最终版+石太直通线沉降方案.docx
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最终版+石太直通线沉降方案
石太直通线沉降观测技术方案
一、沉降观测范围
石太直通线DIK2+600～DK16+116.97段路基、桥梁、涵洞工程
二、编制依据
1、《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设【2005】140号。
2、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》；
3、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）。
4、《京石客专石太施路通－27》；
5、《京石客专、石武客专河北段线下工程沉降观测及评估管理规定》
6、铁道第三勘察设计院有关技术交底。
三、沉降观测一般技术要求
1、变形测量等级及精度要求
变形测量等级
垂直位移测量
水平位移观测
变形点的高程中误差（mm）
相邻变形点的高程中误差（mm）
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）垂直位移检测网
1）、垂直位移监测网主要技术要求
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）
观测方法及要求
1.0
0.3
0.6
0.8
DS05或DS1型仪器，按二等水准测量技术要求施测
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。
加密后的水准基点（含工作基点）间距不大于200m。
（2）水平位移监测网
1）、水平位移检测网主要技术要求：
等级
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
三等
±6
＜200
±2.5
≤1/40000
按国家四等平面控制测量要求观测
2）、水平位移建网方式：
水平位移监测网根据变形测量等级及精度要求进行施测，可采用独立坐标系统，并一次布网完成，至少与一个CPI和CPII控制点联测，引入施工平面控制网坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。
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：
（1）每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。
基准点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
基准点采用平面控制网中的CPI和CPII点，石太直通线DIK2+600~DK16+116.97段中，可利用控制网中的基准点为CPIZT01~CPIZT08,CPIIZT04~CPIIZT13,CPIIZT15~CPIIZT17，计21个；现对已到图纸具体分析路基段由CPIIZT08、II02、CPIIZT09、ZT9-1、II03、CPIZT03、CPIZT04、II05等已知点以及为满足观测精度要求而即将新增的加密点；跨青银高速公路特大桥由II06、CPIIZT10、II07、II08、CPIIZT11、II09、II10、CPIIZT12、II11、CPIIZT13、CPIZT05、III03、III04、III05、III06、CPIZT06、III07、III08、CPIIZT14、III09、III10、III11、CPIIZT15、CPIIZT16、CPIZT07、CPIZT08、CPIIZT17等已知点，目前已到图纸0号台-89号墩，其中墩身高于14m需埋两个观测点的桥墩有24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39号墩，其余的墩身均低于14m只需埋设一个观测点。
（2）工作基点应选在比较稳定的位置。
采用平面控制网中的加密点，如不能满足点间距≤200m的要求，则另行加密，使之符合要求。
（加密点采用挖孔灌注桩，桩径不小于0.3m,深度不小于1.2m,预埋钢筋直径不小于12mm,长度不小于500mm）对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。
（3）变形观测点设立在变形体上能反映变形特征的位置。
4．变形监测测量工作基本要求
（1）水准基点的引测
沉降观测引用的水准基点，应采用精密控制网高程水准点。
沉降观测应从最近的水准基点引测，引测前应对引用水准基点进行检核，检核采用复测方式进行，将前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比，当检测的高差值与原高差值的差值满足
mm（L为两相邻水准基点间的距离，单位km）时，可认为拟引测水准基点处于稳固状态。
否则应进一步复测，查明原因、消除问题后再进行引测。
（2）沉降观测各项限差规定及精度要求
1）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
视线
高度
基辅分划
读数之差
基辅分划所测高差之差
≤50m
≤1.0m
≤2.0m
≥0.3m
≤0.4mm
≤0.6mm
2）各项观测精度要求：
A．每测站高差中误差≤±0.5mm；
B．每测段往返较差或附合路线允许闭合差：
（mm）或
（mm）（注：
n为测站数；L为水准路线长度，以km计）；
C．沉降观测点相对于水准基点高差中误差≤±1.0mm；
（3）仪器设备使用
使用测量精度不低于±1㎜（每千米往返测高差中数的偶然中误差）的自动安平水准仪，直接读数精度为0.1㎜，估读精度为0.01㎜。
水准标尺应采用与之配套的铟瓦合金标尺（尺长3m）。
（4）沉降观测水准测量方法
沉降观测点的高程测量可采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点的支路线法，也可采用从邻近水准基点测至沉降观测点，再闭合至邻近另一水准基点的附合水准路线法。
本标段地势平坦，工程前期工作点和沉降点之间高差不是很大，在固定的工作基点间采用支路线法观测就能满足精度要求；随着工程的进展观测点与工作点间的高差会不断变大，为满足精度要求采用附和线路法观测；采用两种方法相结合的方法。
1）支路线法：
A、当沉降观测点距引测水准基点较近、且高差也相近时，可一次置镜测得沉降观测点与水准基点间高差。
为避免单次测量可能产生的错误，应变换仪器高双次置镜观测，双次置镜测得的高差值≤0.7mm时，取两次测量高差值的平均值作为最终值；当双次置镜测得的高差值>0.7mm时，应重测，直至满足要求。
B、当沉降观测点距引测水准基点较远、高差较大，无法一次置镜测得沉降点与水准基点间的高差时，可做两次置镜测量。
为避免单路线测量可能产生的错误，应采取往返测测量方式。
当往返测的高差差值≤1.0mm时，取其平均值作为最终高差值；当往返测的高差值>1.0mm时，应重测，直至满足要求。
2）附合水准路线法：
附合水准路线法往返测的高差之差及附合路线闭合差均应小于
mm（L为两相邻水准基点间的水准路线长度，单位km），当高差之差或闭合差超限时，应分析原因，进行补测，直至满足要求。
（5）观测测量操作要求
1）沉降观测每测站观测程序及具体要求详见后附《光学水准仪二等水准观测顺序和方法》
2）沉降观测测量时，置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定，在成像清晰稳定的条件下进行观测，不在日出前、后半小时内或其他不宜观测的环境条件下进行测量作业；作业中经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查；在同一测站观测时，不进行两次调焦，以确保观测成果质量。
3）沉降观测记录
沉降观测数据和有关记事项目，在现场直接记录在观测手簿（纸质）中。
手工记录观测手簿。
按铁道第三勘察设计院提供的技术方案中规定统一格式（沉降观测记录手簿）执行，要求：
原始观测值和记事项目一律用铅笔直接记录于手簿中，文字、数字应清晰工整，不得潦草模糊。
手簿中的任何原始记录不得擦去或涂改；对原始记录有错误的数字（只限于米、分米的读数）与文字，应仔细核对后以单线划去，在其上方写出正确的数字和文字，并在备考栏内注明原因。
同一测站内不得有两个相关原始数字的连环更改；对作废的连续测站的记录，应以单线划去，并注明重测原因及重测结果记于何处，重测记录加注“重测”二字。
4）沉降观测数据处理和计算
沉降观测数据处理和计算主要包括：
沉降观测手簿的计算；沉降观测成果的质量评定（计算每公里或每测站水准测量偶然中误差）；沉降观测点每期沉降量、累计沉降量的计算、绘制h-t-s（填土高度、时间、沉降量）曲线；沉降趋势分析和预测；轨道铺设时机的评估。
四、路基沉降监测
1、以路基面沉降和地基沉降观测为主，对路桥过渡段进行重点观测。
根据施工图要求观测断面布设于石太DIK7+100、+300、+500、+700、+900、DIK8+100、+200、+400、+600、+710处，石太DK6+300、+500、+700、+900、石太DK7+000、+200、+400、+600、+680、+690处。
2、监测元件埋设
（1）、沉降监测桩：
桩体选择Φ40mm不锈钢棒，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在监测断面设计位置，距路肩边缘1.1m,埋置深度0.5m，桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。
（2）、沉降板：
由底板、金属测杆（φ40mm镀锌铁管）及保护套管（φ75mmPVC管）组成。
底板尺寸为50cm×50cm,厚5cm。
按二等水准标准测量沉降板标高变化。
1）沉降板埋设位置应按设计测量确定，埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时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）用于观测沉降的基桩，必须置于不受土荷重影响稳定地基内，基桩及观测桩在观测期间必须采取有效措施加以保护。
4）按二等水准标准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。
金属测杆用螺丝套扣连接，保护套管用PVC管外接头连接。
3、观测方法及要求与观测频率
（1）沉降板观测方法
采用水准测量方法，按二等水准测量精度要求和设计院提供观测频次要求定期观测沉降板测杆顶面测点高程。
沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。
测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。
在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。
（2）路肩沉降观测桩观测方法
采用二等水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。
（3）路堤与横向结构物过渡段，于横向结构物顶部沿横向结构物的对角线方向铺设剖面沉降管。
横向结构物两侧外边缘各2m处设置一个观测断面，平面布置见Ⅳ型。
4、监测频率
沉降板在施工期间每填筑一层，应进行一次观测，如果两次填筑间隔较长时，每3天至少观测一次，路堤经过分层填筑达到设计高程后，在2～3个月内每5天观测一次，三个月后7～15天观测一次，半年后一个月观测一次，一直到工程验交。
观测后即时整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图。
5、资料整理
（1）采用统一的路基沉降监测记录表格，做好监测数据的记录与整理。
监测资料齐全、详细、规范，符合设计要求。
所有测试数据达到真实准确，不造假；记录清晰，不涂改；测试、记录人员必须签名。
（2）所测数据当天及时输入电脑，分析，整理，核对无误后在计算机内保存。
（3）按照提交资料要求及时对测试数据进行整理、分析、汇总，及时绘制路基面、填料及路基各项监测的荷载-时间-沉降过程曲线。
并按有关规定整理成册，报送有关单位进行沉降分析、评估。
（4）路基填筑过程中及时整理路堤中心沉降监测点的沉降量，当路堤中心地基处沉降观测点沉降量大于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。
五、桥涵地段沉降观测
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，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。
2）墩身观测标埋设，当墩全高大于14m时（指承台顶至墩台垫石顶），需要埋设两个墩身观测标；当墩全高小于等于14m时，埋设一个墩身观测标。
墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置；当墩身较矮，梁底距离地面净空较低不便于立尺观测时，墩身观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。
3）桥梁变形应逐跨布置测点。
梁体变形观测点应设置在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量应不少于6个。
（2）涵洞
涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测两部分组成。
涵洞自身沉降观测需要在涵洞边墙两侧布置沉降观测点，测点数量不少于6个。
沉降标-1、沉降标-3、沉降标-4、沉降标-6设置于出入口涵身最外涵节边际线内侧500mm,顶板以下500mm处。
沉降标-2、沉降标-5设置于线路中心涵洞顶板以下500mm的涵身处,涵顶填土沉降观测参照路基地段沉降观测点布置方式，采用在涵顶线路中心位置埋设沉降板进行观测的方式。
2.桥涵观测标规格
各种沉降观测标图示及安装说明如下：
3、观测标的安装保护要求：
（1）各类观测标应按照附图所示标样制作和安装，并进行点号编排，各架子队应成立专门测量小组，组织专人进行观测标的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。
（2）凡沉降板附近一米范围内土方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。
（3）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，制作相应的标示旗或保护架插在上方。
路堤填筑过程中，派专人负责监督监测断面的填筑。
4.桥涵变形观测方案
（1）建立固定的观测路线
依据变形观测点的埋设要求或图纸设计的变形观测点布点图，确定变形观测点的位置。
在控制点与变形观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿同一路线。
（2）首次测量
根据施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点稳固后及时进行。
首次观测的变形观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时使用测量精度不低于±1mm的自动安平水准仪，并且要求每个观测点首次高程在同期观测两次后决定。
（3）观测中的注意事项
1）严格按测量规范的要求施测。
2）前后视观测最好用同一水平尺。
3）各次观测必须按照固定的观测路线进行。
4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。
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。
7）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（4）观测时间及频次要求
1）桥梁
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4-12中要求的时间间隔进行观测。
墩台沉降观测频次（表4-12）
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，测点移至墩身或墩顶,二者高程转换时的测量精度要求不低于首次测量要求
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（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
桥梁主体工程完工～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
轨道铺设期间
全程
1次/天
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4-13要求。
（表4-13）
梁体测量间隔表
观测阶段
观测周期
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～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
轨道铺设期间
每天1次
轨道铺设完成后
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
2）涵洞
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4-14中要求的时间间隔进行观测。
涵洞沉降观测频次（表4-14）
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
涵洞主体施工完成
全程
荷载变化前后各1次或1次/周
观测点移至边墙两侧
涵顶填土施工
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
至少进行2次通过前后的观测
涵洞完工～轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月
轨道铺设期间
≥6个月
1次/天
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
5.数据采集要求
数据采集要求真实，杜绝弄虚作假。
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。
6.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，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
石太直通线沉降观测参照《新建铁路时速200～250公里客运专线设计暂行规定》，对于静定结构，工后沉降不得超过下列允许值：
均匀沉降量不得超过50mm,相邻墩台均匀沉降量之差不得超过20mm。
涵洞的工后沉降量不大于100mm。
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，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。
附件一：
光学水准仪二等水准观测顺序和方法
一、观测顺序
1、往测时，奇数测站找准标尺分划的顺序为：
（后——前——前——后）
1）、后尺标尺的基本分划；
2）、前视标尺的基本分划；
3）、前视标尺的辅助分划；
4）、后视标尺的辅助分划；
2、往测时，偶数测站照准标尺分划的顺序为：
（前——后——后——前）
1）、前视标尺的基本分划；
2）、后尺标尺的基本分划；
3）、后尺标尺的辅助分划；
4）、前视标尺的辅助分划；
3、反测时，奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇测站相同。
二、观测方法
测站观测采用光学测微法，一测站的操作程序如下（以往测奇数测站为例）
1、首选将仪器整平（自动安平水准仪的圆气泡位于指标环中央）。
2、将望远镜对准后视标尺（此时，利用标尺上圆水准器整置标尺垂直），使符合水准器两端的影像近于符合。
随后用上下丝照准标尺基本分划进行视距读数。
视距第四位数由测微鼓直接读得。
然后，使符合水准器气泡准确符合，转动测微鼓用楔形平分丝精确照准标尺的基本分划，并读定标尺基本分划与测微鼓读数（读至测微鼓的最小刻划）。
3、旋转望远镜照准前视标尺，并使符合水准气泡两端影响准确符合，用楔形平分丝精确照准标尺基本分划，并读定基本分划与测微鼓读数，然后用上下丝照准标尺基本分划进行视距读数。
4、用微动螺旋转动望远镜，照准前视标尺的辅助分划，并使符合气泡两端影响准确符合，用楔形平分丝精确照准并进行标尺辅助分划与测微鼓读数。
5、旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使符合水准气泡的影响准确符合，用楔形平分丝精确照准并进行辅助分划与测微鼓的读数。
（奇数站读数顺序：
后视上、下丝读数—后视基本分划—前视基本分划—前视上、下丝读数—前视辅助分划—后视辅助分划）
（偶数站读数顺序：
前视上、下丝读数—前视基本分划—后视基本分划—后视上、下丝读数—后视辅助分划—前视辅助分划）
附件二：
水准仪i角的检校
1、准备在一平坦场地用钢卷尺依次量取一直线I1ABI2，其中I1、I2为安置仪器处，A、B为立标尺处。
在线段I1ABI2上使I1A=BI2;在线段AI1I2B上使AI1=I2B；在线段AI1I2B上使AI2=I1B。
设D1=BI2，D2=AI2，使近标尺距离D1约为5m～7m，远标尺距离D2约为40m～50m。
分别在A、B处各打一尺桩。
2、观测方法在I1、I2处先后安置仪器，仔细整平仪器后，分别在A、B标尺上各照准读数基本分划四次。
3、计算方法i角按下式计算
I=△×ρ/（D2－D1）-1.61×10-5×（D1+D2）
且
式中：
i——i角值，单位为角秒（”）；
ρ——206265，单位为角秒（”）；
a2——在I2处观测A标尺的读数平均值，单位为毫米（㎜）
b2——在I2处观测A标尺的读数平均值，单位为毫米（㎜）
a1——在I1处观测A标尺的读数平均值，单位为毫米（㎜）
b1——在I1处观测A标尺的读数平均值，单位为毫米（㎜）
D1——仪器距近标尺的距离，单位为毫米（㎜）
D2——仪器距远标尺的距离，单位为毫米（㎜）
4、校正
对于i角大于15”仪器应进行校正。
对于自动安平水准仪，应送有关修理部门进行校正。
i角的检校
仪器：
方法：
I1ABI2观测者：
日期：
标尺：
记录者：
时间：
成像：
检查者：
仪器距近标尺距离D1=6.0m仪器距远标尺距离D2=41.0m
仪器站
I1
I2
观测次序
A尺读数a1
B尺读数b1
A尺读数a2
B尺读数b2
1
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