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沉降观测

新建铁路哈尔滨至大连客运专线

沉降变形观测系统实施细则

哈大客专工程〔2008〕88号

目录

1职责及要求

1.1建设单位的职责

1.2咨询单位职责

1.3勘察设计单位职责

1.4施工单位职责

1.5监理单位职责

1.6评估单位职责

2沉降变形观测范围、内容

2.1路基

2.2桥梁

2.3隧道

2.4　过渡段

3路基沉降变形观测

3.1沉降变形观测网的建立

3.2观测断面及点的设置原则

3.3观测断面及点的设置

3.4观测断面元器件及观测桩的规格与埋设

3.5路基沉降变形观测频次

4桥涵沉降变形观测

4.1一般要求

4.2观测点的布置

4.3观测精度

4.4观测频次

5隧道基础沉降观测

5.1一般要求

5.2观测断面的布设

5.3隧道观测点的布设

5.4隧道基础沉降观测频次

6过渡段沉降观测

7沉降变形测量

7.1一般要求

7.2水准测量的技术要求

7.3观测水准基点、工作基点的布设

7.4测量与观测资料的整理

8沉降观测结果的分析、评估

8.1路基

8.2桥涵

8.3隧道

8.4过渡段

8.5区段铺设无碴轨道技术条件综合评定

9评估报告的汇编

10无碴轨道铺设时间的审定

附表：

附表1～11

哈大铁路客运专线沉降变形观测系统实施细则

客运专线无碴轨道对路基、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监测。

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。

按照《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）、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设〔2006〕189号）、《关于加强客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估工作的通知》（工管技〔2007〕7号）、《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2007〕85号）、《关于印发〈铁路建设协调小组第二十八次会议纪要〉的通知》（铁建设函〔2007〕599号）及《关于发布〈铁路路基工程施工质量验收标准〉等十九项铁路工程施工质量验收标准局部修订条文的通知》（铁建设〔2007〕159号）的要求，为统一及规范哈大客运专线沉降变形观测系统的技术要求及评估工作，保证沉降变形观测系统的质量，制定本实施细则。

1职责及要求

1.1哈大公司（建设单位）职责

1.1.1根据设计要求和《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估指南》的相关规定，组织制定沉降变形观测及评估工作实施细则。

1.1.2负责观测及评估人员的技术指导和培训。

1.1.3采取有效措施，确保观测数据的真实、可靠，并委托评估单位建立变形观测和评估数据库。

1.1.4组织进行阶段评估工作，并及时将阶段评估结果反馈给咨询、设计勘察、施工及监理等单位；评估工作完成后，由评估单位提交《无碴轨道铺设条件评估报告》，由哈大公司负责对各阶段《无碴轨道铺设条件评估报告》进行汇编。

1.1.5检查、监督、协调、处理变形观测及评估工作中的有关问题。

1.2咨询单位职责

1.2.1　协助哈大公司进行观测与评估人员的技术指导和培训。

1.2.2　参与建立沉降变形观测和评估数据库。

1.2.3　协助哈大公司及评估单位组织阶段评估工作。

对线下工程沉降变形观测阶段评估报告和铺设无碴轨道申请报告及时进行咨询，并提出咨询意见和结论性的专项咨询报告。

1.2.4　协助哈大公司检查、监督、协调、处理变形观测及评估工作中的有关问题。

1.2.5　参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。

1.3勘察设计单位职责

1.3.1　提交线路设计总断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书；明确线下工程变形观测断面、观测点布置及要求；各观测断面点的设计变形计算报告，包括计算总沉降量-路基面沉降量及工后沉降,不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线。

1.3.2　对变形观测的设计要求进行技术交底。

1.3.3　根据变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将设计预测的结果提交建设、咨询和评估单位。

1.3.4　参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。

1.4施工单位职责

1.4.1施工单位是变形观测工作的责任主体，要认真、详细地做好观测记录，为无碴轨道铺设条件评估提供依据。

1.4.2　成立沉降观测组，明确专人负责，沉降观测责任到人，保证人员相对固定。

1.4.3　负责变形监测网的建立，元器件埋设及线下工程变形观测。

1.4.4　根据建设、勘察设计等单位和《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》及本细则提出的要求，设置变形观测点，按时进行观测，及时整理沉降观测、测量等观测资料，并及时提交观测数据及初步成果资料。

并对观测数据的真实、可靠性负责。

1.4.5　负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。

1.4.6负责《无碴轨道铺设条件的评估报告》的汇编工作。

1.4.7参与观测人员必须经过培训才能上岗。

1.4.8参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。

1.5　监理单位职责

1.5.1　对全过程变形观测的重要环节进行旁站监理，并责任明确。

1.5.2　监督、检查观测设施的保护，以确保其不受施工或外界的扰动和破坏。

1.5.3　对施工单位的观测数据及时签字确认。

1.5.4参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。

1.5.5　监理单位是平行观测的责任主体，应全过程对变形进行平行观测，并将路基作为监测的重点。

平行观测的数量，不少于总测点的20%。

1.5.6参与观测的人员必须经过培训才能上岗。

1.6　评估单位（由监理单位承担）职责

1.6.1无碴轨道铺设条件的评估工作由监理单位实施。

1.6.2参与对施工单位的观测及评估人员、监理人员进行技术指导和培训。

1.6.3　负责建立沉降变形观测和评估数据库，统一全线变形观测数据的统计整理形式，制定相关记录表格；编制分析、评估计算机软件。

1.6.4对线下工程各阶段沉降变形观测及时进行分析、预测、评估，并将各阶段分析评估报告提交各方。

1.6.5　全过程对变形进行平行观测。

1.6.6　进行沉降变形分析、评估，预测工后沉降，提出无碴轨道铺设时间报告。

1.6.7　负责《无碴轨道铺设条件的评估报告》的编制工作。

2沉降变形观测范围、内容

2.1路基：

根据不同的路基高度及不同的地基条件，主要内容有：

2.1.1路基面的沉降变形观测

2.1.2路基基底沉降观测

2.1.3路堤本体的沉降观测

2.1.4　软土和松软土地基路堤段边桩移位观测

2.2桥涵：

桥梁墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形的观测，涵洞洞身及洞顶填土的沉降观测。

2.3隧道：

隧道基础变形沉降观测。

2.4过渡段：

路桥、路隧、路涵、堤堑等过渡段不均匀沉降观测

3路基沉降变形观测

3.1沉降变形观测网的建立

3.1.1　变形监测网包括水平位移监测网、垂直位移监测网，要满足以下要求:

3.1.1.1水平位移监测网可采用独立坐标系统按三等精度要求建立，并一次布网完成。

利用CPⅠ和CPⅡ控制点，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。

变形控制点采用有强制归心装置的观测墩；照准标志应采用强制对中装置的觇牌或红外线测距反射片。

3.1.1.2垂直位移监测网可根据需要独立建网，精度按二等水准测量精度控制，高程应采用施工高程控制网系统。

不能利用水准基点的监测网，在施工阶段至少应与一个施工高程控制点联测，使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致；全线二等水准贯通后，应将垂直位移监测网与二等水准基点联测，将垂直位移监测网高程基准归化到二等水准基点上。

垂直位移监测网应布置成闭合环状、节点或符合水准路线等形式。

3.1.2变形测量精度符合表3.1.2的规定

表3.1.2变形测量精度

垂直位移测量

水平位移观测

变形观测点的高程

中误差（mm）

相邻变形观测点的高程

中误差（mm）

变形观测点的点位

中误差（mm）

±0.5

±0.3

±6.0

3.1.3水平位移监测网主要技术要求符合表3.1.3的规定。

表3.1.3水平位移监测网主要技术要求

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

±6.0

<350

±1.8

≤1/70000

按照国家三等平面控制要求观测

<200

±2.5

≤1/40000

3.1.4沉降变形观测网主要技术要求符合表3.1.4的规定

表3.1.4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

≤0.6

≤0.8

DS05或DS1型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测

3.2观测断面及点的设置原则

3.2.1沉降变形观测断面应根据不同的地基条件、地基处理方法、路堤高度、堆载预压，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。

3.2.2观测点应设在同一横断面上，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。

3.2.3原则上路基观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤，以及采用CFG桩等方法处理至岩石等类似基础上的路基，其间距可放宽到100m；根据工点长度、工程地质条件，观测断面数量可加以调整；地质条件变化大和过渡段均应适当加密观测断面。

3.2.4路基填筑至设计标高或堆载预压后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降观测，时间不少于6个月。

根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。

同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。

3.2.5观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。

3.3观测断面及点的设置

各类路基工点的沉降观测断面及点的设置、观测元器件布置按设计图纸要求，具体布置见设计图。

每个工点观测断面及观测类型设置数量，埋设沉降观测元器件的种类、数量，根据设计图要求由设计、监理、施工方在现场确定，并填写《工点沉降观测断面、点布置表》（见附表1）。

3.4观测断面元器件及观测桩的规格与埋设

3.4.1一般要求

所有观测测试元器件均应在地基加固完成后，路基填筑施工前埋设。

各种观测测试元器件的规格、精度、埋设应满足设计与监测要求。

3.4.2观测桩的规格与埋设

水平位移观测桩在路堤填筑施工前埋设，其规格、埋设按设计要求办理。

路基面观测桩在路基施工达到设计标高后埋设，其规格、埋设要求按设计要求办理。

3.4.3路基监测元器件及沉降变形监测与分析系统

路基沉降变形观测装置原则上以沉降板、沉降变形观测桩和剖面沉降管为主。

采用自动监测装置，其自动监测系统必须有法定计量部门出具的证明，并制定详细的实施方案。

自动监测多采用电测沉降仪和水平位移计，重要观测点应以沉降板、沉降变形观测桩等作为辅助元件；自动监测元件的选取应进行可行性认证，应满足工后沉降的评估需求及精度要求，且具备抗干扰能力强，数据采集误差小，精度要求高。

沉降变形监测与分析系统，应满足变形监测精度要求，具备便于采集数据，进行数据处理和自动成图等功能。

一般要求：

（1）传感器（元件）高精确度：

灵敏度0.01mm，量程满足变形监测范围要求；高智能化：

直接物理量输出，传感器（元件）可以直接与计算机进行交换任意网；高可靠性：

传感器（元件）输出的是物理量而非模拟量，数据长距离传输不失真，抗干扰能力强；

（2）数据处理软件可查询任意传感器、任意时间段、任意监测点的测量数据；数据处理软件功能齐全，操作简单，自动生成图形及表格，并可以进行曲线拟合，作为预估工后沉降量的基础。

仪器生产厂家应具有相应的生产资质、计量器具生产许可证和经质量监督部门颁发的合格证等，并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。

主要监测元器件由哈大公司指导施工单位统一招标采购。

3.5路基沉降变形观测频次

3.5.1路基观测测量阶段

哈大客运专线铺无碴轨道前路基变形观测分两阶段进行:

第一阶段：

路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间地基的沉降以及路堤坡脚边桩的水平位移。

第二阶段：

路基填筑施工至设计高程后，自然沉降期及预压期的变形观测，该阶段应对路基面沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测。

3.5.2路基沉降观测频次

所有元器件埋设后必须测试初始读数；在路堤填筑前必须进行复测，作为初始读数。

路基沉降观测频次见表3.5.2

表3.5.2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

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

第2、3个月

1次/10天

3个月以后

1次/2周

6个月以后

1次/月

冬季：

冻结期与冻融期

观测频次比平常期增加一倍。

无碴轨道铺设后

第1个月

1次/2周

第2、3个月

1次/月

3～12个月

1次/3月

4桥涵沉降变形观测

4.1一般要求

一般情况下，应对每个桥梁墩台、每个涵洞进行观测，并对每孔预应力混凝土梁进行徐变变形观测。

对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩（台）、涵进行观测。

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。

采用移动模架施工的桥梁，重点对前三孔进行观测，根据结果合理设置支架的拱度。

4.2观测点的布置

桥梁墩台沉降观测点布置：

墩台沉降观测点可在墩顶、墩身或承台上布置，每个墩台的测点总数一般不少于4个；当有可靠的京津、武广客专经验作为参考依据时，每个墩台的测点可减少至两个。

观测点的布设见设计图。

预应力混凝土梁观测点布置：

梁体变形观测点应设在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量不少于6个。

观测点的布设见设计图。

涵洞观测点的布置：

涵洞边墙两侧应设置沉降观测点，测点数量不少于4个，观测点的埋设见设计图。

4.3观测精度

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。

4.4观测频次

4.4.1墩台观测频次见表4.4.1。

表4.4.1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

/

/

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，测点应移至墩身或墩顶

预制梁桥

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（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～

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/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

注：

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。

4.4.2预应力混凝土徐变上拱观测频次见表4.4.2。

表4.4.2梁体竖向变形观测频次

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

张拉前后各一次

测试梁体弹性变形

桥梁附属设施安装

全程

安装前后各一次

测试梁体弹性变形

预应力张拉完成

～无碴轨道铺设前

≥60天

1次/1、3、5天

后期1次/周

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

残余徐变变形

长期观测

4～12个月

1次/3个月

13～24个月

1次/6个月

注：

测试梁体徐变上拱变形时，应同时记录梁体荷载状态、环境温度及天气日照情况。

4.4.3涵洞观测频次见表4.4.3。

表4.4.3涵洞沉降观测频次

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

或1次/周

观测点移至边墙两侧

洞顶填土施工

全程

荷载变化前后

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～

无碴轨道铺设前

≥6个月

1次/周

岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月

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

注：

测试涵洞沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

5隧道基础沉降观测

5.1一般要求

隧道主体工程完工后，变形观测期一般不应少于3个月。

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，直到工后沉降评估满足铺设无碴轨道要求为止。

根据观测结果，分析评价隧道的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使隧道基础达到预定的控制要求。

同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。

5.2隧道观测断面的布设

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，地应力较大，断层破碎带和复杂地质区段适当加密布设。

隧道洞口地段布设一个观测断面；隧道明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个断面。

地应力较大、断层破碎带、冻土等不良和复杂地质区段适当加密布设。

5.3隧道观测点的布设

一般情况下，路隧分界点路、隧两侧分别设置至少一组沉降变形观测点，长度大于20m的明洞，每20m设一组观测点。

隧底工程完工后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点。

观测点的埋设见设计图。

5.4隧道基础沉降观测频次

隧道基础沉降观测的频次不低于表5.4的规定，沉降稳定后可不再进行观测。

表5.4隧道基础沉降观测频次

观测阶段

观测频次

观测期限

观测周期

隧底工程完成后

3个月

1次/周

无碴轨道铺设后

3个月

0～1个月

1次/周

1～3个月

1次/2周

6过渡段沉降观测

6.1过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，沉降观测期与路基相同，不少于6个月。

6.2过渡段必须在不同结构物的起点设置沉降观测断面，距结构物起点5m～10m、20m～30m、50m处分别设置观测断面。

剖面沉降沿线路斜向对角线连续布置沉降管，并在沉降管口设置沉降观测桩。

6.3沉降观测水准的测量精度不低于1mm，读数取位至0.1mm。

6.4沉降观测的频次不低于表3.5.2路基沉降观测频次的规定。

当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

7沉降变形测量

7.1一般要求

7.1.1沉降观测采用二等水准测量，观测精度不低于±1mm，读数精度0.1mm，沉降观测点采用DS05型仪器观测，观测方法按国家一等水准测量的技术要求施测。

7.1.2观测工作基点（观测基桩）作为控制观测点的基准桩，必须埋设在不受施工干扰的稳定地基内，并进行定期复核、校正。

7.1.3各种测量记录、计算成果和图表应书写清晰，不得造假、不得涂改，签署完善，并要妥善保存。

7.1.4边桩水平位移观测采用全站仪或光电测距仪等。

7.1.5路堤填筑过程中必须控制填筑速率，当坡脚边桩水平位移速率大于5mm/d,路堤中心线地面沉降速率大于10mm/d时，应通知施工项目部立即停止填筑，待观测填筑恢复到限值以内进行填筑。

7.2水准测量的技术要求

7.2.1水准仪的精度要求

选择满足二等水准测量精度要求，不低于DS1精度的精密水准仪，配套铟钢尺，电子水准仪配编码水准尺。

7.2.2水准测量的主要技术指标

应满足《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中高程控制测量二等水准测量等级有关指标。

其主要技术指标列表如下：

表7.2.2水准测量的主要技术指标

等级

水准仪的型号

视线长度

（m）

视线高度（下线读数）

（m）

前后视距差

（m）

前后视

累计差

（m）

基、铺面读数较差（mm）

基、铺高差较差（mm）

往、返较差、符合允许闭合差（mm）

二

DS1

≤50

≥0.3

≤1

≤3

≤0.5

≤0.7

±1

或±4

注：

n-测站数；L-水准线路长度（以km计）。

7.2.3水准测量记录表

水准测量记录表是长期保存和使用的基本资料，应做到认真、字迹清晰、整洁、格式统一。

记录不得转抄或涂改，如观测、记录数据有误，应在观测记录时将错误划去，在其上方写上正确数字，正确数字及被划去数字均应清晰可辨认，手簿及其他资料图表应有专人保管，不得遗失。

7.3观测工作基点、水准基点的布设

7.3.1沉降观测工作基点（基桩）的布设

为满足沉降变形观测的精度要求，在沿线已设水准基点的基础上，两工作基点间距宜小于100m，工作基点距路基中心的距离应小于100m。

观测工作基点必须布设在便于长期保存和使用且不受施工影响的稳定地基内。

采用顶端圆滑的Φ28mm长60cm钢筋插入基桩中，基桩应埋入当地冻结线以下不小于0.5m，采用混凝土浇注固定，并按顺序编号。

7.3.2水平位移观测工作基点（基桩）的布设

水平位移基桩应布设在路基两侧能通视水平位移边桩，且不受施工影响的稳定地基内，采用有强制归心装置的观测墩，照准标志应采用强制对中装置的觇牌或红外测距反射片。

7.4测量与观测资料的整理

7.4.1一般要求：

7.4.1.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。

7.4.1.2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并打印一份保存；自动采集测试数据应及时在计算机内备份并打印一份保存。

沉降观测资料及时输入沉降管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中实时监控。

7.4.1.3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，在路基面沉降观测第三个月末，六个月末或路基沉降达到规范要求时，以及无碴轨道铺设前，以书面和电子文件的形式报送哈大公司，由评估单位进行沉降变形分析、评