高速铁路沉降观测技术方案文档格式.docx

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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差中误差（mm）

沉降变形点点位中误差（mm）

三等

±

1.0

0.5

6.0

2．变形监测网主要技术要求及建网方式

（1）垂直位移监测网

1）垂直位移监测网主要技术要求

垂直位移监测网主要技术要求按表3-2执行：

表3-2垂直位移监测网技术要求

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

0.3

0.6

0.8

DS05或DS1型仪器，按《高速铁路工程测量规范》二等水准测量的技术要求施测。

2）垂直位移监测网建网方式

线下工程垂直位移监测一般按变形等级三等的要求施测，其监测网布设方法为：

在全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点及一般水准点的基础上，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。

（2）水平位移监测网

1）水平位移监测网主要技术要求

水平位移监测网主要技术要求按表3-3执行：

表3-3水平位移监测网技术要求

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

＜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）水平位移监测网建网方式

水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据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网坐标的相互转换。

3．变形测量点的布置要求

变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。

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，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－地面；

3－砖；

4-素土；

5－冻土线；

6－贫混凝土

图3-1基准点标石埋设图

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，应对其进行定期和不定期检测。

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与不定期复测。

定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行，有区域沉降的地区每季度进行一次复测。

当发现或怀疑工作基点有失稳情况时，应立即开展相应线路的复测。

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。

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。

4．变形监测测量工作基本要求

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。

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。

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）观测取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配套设备，前后视观测尽量使用同一把水准尺，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。

必须严格执行并落实“五固定”的沉降变形观测工作原则，即“固定水准基点和工作基点、固定观测人员、固定测量仪器及配套设备、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。

针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施工单位应在测量厂家定制短尺进行测量；

也可采用精密光电三角高程测量方法（参见《高速铁路工程测量规范》）进行;

沉降变形观测必须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;

测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据;

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工作基点的不定期复测以检测和分析工作基点的稳定性，并提交自查分析报告;

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。

5．变形监测测量工作具体要求

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。

水准仪必须使用DS05级及其以上精度级别的数字水准仪，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。

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≤1.5m，前后视距累积差≤6.0m，视线高度≥0.5m（对于墩台观测标可以视现场标识埋设高度情况而适度放宽），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。

表3-4水准视线长度、视距差及视线高度要求

视线

长度

每站前后视距差

视距累积差

高度

两次读数差

两次所测高差之差

检测间歇点高差之差

≤50m

≤1.5m

≤6.0m

≥0.5m

≤0.4mm

≤0.6mm

≤1.0mm

每一测段（相邻变形观测点之间）宜为偶数测站，当相邻点间视距小于30m时可以采用1站式水准观测。

每一水准观测路线（起闭工作基点）必须为偶数测站。

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。

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。

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。

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。

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工作基点的不定期复测以检测和分析工作基点的稳定性。

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，选用经原铁道部或中国铁路总公司鉴定合格的软件进行。

成果数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数据库。

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。

6特殊环境下的变形监测

大面积水域情况下的沉降测量，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。

四、桥涵地段变形观测技术要求

1.桥涵变形监测标志的设置

桥梁变形观测应以墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形为主，涵洞除应进行自身的沉降观测外，尚应进行洞顶填土的沉降观测。

桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±

1mm，读数取位至0.1mm。

（1）桥梁

为满足桥梁变形观测的需要，应在梁体及每个桥梁承台及墩身上设置观测标。

观测标具体埋设原则如下：

1）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。

承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；

承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。

特殊情况下，如果因观测原因而不便设置墩身观测标，可以用承台观测标替代墩身观测标。

可以采用的方法有：

有小承台的可以将观测标转至小承台（通常为小承台裸露地表或浅埋）、承台掩埋不深的可以直接设置承台观测标保护井（需注意保护井的杂物清理）、承台掩埋深的可以将承台观测标接管（类似沉降板，需高程修正）引至地表附近并加保护井

2）墩身观测标埋设，需要埋设两个墩身观测标，位于墩身两侧（即便是低矮桥墩也需埋设2处）。

墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位1m左右的位置；

当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标可用承台观测标替代，或将桥墩观测标位置降低埋设，或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。

特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置和观测技术手段。

桥墩上观测标的具体设置位置见下图：

图4-1承台与墩身观测标设置

3）桥台观测标埋设，原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。

4）梁体观测标：

●对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择的1孔梁设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；

其余现浇梁逐孔设置观测标。

移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。

验证达到设计要求后，可每10孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。

对所有连续梁均需进行观测。

●观测点布置：

简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中。

在梁场观测及架梁后尚未开始铺设无砟轨道时，为准确观测梁体徐变值，观测标设在梁顶腹板处；

当开始铺设无砟轨道时，为避免铺轨干扰，将观测标转移在防撞墙上距底部10cm处，详见图4-2。

连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见图4-3。

图4-2梁部测点横向布置示意图

图4-3连续梁梁部测点纵向布置示意图

（2）涵洞

每座涵洞均要进行沉降变形观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。

涵洞较高时测标可埋在涵洞内；

涵洞较矮无法立尺时，埋在涵洞外部，过渡段填筑后观测点可从边墙位置移动到帽石上，在涵洞进出口的帽石上各设置两个测点，位于帽石两侧位置。

大于6m的框架桥及地道，在出入口（或股道间）跨中需要各增设1个涵洞观测标（涵洞观测标3）

图4-4涵洞沉降变形测点布置示意图

2、变形监测水准路线

桥梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降变形观测点位布设及水准路线观测示意图如图4-5所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。

为保证各高差观测值之间的独立性通常在第一个闭合环中采取2次设站进行水准测量。

图4-5桥梁梁部沉降变形观测水准路线示意图

桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降变形观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如图4-6所示：

图4-6桥梁墩台沉降变形观测水准路线示意图

（1）承台观测标

沉降变形观测桩：

选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。

完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。

图4-7承台观测标设置

（2）墩身观测标：

采用φ14mm不锈钢螺栓。

见下图所示：

图4-8墩身观测标设置

桥台观测标、梁体观测标、涵洞观测标设置可参考图4-7设置。

（1）从承台施工完成后，就要开始进行沉降首次观测，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。

随施工的逐步进行依次进行墩身、桥台、梁体的变形观测。

桥涵主体工程完工后沉降变形观测时间不少于3个月。

（2）沉降变形观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。

观测设施的埋设及沉降变形观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。

（3）观测精度要求：

桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±

5.观测时间及频次要求

①桥梁墩台沉降变形观测

每个桥梁墩台承台施工完成后开始进行首次沉降观测，以后根据表1-4中要求的时间间隔进行观测。

表4-1墩台沉降观测频次

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

墩台基础施工完成

设置观测点

墩台混凝土施工

全程

荷载变化前后各1次或1次/周

承台回填时，测点应移至墩身或墩顶,二者高程转换时的测量精度要求不应低于首次测量要求

预制梁桥

架梁前

1次/周

预制梁架设

前后各1次

附属设施施工

桥位施工桥梁

制梁前

上部结构施工中

架桥机（运梁车）通过

至少进行2次通过前后的观测

桥梁主体工程完工～无碴轨道铺设前

≥6个月

岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月

无碴轨道铺设期间

1次/天

无碴轨道铺设完成后

24个月

0～3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4～12个月

1次/3月

13～24个月

1次/6月

②梁体徐变变形观测

梁体徐变变形观测需在梁体施工完成后开始布置测点，并在张拉预应力前进行首次观测，各阶段观测频次要满足表4-2要求。

表4-2梁体测量间隔表

梁体测量间隔表

梁体

预应力张拉期间

张拉前、后各1次

桥梁附属设施安装

安装前、后各1次

预应力张拉完成～无碴轨道铺设前

张拉完成后第1天

张拉完成后第3天

张拉完成后第5天

张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期

每天1次

第0～3个月，每1个月为一测量周期

第4～12个月，每3个月为一测量周期

第13～24个月，每3个月为一测量周期

每个涵洞基础施工完成后开始进行首次沉降观测，以后根据表4-3中要求的时间间隔进行观测。

表4-3涵洞沉降观测频次

涵洞基础施工完成

涵洞主体施工完成

观测点移至边墙两侧

涵顶填土施工

前后

涵洞完工～无碴轨道铺设前

岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月

1次/3个月

1次/6个月

6.数据采集要求

数据采集要求真实，杜绝弄虚作假。

测量单位要按照观测时间的要求，及时进行沉降和徐变观测，并注意每次进行观测的当日时间应尽可能相同。

观测数据按照统一格式填写，每月将采集数据整理，以书面及电子两种形式同时报送有关单位。

（1）数据采集要求

按照统一的表格形式填写，现场测量原始记录要建档保存。

报送的数据采用电子表格记录，数据格式统一。

（2）数据汇总、管理

对测量数据建立管理档案，由专人负责，统一管理。

7.数据分析处理

1）单一墩台、涵洞或梁跨工点变形观测曲线分析

对采集数据及时整理，绘出变形观测曲线这是一个简单的数据处理过程，通过绘制的单墩、涵洞或梁跨的变形曲线，可以直观地看出每个阶段墩台基础、涵洞及梁跨的变形数值。

2）对多个墩台沉降归纳、分析

对于一座桥，不仅仅要控制每一个墩台的沉降，同时也要控制相邻桥墩的不均匀沉降。

因此，对多个桥墩沉降进行整体分析，由单墩沉降曲线绘制出多个桥墩的沉降曲线。

3）计算变形与实际观测对照分析

我国的普通铁路桩基设计一直按强度理论控制，沉降控制较宽松。

但对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，《高速暂规》有着严格的规定：

“墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列容许值：

墩台均匀沉降量：

对于无碴桥面桥梁20mm。

静定结构相邻墩台沉降量之差：

对于无碴桥面桥梁：

Δ=5mm。

”对于高速铁路，控制桥涵沉降，主要是工后沉降。

计算工后沉降的值，由于受到各种因素的影响往往偏差很大。

因此有必要对设计中采用理论计算的沉降值与实际观测值进行对照分析。

根据《客专无碴轨道铺设条件评估技术指南》中对预应力混凝土桥梁上部结构的变形的规定：

“终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍；

扣除各项弹性变形、终张拉60d后，L≤50m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm；

L>

50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7000或14mm；

不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁体的实际弹性变形及徐变系数，并估算无碴轨道的铺设时间。

”

（4）对桥梁沉降判断

根据沉降观测结果及对照分析，对全线桥梁是否满足现行的规范、标准要求进行判断，确定桥梁沉降是否满足设计要求，最终确定铺设无碴轨道时机，及时采用措施确保列车运营的安全和舒适。

五、路基地段沉降观测技术要求

路基上铺设无砟轨道前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形符合设计要求。

路基填筑完成或施加预压荷载后应不少于12个月的观测和调整期，观测数据不足以评估时，应继续观测；

工后沉降评估不能满足设计要求时，应采取必要的加速完成沉降或控制沉降的措施。

路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主，并有针对性的对路桥过渡段差异进行重点观测。

1.观测断面及观测点的设置原则

（一）人工沉降观测

1.1路基工程沉降变形观测以路基面沉降变形观测和地基沉降变形观测为主，应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。

同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。

1.2观测断面一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求；

表5-1沉降与稳定观测内容和断面布置一览表

观测内容

断面布置情况

观测断面间隔

使用条件

路基面观测

（I类观测断面）

1、路基两侧路肩（预压地段两侧基床底层表面外边缘）和路基面中心各设置一个沉降观测桩；

2、每隔一个断面设置一个沉降板

≤100m设一个观测断面

1、地势平坦、地基条件良好；

2、路堑或高度小于5m的路堤

路基面沉降

路堤基底沉降

路堤稳定观测