路基沉降观测及变形观测实施措施.docx

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路基沉降观测及变形观测实施措施

沪汉蓉通道合肥至武汉铁路

路基沉降观测及变形观测实施方案

编制：

复核：

审批：

中铁X局集团合武铁路Z标第三经理部

二〇ZZ年Z月Z日

一、编制依据

1.1TB10101-99《新建铁路工程测量规范》

1.2《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》

1.3TZ212-2005《客运专线铁路路基工程施工技术指南》

1.4JGJ/T8-97《建筑变形测量规程》；

1.5GB50026-93《工程测量规范》；

1.6GB12897-91《国家一、二等水准测量规范》；

1.7GB/T18314-2001《全球定位系统

二、观测范围及主要内容

合武铁路DK59+949～DK78+360段共计路基填方165万方<不含换填部分），其中有软土路基1段

高填方的分布范围及设置计划

表2-1

序号

范围

最大填土高度

本段长度

是否设置观测点

备注

1

DK60+300～DK60+400

6.6

100

否

过渡段范围

2

DK60+460～DK60+560

6.9

100

否

换填A/B料

3

DK61+370～DK61+435

7.6

65

否

过渡段范围

4

DK61+600～DK61+630

6.3

30

否

过渡段范围

5

DK61+870～DK62+050

6.7

180

否

换填A/B料

6

DK62+640～DK62+960

9.9

320

设/3

高填方

7

DK63+100～DK63+200

8.1

100

设/2

软土地基

8

DK64+550～DK64+748

7.6

198

设/2

高填方

9

DK65+056～DK65+140

7.5

84

否

过渡段范围

10

DK65+570～DK65+740

7.8

170

否

换填A/B料

11

DK66+030～DK66+530

10.1

500

设/4

高填方

12

DK66+930～DK67+000

6.9

70

否

换填A/B料

13

DK67+530～DK67+620

7.2

90

否

换填A/B料

14

DK67+910～DK68+120

8.5

210

设/2

高填方

15

DK68+430～DK68+510

6.2

80

否

换填A/B料

16

DK68+700～DK68+730

6.4

30

否

过渡段范围

17

DK69+630～DK69+950

8.5

320

设/3

高填方

18

DK70+800～DK70+900

8

100

否

高填方

19

DK70+940～DK71+010

5.9

70

否

换填A/B料

20

DK71+275～DK71+295

6.6

20

否

过渡段范围

21

DK72+713～DK72+780

8.0

67

否

过渡段范围

22

DK73+725～DK73+880

7.4

155

否

高填方

23

DK73+945～DK74+205

9.9

260

设/3

高填方

24

DK74+660～DK74+697

7.6

37

否

过渡段范围

25

DK75+073～DK75+125

7.7

52

否

过渡段范围

26

DK75+360～DK75+650

9.0

290

设/3

高填方

27

DK75+830～DK76+280

10.1

450

设/4

高填方

28

DK76+390～DK77+300

8.7

910

设/9

高填方

29

DK77+530～DK77+705

8.7

175

设/2

高填方

30

DK77+930～DK78+060

7.4

130

否

高填方

31

DK78+230～DK78+360

8.9

130

否

高填方

总计需要设置37个路基面沉降观测断面<其中软土地基处理范围内设2处水平位移及地表沉降观测断面）。

合武铁路DK59+949～DK78+360段共计铁路桥涵131座，其中过渡段及沉降观测设置的主要情况见表2-2：

横向结构物过渡段情况及沉降观测设置计划

表2-2

序号

里程

孔径及型式

涵顶填土高

过渡段填高

观测点设否

1

DK60+120

王柯塘大桥

4.4/6.3

设在武汉侧/2

2

DK60+397

1-2m框架涵

3.3

5.6

否

3

DK60+503

1-3m框架涵

2.5

5.3

否

4

DK60+760

1-4m框架涵

0.78

2.0

否

5

DK61+116

龙凤大桥

7.5/7.6

两端都设/4

6

DK61+294

1-4m框架涵

0.5

3.1

否

7

DK61+390

1-2m框架涵

4.6

7.0

设/2

8

DK61+467

1-3m框架涵

0.96

4.6

否

9

DK61+640

1-2m框架涵

3.9

6.3

否

10

DK61+771

1-3m框架涵

0.86

3.8

否

11

DK62+393

1-3.0m框架涵

0.75

2.3

否

12

DK62+605

1-4.0m框架涵

0.76

3.0

否

13

DK62+817

1-3.0m框架涵

6.5

9.0

设/2

14

DK62+903

1-4.0m框架涵

1.2

4.6

否

15

DK63+130

1-2.5m框架涵

3.1

6.2

否

16

DK63+323

周新大桥

8.4/7.1

两端都设/4

17

DK63+565

1-4.0m框架涵

0.78

3.0

否

18

DK63+654

1-2.0m框架涵

2.9

5.6

否

19

DK63+940

1-4.0m框架涵

0.85

2.6

否

20

DK64+050

1-1.5m框架涵

3.5

5.5

否

21

DK64+500

1-4.0m框架涵

0.76

2.6

否

22

DK64+607

1-1.5m框架涵

6.0

8.1

设/2

23

DK64+902

陈小庄大桥

6.8/9.6

两端都设/4

24

DK65+400

1-1.5m框架涵

1.1

2.9

否

25

DK65+555

1-4.0m框架涵

2.0

7.0

设/2

26

DK65+670

1-3.0m框架涵

6．2

8.7

设/2

27

DK65+736

框架小桥

4.0/6.3

否

28

DK65+994

1-3.0m框架涵

1.2

4.9

否

29

DK66+103

1-2.5m框架涵

4.1

7.2

设/2

30

DK66+298.3

1-4.0m框架涵

3.9

8.5

设/2

31

DK66+428

1-4.0m框架涵

4.1

8.2

设/2

32

DK66+524

1-2.5m框架涵

2.4

5.4

否

33

DK66+927

1-2.5m框架涵

3.0

6.4

否

34

DK67+034

1-3.5m框架涵

1.6

4.0

否

35

DK67+527

1-3.0m框架涵

3.4

7.1

设/2

36

DK67+657

1-4.0m框架涵

1.1

4.4

否

37

DK67+884.5

1-3.0m框架涵

0.78

3.0

否

38

DK68+080

1-2.0m框架涵

6.1

8.7

设/2

39

DK68+437

1-1.5m框架涵

3.2

4.8

否

40

DK68+619

1-3.0m框架涵

1.3

4.6

否

41

DK68+749

1-1.5m框架涵

4.5

6.5

设/2

42

DK68+895

1-4.0m框架涵

0.77

4.1

否

43

DK69+194

刘五坊大桥

7.1/6.9

两端都设/4

44

DK69+620

1-4.0m框架涵

0.8

3.8

否

45

DK69+721.8

1-4.0m盖板涵

3.4

6.7

设/2

46

DK70+011

1-4.0m框架涵

0.8

4.9

否

47

DK70+184

1-2.0m框架涵

1.3

3.9

否

48

DK70+465

1-1.5m框架涵

1.1

3.4

否

49

DK70+575

1-1.5m框架涵

2.5

4.6

否

50

DK70+765

1-3.0m框架涵

0.94

3.5

否

51

DK70+980

1-2.0m框架涵

3.4

6.4

否

52

DK71+106.5

1-4.0m框架涵

0.77

2.6

否

53

DK72+004

跨宁西特大桥

6.3/6.8

武汉端设/2

54

DK73+300

1-5.0m框架涵

0.77

3.4

否

55

DK73+500

1-3.0m框架涵

0.94

3.6

否

56

DK73+750

1-6.0m框架涵

0.92

4.1

否

57

DK74+000

1-2.0m框架涵

7.1

9.8

设/2

58

DK74+100

1-2.0m框架涵

6.3

8.9

设/2

59

DK74+210

1-2.0m框架涵

2.5

5.4

否

60

DK74+256.4

1-3.0m框架涵

0.75

2.3

否

61

DK74+300

1-2.0m框架涵

0.91

3.5

否

62

DK74+365

1-2.0m框架涵

2.9

5.9

否

63

DK74+565

1-2.0m框架涵

5.5

8.1

否

64

DK74+602.4

1-4.0m框架涵

1.0

4.2

否

65

DK74+883

山北水库大桥

7.7/7.6

两端都设/4

66

DK75+400

1-6.0m框架涵

0.77

5.6

否

67

DK75+540

1-3.0m框架涵

4.7

9.0

设/2

68

DK75+733.4

1-4.0m框架涵

0.8

4.8

否

69

DK76+000

1-3.0m框架涵

6.5

10.2

设/2

70

DK76+343

跨S315中桥

4.0

否

71

DK76+637

1-4.0m框架涵

1.8

5.3

否

72

DK76+915

1-4.0m框架涵

3.7

8.7

设/2

73

DK77+110

1-2.0m框架涵

6.9

9.9

设/2

74

DK77+199.30

1-4.0m框架涵

3.8

6.6

设/2

75

DK77+459

1-3.0m框架涵

0.77

3.3

否

76

DK77+650

1-3.0m框架涵

4.3

8.0

设/2

77

DK77+733.5

1-6.0m框架涵

0.81

5.2

否

78

DK77+858

1-2.5m框架涵

1.6

3.9

否

79

DK77+970

1-3.0m框架涵

4.4

7.5

设/2

80

DK78+090

1-3.0m框架涵

1.7

4.5

否

81

DK78+240

1-3.0m框架涵

2.7

5.7

否

82

DK78+350

1-3.0m框架涵

5.7

9.1

设/2

共需要设置过渡段沉降观测断面33处。

路基基底沉降观测等级为国家二等水准<工程测量规范中垂直位移监测网二等），测量精度每公里水准测量偶然中误差≤±1.0㎜<相邻基准点点高差中误差±1.0㎜）。

路基两侧边桩位移观测等级为建筑变形测量二级。

沉降观测测点的设置见图2-1：

图2-1

三、沉降观测的组织及设备配备

3.1成立沉降观测专题小组

沉降观测专题小组由12人组成，组长由李涛担任，设副组长2人<分别分管肥西段和六安段，人员分别配6人和4人），成果分析由曾祥素负责。

3.2主要设备配备

GPS系统：

1台套；

徕卡全站仪：

2台；

DS05级高精度数字水准仪：

2台；

四、观测进度计划

本段观测断面共计70处，测点共218个。

观测与施工进度相匹配，观测频率：

为施工期间每天1次<出现沉降突变的情况下增加观测次数）、填筑停止后没2天1次、达到路基设计标高后每5天1次<三个月后每15天1次）；全部观测工作在工程完工后6个月内结束。

五、技术方案的实施

5.1基准控制网及观测技术方案

在南分路布设1个基准点<国家二等三角点）、沿线布设2～3个工作基点<约5～8km一个工作基点），见图2基准点、工作基点线路分布示意图；根据具体断面情况适当加密测量控制点。

基点控制采用GPS相对静态方法，按国家GPSB级网点观测和精度要求，观测并连测GPSB级网点和国家一、二等三角点观测，通过观测数据基线向量外业数据质量检核、GPS网平差计算等数据处理建立位移平面基准控制网。

采用高精度数字水准仪，按国家二等水准观测和精度要求并连测国家一等水准点，通过观测量的各项改正、概算和平差计算建立沉降高程基准控制网。

基准控制网建立之后在位移和沉降观测期间，对基准控制网按位移和沉降观测的方法完成不少于三次的检核观测，若发现变化应对期间的观测成果进行必要的修正。

横向位移观测，以工作基点（精度控制在0.5mm以内>为起算点，采用国家GPSC级网点<国家三等三角点）观测；采用仪器标称精度不低于2″且测距精度≤5㎜的全站仪；施测精度可达到1mm要求。

路基基底沉降观测，以工作基点为起算点，采用高精度数字水准仪按国家二等水准观测和精度要求，采用符合水准路线观测沉降板的沉降量。

以填土高、观测时间、沉降量/位移为要素，绘制“填土高～时间～沉降量/位移关系曲线图”。

5.2基准点、工作基点的埋设

基准点应选在变形影响以外便于长期保存的稳定位置，工作基点应选在靠近观测目标且便于连测的稳定位置或相对稳定位置。

基准点、工作基点距路肩距离见图5-1。

图5-2

用于位移观测的基准点应建造观测墩和强制对中装置，对中误差≤0.1㎜，观测墩规格见图5-2。

用于沉降基准点标石应埋设在基岩层或院桩图层中见图5-3。

位移、沉降两类基准点、工作基点共用一个观测墩。

图5-1

5.3沉降板的埋设及保护

沉降板由一根直杆（直径=20～30mm的钢管或自来水管>和600×600×9mm的沉降钢板组成。

直杆用三根斜钢筋焊接在沉降板上，沉降板埋设在路基的底面或砂垫层下（图5-4>。

为了使沉降杆不受破坏，杆长应随填土升高而逐段接高。

每段接管的长度为20～30mm，两端有螺纹接头与空心管紧绞连接。

图5-4

为了不使填压的土质嵌入空心螺纹管内，每段接管应套上一段塑料圆管，圆管的高度略高于接管顶面，圆管的直径略大于水准尺的宽度。

套管顶面盖上一个圆盖板，盖板中心穿一段红布线条，以便下次测量找出沉降点位。

当路基面填至需要埋设沉降板标高以上30cm时，用全站仪放出沉降板埋设的位置，在埋设处挖土坑，深度35cm，铺上5cm左右的砂垫层，层面要水平，将沉降板放在砂垫层上，套上第一节外保护管，然后回填土，用小型夯机夯实。

夯实后要求内、外管均垂直水平面，不得歪斜，并且内外管之间的间隙要均匀。

最后用水准仪测出内沉降管的标高，作为该沉降管的初始读数。

内外管要随填土高度用管箍接长，使管口始终高于填土地面。

上下两节管要接触紧密<用管钳拧紧），避免内管下沉时卡在外管上，并防止沉降管被偷盗。

接管前后均要用水准仪测一次内管标高，以求出所接管实际长度。

每层填土前，应先用小车推土将沉降板周围填高，防止大型机械撞到沉降管。

沉降管周围填土要求用小型夯机夯实，以免被压路机撞坏。

万一不幸撞外，要及时卸下被撞坏的沉降管，接上新的沉降管，并立即测出标高。

为了不使填压的土质嵌入空心螺纹管内，每段接管应套上一段塑料圆管，圆管的高度略高于接管顶面，圆管的直径略大于水准尺的宽度。

套管顶面盖上一个圆盖板，盖板中心穿一段红布线条，以便下次测量找出沉降点位。

5.4　位移桩的设置

　　位移桩长度为100～200cm，断面为10×10cm的木方桩打入地基内。

桩的入土深度是随土基软硬程度不同而异，以不被踩动为原则。

位移桩从路堤坡脚起，在垂直于路中心线方向两侧各布设2个位移桩<桩位布置见图2-1），用经纬仪定线方法使4个桩在一条直线上，最后用小钉在木桩上标定桩位。

5.4　路基面观测桩的设置

级配碎石填筑完成以后，按照图2-1中标明的位置埋设路基面观测桩，桩用砖围砌，以防机械压坏。

桩的长度为100～200cm，断面为10×10cm的木方桩<中部钉入¢8的圆钢作为观测点）。

5.5位移、沉降量的测量

1）沉降控制测量

参照执行GB12897-91《国家一、二等水准测量规范》二等技术要求的精度。

沉降观测板的每段接管的顶面应有相邻两期的观测标高。

观测时，第一段接管埋好后，随即测量管顶标高，作为第一期观测值。

待填筑一层土后，先在原顶管面处观测标高，作为第二期观测值。

随即接上第二段接管，观测管顶标高。

这样，循序逐节升高，计算出每期观测的沉降量。

级配碎石填筑完成埋设路基面观测桩，开始3个月按照每5天1次的观测频率测量桩顶<圆钢）标高，三个月后每15天1次观测一次，直至沉降稳定方可停止观测工作。

根据相邻两次观测的标高差值计算对应位置的沉降量。

工后沉降的观测次数应不少于12次，持续时间不少于180天。

2）位移控制测量

参照执行GB/T18314-2001《全球定位系统

为了观测水平位移，在位移桩的延长线上设置二个固定桩A、B（AB为20～30m>。

每次观测时，安置经纬仪于A点，后视B点，倒转望远镜观测2个桩是否在一直线上，否则量出偏出直线的垂距（即横向位移>。

用钢尺丈量固定点A到各位移的距离，两期观测的距离差为纵向位移。

钢尺丈量时要记上气温，以便进行温度改正。

用水准仪测量位移桩的垂直位移，用首次观测的标高减去第i次观测的标高即为垂直位移。

规定“正”号为下沉；“负”号为上升，如上升到一定量级，则表示地基有破坏的趋向，应及时上报，以便采取措施。

六、观测成果整理提交

基准点、工作点观测控制网按平面、高程提供观测、计算过程、成果表。

位移、沉降观测以断面为单元提供单元、线路观测数据、计算过程、成果表及相关曲线图。