沉降观测施工方案.docx
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沉降观测施工方案
沉降观测施工方案
沪宁城际铁路工程站前I标项目部
沉降观测施工方案
编制：
复核：
审核：
审批：
中铁四局沪宁城际铁路工程站前I标项目部一队
二〇〇八年十一月
沉降观测施工方案
1.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》铁建设[2006]158号
（2）《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》铁建设[2006]189号
（3）《新建铁路工程测量规范》（TB10101—99）
（4）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91）
（5）京沪高速铁路工程设计文件
（6）《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施细则》2008年10月
2.工程概况
中铁四局承建沪宁城际铁路工程站前第一标段，正线里程DK0+000～DK43+500段，共分八个队。
其中第一项目队全长15.37km，包括正线-DK0+463.18～DK6+618.23段7.08km、动车走行线DCDK0+000～DCGDK1+898.87段1.899km、跨线车联络线下行线（单线）NLXDK0+000～NLXDK2+400.996段2.4km、上行线（单线）NLSDK0+000～NLSDK3+349.995段3.35km、动走线存车场DCGDK0+000～DCGDK0+641段0.641km。
管段内主要工程量为特大桥5602.89m/4座、大桥174.81m/1座、中桥441.04m/8座、框架涵13座，路基填方62.97万m3、路基挖方75.23万m3。
桥梁总长：
6.22km，路基：
8.84km，改路：
约2.1公里。
3.沉降监测工艺简介
沪宁高速铁路无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、标准高，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。
而影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度不足以控制无碴轨道工后沉降。
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，确保京沪高速铁路无碴轨道结构铺设质量。
4.沉降监测工艺流程
监测元器件的埋设监测观测资料整理数据分析
5.监测断面的设置
5.1路基工程
路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。
5.1.1观测断面按照设计要求设置，同时满足以下要求：
沿线路方向的间距一般不大于50m；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。
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，在变化点附近设置观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。
一个沉降观测单元设置不少于2个观测断面。
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。
5.1.2观测点按照设计要求设置，同时满足以下要求：
观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。
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量测各2m处：
沉降板每断面设置一个，布置于双线路基中心。
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两侧各2m处，沉降板位于双线路基中心，位移观测桩边桩分别位于两侧坡脚外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。
5.1.3沉降板按照设计要求设置，同时满足以下要求：
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200m；对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m；其余情况根据具体情况，设置断面间距为50～100m；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，另一处根据地形地质情况布置。
5.1.4预压地段，预压期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。
路堑地段观测断面分别位于路基中心，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。
深厚层地基需分层沉降监测：
深厚层第四系土层地段、软土地段的桥路过渡段及不同地层结构附近设置。
采用激动钻孔引孔埋设PVC管和沉降磁环，利用电磁式深层沉降仪进行观测。
分层设置，厚度大于3m时，每3m增设一组，地层界面和加固地面设置磁环。
具体布置断面和布置位置按设计文件要求执行。
路堤基底设置剖面沉降管进行全断面沉降观测时，严格按照设计文件要求执行。
5.1.5测点及观测元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。
观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。
5.1.6监测元件的选取和埋设
5.1.6.1监测元件的选取
元件的选取严格按照设计文件要求执行，对于剖面沉降管、单点沉降计等电测元件及检测仪器的选配，应选用高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好的仪器；仪器企业厂家应具有相应的生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件，并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。
5.1.6.2监测元件的埋设
①沉降观测桩
沉降观测桩选用Φ20mm不锈钢筋，顶部磨圆，底部焊接玩够，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，桩周围0.15m范围用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。
见附图
路基沉降观测桩埋设图：
②沉降板：
由钢底板、金属测杆（φ20mm镀锌铁管）及保护套管（φ49mmPVC管）组成，钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm，厚3cm；具体按设计图样焊接组装。
采用水平仪按国家二等精密水准测量方法测量沉降板标高变化。
沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采用中粗砂回填密实，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保护套管，完成沉降板的埋设工作。
测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数，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。
见附图
③单点沉降计：
单点沉降计是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器，由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。
采用钻孔引孔埋设，钻孔孔径Ф108或Ф127，钻孔垂直，孔深应达到硬质稳定层（最好为基岩），孔口应平整密实。
观测路堑换填基底沉降或隆起变形埋设在换填基底面，表面应平整密实；观测路基本体变形按设计断面图埋设。
④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，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槽内，按一定间距依次读数，起始端管口标高进行测量，再通过数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量。
剖面沉降管在褥垫层顶面开槽埋设，槽底中粗砂找平，表面回填20cm中粗砂并与褥垫层相平，两端部应进行有效保护。
5.2桥涵工程
根据总指要求，每个墩台均设置承台观测标和墩身观测标。
5.2.1观测标的设置：
承台设置两个观测标，设置于地层承台左侧小里程角上和右侧大里程角上。
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，墩身观测标设置于墩身两侧，具体位置见下图：
桥台观测标设置在台顶，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）。
梁体观测标：
批量生产的预制梁每30孔选择一孔设置观测标，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；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孔选择一孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值时，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。
具体布置见下图：
涵洞观测标在涵洞进出口两侧的边墙上和涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。
涵洞填土后边墙观测点移动到帽石上，位于帽石两侧位置；
5.2.2监测元件的选取和埋设
5.2.2.1监测元件的选取
元件的选取严格按照设计文件要求执行。
5.2.2.2监测元件的埋设
承台、桥台、梁体、涵洞观测标选用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。
墩身观测标采用带套筒的φ14mm不锈钢螺栓焊接钢板埋入墩身混凝土中。
具体见下图：
承台观测标
墩身观测标
5.3过渡段工程
桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段需要进行沉降观测
5.3.1观测断面设置
不同结构物起点处、距离起点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，观测断面观测点的设置同路堤要求。
路堤和路堑分界处设置观测断面，观测点设置同路堤要求。
横向结构物顶面埋设剖面沉降管，设置同路堤要求。
5.3.2过渡段观测点的埋设参照路堤的要求进行。
6.沉降监测
6.1一般要求
6.1.1沉降变形观测根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求，沉降变形观测网按三等变形测量等级技术要求建立，沉降变形观测点的水准测量采用三等变形观测测量技术要求。
6.1.2建立沉降变形观测网，布设水准基点和工作基点。
高程应采用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。
全线二等水准测量贯通后，将沉降变形观测网与二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上。
6.1.3所使用的仪器和设备应进行定期检查并作出详细记录；每次测量应采用同一仪器，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。
6.1.4各种原始测量记录应真实、可靠，并有可追溯性；计算成果和图表清晰、签署齐全，并妥善保存。
6.2观测水准基点、工作基点的布设
6.2.1观测水准基点的布设
在沿线施工已设水准基点的基础上，按距离不大于1km增设水准基点，水准基点应设在变形区以外的岩石或原状土层上，亦可利用稳固的建筑物、构筑物设立水准点。
6.2.2工作基点的布设
为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。
工作基点应布设在不受施工干扰的稳定土层内，以便长期保存和使用的地点。
工作基点的埋设按照下图要求执行：
1-盖；2-砖；3-素土；4-素混凝土；5-冻土线
6.2.3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。
6.3沉降变形观测主要技术要求
6.3.1沉降变形观测网主要技术要求
沉降变形观测网的主要技术要求
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）
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，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测
6.3.2测量等级及精度要求和观测方法
测量等级及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
水平位移观测沉降变形点点位中误差（mm）
三等
±1.0
±0.5
按国家二等精密水准测量
±6
6.3.3一、二等水准测量仪器及主要技术要求
一、二等水准测量仪器及主要技术要求
等级
仪器
视线长度（m）
前后视距差（m）
在任一测点上前后视距差累计（m）
视线高度（下丝读数）（m）
一等
DSZ05、DS05
≤30
≤0.5
≤1.5
≥0.5
二等
DS1、DS05
DS1≤50，DS05≤60
≤1.0
≤3.0
≤0.3
6.4各种地段沉降变形观测
6.4.1路堤填高＜3m，且地基压缩层厚＜5m地段
顺号
观测内容
观测元件
观测点
数量
断面间距
附注
1
路基面沉降观测
观测桩
3个/断面
25
地形地质条件变化较大地段应适当加密观测断面
2
基底沉降观测
沉降板
1个/断面
200m
根据工点工期等具体情况适当增设
6.4.2路堤下地基压缩层厚≥5m地段及路堤填高≥3.0、地基压缩层厚＜5m地段
顺号
观测内容
观测
元件
观测点数量
断面
间距
附注
1
路基面沉降观测
观测桩
3个/断面
25～100m
地形地质条件变化较大地段应适当加密观测断面
2
路堤基底沉降观测
沉降板
1～2个/断面
50～100m
地基面横坡大于1：
5时，每个断面埋设2个。
3
路堤基底全断面沉降观测
剖面沉降管
1个/断面
4
改良土填土沉降
观测
单点
沉降计
1个/断面
200m
根据改良土工点、土质等具体情况，且改良土路堤填高大于5m时适当增设。
6.4.3土质路堑地段
土质路堑（含基岩全风化层）一般地段只设路基面沉降观测桩2～3个/断面，断面间距50m，地势平坦、地基条件良好地段间距100m；当地基地层为红黏土、膨胀土时，同时在换填底面埋设单点沉降计观测地基沉降或隆起情况。
6.5沉降变形测量精度要求
沉降变形的水准测量精度为0.1mm，读数取位至0.01mm；剖面沉降管的测量精度为8mm/30m；单点沉降计观测精度为测量值的1％，灵敏度为0.01mm。
6.6沉降观测的频次
路基沉降观测的频次不低于下表的规定。
当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。
路基沉降观测频次
观测阶段
观测频次
填筑或堆载
一般
1次/天
每天填筑量超过3层时
1次/每填筑3层
沉降量突变
2～3次/天
两次填筑间隔时间较长
1次/3天
堆载预压或
路基施工完毕
第1个月
1次/周
1个月以后
1次/月
无碴轨道铺设后
第1个月
1次/2周
第2、3个月
1次/月
3个月以后
1次/3月
注：
1.架桥机（运梁车）通过时观测要求：
每1次/3天，连续3次；以后1次/1周，连续3次；以后1次/2周。
墩台基础沉降观测频次表
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，进行首次观测
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，临时观测点取消
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
前后各1次
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（运梁车）通过
全程
前后各1次
桥梁主体工程完工～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个月
无碴轨道铺设期间
全程
1次/月
无碴轨道铺设完成后
24个月
0～3个月
1次/2周
4～12个月
1次/月
13～24个月
1次/3月
注：
1观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。
2架桥机（运梁车）通过时观测要求：
第一次通过和第二次通过前后均需要观测，其后每1次/1天，连续两次；其后每1次/3天，连续三次，以后1次/1周
梁体徐变观测频次表
观测阶段
观测周期
预应力终张拉
张拉前、后各1次
预应力张拉完成～无砟轨道铺设前
张拉完成后第1天
张拉完成后第3天
张拉完成后第5天
张拉完成后第1～3个月，每7天为一测量周期
桥梁附属设施安装
1次/周，要求安装前、后必须各有1次
无砟轨道铺设期间
1次/周
无砟轨道铺设完成后
第0～3个月，1次/月
第4～24个月，1次/3月
涵洞沉降观测频次表
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
涵洞基础施工完成
/
/
设置观测点，进行首次观测
涵洞主体施工完成
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
测试点移至边墙两侧
洞顶填土施工
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
架桥机（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
涵洞完工～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个月
无碴轨道铺设期间
全程
1次/周
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
注：
1、架桥机（运输车）通过时观测要求：
每1次/1天，连续2次；其后每1次/3天，连续三次，以后1次/1周
6.7观测点的保护
基准点、观测桩，在观测期间必须采取有效措施加以保护或专人看管。
在附近设醒目的警示标志防止遭施工机械碰撞损坏，测量标志一旦遭受碰损，应立即复位并复测。
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，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，在附近设醒目的警示标志防止遭施工机械碰撞损坏,测量标志一旦遭受碰损，应立即复位并复测。
7.测量观测资料整理及提交资料
7.1一般要求
7.1.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计及细则要求。
7.1.2人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机，核对无误后在计算机内备份；自动采集测试数据应及时在计算机内备份。
沉降观测资料及时输入沉降观测管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中时时监控。
观测中有沉降异常情况应及时通知有关各方及时处理。
7.1.3按照提交资料要求及时整理、汇总、分析，按有关规定整编成册。
7.2资料整理
7.2.1沉降观测资料表
1）观测断面与观测点工程属性信息表
2）电子水准测量记录手簿
3）路基沉降观测记录表（沉降观测桩）
4）路基沉降观测记录表（沉降板）
5）路基沉降观测记录表（沉降管）
6）路基分层沉降观测记录表
7）路基分层沉降观测记录汇总表
8）路基边桩位移观测记录表
9）路基边桩位移观测记录汇总表
10）桥梁承台沉降观测记录表
11）桥梁墩（台）沉降观测记录表
12）涵洞沉降观测记录表
13）桥梁梁部徐变观测数据录入表
14）沉降设计值表
15）断链表
7.2.2观测点的平面、纵断面和横断面布置图及控制点与观测量
7.2.3标石、标志规格及埋设
7.2.4仪器检测及校正资料
7.2.5观测记录本（簿）
7.2.6平差计算、测量成果质量评定资料
7.3提交资料
观测数据及处理文件提交电子版文件每一个月一次，观测手簿另上报纸介质文件，每3个月上报一次。
成果输出文件每个月提交1次电子版文件，纸介质文件每年提交1次。
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