铁路客运专线结构物沉降观测方案

铁路客运专线结构物沉降观测方案

1 沉降监测网的建立及测量技术要点

沉降监测网的建立、精度要求等应符合《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》的要求。沉降监测网应在施工高程控制网的基础上加密建立，按二等水准测量的精度和测量方法进行施测。施工高程控制网点间距一般不宜大于200m，以便对沿线桥梁和路基等建筑物或构筑物进行沉降观测。在沉降监测网建立后，应做好保护工作，同时，定期对沉降监测网进行复测，周期一般不长于六个月。

沉降监测使用精度不低于DSZ1的自动安平水准仪或DS1的气泡式水准仪，采用的水准标尺应与之配套，且是带有两排分划的线条式铟瓦合金标尺。水准仪和水准标尺各项技术指标需符合《国家一、二等水准测量规范》（GB 12897-91）有关规定，且应在沉降观测前和观测过程中的规定时间段进行标定。沉降观测置镜点、观测路线、观测人员、观测设备一般固定，在成像清晰稳定的条件下进行观测。

2 桥涵沉降观测

2.1 沉降观测的内容及布置

2.1.1 桥梁 (1)桥梁工程的每个墩、台均要进行沉降观测，观测标志应尽量靠近地面（水面）。 (2)桥墩：观测点原则上设在桥墩，数量每墩不少于4处，分别设在每个墩的墩身四角。观测点距地面（水面）高度在1m左右，特殊情况可按照确保观测精度、方便观测、利于测点保护等原则进行确定。

(3)桥台：观测点原则上设在台顶（台帽及背墙顶），数量每个台顶不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。

2.1.2涵洞 每个涵洞均要进行沉降观测，数量每个涵洞不少于6处，观测点原则上设在涵洞两侧边墙上，位于涵洞进出口及涵洞中心。

沉降变形观测点设计图和埋设要求：设计单位结合具体设计方案并参照《无碴轨道铺设条件评估技术指南》，在实施性沉降观测设计方案中明确。

2.2 观测精度及频度

桥涵基础沉降变形的观测精度为±l mm，读数取位至0.1 mm。

每阶段的沉降观测，开始一般每周观测一次，以后视两次观测沉降量的变化情况，适当调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm，具体要求见下表1

表1 墩台基础沉降观测频次

观测阶段 墩台施工期间 墩台施工完成至预制梁架设前或现浇梁制梁前 预制 梁桥 现浇 梁桥 预制梁架设 附属设施施工 梁体施工期间 附属设施施工 观测频次 观测期限 全 程 全程 全程 全程 全程 ≥6个月 全程 全 程 24个月 0～3个月 4～12个月 13～24个月 1次/周 架梁前后各一次 荷载变化前后各一次或1次/周 施工起止各一次 荷载变化前后各一次 1次/周 观测周期（/周） 备 注 设置观测点 对岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月 桥梁架设完成至 无碴轨道铺设前 架桥机（运梁车）通过期间 无碴轨道铺设期间 无碴轨道铺设完成后 运梁前和运梁后各1次 1次/天 1次/月 1次/3月 1次/6个月 工后沉降长期观测 2.3 评估方法和判定标准

2.3.1 资料整理 分析评估以前，应收集整理以下资料：桥涵沉降及变形观测资料；桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料；施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料；施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线，见图1。

2.3.2评估分析方法及评估标准 桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。根据桥涵实际荷载情况及观测数据，作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。曲线回归的相关系数应不低于0.92。首次回归分析时，观测期不少于桥涵主体工程完工后三个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于一个月；两次回归结果预测的最终沉降差值不大于8mm。

桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：

s(t)/s(t=∞)≥75%

式中：S(t)——预测时的的沉降观测值。

S(t=∞)——预测的最终沉降值。 根据沉降观测资料推算的工后沉降应符合下列标准：

（1）桥墩台均匀沉降量≤20mm。 （2）相临墩台沉降量之差≤5mm。 （3）涵洞基础工后沉降不应大于15mm。

3 隧道沉降观测

3.1 隧道沉降观测的内容及测点布置

隧道沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛变形等不列入本沉降观测的范围。

沉降观测点宜在以下位置布点：隧道内沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每400m/个、Ⅳ级围岩每300m/个、Ⅴ级围岩每200m/个；明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置至少布设两个断面；地应力较大、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等不良、复杂地质区段适当加密布设。

3.2 观测精度及频度

沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。沉观测频度：沉降观测的开始时间是在仰拱施工结束后立即进行，至隧道沉降稳定，进行定期观测并详细记录观测资料、绘制沉降时程曲线。变形观测一般不少于3个月。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足

图1 沉降与时间关系曲线 设计要求时，应适当延长观测期。一般至仰拱施工结束到沉降稳定，必要时至为无碴轨道铺设期间，直至无碴轨道铺设后3个月。每阶段的沉降观测在开始时可一般每周观测一次，以后可根据两次观测的沉降量调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm。 3.3 分析评估方法及判定标准

根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线。

评估分析方法与评估标准：隧道内无碴轨道铺设条件的评估应根据设计、施工和监理资料以及交接检验和复检的结果进行综合分析。隧道基础的沉降预测评估方法可参照路基标准执行。地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量差不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。预测的隧道基础工后沉降值不大于15mm。

4 过渡段

桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段，线路不同下部基础结构物之间、不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，原则上均需进行沉降观测。

观测点布置与观测频次：过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，不同结构物起点处，距起点5m～10m、20m～30m、50m处分别设置观测断面；过渡段观测点设置参照路堤，原则上采用剖面沉降管（或采用沉降板）。剖面沉降管在桩顶垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后切槽埋设，其上夯填中粗砂至碾压面。剖面沉降管敷设完成后，在两头设置0.5m×0.5m×0.95m素混凝土保护墩，并于管口处设置观测桩。

观测精度：沉降水准的测量精度为±l mm，读数取位至0．1 mm；剖面沉降观测的精度不低于4mm／30 m。

沉降观测频度：沉降观测的频次不低于一般路基的规定。

评估方法和判定标准：过渡段沉降的预测评估方法参照路基执行。过渡段不同结构物间的预测沉降差异不大于5 mm。预测沉降引起沿线路方向的折角不大于1／1000。

5 结语

无碴轨道对路基工后沉降要求非常严格。路基工后沉降观测方法论述的文献很多，评估方法也比较成熟，但对结构物及过渡段的工后沉降控制容易忽视，施工中加强观测对保证结构物及过渡段的施工质量非常重要。只有制定切合实际的观测方案以及严格的观测程序，才能得到有参考价值的观测数据。

参考文献:

[1]杨林浩.郑西铁路客运专线路基工程沉降观测方案[J].铁道工程学报，2006（4） [2]杨广庆，等.高速铁路路基设计与施工 [M ].北京:中国铁道出版社 ,2001.

[3]孙明漳 ,杨志宏 ,等. 路基填土压实及检测技术 [M ]. 北京:中国铁道出版社 ,1994.

[4]郑西铁路客运专线沉降观测方案 .[R ].郑西铁路客运专线有限责任公司，2005.

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