高速鐵路沉降觀測作業(yè)指導書

1、新建鐵路哈爾濱至齊齊哈爾客運專線工程項目HQTJ-5標路 基 沉 降 觀 測 作 業(yè) 指 導 書編制：復核：審核：施工單位：中鐵十三局集團哈齊客專項目部一分部日期：2009年12月 目 錄1.編制依據(jù)12.適應范圍13.施工工藝流程及技術要求24.沉降變形監(jiān)測網(wǎng)建立及測量技術要求35.路基沉降變形觀測35.1 一般規(guī)定35.2 觀測的內(nèi)容35.3 觀測斷面和觀測點的布置45.4 路基沉降變形觀測頻次45.5 觀測精度要求55.6 沉降觀測要求55.7 評估方法和判定標準56. 橋涵沉降變形觀測76.1 一般規(guī)定76.2 沉降觀測的內(nèi)容76.3 觀測點的布置76.4 觀測精度86.5 沉降觀測頻

2、次86.6 評估方法和判定標準97.過渡段117.1 一般規(guī)定117.2 觀測點布置與觀測頻次117.3 觀測精度117.4 沉降觀測頻次117.5 評估方法和判定標準111客運專線路基沉降觀測作業(yè)指導書1.編制依據(jù)客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準客運專線鐵路路基工程施工技術指南施工圖設計文件國家一、二等水準測量規(guī)范（GB1287991）工程測量規(guī)范（GB002693）全球定位系統(tǒng)（GPS）鐵路測量規(guī)程（TB1005497）2.適應范圍本規(guī)定適用于哈齊客運專線HQTJ-5標（DK218+000DK256+680）施工期及正式驗收通過前的沉降觀測評估工作。3.施工工藝流程及技術要求原位測

3、試制定觀測方案工程部審批元件埋設初測值調(diào)試第一階段填土計劃填第一層土進行動態(tài)跟蹤觀測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)取得強度增長規(guī)律總結(jié)階段成果下一階段填土計劃填土標高設計標高預壓期觀測制定卸載標準滿足卸載要求卸載停載路基穩(wěn)定采取措施調(diào)整填土計劃采取處理措施再處理修改 穩(wěn)定 不同意 不滿足監(jiān)控指標 不穩(wěn)定 滿足監(jiān)控指標短期內(nèi)不能穩(wěn)定 短期內(nèi)達 到穩(wěn)定狀態(tài) 是 否 否 否 是4.沉降變形監(jiān)測網(wǎng)建立及測量技術要求沉降監(jiān)測網(wǎng)應在施工高程控制網(wǎng)的基礎上進行加密建立，按二等水準測量的精度和測量方法要求進行施測。高程基準網(wǎng)點間距200m，以便于對沿線橋梁和路基等建筑物或構(gòu)筑物進行沉降觀測。觀測前，對所使用的儀器和設備，應進行

4、檢驗校正，并保留檢驗記錄。在沉降觀測基準網(wǎng)建立后，應對水準基點做好保護工作，發(fā)現(xiàn)丟樁或樁位有移動現(xiàn)象，應盡快恢復和補測樁點。另外，應定期對沉降觀測基準網(wǎng)進行復測，提出復測成果，復測周期不大于6個月。在沉降觀測前和沉降觀測過程中的規(guī)定時間段應對儀器和標尺進行標定。沉降觀測置鏡點、觀測路線、觀測人員、觀測設備一般應固定，在成像清晰穩(wěn)定的條件下進行觀測，不得在日出后及日出前約半小時及其他不宜觀測的天氣情況下作業(yè)；作業(yè)中應經(jīng)常對水準儀及水準尺的水準器和i角進行檢查；在同一測站觀測時，不得兩次調(diào)焦，以確保觀測成果的質(zhì)量。每一設計單元的工程變形測量任務完成以后要及時進行測量成果整理， 主要應提交下列沉降觀

5、測成果資料：（1）觀測實施方案、技術設計、評估細則；（2）觀測基準點與觀測點平面布置圖；（3）儀器檢驗與校正資料；（4）觀測記錄手簿；（5）平差計算及測量成果表；（6）沉降變形圖表及沉降曲線。5.路基沉降變形觀測5.1 一般規(guī)定觀測的目的是通過沉降觀測，利用沉降觀測資料分析、預測施工后沉降，提出加速路基沉降的措施，確定無碴軌道的鋪設時間，評估路基工后沉降控制效果，確保無碴軌道結(jié)構(gòu)的安全。路基上無碴軌道鋪設前，應對路基變形作系統(tǒng)的評估，確認路基的工后沉降和變形滿足無碴軌道鋪設要求。路基填筑完成或施加預壓荷載后應有6個月的觀測和調(diào)整期。觀測數(shù)據(jù)不足以評估或工后沉降評估不能滿足設計要求時，應延長觀測

6、或采取必要的加速或控制沉降的措施。觀測期內(nèi)，路基沉降實測值超過設計值20及以上時，應及時查明原因，必要時進行地質(zhì)復查，并根據(jù)實測結(jié)果調(diào)整計算參數(shù)，對設計預測沉降進行修正或采取沉降控制措施。評估時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象或?qū)υ加涗涃Y料存在疑問，要進行必要的檢查。5.2 觀測的內(nèi)容路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主。路塹沉降觀測部位為基床表層的底面處。路堤沉降是由路堤本體和地基組成，為了觀測到路堤的沉降與時間的關系，及沉降主要產(chǎn)生的部位，一般路堤觀測的內(nèi)容應為：基床底層頂面的路基總沉降和地基面處地基部分總沉降。對于地基條件復雜和填土高度大的路堤，還包括如下內(nèi)容：路堤中部的沉降觀測；地基處理范圍的下

7、限處地基深部的沉降觀測。5.3 觀測斷面和觀測點的布置5.3.1 觀測斷面布置沉降觀測斷面的間距50 m。地形、地質(zhì)條件變化較大地段應適當加密（以設計文件為準），應25m布設一個斷面。對地形橫向坡度大或地層橫向厚度變化的路基工點應布設不少于1個橫向觀測斷面。一個沉降觀測單元（連續(xù)路基沉降觀測區(qū)段為一單元）應有2個觀測斷面。5.3.2 觀測點布置沉降觀測可在線路兩側(cè)地基、路肩和線路中心設置觀測樁或在線路中心設置沉降板。對于路堤觀測斷面，在線路中心線布設一組沉降板，路肩兩側(cè)布設變形觀測樁。圖1 路堤沉降觀測斷面觀測標志布置示意圖5.4 路基沉降變形觀測頻次哈齊客運專線鋪無碴軌道前，路基變形觀測分兩

8、個階段進行。第一階段：路基填筑施工期間的觀測，主要觀測路基填土施工期間地基的沉降已及路堤坡腳邊樁的水平位移；第二階段：路基填筑施工至設計高程后，自然沉降期及預壓期的變形觀測，該階段應對路基沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降進行系統(tǒng)的觀測。所有元器件埋設后必須測試初始讀數(shù)；在路堤填筑前必須進行復測，作為初始讀數(shù)。路基沉降觀測頻次見表1表1路基沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次填筑或堆載一般1次/天沉降量突變23次/天兩次填筑間隔時間較長1次/3天堆載預壓或路基施工完畢第1個月1次/周第2、3個月1次/10天3個月以后1次/2周6個月以后1次/月冬季：凍結(jié)期與凍融期觀測頻次比平常期增加一倍。無碴軌道鋪

9、設后第1個月1次/2周第2、3個月1次/月312個月1次/3月5.5 觀測精度要求沉降水準的測量精度為±1 mm，讀數(shù)取位至0.1 mm。5.6 沉降觀測要求為達到路基沉降觀測的目的，建立沉降與時間的關系，了解產(chǎn)生沉降的部位，沉降觀測應考慮如下要求。為了觀測到各部位的總沉降，從路基填土開始，沉降觀測也隨即進行。沉降標志的埋設是在施工過程中進行的，施工單位的填筑施工要與標志的埋設作好協(xié)調(diào)，做到互不干擾、影響。路堤的填筑進度要及時告知負責埋設沉降板的人員，避免錯過最佳埋設機會。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按本方案所要求，不能影響路基填筑質(zhì)量的均勻性。在沉降板埋設基本不影響施工的條件下，

10、路基的施工應作到碾壓的均勻性，質(zhì)量的一致性，使沉降觀測資料具有良好的代表性。為了分析施工期沉降和工后沉降、施工期沉降與總沉降的關系以及驗證推算工后沉降方法的準確性，對部分有代表性路基（暫定工程試驗段），進行運營期間的長期沉降觀測，以期得到最終沉降量。5.7 評估方法和判定標準5.7.1 觀測資料整理做好觀測數(shù)據(jù)的記錄與整理。根據(jù)觀測資料，及時完成有關圖表的繪制，主要包括：每個觀測標志點的荷載時間沉降曲線；圖3 荷載時間沉降曲線（示意）5.7.2 路基沉降分析評估工作應根據(jù)下列資料綜合分析：路基沉降觀測資料。路基地段的線路設計縱斷面圖、工程地質(zhì)縱橫斷面圖、設計圖紙和說明書、沉降計算報告(包括不同

11、階段的設計沉降值與時間的關系曲線)等相關設計資料；施工過程、施工核查以及填料、級配、地基和壓實檢驗情況等施工資料；施工質(zhì)量控制過程和抽檢情況等監(jiān)理資料。5.7.3 評估分析方法5.7.3.1路基沉降預測常用方法有：雙曲線法、固結(jié)度對數(shù)配合法（三點法）、拋物線法、指數(shù)曲線法、 修正指數(shù)曲線法、沉降速率法、 星野法、 泊松曲線法等曲線擬合方法推算工后沉降（詳見附件）。本段采用曲線回歸法。5.7.3.2路基沉降預測曲線回歸法應滿足以下要求：根據(jù)路基填筑完成或堆載預壓后3個月的實際觀測數(shù)據(jù)作回歸分析，確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關系數(shù)不應低于0.92；沉降預測的可靠性應經(jīng)過驗證，間隔3個月的兩次預

12、測最終沉降的差值不應大于8 mm；路基填筑完成或堆載預壓后，最終的沉降預測時間應滿足下列條件：s(t)/s(t=)75%式中 s(t)預測時的沉降觀測值；s(t=)預測的最終沉降值。注：沉降和時間以路基填筑完成或堆載預壓后為起始點。設計沉降計算總沉降量與通過實測資料預測的總沉降量之差值原則上不宜大于10mm。路基填筑完成或施加預壓荷載后應有6個月的觀測和調(diào)整期，持續(xù)沉降觀測6個月的時間，根據(jù)這6個月以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)，繪制“時間-沉降量"曲線，按實測沉降數(shù)據(jù)分析并推算總沉降量、工后沉降值，初步確定無碴軌道鋪設時間。觀測數(shù)據(jù)不足以評估或工后沉降評估不能滿足設計要求時，應繼續(xù)觀測或采取必要的

13、加速或控制沉降的措施。在3個月后進行第一次預測，根據(jù)3個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)，繪制“時間-沉降量"曲線，按實測沉降數(shù)據(jù)初步預測6月的沉降量及剩余沉降量，以決定運架梁的時間。當推算的工后沉降值滿足評估標準時，才能鋪設無碴軌道。當沉降分析結(jié)果表明無碴軌道不能在計劃的工期鋪設時，則要研究確定是延長路基擺放時間，還是采取調(diào)整預壓土高度、調(diào)整預壓土卸荷時間、增加地基加固等工程措施。5.7.4 評估標準根據(jù)實測沉降觀測資料推算的路基工后沉降量不超過扣件允許的沉降調(diào)高量15mm；沉降比較均勻的路基，推算最大工后沉降量不超過30mm，并且調(diào)整軌面高程后圓順的豎曲線半徑應不小于（為設計最高速度，km/h）；路

14、橋或路隧交界處的差異沉降不應大于5mm，過渡段沉降造成的路基與橋梁的折角不應大于1/1000 。6. 橋涵沉降變形觀測6.1 一般規(guī)定6.1.1 無碴軌道鋪設前，應對橋涵變形作系統(tǒng)的評估，確認橋涵基礎沉降變形等符合設計要求。通過各施工階段對墩臺沉降的觀測，驗證和校核設計理論、設計計算方法，并根據(jù)沉降資料的分析預測總沉降和工后沉降量，進而確定橋梁工后沉降是否滿足鋪設無碴軌道要求。6.1.2 根據(jù)沉降資料分析，對沉降量可能超標的墩臺研究對策，提出改進措施，以保證橋梁工程的安全；同時積累實體橋梁工程的沉降觀測資料，為完善樁基礎沉降分析方法作技術儲備。橋涵主體工程完工后，沉降觀測期一般應6個月。觀測數(shù)

15、據(jù)不足或工后沉降評估不能滿足設計要求時，應適當延長觀測期。6.1.3觀測期內(nèi)，基礎沉降實測值超過設計值20及以上時，應及時查明原因，必要時進行地質(zhì)復查，并根據(jù)實測結(jié)果調(diào)整計算參數(shù)，對設計預測沉降進行修正或采取沉降控制措施。6.2 沉降觀測的內(nèi)容應對每個橋梁墩臺、每個涵洞進行觀測，并對每孔預應力混凝土梁進行徐變變形觀測。對原材料變化不大、預制工藝穩(wěn)定、批量生產(chǎn)的預應力混凝土預制梁，徐變變形觀測可每30孔選擇1孔進行。采用移動模架施工的橋梁，重點對前三孔進行觀測，根據(jù)結(jié)果合理設置支架的拱度。6.3 觀測點的布置6.3.1 橋梁墩臺沉降觀測點布置：墩臺沉降觀測點可在墩頂、墩身或承臺上布置，每個墩臺的

16、測點總數(shù)一般4個；觀測點的布設見設計圖。6.3.2 預應力混凝土梁觀測點布置：梁體變形觀測點應設在支點和跨中截面，每孔梁的測點數(shù)量6個。觀測點的布設見設計圖。6.3.3 涵洞觀測點的布置：涵洞邊墻兩側(cè)應設置沉降觀測點，測點數(shù)量4個，觀測點的埋設見設計圖。 6.4 觀測精度橋涵基礎沉降變形的觀測精度為±l mm，讀數(shù)取位至0.1 mm。6.5 沉降觀測頻次 墩臺基礎沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備 注觀測期限觀測周期墩臺施工期間設置觀測點墩臺施工完成至預制梁架設前或現(xiàn)澆梁制梁前全程1次/周預制梁橋預制梁架設全程架梁前后各一次附屬設施施工全程荷載變化前后各一次或1次/周現(xiàn)澆梁橋梁體施工期間

17、全程施工起止各一次附屬設施施工全程荷載變化前后各一次或1次/周橋梁架設完成至無碴軌道鋪設前6個月1次/周對巖石地基的橋梁，一般不宜少于2個月架橋機（運梁車）通過期間全程運梁前和運梁后各1次無碴軌道鋪設期間全程1次/天無碴軌道鋪設完成后24個月03個月1次/月工后沉降長期觀測412個月1次/3月1324個月1次/6個月注：測試墩臺沉降時，應同時記錄結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。梁體豎向變形觀測頻次觀測階段觀測頻次備 注觀測期限觀測周期梁體施工完成/設置觀測點預應力張拉期間全程張拉前后各一次測試梁體彈性變形橋梁附屬設施安裝全程安裝前后各一次測試梁體彈性變形預應力張拉完成無碴軌道鋪設前60天

18、1次/1、3、5天后期1次/周無碴軌道鋪設期間全程1次/天無碴軌道鋪設完成后24個月03個月1次/月殘余徐變變形長期觀測412個月1次/3個月1324個月1次/6個月注：測試梁體徐變上拱變形時，應同時記錄梁體荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。涵洞基礎沉降觀測頻次觀測階段觀測頻次備 注觀測期限觀測周期涵洞主體施工期間設置觀測點涵洞主體施工完成全程1次/周涵洞頂填土施工全程荷載變化前后各一次或1次/周架橋機（運梁車）通過期間全程運梁前和運梁后各1次涵洞完工至無碴軌道鋪設前6個月1次/周對巖石地基的涵洞，一般不宜少于2個月無碴軌道鋪設期間全 程1次/天無碴軌道鋪設完成后24個月03個月1次/月工后沉

19、降長期觀測412個月1次/3月1324個月1次/6個月注：測試涵洞沉降時，應同時記錄結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。6.6 評估方法和判定標準6.6.1觀測資料整理表采用統(tǒng)一的哈齊客運專線墩臺沉降匯總表（見附表）做好觀測數(shù)據(jù)的記錄與整理。根據(jù)觀測資料，及時繪制每個觀測標志點的荷載時間沉降曲線；6.6.2分析評估前應收集下列資料：橋涵沉降及變形觀測資料。橋涵地段線路縱斷面圖、工程地質(zhì)縱橫斷面圖、橋涵設計圖紙和說明書、沉降計算報告等相關設計資料。施工過程、施工核查、施工記錄和原材料檢驗情況等施工資料。施工質(zhì)量控制過程和抽檢情況等監(jiān)理資料。6.6.3 評估分析方法橋涵基礎沉降分析評估應采用曲線

20、回歸法。對于預制梁橋，基礎沉降應按墩臺混凝土施工后、架梁前及架梁后三階段進行；對于原位施工的橋梁及涵洞，基礎沉降應根據(jù)實際施工狀態(tài)及荷載變化情況劃分階段。根據(jù)橋涵實際荷載情況及觀測數(shù)據(jù)，應作回歸分析及預測，綜合確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關系數(shù)應不低于0.92。首次回歸分析時，觀測期橋涵主體工程完工后3個月。兩次回歸結(jié)果預測的最終沉降的差值不應大于8mm。兩次預測的時間間隔一般不少于3個月。橋梁主體結(jié)構(gòu)完工至無碴軌道鋪設前，沉降預測的時間應滿足以下條件：s(t)/s(t=)75%式中：S(t)預測時的的沉降觀測值； S(t=)預測的最終沉降值。4、評估標準根據(jù)實測沉降觀測資料推算的工后沉降

21、應符合下列標準：（1）橋墩臺均勻沉降量20mm；（2）相臨墩臺沉降量之差5mm。（3）涵洞基礎工后沉降不應大于15mm。7.過渡段7.1 一般規(guī)定橋涵兩端的過渡段均需進行沉降觀測。過渡段工后沉降的分析評估應沿線路方向考慮各觀測斷面和各種結(jié)構(gòu)物之間的關系綜合進行。對線路不同下部基礎結(jié)構(gòu)物之間以及不同地基條件或不同地基處理方法之間形成的各種過渡段，應重點分析評估其差異沉降。 7.2 觀測點布置與觀測頻次過渡段應考慮線路縱向平順性和不同結(jié)構(gòu)物差異沉降的觀測和評估，不同結(jié)構(gòu)物起點處、距起點510m、2030m、50m處分別設置觀測斷面。過渡段觀測點設置參照路堤。原則上采用剖面沉降管（或采用沉降板）。剖面沉降管在樁頂墊層施工完畢后，填土至0.6m高度碾壓密實后切槽埋設，開槽寬度20-30cm，開槽深度至墊層頂面，回填中粗砂至0.2m高度時敷設剖面沉降管（剖面沉降管及管接頭內(nèi)穿入用于拉動測頭的銦鋼絲繩），其上夯填中粗砂至碾壓面。剖面沉降管敷設完成后，在兩頭設置0.5m×0.5m×0.95m素混凝土保護墩，并于管口處設置觀測