不少于2個監(jiān)測斷面），路基基床病害嚴重地段應(yīng)適當(dāng)加密。1.1.2 變形監(jiān)測路基變形監(jiān)測主要包括路基面沉降監(jiān)測、路基本體沉降監(jiān)測、路基基底沉降監(jiān)測、路基深厚層地基分層沉降監(jiān)測、路基水平位移監(jiān)測等。既有鐵路受行車運營影響，一般以路基面沉降監(jiān)測為主，較直觀適用，便于實施且不影響既有線行車運營，其它變形監(jiān)測應(yīng)用較少，主要原因是監(jiān)測元件埋設(shè)對行車運營干擾較大，但對于既有鐵路路基的穩(wěn)定、沉降變形嚴重地段視現(xiàn)場實際情況而定。路基變形監(jiān)測布置圖詳見圖1-1。注：當(dāng)同時進行路基本體監(jiān)測與路堤基底沉降監(jiān)測時，

3、可在同一孔中上下分布埋設(shè)監(jiān)測元件。圖1-1-1 既有鐵路路基監(jiān)測斷面示意圖（1）路基面沉降監(jiān)測分別于既有路基內(nèi)側(cè)鋼軌頂、兩側(cè)路肩各一個監(jiān)測點，每個監(jiān)測斷面共3個點，兩側(cè)路肩處埋設(shè)位移監(jiān)測樁（包樁），鋼軌頂處在鋼軌內(nèi)側(cè)刷紅色油漆作為標識，用精準水準儀、經(jīng)緯儀等儀器，采用精密測量方法。一般每隔50m設(shè)置一處監(jiān)測斷面，過渡段路基必須設(shè)置。（2）路基本體沉降監(jiān)測當(dāng)既有路基填料不良、壓實度不足或較高填方等路基本體沉落變形較大時，可視需要進行路基本體沉降監(jiān)測。于既有路基路肩（或路堤原有地表橫坡大于20%地段于兩側(cè)路肩處）采用預(yù)鉆孔成孔后埋設(shè)高精度智能型單點沉降計，分別設(shè)置于基床表層底部、基床底層底部設(shè)置，

4、當(dāng)路基填高大于8.0m時，于基床以下路基填土中增加12個監(jiān)測點。一般每工點不少于2處沉降監(jiān)測斷面，過渡段路基必須設(shè)置。（3）基底沉降監(jiān)測當(dāng)既有路基基底軟弱沉降變形較大時，可進行路基基底沉降監(jiān)測。于既有路堤路肩處（或路堤原有地表橫坡大于20%地段于兩側(cè)路肩處）采用預(yù)鉆孔成孔后在路基基底地面埋設(shè)高精度智能型單點沉降計進行監(jiān)測。一般每工點不少于2處沉降監(jiān)測斷面，過渡段路基必須設(shè)置。（4）深厚層地基分層沉降監(jiān)測當(dāng)既有路堤基底軟弱層較厚且路基沉降變形嚴重時，可進行深厚層地基分層沉降監(jiān)測。于既有路堤路肩處（或路堤原有地表橫坡或地基軟弱層基底橫坡大于20%地段于兩側(cè)路肩處）采用預(yù)鉆孔成孔后在基底地基中埋設(shè)高

5、精度智能型串聯(lián)式分層沉降計，分層沉降計布設(shè)間距2.03.0m。一般每工點不少于2處深層沉降監(jiān)測斷面，過渡段路基必須設(shè)置。（5）路基水平位移監(jiān)測當(dāng)既有路基存在穩(wěn)定變形且持續(xù)發(fā)展時可進行路基水平位移監(jiān)測。一般沿線路縱向每隔3050m在距路堤坡腳外2m、10m處設(shè)置邊樁進行路基水平位移監(jiān)測。當(dāng)既有路基穩(wěn)定變形量較大，必要時可在既有路基邊坡或坡腳處（或路堤原有地表橫坡大于20%地段于填方高的一側(cè)）預(yù)鉆孔成孔埋置測斜管（孔深應(yīng)至穩(wěn)定地層一定深度內(nèi)）,采用測斜儀精確地測量巖土層內(nèi)部水平位移或變形。一般每工點不少于2處水平位移監(jiān)測斷面。1.1.3 應(yīng)力監(jiān)測視既有鐵路路基基床病害情況，或提速、重載改造工程需要

6、，必要時可進行基床土的應(yīng)力監(jiān)測。在扣軌架空線路、限速慢行的條件下，開挖道床、基床，于既有鐵路路基中心、鋼軌、軌枕端頭正下方的基床表面以下0.2m、0.7m、1.2m深度處各埋設(shè)3個土壓力盒，實測整治期與運營期既有路基基床土中的應(yīng)力、列車動荷載對基床應(yīng)力沿深度及橫向分布情況以及基床鋪設(shè)土工合成材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。一般每工點應(yīng)設(shè)置不少于2處監(jiān)測斷面，每監(jiān)測斷面共9個監(jiān)測點。路基基床應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測布置詳見圖1-1。1.2 監(jiān)測元件埋設(shè)與安裝1.2.1位移監(jiān)測樁采用28mm長1.2m的鋼釬。在路肩處將位移監(jiān)測樁打入埋置至設(shè)計位置，埋置深度1.0m，樁周上部0.2m用水泥砂漿澆注固定，完成埋設(shè)后采用水準儀

7、或全站儀測量樁頂高程作為初讀數(shù)。1.2.2位移邊樁邊樁埋設(shè)位置應(yīng)按試驗設(shè)計測量確定，邊樁可采用打入埋設(shè)或開挖埋設(shè)，埋設(shè)深度0.9m，樁周上部0.3m用水泥砂漿澆注固定，完成埋設(shè)后采用經(jīng)緯儀（或全站儀）測量邊樁標高及距基樁的距離作為初始讀數(shù)。1.2.3單點沉降計1）單點沉降計采用智能數(shù)碼單點位移計，屬智能位移傳感器，單點沉降計是由傳感器、傳遞桿、傳遞桿保護管、錨固頭、安裝基座、測試導(dǎo)線等部分組成。分層沉降計是由多個單點沉降計通過安裝套件串聯(lián)組成的。2）埋設(shè)要點在安裝之前，需要對傳感器進行檢查，以確定其完好無損。采用鉆孔引孔埋設(shè)，鉆孔孔徑108mm，鉆孔垂直，孔深應(yīng)與沉降儀總長一致，應(yīng)達到穩(wěn)定硬層

8、（最好為基巖），孔口應(yīng)平整密實，引孔垂直度誤差2。成孔后，安裝單點位移計前先在孔底灌注水泥砂漿，固定底端錨板。沉降計安裝時，錨板朝下，法蘭沉降板朝上，注意要用拉繩保護以防止元件自行掉落，采用合適方法將沉降計底端錨板壓至設(shè)計深度。單點位移計測桿等各部件安裝好后，通過沉降盤的扁形孔將細沙灌入孔中回填，回填過程中使用事先放置的鋼管夯實細沙。根據(jù)回填高度逐步夯實細沙逐步抽出鋼管，回填高度離孔頂-0.3米。每個測試斷面的單點位移計埋設(shè)完成后，使用水泥沙漿將孔內(nèi)未回填的部分和沉降盤位置澆注填滿后，用原土蓋使路基恢復(fù)原狀。位移計引出導(dǎo)線套鋼絲波紋管進行保護，并挖槽集中從一側(cè)引出路基，引入坡腳觀測箱內(nèi)，注意導(dǎo)

9、線應(yīng)適當(dāng)松弛。元件埋入之前應(yīng)采取措施保證孔徑滿足安裝要求，一般埋設(shè)完成后35天待縮孔完成后測試初讀數(shù)。1.2.4 測斜管埋設(shè)可采用專用塑料硬管，其抗彎剛度應(yīng)適應(yīng)被測土體的水平位移，測斜導(dǎo)管內(nèi)十字導(dǎo)槽應(yīng)順直，管端接口密合。測斜是將測斜儀探頭導(dǎo)輪卡置于預(yù)埋測斜導(dǎo)管的十字導(dǎo)槽內(nèi)，從底部每隔0.5m依次測讀，并通過數(shù)據(jù)處理計算求出不同深度處土體的水平位移。埋設(shè)要點：路塹開挖至設(shè)計埋設(shè)測斜管位置時，即應(yīng)開始埋設(shè)測斜管。采用鉆孔導(dǎo)孔埋設(shè)，鉆孔垂直偏差率應(yīng)小于1.5%，并無塌孔、縮孔現(xiàn)象，軟土層應(yīng)采用泥漿護壁，鉆孔深度應(yīng)不小于設(shè)計要求的深度。測斜管埋設(shè)前，應(yīng)按設(shè)計用螺釘進行預(yù)組裝：管底部用底蓋封住，用外接頭

10、連接導(dǎo)管至大于埋設(shè)長度約0.3m；再根據(jù)鉆架高度將預(yù)裝好的導(dǎo)管從接頭處拆卸分段備用。測斜管埋設(shè)時，按預(yù)裝順序從底部分段依次埋入，相鄰兩段沉降測斜管隨埋隨接，并及時灌水入管內(nèi)，直至將測斜管壓入孔底就位。調(diào)整測斜管內(nèi)十字導(dǎo)槽方向與觀測斷面方向一致后，安裝測斜管頂蓋，并在測斜管周圍回填中粗砂，并灌水使其密實。用水泥砂漿固定觀測盒，對孔口進行長期保護。待測斜孔側(cè)土回淤穩(wěn)定后，連續(xù)測讀數(shù)日，穩(wěn)定讀數(shù)作為初始讀數(shù)。1.2.5土壓力盒土壓力盒埋設(shè)前應(yīng)進行穩(wěn)定、防水密封、壓力標定、溫度標定等工作,并進行編號。一般應(yīng)先將埋設(shè)處的基床土仔細削平夯實，然后再安裝壓力盒。埋設(shè)時應(yīng)使壓力盒的膜板直接與基床土接觸，膜板要

11、求與基床土底面齊平，不能凸出或凹進（凸出或凹進都會使實際測量值偏大或偏小）。埋設(shè)前應(yīng)該在壓力盒的周邊裹包一層厚度為12厘米的橡膠圈，并在其周圍采用同性狀的基床土分層回填壓實，以免引起土壓力的重分布，以保證測試的可靠性。所有信號線應(yīng)通過預(yù)埋設(shè)PVC管引至路肩處的觀測箱內(nèi)。1.3 監(jiān)測方法、頻率1.3.1 監(jiān)測方法及測量精度要求位移監(jiān)測樁、位移邊樁采用水準儀、經(jīng)偉儀或全站儀進行監(jiān)測。所有標高水準測量應(yīng)滿足二等變形等級測量技術(shù)要求，按國家一等精密水準測量方法施測，測量精度：1.0mm，讀數(shù)取位至0.1mm。單點沉降計或串聯(lián)式分層沉降計、土壓力盒采用智能型振弦頻率檢測儀器進行測試。主要監(jiān)測元件技術(shù)參數(shù)

12、指標見下表表1-3-1 主要監(jiān)測元件參數(shù)指標儀器名稱量程靈敏度適用范圍主要特點備注位移監(jiān)測元件監(jiān)測樁位移0.1mm測量路基面位移讀數(shù)直觀，精度一般。主要監(jiān)測元件邊樁位移0.1mm測量路基邊坡位移智能數(shù)碼沉降計100mm0.01mm測量土體垂直向變形精度高，數(shù)據(jù)量大，能實現(xiàn)自動系統(tǒng)及無線采集數(shù)據(jù)。視需要設(shè)置智能數(shù)碼分層沉降計100mm0.01mm土體的分層沉降量測測斜儀100mm0.01mm測量巖土層側(cè)向變形應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測元件智能弦式數(shù)碼壓力盒6MPa0.001MPa測量巖土體應(yīng)力應(yīng)變1.3.2 監(jiān)測頻率所有元件埋設(shè)后，必須測試初始讀數(shù)，在正式開始前，必須對所有元件進行復(fù)測，作為正式初始讀數(shù)。各階

13、段沉降觀測頻度應(yīng)滿足表1-3-2要求。表1-3-2 路基沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次整治期一般1次/天沉降量突變23次/天運營期第1個月1次/周第2、3個月1次/10天36個月1次/2周612個月以后1次/月 測試過程中發(fā)現(xiàn)異常必須及時查明原因，盡快妥善處理。1.3.3 元件保護要求應(yīng)成立專門監(jiān)測測試小組，進行元器件的埋設(shè)、觀測和保護工作，小組人員分工明確，責(zé)任到人。元件埋設(shè)前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進行編號，有導(dǎo)線的元件應(yīng)將導(dǎo)線引出至路基路肩或坡腳觀測箱內(nèi)，并做好觀測箱的保護。有監(jiān)測元件埋設(shè)時或監(jiān)測過程中損壞應(yīng)及時補埋或經(jīng)設(shè)計、監(jiān)理確認采取其它替代措施。應(yīng)制定穩(wěn)妥的保護措施并認真執(zhí)行，確保元器件不因人

14、為、自然等因素而破壞。元器件埋設(shè)后，制作相應(yīng)的標志旗或保護架插在上方。1.3.4 資料整理要求所有測試數(shù)據(jù)應(yīng)真實、可靠，并有可追溯性；記錄必須清晰，不得擦改；測試、記錄人員必須簽名。各種監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄格式應(yīng)滿足相應(yīng)技術(shù)要求的規(guī)定。人工測試數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)天及時輸入電腦，核對無誤后在計算機內(nèi)保存，自動采集測試數(shù)據(jù)應(yīng)及時在計算機內(nèi)備份。沉降觀測資料及時輸入沉降觀測管理信息系統(tǒng)，以保證在觀測過程中時時監(jiān)控。觀測中有沉降異常情況應(yīng)及時及時處理。按照資料提交要求及時對測試數(shù)據(jù)進行整理、分析、匯總，繪制有關(guān)分析曲線及完成有關(guān)報告。觀測數(shù)據(jù)及觀測報告作為評判路基工后沉降是否滿足要求及作為工程竣工驗收的依據(jù)。1.3.5 沉降的評估方法與措施路基整治施工后,先持續(xù)監(jiān)測不少于6個月的時間，根據(jù)這6個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)，繪制“時間填土高沉降量”曲線，按實測沉降推算法或沉降的反演分析法，分析并推算總沉降量、工后沉降值以及后期沉降速率，并初步分析推測最終沉降完成時間。根據(jù)分析結(jié)果，驗證、調(diào)整設(shè)計措施使地基處理達到預(yù)定的變形控制要求。當(dāng)評估結(jié)果表明沉降還不能滿足要求時，則研究確定是否應(yīng)繼續(xù)觀測或采取必要的加固處理措施，即進行“監(jiān)測評估調(diào)整”循環(huán)，直至滿足要求。實測沉降推算：利用實測數(shù)據(jù)推算最終沉降量方法很多，常用的有雙曲線法、三點