桥涵隧道沉降变形观测作业指导书.docx

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桥涵隧道沉降变形观测作业指导书

中铁一局武广客运专线

XXTJII标第四项目队

桥涵、隧道工程

沉降变形观测作业指导书

编制人:

审核人:

技术负责人:

单位负责人:

中铁一局武广客运专线XXTJII标项目经理部

第四项目队

二○○七年二月十一日

桥涵、隧道沉降变形观测作业指导书

客运专线铁路无碴轨道对桥涵、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很多，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综合分析评估，验证和调整设计措施，使桥涵、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，合理确定无碴轨道结构铺设质量标准。

1沉降变形观测范围、内容

1.1桥涵

桥涵各墩、台；预应力混凝土梁的徐变上拱变形；涵洞沉降观测

1.2隧道

隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、复杂地质区段沉降观测

2桥涵沉降变形观测

2.1一般要求

2.1.1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。

2.1.2桥梁变形观测应逐跨、逐墩（台）布置测点，涵洞应逐个布置。

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，徐变变形观测可选每30孔选择1孔进行。

2.1.3桥涵主体工程完工后，沉降观测期一般应不少于6个月；岩石地基等良好地质区段的桥梁，沉降观测期应不少于60天。

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。

2.2观测点的布置

2.2.1墩台沉降观测点可在墩顶、墩身或承台上布置，每个墩、台的测点总数不应少于4个。

一般在墩、台或承台四个角处。

2.2.2预应力混凝土梁徐变上拱变形观测点设置在箱梁四个支点和跨中截面两侧腹板处，每孔梁的测点数应不少于6个。

2.2.3涵洞沉降观测点设在涵洞边墙两侧帽石顶上，每个涵洞测点数4个。

2.2.4桥涵变形观测点可参考下图埋设。

桥涵变形观测设置参考图

2.3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。

2.4观测频次

2.4.1墩台观测频次见下表。

墩台沉降观测频次㈠

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

墩台施工完成

/

/

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。

2.4.2预应力混凝土徐变上拱观测频次见下表。

梁体徐变上拱变形观测频次

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。

2.4.3涵洞观测频次见下表。

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

荷载变化前后各1次或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～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。

3隧道基础沉降观测

3.1一般要求

3.1.1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。

3.1.2隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，不良和复杂地质区段适当加密布设。

3.2观测断面的布设

3.2.1一般情况下，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、膨胀土等不良和复杂地质区段适当加密布设。

3.2.2隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。

3.2.3隧底工程完成后，每个观测断面在对应于两侧边墙处设一对沉降观测点。

观测点的埋设参照下图进行。

隧道沉降观测设置参考图

3.2.4隧道基础沉降观测的频次不低于下表的规定，沉降稳定后可不再进行观测。

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

4沉降变形测量

4.1一般要求

4.1.1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二等变形观测测量技术要求。

4.1.2应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。

武广客运专线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。

3.1.3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。

3.1.4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。

3.1.5参与观测的人员必须经过培训才能上岗。

3.2观测水准基点、工作基点的布设

3.2.1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≯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。

3.2.2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≯200m、距路基中心距离＜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。

采用Φ20mm长60cm顶端圆滑的钢筋打入土中，桩周上部30cm用混凝土浇注固定并编号。

3.2.3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。

3.3沉降变形观测主要技术要求

3.3.1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）

观测已测

高差较差

（mm）

使用仪器、观测方法的要求

三等

1.0

0.3

≤0.6n

≤0.8n

DS05或DS1型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测

3.3.2沉降变形观测点的精度要求和观测方法

沉降变形观测点的精度要求和观测方法

等级

高差中误差（mm）

相邻点高差中误差（mm）

观测方法

往返较差、附合或环线闭合差（mm）

二等

±0.5

±0.3

按国家一等精密水准测量

≤0.3n

3.3.3一、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（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

3.4测量观测资料整理及提交资料

3.4.1一般要求

3.4.1.1观测资料应齐全、详细、规范，符合设计及细则要求。

3.4.1.2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；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。

3.4.1.3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。

3.4.2资料整理

3.4.2.1沉降观测资料表（详见附表）

⑴桥梁墩台沉降观测资料汇总表沉降观测-06

⑵隧道沉降观测资料汇总表沉降观测-07

⑶预应力混凝土梁徐变上拱观测资料汇总表沉降观测-08

⑷涵洞沉降观测资料汇总表沉降观测-09

3.4.2.2水平位移观测记录表（详见附表）

3.4.2.3观测点的平面、纵断面和横断面布置图及控制点的观测

3.4.2.4标识、标志规格及埋设图

3.4.2.5仪器检测及校正资料

3.4.2.6观测记录本（簿）

3.4.2.7平差计算、测量成果质量评定资料

3.4.3提交资料

在无碴轨道铺设前以书面和电子文件将每个断面（点）的桥涵、隧道沉降观测资料、沉降观测结果分析报送评估单位。

4沉降观测结果的分析、评估

4.1桥涵

4.1.1桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。

对于预制梁桥，基础沉降应按架梁前、后两阶段进行；对于原位施工的桥梁和涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分多个阶段。

4.1.1.1根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测,综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。

首次回归分析时，观测期应不少于桥涵主体工程完工后3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于30天。

4.1.1.2利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。

两次预测的时间间隔一般不少于3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于30天。

4.1.1.3桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：

S（t）/s（t=∞）≥75%

式中：

S（t）：

预测时的沉降观测值；

s（t=∞）：

预测的最终沉降值。

4.1.1.4设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜＞10mm。

4.1.2铺设无碴轨道技术条件的评定

4.1.2.1处于岩石地基等良好地质的桥涵，当墩台沉降值趋于稳定且沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。

4.1.2.2对于一般的桥梁其墩台工后沉降≤20mm，相邻墩台的沉降差≤5mm；对于连续梁等特殊结构其相邻墩台均匀沉降差的允许值满足设计允许值。

4.1.2.3预应力混凝土梁上部结构的变形要求：

⑴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；

⑵预应力混凝土梁在无碴轨道铺设，跨中徐变上拱：

L≤50m时，不应大于7mm；L≥50m时，不应大于L/7000或14mm。

⑶不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁体的实际弹性变形即徐变变形系数，并按下式估算无碴轨道的最早铺设时间t：

[Φ（∞）－Φ（t）]·△弹性≤△允许

式中：

Φ（∞）—根据实测结果确定的混凝土徐变系数终极值；

Φ（t）—根据实测结果确定的铺设无碴轨道时的混凝土徐变系数；

△弹性—实测梁体终张拉后的弹性变形；

△允许—L≤50m时为10mm，L＞50m时为L/5000或20mm。

4.1.2.4涵洞工后沉降量与路基一致且≤15mm。

满足以上条件的桥涵可铺设无碴轨道。

4.2隧道

4.2.1一般规定

4.2.1.1无碴轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求。

4.2.1.2隧道主体完工后，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。

4.2.1.3评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。

4.2.2隧道内无碴轨道铺设条件的评估应根据有关设计、施工和监理的资料及交接检验和复检的结果进行综合分析。

4.2.3铺设无碴轨道技术条件的评定

隧道内基础工后沉降≤15mm；隧道口相邻构筑物间差异沉降≤5mm，折角＜1/1000。

满足以上条件的隧道可铺设无碴轨道。

4.3区段铺设无碴轨道技术条件综合评定

4.3.1在对路基、桥涵、隧道和过渡段等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测变形曲线，进行综合评估，确认其满足铺设无碴轨道的要求。

4.3.2在分析、评估区段内路基、桥涵、隧道、过渡段工后沉降满足铺设无碴轨道技术要求后，编制区段铺设无碴轨道申请报告，报送武广公司及公司长沙项目部和技术评审委员会成员单位。

5无碴轨道铺设审定

无碴轨道铺设审定由武广公司组成评审组进行评审，评审通过后由武广公司签发批准申请报告。

6评估报告的汇编

6.1评估报告是竣工验收资料的组成部分，应符合竣工文件编制和移交的有关规定。

6.2每一工程项目的变形评估任务完成后，应提交《无碴轨道铺设条件评估报告》，评估报告至少包括以下内容：

6.2.1沉降和变形观测方案与技术设计书；

6.2.2观测点的平面、纵断面和横断面布置图；

6.2.3标识、标志规格及埋设图；

6.2.4仪器检验与校正资料；

6.2.5观测记录（手簿）；

6.2.6平差计算、成果质量评定资料及测量成果表；

6.2.7各观测断面沉降过程的分布图表；

6.2.8成区段或全线的基础沉降沿线路纵向的分布图表；

6.2.9沉降变形评估分析的成果资料。

7各作业队职责及要求

7.1负责线下工程沉降变形的观测。

7.2参与制定沉降变形观测及评估工作指导书。

7.3变形观测网的建立。

7.4根据建设、设计单位和本细则提出的相关要求成立沉降变形观测组织机构，严格管理，明确专人负责；埋设观测元器件，设置沉降变形观测点，进行观测，并及时提交观测数据和相关资料。

并对观测数据的真实、可靠性负责。

7.5负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。

7.6负责《无碴轨道铺设条件的评估报告》的汇编工作。

7.7经过分析、评估，区段内线下工程工后沉降满足铺设无碴轨道技术要求后，及时将《区段铺设无碴轨道申请报告》（附整套评估报告资料）报送项目队、局项目经理部，局项目经理部报送长沙项目部及武广公司，由公司组织评审。

附件：

1、工后沉降控制技术路线

2、沉降观测资料表（沉降观测-06～沉降观测-09）

中铁一局武广客专XXTJⅡ项目经理部

第四项目队

2007年2月9日

工后沉降控制技术路线