临近既有线沉降观测和水平位移观测实施方案.docx

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临近既有线沉降观测和水平位移观测实施方案

1总则

1.0.1为了顺利完成合蚌双凤特大桥的施工，保障既有线运营安全，制定本方案。

1.0.2本方案适用于中铁四局联合体合肥枢纽HFSN-I标四分部线下工程施工期间临近既有线观测。

1.0.3沉降变形观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，能全面反映既有线实际状况，保障其运营安全。

1.0.5编制依据如下：

（1）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；

（2）《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；

（3）《客运专线无碴轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；

（4）《客运专线无碴轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）

（5）设计文件

2编制范围

DK116+500～DK122+000段合蚌双凤特大桥临近既有线段线下工程等。

3工程概况

3.1工程概述

合肥枢纽北连正在建设的合蚌客运专线，南与合宁、合武铁路相衔接，是京福高速铁路的重要组成部分。

3.2本标段施工范围及内容

合肥铁路枢纽新建合肥北城至合肥站工程HFSN-1标四分部施工范围为：

合蚌线DK116+500～DK122+000，共计5.5km；蚌福联络线BFDK8+600～BFDK14+100，共计5.5km。

主要工程数量为：

合蚌双凤双线特大桥5500延长米/1座，蚌福双凤双线特大桥5500延长米/1座，其中（40+64+40）米连续梁2座，门式墩5座（合蚌双凤特大桥3座，蚌福双凤特大桥2座）；改建淮南线1.6Km（GK83+100～GK84+700），改建铝厂专用线0.6Km（K0+000～K0+600）,路基填筑及轨道铺设；涵洞4座（接长既有圆管涵2座，新建框架涵2座）；CRTSⅡ型板式无砟道床11km。

其中合蚌双凤特121+023.662-121+998.542段及116+521.462-120+440.592段临近既有线。

3.3观测时间及范围

观测时间从基坑开挖前一天至基坑回填后两个月，根据现场实际施工时间：

2010年4月—2011年1月。

观测范围为合蚌双凤特大桥99#-218#、235#-266#，此段墩台临近既有淮南线。

共152个开挖基坑，每个基坑设置三个观测标石，共456个观测点。

3.4地形地貌

本段线路位于长丰县双墩集境内，地貌单元属淮河平原与沿江平原之间的江淮岗地丘陵区，岗地波状起伏，位于二、三级阶地上，由岗、塝、冲组成。

岗塝和冲沟地貌发育较完整，一般标高25～50m，相对高差5～10m，坡度5°～10°。

平岗、缓岗一般分布于丘陵与平原交会处及河流下游缓坡地区，坡度较小，多在1°～3°间，土地利用率较高，一般岗顶辟为旱地，冲沟多为水田。

4变形测量的技术要求

4.0.1合肥枢纽HFSN-I四分部线下工程临近既有线沉降与变形观测工作以既有线路基的的垂直位移观测和水平位移观测为主。

4.0.2合肥枢纽HFSN-I四分部临近既有线沉降与变形观测的高程系统应采用1985国家高程基准,坐标系统采用WGS-85坐标系。

4.0.3基准点选择优先考虑利用已有的CPI、CPII控制点和线路二等水准控制点。

结构物的变形监测应充分利用已有的CPI、CPII控制点和线路二等水准控制点作为水平和垂直位移监测的工作基点。

4.1测量等级及精度要求

4.1.1本线变形测量（包括垂直位移和平面位移）按《建筑沉降变形测量规程》中三等精度标准执行。

表4.1.1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）

二等

±0.5

±0.3

±3.0

三等

±1.0

±0.5

±6.0

4.2变形监测网技术要求

4.2.1垂直位移监测网建网方式

临近既有线垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（相当于国家二等水准测量）施测，根据临近既有线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。

具体为：

在合肥枢纽HFSN-I四分部沿线二等水准控制点（包括基岩水准点、深埋水准点、加密二等水准点）的基础之上，按国标二等水准测量的技术要求进一步加密设置沉降观测的工作基点直至满足工点垂直位移监测的需要。

一般情况下，每6个月对垂直位移监测网整体复测一次；垂直位移监测过程中怀疑水准点（含工作基点）不稳定时，应立即进行全网或局部的复测直至能清楚地判明水准点（含工作基点）的沉降和位移情况。

4.2.2垂直位移监测网主要技术要求按表4.2.2执行

表4.2.2垂直位移监测网技术要求

变形测量

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）

检测已测高差较差（mm）

备注

二等

（国标一等）

0.5

0.13

0.3

0.5

三等

（国标二等）

1.0

0.3

0.6

0.8

4.2.3水平位移监测网建网方式

按独立建网考虑，根据变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，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。

4.2.4水平位移监测网主要技术要求

本线水平位移监测一般按变形测量三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按变形测量二等的规定执行。

表4.2.4水平位移监测网技术要求

变形测量等级

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

二等

±3.0

＜300

±1.0

≤1/120000

按国家二等平面控制测量要求观测

＜150

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

三等

±6.0

＜350

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

＜200

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

4.3沉降变形测量点的布置要求

4.3.1变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点三类，其布设按下列要求：

基准点：

要求建立在沉降变形区以外的稳定地区且易于保存，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。

基准点标石埋设规格应符合图4.3.1的规定。

工作基点：

要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。

工作基点除使用普通水准点外，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。

变形点：

埋设于路肩坡脚位置。

注：

1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线

图4.3.1基准点标石埋设图

4.3.2测量点的检测。

监测网基准点和工作基点由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。

为了验证监测网基准点和工作基点的稳定性，应对其进行定期检测。

本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。

在区域沉降地区应每季度进行一次复测。

4.3.3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。

4.4测量工作基本要求

4.4.1水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。

4.4.2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。

4.4.3每次沉降变形观测时应符合：

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。

参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员和观测的仪器设备。

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“三固定”，即：

“固定观测人员、固定测量仪器设备、固定测量路线和基准点”，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。

成像清晰、稳定时再读数。

随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。

4.4.5临近既有线变形观测均采用满足相应测量精度等级的电子水准仪及全站仪。

4.4.6测段观测完成后，必须及时整理观测数据。

4.4.7当发现监测数据出现异常时必须首先自查，并应重测和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。

4.4.8在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。

4.5测量工作具体要求

4.5.1水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，严禁采用支水准路线或中视法，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。

4.5.2水准仪必须使用DS05级及其以上精度级别的数字仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。

水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。

仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

4.5.3外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。

观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）二等水准有关要求执行。

观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0m，前后视距累积差≤3.0m，视线高度≥0.5m，测站限差：

两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm，观测读数和记录的数字取位：

使用数字水准仪读记至0.01mm。

4.5.4水准观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，在奇、偶不同次序的设站应按以下顺序进行变化：

往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

*注：

对桥墩等非严格按相同路径进行的往返测水准路线，可按往测的次序技术要求进行返测，但在整个观测期应保持一致，不得变化。

4.5.5每一测段均为偶数测站。

晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

4.5.6观测前30分钟，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。

测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。

观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。

4.5.7自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。

在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。

除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

4.5.8观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。

同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。

水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

4.5.9当相邻观测周期的变形量过大时，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。

4.5.10垂直位移观测采用已知点建站，第三点复核的方式，要求每次建站点位相同，同意观测点用同一已知点观测，以保证其观测精度，减少其他因素的干扰。

4.5.10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，选用合格的软件进行。

4.5.11成果数据按照方案规定的格式整理数据，并按要求进行分析，提交分析报告。

4.5.12元件保护要求

各工程项目部应成立专门小组，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。

5变形观测布点及观测路线

5.0.1既有线变形观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、监测路基变形量，指导承台、墩身的施工施工，保证既有营业线的运营安全。

5.0.2在承台墩身施工期间至基坑回填后一个星期，对既有路基进行每天一次的持续观测，回填后第一次一天，第二次两天，第三次三天，第四次七天，以七天为周期连续观测两个月，如有发现沉降加速，或遇暴雨、地震、解冻等异常应考虑延长观测时间或采取必要的控制变形的措施。

5.0.3观测期内，变形量超过允许时，应及时查明原因，并根据实测结果调整计算参数，采取沉降控制措施。

5.1观测断面及观测点的设置原则

5.1.1观测断面一般按以下原则设置；

●沿线路方向每间距3m在路肩处设置一个变形观测桩。

●一个开挖单元不少于3个变形观测桩。

布置于路肩基坑开挖对应中心和两侧。

5.1变形观测点布置示意图

5.2垂直位移变形观测线路示意

5.1.2位移观测边桩观测方法

完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。

5.2.1变形观测桩：

垂直位移观测选择Φ20mm以上直径的钢筋，顶部磨圆，底部焊接弯钩，顶部磨圆并刻画十字线，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.6m，桩周0.1m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高、坐标作为初始读数。

图5.2.1变形观测桩埋设布置图

位移边桩：

在两侧路堤坡脚外2m设一个位移观测边桩。

位移观测边桩采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于1.1m。

并在桩顶预埋Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。

边桩埋置深度在地表以下不小于1.0m，桩顶露出地面不应大于10cm。

埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设，桩周以C15混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳定。

6、组织人员及监测网的建立及测量情况

6.1观测人员：

具体人员见下表：

6.2测量仪器配置

水平位移观测配置一台徕卡TS06-2〞全站仪；

垂直位移观测配置两台TrimbleDiNi天宝电子水准仪。

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