沉降变形观测指导书.docx
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沉降变形观测指导书
一、总则…………………………………………………………..……1
1.1编制目的………………………………………………………1
1.2编制依据………………………………………………………1
1.3适用范围………………………………………………………1
二、人员、设备情况…………………………………………………..2
2.1人员及职责划分………………………………………………2
2.2设备……………………………………………………………2
三、观测组织机构………………………………………………………2
四、观测技术要求与实施方法…………………………………………3
3.1沉降变形测量工作基本要求…………………………………..3
3.2路基沉降变形观测技术要求及实施方法……………………..5
3.3桥梁变形沉降观测…………………………………………….12
3.4涵洞变形沉降观测…………………………………………….15
3.5隧道变形沉降观测…………………………………………….16
3.6过渡段变形观测
……………………………………………….19
五、资料整理与文件提交………………………………………………20
4.1观测数据处理文件…………………………………………….20
4.2施工单位提交文件夹命名规则……………………………...21
4.3环境、天气及其他情况……………………………………….23
4.4观测点编号…………………………………………………...23
4.5里程填写……………………………………………………….24
4.6观测过程中的点号输入……………………………………….25
4.7观测点属性信息表录入要求………………………………...25
一、总则
1.1编制目的
为统一新建杭州至长沙铁路对路基（含过渡段）、桥梁、涵洞、隧道等线下工程的沉降变形观测的技术要求，确保观测质量；为评估预测线下工程最终沉降量和工后沉降，合理确定无咋轨道铺设时间，确保铺设质量，制定本指导书。
1.2编制依据
1.《客运专线铁路无咋轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设【2006】158号）
2.《高速铁路设计规范》（TB10621-2009）
3.《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
4.《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）
5.《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）
6.《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设【2007】183号）
7.《客运专线无咋轨道铁路设计指南》（TZ216-2007）
8.《客运专线无咋轨道铁路设计指南》（铁建设函【2005】754号）
9.新建杭州至长沙客运专线铁路工程设计文件
10.沪昆铁路客运专线江西有限责任公司文件。
11.铁道部有关规定。
1.3适用范围
使用于新建杭州至长沙铁路客运专线江西段线下工程施工期及正式验收通过前的沉降变形观测及评估，未包括的内容，应按相关现行铁路设计规范、规定执行或另行研究决定。
二、人员、设备情况
2.1人员及职责划分：
项目部人员：
党艳军、王治国、李超、庞新阳
职责：
编制沉降观测作业指导书，沉降变形观测实施细则，建立沉降变形观测网，对水中墩等特殊情况单独制定沉降变形方案，各种监测设备、仪器、管线的购置与埋设，定期对沉降监测网的工作基点进行复测，收集观测数据并整理上报。
架子队人员：
负责各管段沉降变形监测网保护工作、配合现场沉降变形观测点的埋设、按规定监测项目和频率进行全过程监测和记录，并按规定格式和内容提交观测数据，确保其真实性、可靠性和全面性。
变形观测队具体人员及管段范围情况：
测量一队：
李龙学、李超、庞新阳、马宪锋
管段范围：
野猪罺特大桥至朱坞中桥
测量二队：
李强、姜桂昭、郑刚、周占鹏
管段范围：
新桥头特大桥至老坞村特大桥
测量三队：
李键、王加东、毛欢、李海鹏
管段范围：
罗家大桥至外塘尾大桥
2.2设备
TrimbleDini数字水准仪及配套设备
三．观测组织机构
项目部二分部以总工担任组长，管段沉降观测具体工作由测量负责人组织实施，并设置沉降变形观测队3个，每个测队由4名专职测量人及专用测量仪器。
组长：
黄伟
组员：
党艳军、王治国、李龙学、李强、马宪锋等。
四.观测技术要求与实施方法
4.1沉降变形测量工作基本要求
4.1.1线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（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。
4.1.2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。
为验证监测网基准点和工作基点的稳定性，需要定期进行复测，一般地区按每6个月进行1次;在观测过程中发现工作基点变化也应及时进行复测。
4.1.3观测网复测后，测量数据处理应及时采用新的工作基点标高，直至下次复测为止。
4.1.4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。
4.1.5每次沉降变形观测时应符合：
（1）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。
（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。
（3）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。
（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）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；也可采用倒尺的方法进行。
测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。
4.1.6当发现沉降监测数据出现异常时（如沉降突变、桥墩上升、桥墩左右侧差异沉降量过大、线路纵向相邻测点沉降差异较大等）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。
为确保评估工作的顺利进行，测量单位在保证外业测量数据精度合格的前提下，应在当天进行内业整理，及时针对异常数据进行分析，并及时采取相应处理措施，填写在观测数据处理文件的说明文档
。
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。
4.1.7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，选用经鉴定合格的软件进行。
4.1.8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。
4.2路基沉降变形观测技术要求及实施方法
4.2.1路基观测断面设置原则
路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主。
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。
⑴沿线路方向的间距一般不大于50m；对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤可放宽到100m。
⑵对地形、地质条件变化较大地段应加密断面，一般间距不大于25m，在变化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。
⑶一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。
⑷对地形横向坡度大于1：
5或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。
4.2.2观测点布置原则
⑴为有利于测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上。
⑵一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板，沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处；沉降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。
⑶软土、松软土路堤地段观测断面一般包括剖面沉降管、沉降观测桩、沉降板和位移观测桩。
沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处，沉降板位于双线路基中心，位移观测边桩分别位于两侧坡角外2m、10m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上，剖面沉降管位于基底。
⑷沉降板设置应严格按设计文件要求执行，一般按以下原则设置：
①对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m地段，设置断面间距为100m；
②对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m；
③其余情况根据具体情况，设置断面间距为50～100m；
④地面横坡或压缩层底横坡大于1：
5时，横断面布置两处沉降板，一处位于路基中心，另外一处根据具体地形地质情况布置。
⑸预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路基顶面沉降观测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行，即在基床底层顶面临时布置沉降板，位移观测以及基底沉降观测布置与无预压段完全一致，预压土方卸除时临时沉降板随之拆除，基床表层施工后，于路基面上设置正式沉降观测桩。
⑹路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。
4.2.3路基变形观测水准路线
路基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，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图所示：
4.2.4观测元件与埋设技术要求
⑴沉降观测桩：
选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.3m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
⑵沉降板：
应严格按设计要求进行埋设，一般情况如下：
由底板、金属测杆（φ20镀锌铁管）及保护套管（φ49PVC管）组成。
钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm,厚3cm或钢底板尺寸为30cm×30cm，厚0.8cm。
①沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度，确保测杆与地面垂直。
②放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。
③测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。
金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。
⑶剖面沉降管：
采用专用塑料硬管，其抗弯刚度应适应被测土体的竖向位移要求，导管内十字导槽应顺直，管端接口密合。
剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降管十字导槽内，从一端按一定间距依次读数。
路基基底剖面沉降管在地基加固施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至地基加固表层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。
沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。
沉降管敷设完成后，两头应砌筑观测坑，并加设盖板，以方便观测及对孔口进行长期保护，并做好坑内及其周围的排水。
并于一侧管口处设置观测桩，观测桩采用C15素混凝土灌注，断面采用0.5m
×0.5m×1.0m。
待上部一层填料压实稳定后，连续观测数日，取稳定读数作为初始读数。
采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。
每次观测时，首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程，再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值，然后用横剖仪测量各测点。
区间每2.0m测量一点，车站内测点间距可为3.0m。
4.2.5观测技术要求
⑴路堤地段从路基填土开始进行沉降观测；路堑地段从级配碎石顶面施工完成开始观测。
路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。
观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。
⑵沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑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观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量。
⑶路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量，当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天、竖向位移大于10mm/天时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。
4.2.6观测精度要求
观测精度要求：
路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.01mm；剖面沉降观测的精度应不低于4mm/30m；位移观测测距误差±3mm；方向观测水平角误差为±2.5″。
4.2.7观测频次要求
观测频次要求：
路基沉降观测的频次不低于下表的规定
实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。
当两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次；当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。
观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。
4.3桥梁变形观测
4.3.1桥梁变形观测点的设置原则
4.3.1.1每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。
4.3.1.2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，观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。
承台观测标作为临时观测标，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。
4.3.1.3墩身观测标：
⑴观测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧；
⑵桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。
当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低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。
桥墩上观测标的具体设置位置见右图：
4.3.1.4桥台观测标：
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）。
4.3.2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，沉降观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如
下图所示：
4.3.3观测元件与埋设技术要求
⑴承台观测标
沉降观测桩：
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。
⑵墩身观测标：
采用φ14mm不锈钢螺栓。
见下图所示：
⑶观测技术要求
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。
②沉降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观测工作应按要求进行，不能影响桥梁施工质量。
4.3.1.7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±1mm，读数取位至0.01mm。
4.3.1.8观测频次要求：
墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。
4.4涵洞变形观测
4.4.1观测点布置
涵洞填土后观测点可从边墙位置移动到帽石上，涵洞进出口的帽石上各设置两个测点，位于帽石两侧位置；
4.4.2观测频次
涵洞沉降观测据下表中要求的时间间隔进行，涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行。
4.5隧道变形观测
4.5.1隧道观测断面和观测点的设置原则
隧道工程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、断面收敛沉降变形等不列入本沉降观测的内容。
4.5.1.1隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。
隧道内一般地段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、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面；
4.5.1.2明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面；
4.5.1.3地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。
4.5.1.4隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。
4.5.1.5施工降水范围应至少布设一个观测断面。
4.5.1.6路隧分界点处，路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。
4.5.1.7长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。
4.5.1.8隧道工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，原则上设于高于水沟盖板0.3m处。
4.5.2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图所示：
4.5.3观测元件与埋设技术要求
4.5.3.1观测点埋设参考下图设置。
4.5.3.2无砟轨道铺设时隧道测点的转移技术要求。
隧道的观测标设在两侧边墙处。
在仰拱施工完成至底板施工期间，因观测标位置较高，难以实施观测，需要将观测标转移至下部仰拱便于观测处，待仰拱充填混凝土后，应及时将观测标转移至原测点位置，转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号，并继续观测至铺设无砟轨道。
4.5.3.3观测技术要求
⑴隧道沉降观测从仰拱施工结束后立即进行，观测时间不得少于3个月。
当观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。
⑵隧道沉降观测水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.01mm。
4.5.4隧道洞内沉降观测路线，贯通前洞口基准点布置不少于两个，当洞内布设基准点有困难时，可直接利用两个洞口基准点形成附合水准观测路线。
工作基点联测间距可以大于200米，但必须保证观测点高程中误差和相邻观测点的高差中误差达到《细则》规定要求。
4.6过渡段变形观测
4.6.1观测断面和观测点的设置原则
4.6.1.1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，桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。
4.6.1.2不同结构物起点处、距起点5～10m、20～30m处分别设置观测断面。
每个横向结构物每侧各设置一个观测断面，沿涵洞轴线设路基观测断面。
每个观测断面观测点设置参照路堤。
4.6.1.3路堤和路堑分界处设置观测断面，观测点设置参照路堤。
4.6.1.4横向结构物顶面埋设一根剖面沉降管，具体要求详见设计文件。
4.6.4.2观测元件与埋设技术要求
沉降观测点与剖面沉降管埋设参考路堤设置。
4.6.4.3观测技术要求
4.6.4.4沉降精度与频次等技术要求同路基要求。
五.资料整理与文件提交
5.1观测数据处理文件：
要求提供以下电子文件，每个月提交1次。
其中观测手簿文件还需提供纸介质文件，每3月提交1次。
（1）电子水准仪原始观测数据
（2）控制点文件
（3）观测手簿文件
（4）高差文件
（5）平差文件
（6）高差闭合差统计文件
（7）平差计算文件
数据传输要求有电子文件和纸介质文件。
其中电子文件表格要求采用EXCEL（*.xls）格式，图形文件采用CAD（*.dwg）格式，报告采用WORD（*.doc）格式；
施工单位由测量队负责处理观测数据形成文件，逐级上报给工区和标段项目部，以标段为单位汇总后按时提供建设单位和评估单位。
5.2施工单位提交文件夹执行以下命名规则：
一级文件夹以标段号命名，全线共几个个标段，分别命名为：
“一标段、二标段…N标段”。
二级文件夹以观测时间命名，如包含08年10月到08年11月的数据，则命名为“0810-0811”。
三级文件夹以工区号命名，分别命名为：
“一工区、二工区…”。
四级文件夹以测量队命名，分别命名为：
“一测队、二测队…”。
五级文件夹按测量日期命名，如2009年3月4日观测则命名为090304；如当天有4台仪器观测数据需要处理，则按090304
（1）、090304
（2）、090304（3）090304（4）命名。
五级文件夹内应包含电子水准仪的原始观测数据文件和控制点高程文件，以及观测数据处理过程中生成的观测手簿文件、高差文件、平差文件、高差闭合差统计文件、平差计算表文件、平差成果文件，说明文件。
5.2.1原始观测数据文件命名规则
以“标段号-工区号-测队号-观测日期.后缀名”的格式为准。
例：
一标段、2工区、4项目部在08年10月11日进行的观测文件，文件名可命名为“1-2-4-081011.dat或1-1-2-081011.gsi”。
原始观测文件常见形式一种为LeicaDNA系列仪器生成的后缀名为GSI格式的文件，另一种为TrimbleDini系列仪器生成的后缀名为DAT格式的文件，两种文件格式不同。
后缀名根据仪器型号的不同由仪器自动生成，计算人员不得改变。
5.2.2控制点文件命名规则
控制点文件名应与相应的观测文件名同，仅在后缀名上加以区分，控制点高程文件以.BM1为其后缀名。
例：
观测文件名为1-1-2-081011.dat或1-1-2-081011.gsi，其相应的控制点名应为1-1-2-081011.BM1。
5.2.3其余文件命名规则
其余文件均根据原始观测文件与控制点文件进行计算得出，文件名均与观测文件名同名，根据不同文件的类型定义其不同的后缀名。
观测手簿文件：
1-1-2-081011.xls
高差文件：
1-1-2-081011.hdf
平差文件：
1-1-2-20081011.in1
高差闭合差统计文件：
1-1-2-081011.gco
平差计算文件：
1-1-2-081011.ou1
平差成果文件：
1-1-2-081011.our
5.3说明测量时的天气情况，温度，另外对测量过程中发生的超限重测、测点破坏后恢复等特殊情况需要说明。
5.4观测点编号
观测点的编号是观测点的标识，简洁明了的反映该观测点所在里程、观测点的类型、观测点位置。
为保证每个观测点的编号均为全线唯一的，同时便于在电子水准仪中输入，测点编号采用以下格式：
里程
测点类型编码
测点位置编号
里程采用7位阿拉伯数字，前4位为公里标，后3位为百米标（取整）；测点类型编码采用1位英文字母；测点位置编号采用1位阿拉伯数字；测点编号共计九位。
测点类型
测点类
型编码
测点位置及其对应的测点位置编号
沉降板
L
基底
（1）、路基面
（2）
观测桩
G
左
（1）、右
（2）、中（3）
分层沉降观测点
F
中
（1）
位移边桩
W
左
（1）、右
（2）
剖面管
P
基底
（1）、基床底层顶面
（2）
承台观测标
C
观测标左
（1）、观测标右
（2）
墩身观测标
D
左
（1）、右
（2）
桥台观测标
T
观测标1
（1）、观测标2
（2）、观测标3（3）、观测标4（4）
梁体徐变观测标
X
左1
（1）、右2
（2）、左3（3）、右4（4）、左5（5）、右6（6）
涵洞观测标
H
左1
（1）、左2
（2）、中3（3）、中4（4）、右5（5）、右6（6）
隧道观测标
S
左
（1）、右
（2）
例如
DK40+100.25断面的路基面左侧观测桩
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