转心湖隧无碴轨道基础沉降变形观测方案改后.docx

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转心湖隧无碴轨道基础沉降变形观测方案改后

转心湖隧道线下基础沉降变形观测方案

一、编制目的

隧道主体工程完工后基础沉降观测是无砟轨道铺设前重要工作之一，通过沉降观测，可以监测隧道基础的沉降变形情况，还为今后的无砟整体道床内力计算提供数据、提高准确性，而且在发现异常情况时，能及时采取措施，保证无砟整体道床铺设后的运营安全。

隧道基础沉降观测的基本出发点是掌握隧道基底的实际状况,为了提供转心湖隧道无砟整体道床铺设前基础评估的依据，特编制本方案。

二、编制依据

（1）转心湖隧道施工设计图、设计联系单等相关设计文件；

（2）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

（3）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）；

（4）《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；

（5）《客运专线铁路变形观测评估技术手册》（工管技[2009]77号）；

（6）《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2007]85号）；

（7）《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）；

（8）《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；

（9）《无砟轨道隧道（含过渡段）基础工程沉降变形观测及无砟轨道铺设条件评估实施细则》（哈牡客专公司、铁三院，2013年7月）；

（10）原铁道部有关规定。

三、工程概况

转心湖隧道位于黑龙江省穆棱市磨刀石镇境内，该隧道西起磨刀石镇代马沟北林场，东到柳毛河上游蜂子窝沟一侧山坡上。

进口里程为改DK388+385，出口里程为改DK395+061，隧道全长6676m，为双线单洞隧道。

隧道内最大埋深225m。

该隧道设置一座斜井长885m,从线路右侧与正洞相交于改DK390+700，交角60°，最大坡度9.688%，采用无轨运输。

隧道进口采用单压式洞门，出口采用斜切式洞门。

隧道所在地质条件复杂，存在突水、突泥、坍塌、围岩失稳、轻微-中等岩爆等地质风险。

隧道区地表水受到两侧山坡第四系松散堆积层赋存的孔系潜水及风化基岩裂隙水径流补给。

地下水主要为变质岩岩体基岩裂隙水、花岗岩岩体基岩裂隙水、构造裂隙水。

隧道各级围岩长度及所占比例分别为:

II级围岩总长度为1535m，比例为22.99%；Ⅲ级围岩总长度为3495m，所占比例为52.35%；Ⅳ级围岩总长度为1030m，所占比例为15.43%；Ⅴ级围岩总长度为590m，所占比例为8.84%。

本隧道基础设计为无砟轨道道床，为满足无砟轨道基础沉降观测要求，我项目部成立了专业沉降观测工作组，根据目前隧道施工进展情况分区段对该隧道进行沉降变形观测，计划从2013年11月1日开始，变形观测期不低于3个月。

四、领导组织机构及分工

根据沉降变形观测任务工作量及相关的技术要求，我项目部成立了无砟轨道基础沉降观测工作组，明确了分工和责任，具体工作组成员和职责如下：

组长：

隋中彬

副组长：

陈家欣曹小宝

组员：

张岩高阳春许明迎骆城孙杰邱绪伟任旭建

组长全面负责此次沉降观测各项工作；副组长负责沉降观测各项具体事务的安排、施测及内业资料的整理与上报等工作；组员各负其责，一方面做好外业施测的配合及数据的收集工作，另一方面做好观测点的布点、标识及维护工作，并及时完成组长和副组长交办的各项相关事项。

五、观测点的布置

1、观测断面设置

根据《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》的要求，一般情况下，Ⅲ级围岩每400米、Ⅳ级围岩每300米、Ⅴ级围岩每200米布设一个观测断面，另外考虑转心湖隧道明暗交界和围岩级别变化处的沉降变形，共设置53个沉降观测断面（详见“观测网平面布置示意图”），其中进口设置20个、斜井正洞设置11个、出口设置22个，具体里程如下：

转心湖隧道进口设置20个断面：

DK388+375（桥隧过渡段）、DK388+387（洞门处）、DK388+539（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK388+541（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK388+659（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK388+661（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK389+049（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK389+051（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK389+099（Ⅳ-Ⅴ级分界）、DK389+101（Ⅳ-Ⅴ级分界）、DK389+279（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK389+281（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK389+379（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK389+381（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK389+780（Ⅲ级）、DK390+180（Ⅲ级）、DK390+499（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK390+501（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK390+679（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK390+681（Ⅳ-Ⅲ级分界）。

转心湖隧道斜井正洞设置11个断面：

DK391+070（Ⅲ级）、DK391+469（Ⅲ级）、DK391+869（Ⅲ级）、DK391+899（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK391+901（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK392+079（Ⅳ-Ⅴ级分界）、DK392+081（Ⅳ-Ⅴ级分界）、DK392+239（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK392+241（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK392+319（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK392+321（Ⅳ-Ⅲ级分界）。

转心湖隧道出口设置22个断面:

DK395+070（路隧过渡段）、DK395+040（明洞处）、DK395+034（明暗分界）、DK395+036（明暗分界）、DK394+980（Ⅴ级）、DK394+781（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK394+779（Ⅴ-Ⅳ级分界）、DK394+551（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK394+549（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK394+501（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK394+499（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK393+851（Ⅱ-Ⅲ级分界）、DK393+849（Ⅱ-Ⅲ级分界）、DK393+726（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK393+724（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK392+841（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK392+839（Ⅲ-Ⅱ级分界）、DK392+811（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK392+809（Ⅲ-Ⅳ级分界）、DK392+761（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK392+759（Ⅳ-Ⅲ级分界）、DK392+620（Ⅲ级）。

2、观测点设置

观测点的设置参照《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》的要求，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，设点高度要求高于水沟盖板0.2m处，具体大样图如下：

隧道边墙两侧设置的沉降观测点具体位置示意图

观测元器件的埋设位置标示准确，埋设稳定，观测期间对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞和人为因素的破坏，观测点可以参照下图埋设。

六、使用的仪器和人员组成

１、仪器

本次沉降观测使用莱卡电子水准仪，测量精度达±1mm/km，精确读数至1mm，读数取位至0.01mm。

水准标尺为铟瓦标尺（附仪器检定证书）。

水准仪及配套水准尺均应在有效合格检定期内，在使用前经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角不得超过15″，且仪器各种设置均正确。

２、人员

成立变形观测组两组，每个组共四名成员，成员包括负责人一人，观测人员一人，扶尺人员两人。

所有参与观测的人员均经过培训后上岗，并固定观测人员。

３、仪器标定与保养

对测量水准仪及标尺进行定期检验，加强日常维护、使用和保管，并有检查记录，使用仪器时，观测员不得离开仪器，将仪器置于仪器箱内，仪器箱必须干燥、无尘土，经常擦拭保养仪器，专人保管。

七、测量的内容、方法和精度要求

１、水准基准点和工作基点的布设和测定

基准点是沉降观测的基本控制，我项目计划采用隧道进洞时埋设的洞外高程控制点作为水准基准点，隧道进出口及斜井洞口附近均布设一对水准基准点，共三对6个点，通过精确测定其高程后可作为沉降观测的基准点使用。

工作基点可采用隧道洞内控制测量布设的高程控制点，根据转心湖隧道洞内高程控制网的布置情况，每两百米布设一个，经过精确测定后可作为沉降观测的工作基点使用。

隧道基础的沉降观测，采用电子水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过4√Lmm（L为往返路线长度或附和水准路线长）。

２、观测方法

观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。

另外，沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线或附和水准路线。

３、沉降观测点的布设和观测

沉降观测点由各工程队根据设置观测断面预先埋设好，标志的埋设位置应避开障碍物，且稳固牢靠。

沉降观测点与工作基点、基准点构成沉降监测网，按二等水准测量的要求进行测量，主要技术要求如下：

沉降变形测量精度

变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

沉降变形点的高程中误差（mm）

相邻沉降变形点的高程中误差（mm）

变形点点位中误差（mm）

二等

±0.5

±0.3

±3.0

三等

±1.0

±0.5

±6.0

各次沉降观测是整个工作的主体，现场施工到各个时期的沉降变形量就在这一环节中反映出来，为保证测量的准确性，观测之前对所使用仪器按规范要求进行检验校正，观测按照采用相同的观测路线、使用同一仪器和水准尺、固定观测人员、在基本相同的环境和条件下工作的要求进行观测，精度严格遵行规范要求。

隧道水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧，水准路线观测示意图如下图所示：

八、沉降观测的频次与周期

1、沉降观测频次与周期参照下表执行：

观测阶段

观测频次

观测期限

观测周期

隧底工程完成后

3个月

1次/周

无砟轨道铺设后

3个月

0~1个月

1次/周

1~3个月

1次/2周

   2、具体观测时间安排

根据转心湖隧道施工工期要求、实际施工进展情况，并考虑现场的观测条件，计划安排两个时间区段进行观测。

1）、对进出口和斜井正洞已完工衬砌地段进行观测，计划观测日期为2013年11月1日至2014年2月1日。

2）、进口至斜井正洞段开挖贯通后，对剩余衬砌地段进行观测，计划观测日期为2014年1月1日至4月1日。

3）、斜井正洞至出口段衬砌施工贯通后，对剩余衬砌地段进行观测，计划观测日期为2014年1月20日至4月20日。

九、沉降观测的成果整理与上报

１、每次观测结束后整理原始记录，检查记录的数据和计算是否正确无误，精度是否符合规范要求，然后，调整高差闭合差，计算出各沉降观测点的高程，并填入“沉降观测记录”中（见附表）。

２、计算沉降量计算内容和方法如下：

   1）计算各沉降观测点的本期沉降量：

   沉降观测点的本期沉降量=本次观测所得的实测标高－上次观测所得的实测标高

   2）计算总沉降量：

总沉降量=本期沉降量+上次本期沉降量

将计算出的沉降观测点本期沉降量、总沉降量和观测日期等记入“沉降观测记录”中。

３、观测资料正常情况下每个月向建设、设计、监理单位报一次观测资料（含沉降曲线），非正常情况下及时通报。

十、评估方法与判定标准

沉降观测结束后先进行自我评估与判定，评估与判定的方法可参照相关规范和设计文件。

转心湖隧道线下基础工程沉降评估采用与路基沉降预测相同的曲线回归法进行预测评估，具体要求如下：

（1）、根据隧道完成后不少于3个月的实际观测数据作双曲线与指数曲线两种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92；

（2）、沉降预测的可靠性应通过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降值不应大于8mm；

（3）、隧道完成后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：

S（t）/S（t=∞）≥75%

式中：

S（t）：

预测时的沉降观测值；

S（t=∞）：

预测的最终沉降值。

（注：

沉降和时间以隧道完成后为起始点。

）

（4）、预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm；

（5）、桥隧或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成隧道与桥梁或路基的折角不应大于1/1000。

1、评估前所收集的资料

1）、转心湖隧道围岩情况表与观测断面分部表。

2）、沉降值与时间的关系曲线图。

3）、隧道基础沉降观测表。

2、隧道基础沉降稳定的判定标准

1）、预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。

2）、在地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。

十一、附图、附表

1、观测网平面布置示意图

2、隧道沉降量记录表

隧道沉降量记录表

隧道名称：

观测日期：

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断面里程

观测桩编号

位置

类型

原始标高（m）

上次标高（m）

本次标高（m）

本次沉降（mm）

累计沉降（mm）

单位：

制表：

复核：

年月日