沉降观测测量学习资料.docx

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沉降观测测量学习资料

沉降观测学习内容：

1工作流程与工作内容

1.0.1线下工程沉降变形观测及评估工作分为准备阶段、观测阶段与评估阶段。

1.0.2各方应严格按照工作流程进行工作，各阶段成果报告内容要符合细则要求。

1.1准备阶段

1.1.1准备阶段的工作流程如图1.1.1所示。

图1.1.1准备阶段工作流程图

1.1.2对应工作流程图1.1.1中编号工作内容如下：

人员培训主要包括以下内容

●评估单位对施工单位和监理单位从事沉降变形观测的测量技术人员进行系统培训，培训方法主要为授课和答疑；

●施工单位和监理单位自身对测量技术人员进行测量要求技术培训。

设计单位提供给建设单位的设计资料主要有

●全线设计地质纵断面图（电子文档）；

●沉降计算方法和参数选取；

●线下工程沉降计算值。

技术交底：

设计单位对施工单位和监理单位明确沉降变形观测的如下技术要求

●观测断面和观测点设置要求；

●观测设备埋设要求；

●对线下工程变形观测频次提出明确要求；

●对提出的疑问进行解答。

各施工单位编制线下工程沉降观测作业指导书，主要包括以下内容

●人员、设备情况；

●观测组织机构，按单位工程落实到负责人；

●明确线下工程观测技术要求与实施方法；

●明确资料整理与提交文件的技术要求；

●特殊工点与特殊情况需单独制定沉降变形观测方案。

监理、评估单位核查包括以下内容

监理单位主要核查：

●观测人员、设备是否能够满足观测要求；

●观测断面与观测点设置是否满足细则要求；

●观测设备埋设是否满足细则要求；

●观测组织是否能满足工程进度和质量要求。

评估单位主要核查：

●观测技术要求与实施方法是否满足细则要求；

●测量内业资料整理与提交文件是否满足细则要求；

●特殊工点与特殊情况的观测方案精度是否满足要求。

施工单位建立变形观测网

●观测网平面布置示意图，应明确基准点、工作基点与线下工程结构物相对位置，明确路基、桥梁、隧道、过渡段等结构物观测点的里程，如图1.1.2所示；

●填写观测断面及观测点位置与工程属性信息，详见附表；

●填写基准点与工作基点信息表，详见附表。

施工单位埋设观测设备：

●按细则要求埋设观测设备；

●观测点标志要醒目，并由测量小组专门负责测点的保护与调整；

监理单位核查是否满足要求：

●核查观测网布置是否满足要求。

●核查观测设备埋设是否满足要求。

图3.1.2观测网平面布置示意图

1.2测量阶段

1.2.1测量阶段工作流程如下图所示：

图1.2.1测量阶段工作流程图

1.2.2对应测量阶段工作流程图上编号工作内容如下：

施工单位观测

●原始观测资料必须随观测进度整理，严格执行签署制度；

●必须确保观测质量和观测时效。

每个测段的资料测完后，必须在当天进行数据处理分析，如发现测量精度未达到设计要求，应马上组织在次日进行重测；

●及时对沉降结果进行分析，当发现测点观测数据异常时（如墩台隆起或沉降突然加大等），应采取措施对观测结果进行核查，排除人为因素后应及时将情况报告给建设单位和评估单位；

●对大面积水域中的水中墩观测等特殊情况单独制定沉降变形观测方案，报建设单位和评估单位审批；

●按细则要求定期对沉降检测网的工作基点进行复测；

●随观测进度同步整理资料，按照细则要求的文件格式和时间要求按时提供观测文件；

监理单位平行观测

●每月由专业监理人员采用与施工单位观测人员“换手复测”的方式同步进行。

●平行观测数量要求：

不少于施工单位总观测断面数或测点数的30%。

●平行观测地段应集中选择关键地段进行，避免太过分散，要求获取某测段完整的沉降观测资料与施工单位同测段的观测资料进行比，由各监理、设计单位根据设计资料共同确定位置。

●监理单位“换手复测”要求：

采用相同的水准路线，可利用施工单位的测量仪器，但必须独立观测，以校核施工单位观测成果，严禁直接利用施工单位的置镜观测来读取数据。

●对原始观测资料和各项记录表格要随观测进度及时整理；

●如发现测量数据与施工单位存在较大误差，应及时查找原因，并将情况报告给建设单位和评估单位。

是否存在问题：

●因各种因素引起的工程措施无法按设计要求时间实施，如路基预压时间不足；

●因工期因素引起的观测时间无法满足要求；

●观测变形明显大于设计值；

●区域沉降等引起水准点和工作基点发生较大变化；

●各方检查监督过程中发现的其它问题等。

建设单位组织各方解决问题：

●对一般技术问题组织设计、施工、监理、评估各方研究解决；

●对重大技术问题组织专家组进行专题研究解决。

施工单位完成沉降变形观测报告

●按区段完成《线下工程沉降变形观测工作报告》，其具体内容详见3.4节要求；

●监理单位同步提供《线下工程沉降变形平行观测报告》与《线下工程沉降变形观测监理工作报告》。

施工单位提交评估申请：

●区段观测报告完成后向建设单位提交评估申请；

设计单位完成修正后的设计沉降值提交建设单位：

●当观测数据与设计计算值相差较大时，由评估单位将观测点数据提交设计单位，设计单位核对后根据观测结果调整计算参数，重新进行修正后的沉降计算。

●设计单位完成《线下工程沉降分析报告》；

1.3评估阶段

1.3.1工作流程如图1.3.1所示

图1.3.1测量阶段工作流程图

1.3.2对应流程图上编号工作内容如下：

建设单位编制评估计划

●建设单位核查各单位区段报告是否提交齐全；

●建设单位根据工程进度和铺轨施工组织情况按工期编制评估计划。

评估单位进行变形评估工作

●核查各单位报告内容是否齐全；

●根据精测网复测结果，对基准点和工作基点高程值变化的地段的测点高程进行调整；

●根据不同的结构物、地质情况、地基处理措施的观测资料确定不同评估方法的适用范围；

●评估单个测点是否满足设计要求；

●综合评估区段能否满足铺轨条件；

●对区域沉降和桥梁梁体徐变等问题进行专题分析。

评估单位提交报告给建设单位

●评估单位汇总各方资料后，综合分析，完成《区段沉降变形综合评估报告》；

●《区段沉降变形综合评估报告》具体内容详见下节。

评估单位完成数据库文件提交给建设单位

●按EXCEL文件格式和CAD文件格式提供单个测点数据库；

●按CAD文件格式提供区段沉降变形。

建设单位组织专家组进行评审

●建设单位组织设计、施工、监理、评估各方参加；

●建设单位邀请国内外沉降变形观测与评估领域专家对评估报告进行评审；

●评估单位负责选择有代表性的区段，专家评审后其余段落按审查意见原则相同处理。

沉降变形是否符合设计值：

专家组主要对以下几方面进行审查

●沉降变形观测方法及精度是否符合要求；

●评估方法是否合理；

●软件编制是否正确，是否经过认证；

●报告内容是否完善真实；

●观测时间不足情况的评估是否合理；

●区域沉降和桥梁徐变结论是否合理。

沉降观测至工程交验

●铺轨后重新设置观测点；

●施工单位重新按照要求进行观测直至工程移交运营单位。

3.3.3线下工程的沉降与变形观测及评估工作截止线下工程完工并交验合格。

开始轨道铺设至工程移交运营单位期间的沉降与变形观测及评估工作应由建设单位重新组织和委托。

建设单位应根据交验时间安排评估工作和计划。

1.4成果报告形式

1.4.1施工单位完成《线下工程沉降变形观测工作报告》，主要内容如下：

●工程概况：

工程范围、工程类型、工程地质情况等；

●监测网布设及测量情况：

Ø区段观测网平面布置示意图；

Ø观测断面与观测点工程属性信息表（见附表）；

Ø使用仪器的标称精度、仪器年检情况，沉降观测人员持证上岗情况；

Ø测量精度标准与测量组织机构、测量实施情况等；

Ø观测基桩和观测点的保护情况，标示设置情况；

Ø电子水准测量记录手簿；

Ø测点的沉降记录表；

Ø测点的时间－荷载－沉降曲线；

1.4.2监理单位编写《线下工程沉降变形观测监理工作报告》

●监理单位沉降观测组织机构，专业测量监理工程师的配置情况；

●审查施工单位监测网布设情况、测设精度、观测断面布设、观测频率等是否满足要求；

●审查施工单位使用仪器的精度标准、仪器年检情况，沉降观测人员持证上岗等是否满足要求；

●要说明观测基桩和观测点的保护情况，施工单位对丢失或损坏的观测桩的恢复情况，沉降观测点标示设置以及对观测数据出现的异常点的处理情况等；

●要说明对原始测量资料监理检查、签署情况；

●要说明对平行观测的监理检查情况；

●对施工单位沉降观测工作及成果的总体评价。

1.4.3监理单位编写《线下工程沉降变形平行观测报告》

●要说明平行观测断面设置情况，核查基准点、观测仪器检校核对以及观测频率情况；

●原始测量记录，同施工单位观测记录表格；

●测点的沉降记录表，同施工单位观测记录表格；

●要说明平行观测成果与施工单位观测成果的对比分析情况，对于观测值异常情况的分析处理情况；

●对于施工单位观测数据进行总体评价。

1.4.4设计单位编写《线下工程沉降计算分析报告》

●说明评估范围内地质及工程设计概况，沉降观测设计概况等；

●说明不同结构物采用的沉降计算方法，根据观测结果修正计算值采用的方法；

●说明对大跨度桥梁等特殊结构的专项变形要求和观测方案；

●说明对区域沉降观测的设计方案；

●完成计算沉降表，提供观测断面初始计算沉降值和修正后的计算沉降值。

1.4.5评估单位编写《线下工程区段沉降变形分析评估报告》

●评估区段概况，包括工程概况、地质概况、测点概况、测量实施概况等；

●观测断面和观测点及测量网的平面布置图与工程结构的纵断面；

●根据精测网复测结果对观测高程的调整情况；

●测点的荷载—沉降—时间变化曲线；

●测点的荷载—沉降速率的变化曲线；

●合理的评估方法的确定；

●区段纵断面工程类型与基础沉降沿线路纵向的分布图表；

●对存在问题的测点及区段的专题报告；

●关于区域沉降和桥梁变形的专题报告；

●评估区段是否达到无碴轨道铺设条件。

2沉降变形测量

2.0.1盘营客专线下工程沉降变形观测工作以桥梁、路基等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据路基（含过渡段）、桥涵工点具体要求确定。

2.0.2盘营客专沉降与变形观测的高程系统应采用1985国家高程基准。

2.0.3结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，覆盖范围不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用已有的CPI、CPII控制点和线路二等水准控制点。

结构物的变形监测应充分利用已有的CPI、CPII控制点和线路二等水准控制点作为水平和垂直位移监测的工作基点。

2.0.4用全球卫星定位系统（GPS）测量时，应符合铁道部现行全球卫星定位系统铁路工程测量技术的有关规定。

2.1测量等级及精度要求

2.1.1本线变形测量（包括垂直位移和平面位移）按《建筑沉降变形测量规程》中三等精度标准执行，对于技术特别复杂工点，可根据需要按二等精度标准的规定执行。

表2.1.1测量等级及精度要求

变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

变形点的高程中误差（mm）

相邻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

2.2变形监测网技术要求

4.2.1垂直位移监测网建网方式

线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（相当于国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。

具体为：

在盘营客专沿线二等水准控制点（包括基岩水准点、深埋水准点、加密二等水准点）的基础之上，按国标二等水准测量的技术要求进一步加密设置沉降观测的工作基点直至满足工点垂直位移监测的需要。

加密后的水准点（含工作基点）间距不宜大于200米。

一般情况下，每6个月对垂直位移监测网整体复测一次；垂直位移监测过程中怀疑水准点（含工作基点）不稳定时，应立即进行全网或局部的复测直至能清楚地判明水准点（含工作基点）的沉降情况。

对于技术特别复杂、垂直位移监测测量等级要求二等及以上的重要桥工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。

2.2.2垂直位移监测网主要技术要求按表4.2.2执行

表2.2.2垂直位移监测网技术要求

变形测量等级

相邻基准点高差中误差（mm）

每站高差中误差（mm）

往返较差、附合或环线闭合差（mm）

检测已测高差较差（mm）

使用仪器、观测方法及要求

二等

（国标一等）

0.5

0.13

1.8

3

DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》一等水准测量的技术要求施测。

三等

（国标二等）

1.0

0.3

4

6

DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。

2.2.3水平位移监测网建网方式

一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。

2.2.4水平位移监测网主要技术要求

本线水平位移监测一般按变形测量三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按变形测量二等的规定执行。

表2.2.4水平位移监测网技术要求

变形测量等级

相邻基准点的点位中误差（mm）

平均边长（m）

测角中误差（"）

最弱边相对中误差

作业要求

二等

±3.0

＜300

±1.0

≤1/120000

按国家二等平面控制测量要求观测

＜150

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

三等

±6.0

＜350

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

＜200

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

2.3沉降变形测量点的布置要求

2.3.1沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求：

●基准点：

要求建立在沉降变形区以外的稳定地区且易于保存，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。

基准点标石埋设规格应符合图4.3.1的规定。

●工作基点：

要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。

工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。

加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。

●沉降变形点：

直接埋设在要测定的沉降变形体上。

点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。

沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

注：

1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线

图2.3.1基准点标石埋设图

2.3.2测量点的检测。

监测网基准点和工作基点由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。

为了验证监测网基准点和工作基点的稳定性，应对其进行定期检测。

本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。

在区域沉降地区应每季度进行一次复测。

2.3.3每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。

基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。

2.3.4工作基点应选在比较稳定的位置。

在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。

经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。

2.4测量工作基本要求

2.4.1水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。

2.4.2每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。

2.4.3每次沉降变形观测时应符合：

●严格按水准测量规范的要求施测。

首次（即零周期）观测应进行往返观测，并取观测结果的中数，经严密平差处理后的高程值，作为变形测量初始值。

●参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员和观测的仪器设备。

●为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水准尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。

实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。

●观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。

●成像清晰、稳定时再读数。

●随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。

2.4.4针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施测前应在测量厂家定制短尺进行测量，也可采用倒尺的方法进行；对基坑太深引起的尺长不够，高涵洞路基未填筑时高程不好传递等类似的特殊问题等，由施工单位向评估单位提出精度能够满足要求的高程测量实施方案，由评估单位确认。

2.4.5沉降观测均采用满足相应测量精度等级的电子水准仪，不得采用光学水准仪。

2.4.6测段观测完成后，数据必须及时整理观测数据。

2.4.7当发现沉降监测数据出现异常时必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测，并提交自查分析报告。

2.4.8在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。

2.5测量工作具体要求

2.5.1水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，严禁采用支水准路线或中视法，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。

2.5.2水准仪必须使用DS05级及其以上精度级别的数字仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。

水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。

仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

2.5.3外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。

观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）二等水准有关要求执行。

观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0m，前后视距累积差≤3.0m，视线高度≥0.5m，测站限差：

两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm，观测读数和记录的数字取位：

使用数字水准仪读记至0.01mm。

2.5.4观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：

往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

2.5.5每一测段均为偶数测站。

晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

2.5.6观测前30分钟，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。

测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。

观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。

2.5.7自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。

在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。

除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

2.5.8观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。

同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。

水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

2.5.9当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。

2.5.10数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进

行严密平差，选用合格的软件进行。

2.5.11成果数据按照细则规定的格式整理数据，并按要求提交。

2.5.12元件保护要求

●各工程项目部应成立专门小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。

●元件埋设时应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。

●凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土及碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。

●各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏，元器件埋设后，制作相应的标识旗或保护架插在上方。

路堤填筑过程中，派专人负责监督观测断面的填筑。

2.6特殊环境下沉降观测

2.6.1鉴于大面积区域沉降观测、分析的复杂性，应研究制定特别的观测方案及处理方法。

2.6.2大面积水域或积水情况下的沉降测量，应根据具体地形地质情况、施工组织情况等由施工单位制订观测实施方案，报建设单位和评估单位审查，并调整制定相应的观测方法及技术要求。

3桥涵工程沉降变形观测技术要求

3.0.1无砟轨道铺设前，应对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。

3.0.2通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设无砟轨道要求。

3.0.3根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。

3.0.4观测期内，基础沉降实测值超过设计值20％及以上时，应及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。

3.1观测点的设置原则

3.1.1为了满足变形观测的需要，需要在梁部、桥墩及承台上设置观测标。

盘营全线每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。

简支梁的一孔梁设置观测标6个；连续梁的一联根据联长的大小设置18～28个观测标；特殊结构桥梁根据施工图纸规定设置观测标。

3.1.2承台观测标：

设置两个观测标，观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上，观测