京沪高铁沉降监测实施细则.docx
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京沪高铁沉降监测实施细则
中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段五工区14局
泗河特大桥
变形观测实施细则
中国水电集团京沪高速铁路土建工程
三标段项目经理部五工区14局
二00八年六月
一、工程概况…………………………….………………………………..1
二、细则编制依……………………..………………………..…...……….1
三、变形观测目的及原则…………………………………………………1
四、客运专线无碴轨道桥涵变形控制标准……………………...….……2
五、变形观测网的建立及技术要求………………..……………….…….2
六、沉降观测基本要求………...…..………………………………………4
七、变形观测要点………………………..….…...………….……………10
八、变形观测数据分析评估…………..….…...…….……………………10
九、沉降变形监测质量保证体系……..….…...…….……………………11
泗河特大桥沉降监测实施细则
一、工程概况
我单位负责进行中国水电集团公司中标承建的三标段（JHTJ-3）五工区的泗河特大桥测量任务，施工桩号为：
DK514+786.04~DK531+971.43，全长17.185公里，位于山东省曲阜市的平原地区，本段建筑物全部为泗河特大桥，变形观测主要内容是桥梁沉降观测和梁体徐变。
沉降观测工作量主要由下面几个部分组成：
、京方桥台沉降标6个，沪方桥台沉降标6个；
②、承台沉降标268台共536个（单号墩设置，含明挖基础标8台16个）；
、墩身沉降标268台共536个（单号墩设置）；
④、梁体徐变观测标前三片梁连续观测，每片梁6个，以后每30片选择一片进行观测。
二、细则编制依据
1）《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）；
2）《客运专线无碴轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；
3）《客运专线铁路无碴轨道铁路工程测量暂行规定》铁建设[2006]189号；
4）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006；
5）京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施细则；
6）中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段五工区
三、沉降变形监测的目的及原则
1、沉降变形监测的目的
京沪高速铁路客运专线无碴轨道要求构筑物应具有足够的强度、刚度、稳定度，满足耐久性要求，并强调与相邻构筑的变形与刚度协调、统一，满足高速列车平稳、安全运营，以及旅客乘坐的舒适度要求。
针对以上客运专线的特点，无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求十分严格、标准高，虽然设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施。
但设计的沉降分析、计算受勘测、设计、施工、质量监测等众多环节的影响，其精度仅能达到估算的程度，不足以控制无碴轨道工后沉降和差异沉降。
为确保线下土建工程满足无碴轨道铺设条件的要求，施工期必须按设计要求进行系统的沉降变形动态观测。
通过对沉降观测数据系统综合分析评估，验证或调整设计措施，使路基、桥涵、隧道工程达到规定的变形控制要求。
分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无碴轨道开始铺设时间，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。
同时，观测数据还可作为竣工验交时控制工后沉降量的依据。
2、沉降变形监测的原则
为确保最终沉降量和工后沉降受控，合理确定无碴轨道的铺设时间，我单位通过对泗河特大桥的沉降观测点的精密测量，进行沉降观测数据全面收集，系统、综合分析沉降变形规律，验证或调整设计措施，使泗河特大桥工程达到规定的变形控制要求。
四、客运专线无碴轨道桥涵变形控制标准
1、桥梁墩台
对于高速铁路桥梁基础的工后沉降控制，墩台基础沉降量按恒载计算，其工后沉降量不得超过下列指标：
无砟桥面梁墩台均匀沉降量≤20mm；无砟桥面梁静定结构相邻墩台沉降量之差≤5mm；实际施工中由于受多种因素影响，必须进行实测验证，积累观测数据。
2、梁部
梁部变形以预应力混凝土梁的徐变为主，轨道铺设后无砟桥面梁的徐变上供值不宜＞10mm。
五、变形观测网的建立及技术要求
变形观测网可根据需要独立建网，充分利用原设计院提供的二级水准点和基岩水准点作为变形观测水准基点，利用靠近线路、便于保护和进行观测的施工控制网二等水准加密点作为工作基点，全网按国家二等水准测量精度和技术要求进行施测。
1、变形观测水准基准点、工作基点和变形观测点的布设
变形测量点由水准基准点、工作基点和变形观测点组成。
每个独立的监测网设置不少于3个稳固可靠的水准基准点，基准点选用在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
使用时做稳定性检查与检验，并以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点，基准点的间距控制在1km左右。
工作基点应选在比较稳定的位置，本测区由于地处平原地区，大部分区域属于耕地，因此工作基点布设在不受施工干扰、地势相对坚实、便长期保存和使用的稳定土层内，点间距平均约240m左右。
采用Ф20mm长150cm顶端平滑的钢筋打入土中，桩周60cm×60cm×90cm用混凝土浇注固定并编号，点位与施工控制网平面点位共桩。
工作基点引出采用附合水准或闭合闭合水准。
对观测条件较好的地方，在基准点上直接测量变形观测点。
变形观测点布设位置根据铁道部京沪高速铁路建设总指挥部《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》中观测点布置位置进行设置。
观测网中，工作基点应定期与水准基点进行校核。
当对沉降观测成果发生怀疑时，应随时进行复测校核。
2、垂直位移监测网主要技术要求
等级
相邻基准高差中误差（mm）
每站高差中误差（mm）
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
监测已测高差较差（mm）
使用仪器、观测方法的要求
三等
1.0
0.3
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
3、沉降变形观测点的精度要求和观测方法
等级
高程中误差（mm）
相邻点高差
中误差（mm）
观测方法
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
三等
按国家二等精密水准测量
六、沉降观测基本要求
根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出桥梁在不断加荷作用下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的１/10~1／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪（DS1或DS05级），水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟瓦合金水准尺。
我单位在沉降观测实施过程中采用TrimbleDini03电子水准仪和3m铟钢条码水准尺。
1、人员素质的要求
必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的解决。
2、观测时间的要求
桥梁的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是墩台基础施工完成后的首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测得不到完整的观测意义。
其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。
只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。
具体观频次满足表1-1要求。
预应力砼梁体变形观测点设置在支点和跨中，每孔梁测点数量不少于6个；白梁体预应力张拉开始至无碴轨道铺设之前，应系统观测梁体坚向变形，张拉前为变形起点，观测频次满足表1-2要求。
表1-1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
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
预制桥梁
架梁前
全程
1次/周
预制梁架设
全程
前后各1次
附属设施施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
桥位施工桥梁
制梁前
全程
1次/周
上部结构施工中
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
附属设施施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
架桥机或运梁车通过
全程
前后各1次
至少进行2次通过前后的观测
桥梁主体完工-无碴轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基的桥梁,一般不宜少于2月
无碴轨道铺设期间
全程
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个月
13—24个月
1次/6个月
表1-2梁体坚向变形观测频次
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
梁体施工完成
/
/
设置观测点
预应力张拉期间
全程
张拉前后各1次
梁体弹性变形
桥梁附属设施安装
全程
安装前后各1次
梁体弹性变形
预应力张拉完成-无碴轨道铺设前
≥2个月
1次/1、3、5d，后期1次/周
无碴轨道铺设前
全程
1次/天
无碴轨道铺设后
24个月
0-3个月
1次/月
残余徐变变形
4-12个月
1次/3个月
13-24个月
1次/6个月
3、基准点的布设和观测
⑴鉴于该桥梁施工场地较大，可分为两个层次布网。
即先建立水准基点控制网，再将观测点与控制点联测组成扩展网。
我工区范围内已经在线路两侧布设了加密水准点，通过验证满足变形观测的要求，可做为水准基点使用。
⑵这些水准点到线路的距离适宜且密度满足变形观测要求，故可不再设立工作基点。
为方便观测可将线路分为多个测区，并保证每个测区的水准基点不少于3个。
⑶基准点的观测周期为半年或一年。
4、观测点的布设和观测方法
根据铁道部京沪高速铁路建设总指挥部《京沪高速铁路线下工程沉降
变形观测及评估实施方案》中观测点布置位置进行设置，为了能够反映出建桥梁的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。
（1）、观测点的布设
①泗河特大桥全桥隔墩设置承台﹑墩身观测标；单号墩埋设观测标志；京向和沪向桥台均埋设沉降观测标。
②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，编号为里程号（7位）+C1；承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上，编号为里程号（7位）+C2。
③桥墩观测标埋设要埋设两个观测标，编号左侧为里程号（7位）+D1、右侧为里程号（7位）+D2。
对于梁体观测标编号，具体方法是“梁场名称+梁编号（三位数字）+L+观测点编号”例如曲阜梁场的第475片预制梁的第一个点编号为“QF475L01”。
④桥墩标一般设置在墩底高出地面或常水位0.5m左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较底不足4.0m时，桥墩观测标可设置在对应墩身埋设位置的顶帽上埋设。
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。
⑤岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩（台）、涵进行观测，测点宜连续3个墩布置；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，徐变变形观测可每30孔选择1孔进行；其余桥梁变形观测应逐跨、逐墩（台）布置测点，涵洞应逐个布置。
⑥预应力砼梁体变形观测点设置在支点和跨中，每孔梁测点数量不少于6个。
桥台的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），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。
墩、台沉降观测标志布置图
梁体徐变观测标志布置图
泗河特大桥墩身及承台、明挖基础观测标志统计表
泗河特大桥桥墩编号
墩身全高（m）
墩身观测标数量（个）
承台标数量（个）
明挖基础观测标（个）
墩身观测标-1
墩身观测标-2
承台观测标-1
承台观测标-2
明挖基础观测标-1
明挖基础观测标-2
1~25
6.5~9.5≤14
13
13
13
13
27~41
10~11.5≤14
8
8
8
8
43~295
4.5~14≤14
127
127
127
127
297
14.5>14
1
1
1
1
299~301
14≤14
2
2
2
2
303~305
15>14
2
2
2
2
307~377
6.5~14≤14
36
36
36
36
379~395
14.5~16.5>14
9
9
9
9
397~407
12~13.5≤14
6
6
6
6
409~411
14.5~15>14
2
2
2
2
413~417
13.5~14≤14
3
3
3
3
419~437
14.5~18>14
10
10
10
10
439~535
4.5~14≤14
49
49
49
49
（2）、变形观测方法
①承台及墩身沉降观测
变形观测点的水准线路宜布设为闭合形式，也可在多个工作基点之间构成附和形式。
采用TrimbleDini03电子水准仪，按国家二等水准精度技术要求施测。
②梁体徐变观测
由于梁体徐变变形是观测相对高差，因此不需要引入绝对高程。
为了保证精度，仪器的架设位置应尽量固定，可将水准仪架设到梁体顶部的中间位置，用“间视法”一次性观测完所有点，每个变形点读数两次，两次读数的互差不得大于0.4mm，然后将两次读数取平均作为最终结果。
5、变形观测的自始至终要遵循“五定”原则
所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。
以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。
6、施测要求
仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。
在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必须经正规计量单位予以鉴定。
连续使用3～6个月重新对所用仪器、设备进行检校。
每次测量前要对仪器进行检验校正，检查i角≤15〞，并做好记录。
每次观测前，仪器标尺应晾晒30分钟以上，以适应周围观测环境。
在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。
7、变形观测精度的要求
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。
七、变形观测要点
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TrimbleDini03电子水准仪，采用的水准标尺是带有两排
分划的线条式铟瓦合金条码标尺。
水准仪和水准标尺各项技术指标符合
《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）有关规定，且经过山东省计量科学研究院鉴定。
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，严格按照观测频次进行观测。
观测期内，基础沉降值超过设计值20%及以上时，应及时会同建设、勘察设计等单位查明原因，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。
八、变形观测数据分析评估
1.桥涵基础沉降分析评估采用曲线回归法。
对于预制桥梁，基础沉降应按墩台混凝土施工后、架梁前、，架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁、涵洞基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分多个阶段。
①根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归相关系数不低于0.92，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于1个月。
②利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。
两侧预测的时间间隔不少于3个月：
对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于1个月。
③桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测时间应满足下列条件：
S（t）/S（t=∞）75%
S（t）──预测时的沉降观测值
S（t=∞）──预测的最终沉降值
2.设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10mm。
3.处于岩石地基等良好地质的桥涵，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。
4.预应力砼桥梁上部结构的变形应符合以下规定：
终拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。
扣除各项变形，终拉60d后，L≤50m的梁体跨中须边上拱度实测值不应大于7mm；L＞50m梁体跨中弹性变形不宜大余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，确定梁体实际弹性变形及徐变系数，并按下式估算无碴轨道最早铺设时间。
［￠（∞）—￠（t）］*△弹性≤△允许。
￠（∞）—根据实测结果确定的砼徐变系数终极值
￠（t）—根据实测结果确定的铺设轨道无碴轨道时砼徐变系数
△弹性——实测梁体终张拉后的弹性变形
△允许——L≤50m为10mm，L>50m为L/5000m或20mm。
5.预测的桥梁基础沉降和梁体徐变变形应满足《客运专线无碴轨道铁路设计指南》的要求。
墩台基础沉降量：
有碴桥面桥梁：
30mm，无碴桥面桥梁20mm。
静定结构相邻墩台沉降量之差：
有碴桥面桥梁：
15mm,无碴桥面桥梁5mm。
九、沉降变形监测质量保证体系
1、沉降变形监测仪器及人员配置
根据京沪高速铁路线下工程《沉降变形观测及评估实施方案》及《客运专线无碴轨道铁路铺设条件评估技术指南》和《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8—2007）的要求，泗河特大桥桥梁、承台及墩身的沉降变形观测所使用仪器设备及人员见下表：
三标五工区
（1）沉降变形监测仪器设备一览表
序号
仪器
型号规格
标称精度
生产厂家
检定情况
数量
1
电子水准仪
Dini03
DS0.3
美国天宝
合格
二套
2
铟瓦条码尺
3m条码
检验合格
河北珠峰
合格
二对
三标五工区
（1）沉降变形监测人员一览表
序号
姓名
岗位
从事测量工作年限
备注
1
段俊
主任（工程师）
12
2
孙章军
副主任（助工）
5
3
李国坤
一组组长（技术员）
1
4
刘备
二组组长（技术员）
1
4
田栋伟
技术员
1
5
徐广果
技术员
1
6
郭永芳
技术员
1
7
张永军
技术员
4
8
甘勇
助工
8
2、沉降变形监测数据整理、分析
按照观测频次与时间要求，及时进行沉降观测，观测数据按照统一表格填写，所有采集的数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格，以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。
资料整理
标石、标志规格及埋设图
仪器检测及校正资料；
工作基点水准观测原始记录手簿（电子手簿输出）；
沉降变形观测点（桥梁、墩身及承台观测点）观测原始记录手簿（电子手簿输出）；
水准点布置示意图；
观测点计算资料；
平差计算、测量成果质量评定资料。
提交资料
桥梁墩（台）沉降观测汇总表
桥墩、台荷载—时间—沉降曲线
沉降观测记录表——桥梁墩（台）沉降量记录表
沉降观测记录表——桥梁墩（台）沉降量记录汇总表
工程沉降变形观测结果评估验收记录表
沉降变形观测技术总结与分析报告
3、沉降变形监测数据上报
每月一期，特殊情况及时上报。
内容包含简报说明和建议，观测点布置及位移成果。
位移成果包含首次观测值及时间，上次观测值及时间，本次观测值及时间，相邻两期位移量，累计位移量，荷载—时间—沉降曲线。
观测期内，基础沉降实测值超过设计值20％及以上时，应及时会同建设、设计等单位查明原因，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。
附表1、桥梁墩（台）沉降观测汇总表
附表2、沉降观测记录表——桥梁墩（台）沉降量记录表
附表3、沉降观测记录表——桥梁墩（台）沉降量记录汇总表
附表4、工程沉降变形观测结果评估验收记录表
附表1
桥梁墩（台）沉降观测汇总表
桥梁名称＿＿＿＿＿桥梁起止里程＿＿＿＿＿
观测时间
标高、沉降值
台、墩号、
观测点
年月日
年月日
年月日
标高（m）
本次
沉降量（mm）
累计
沉降量（mm）
标高（m）
本次
沉降量（mm）
累计
沉降量（mm）
标高（m）
本次
沉降量（mm）
累计
沉降量（mm）
北京台0号
承台标1
承台标2
墩身标
……
……
……
……
XX号墩
承台标1
承台标2
墩身标
……
……
填表＿＿＿复核＿＿＿
附表2
沉降观测记录表——桥梁墩（台）沉降量记录表
桥梁名称：
观测日期:
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墩台
编号
墩台中心里程
观测点
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）
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