客运专线沉降观测系统实施细则.docx

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客运专线沉降观测系统实施细则

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2008-3-419:

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新广州站及相关工程

沉降变形观测系统

实施细则

   工程建设指挥部

二〇〇七年三月

目   录

1 沉降变形观测范围、内容………………………………………………………1

1.1 路基……………………………………………………………………………1

1.2 桥涵……………………………………………………………………………2

1.3 隧道……………………………………………………………………………2

1.4 过渡段…………………………………………………………………………2

2 路基沉降变形观测……..………………………………………………………2

2.1 观测断面及点的设置原则……………………………………………………2

2.2 观测断面及点的设置、元件布设……………………………………………3

2.3 观测元件的选取、埋设………………………………………………………7

2.4 沉降变形观测的精度要求…………………………………………………9

2.5路基沉降观测的频次 ……………………………………………………10

3 桥涵沉降变形观测……………………………………………………………11

3.1 一般要求……………………………………………………………………11

3.2 观测点的布置………………………………………………………………11

3.3 观测精度……………………………………………………………………12

3.4 观测频次……………………………………………………………………12

4 隧道基础沉降观测……………………………………………………………15

4.1 一般要求……………………………………………………………………15

4.2 观测断面的布设……………………………………………………………16

5 过渡段沉降观测………………………………………………………………16

6 沉降变形测量…………………………………………………………………17

6.1 一般要求……………………………………………………………………17

6.2 观测水准基点、工作基点的布设…………………………………………18

6.3 沉降变形观测主要技术要求………………………………………………18

6.4 观测点元件的保护…………………………………………………………20

6.5 测量观测资料整理及提交资料……………………………………………20

7 沉降观测结果的分析、评估…………………………………………………34

7.1路基…………………………………………………………………………34

7.2桥涵…………………………………………………………………………41

7.3隧道…………………………………………………………………………43

7.4过渡段………………………………………………………………………43

7.5区段铺设无碴轨道技术条件综合评定……………………………………44

8 无碴轨道铺设时间的审定……………………………………………………45

9 评估报告的汇编………………………………………………………………45

10 各单位职责及要求…………………………………………………………46

新广州站及相关工程

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提出了严格要求，设计中对土质路基、桥梁墩台基础及预应力混凝土梁等均进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施。

而影响沉降变形计算的因素较多，沉降变形计算的精度不能满足无碴轨道铺设要求。

施工期间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，以保证设计预测沉降与实际沉降更为接近，使线下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。

为统一新广州站及相关工程沉降变形观测系统的技术要求和保证其质量，依据《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）等标准制定本实施细则。

客运专线有碴轨道铁路的变形观测可参照本细则实施。

1 沉降变形观测范围、内容

1.1  路基：

根据不同的路基高度、不同的地基条件及地面横坡，主要内容有：

1.1.1 路基面的沉降变形观测

1.1.2 路基基底沉降观测

1.1.3 路堤本体的沉降观测

1.1.4 路堤本体水平位移观测。

1.2 桥涵：

桥各墩、台；预应力混凝土梁的徐变上拱变形；涵洞沉降观测。

1.3 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。

1.4 过渡段：

路桥、路隧、路涵、堤堑过渡段沉降观测。

2 路基沉降变形观测

2.1 一般要求

2.1.1 路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。

沉降变形观测断面应根据不同的地形地基条件、路堤高度以及不同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。

2.1.2 地基沉降观测点和路基沉降观测点等应尽量设在同一横断面上，有利于各观测项目数据的综合分析。

同时也便于测点看护，便于集中观测，统一观测频率。

2.1.3 沉降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的路堤可放宽到100m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。

2.1.4 一般路基观测桩设在路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤观测桩设在基床底层表面以便进行路基面沉降观测。

2.1.5 测点及观测元器件的埋设位置应符合设计及评估技术指南要求，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。

2.2观测断面及点的设置、元件布设

观测断面的设置及观测断面的观测内容、元件的布设应根据地形、地质条件、地基压缩层厚度、路堤高度、地基处理方法、堆载预压等具体情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定。

代表性观测断面示意图如下（其余详见路基设计大样图）：

2.2.1 路堤地段

根据路堤填高，地基压缩层厚及地面横坡等选定。

当路堤填高≤3m，基底土层厚小于5米且基底地面或压缩层底横坡缓于1：

5时，仅对路基面进行沉降监测，采用A-1型监测断面。

当路堤填高≤3m，基底地面或压缩层底横坡缓于1：

5，且基底土层厚5m≤H＜20m时，采用A-1型与B-1型监测断面间隔布置。

当路堤填高≤3m，基底地面或压缩层底横坡缓于1：

5，且基底土层厚≥20m时，采用A-1型与B-3型监测断面间隔布置。

当路堤填高＞3m，基底地面或压缩层底横坡缓于1：

5，且基底土层厚＜20m时，采用A-1型与C-1型监测断面间隔布置。

注：

两侧路肩的监测点位置应避开电缆槽的施工影响

2.2.2 路堤加载预压地段

路堤加堆载预压地段按上述2.2.1项布设断面及点，其中路基面沉降观测在路堤填筑到基床底层表面后，在基床底层表面两侧设观测桩，在路基面中间设沉降板后，加载预压进行沉降观测。

待预压卸除基床表层填筑后，在路基面两侧及线路中心设置沉降观测桩。

2.2.3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，断面间距50m，地势平坦、地基条件良好地段间距100m。

2.3 观测元件的选取、埋设

2.3.1 观测元件的选取

应满足工后沉降的评估需要以及精度要求。

路基面采用观测桩观测，地基面采用沉降板、剖面沉降管和电测元件相结合进行观测。

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。

并报监理工程师审批。

2.3.2 观测元件的埋设及安装

观测元件除沉降观测桩外，均应在地基加固完成后路堤填筑施工前埋设。

2.3.2.1 沉降观测桩（点）：

在一般路基填筑至基床表层顶面（需加载预压路堤填筑到基床底层顶面后埋设沉降观测桩（点）），路基面两侧观测桩一般设在距左右线路中心3.2m处。

埋设规格见图2.3.2.1，观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理。

图2.3.2.1 路基面沉降观测点设置参考图（单位：

mm）

2.3.2.2 沉降板：

由钢底板、金属测杆（φ40mm厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50cm×50cm，厚1cm；具体按设计图样焊接组装。

沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采用中粗砂回填密实，埋设时确保测杆与地面垂直，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。

采用水平仪按国家一等精密水准测量方法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1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。

金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。

2.3.2.3 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），并与沉降仪总长一致。

孔口应平整密实。

安装前先在孔底灌浆，以便固定底端锚板，安装时锚杆朝下，法兰沉降板朝上，注意要用拉绳保护以防止元件自行掉落，采用合适方法将底端锚板压至设计深度。

每个测试断面埋设完成后，位移计引出导线用钢丝波纹管进行保护，并挖槽集中从一侧引出路基，引入坡脚观测箱内。

一般埋设完成后3～5天待缩孔完成后测试零点。

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。

2.3.2.4 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，导管内十字导槽应顺直，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十字导槽内，从一端按一定间距依次读数，起始端管口标高采用水平仪按国家一等精密水准测量方法进行测量，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，沉降管上下各垫10cm左右砂垫层，中部填砂尽可能抬高，使剖面沉降管埋设呈向上拱的圆顺弧线状，但上拱度不超过计算沉降量的一半。

沉降管应按设计用螺钉进行组装，导管用外接头连接至大于埋设长度约2米（两端各伸出1米左右）。

用管盖封住管口，并预先在导管内穿一条镀锌钢丝绳作测试时来回牵引沉降仪用，沉降管内十字导槽方向应与地面垂直，两头应砌筑观测坑，以便观测和保护。

待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。

2.3.2.5 位移边桩：

位移边桩采用打入埋设或开挖埋设，埋设深度0.9米，桩周上部0.3米用混凝土浇注固定，完成埋设后用全站仪测量边桩距基桩的距离（坐标）作为初始读数。

2.3.3 每个工点观测断面及观测点的数量，埋设观测元件的种类、数量，根据设计要求和2.1、2.2条中原则由设计、施工、监理方在现场核查确定。

并填写《工点沉降观测断面、点布置表》，见沉降观测－01表。

2.4 沉降变形观测的精度要求

变形的水准测量精度为1mm，读数取位至0.1mm；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。

2.5路基沉降观测的频次

路基沉降观测的频次不低于表2.5的规定。

当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

表2.5 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

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 

2.6 路基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。

在观测期内路基沉降实测值超过设计值的20%及以上时，应及时会同建设、设计、监理等单位查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。

3 桥涵沉降变形观测

3.1 一般要求

3.1.1 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，尚应进行涵洞顶填土的沉降观测。

3.1.2 岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩（台）、涵进行观测，测点宜连续3个墩布置；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；其余桥梁变形观测应逐跨、逐墩（台）布置测点，涵洞应逐个布置。

3.1.3 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。

3.2 观测点的布置

3.2.1 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。

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

3.2.3 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。

涵洞顶填土沉降观测与路基沉降观测同步进行，观测点布置和观测频率参照路基执行。

3.2.4 桥涵变形观测点可参考图3.2.4埋设,观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。

图3.2.4 桥涵、隧道变形观测点设置参考图

3.3 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。

3.4 观测频次

3.4.1 墩台观测频次见表3.4.1。

 表3.4.1 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。

3.4.2 预应力混凝土梁竖向变形观测频次见表3.4.2。

表3.4.2 预应力混凝土竖向变形观测频次

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：

测试梁体竖向变形时，应同时记录梁体荷载状态、环境温度及天气日照情况。

3.4.3 涵洞观测频次见表3.4.3。

表3.4.3 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。

4 隧道基础沉降观测

4.1 一般要求

4.1.1 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。

4.1.2 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。

4.2 观测断面的布设

4.2.1 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。

4.2.2 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。

4.2.3 隧底工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点。

观测点的埋设参照图3.2.4进行。

4.2.4 隧道基础沉降观测的频次不低于表4.2.4的规定，沉降稳定后可不再进行观测。

4.2.5 沉降观测的水准测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。

表4.2.4  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

5 过渡段沉降观测

5.1 对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析、评估其差异沉降。

5.2 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。

5.3 分别在路桥、路涵、路隧过渡段的结构物起点、距结构物起点5～10m处、20～30m处、50m处各设一个观测断面，沿涵洞轴线设路基面观测断面，每个观测断面设3个观测桩。

5.4 路堤和路堑过渡段在分界处设路基面观测断面，每个观测断面设3个观测桩。

5.5 沉降观测水准的测量精度不低于1mm，读数取位至0.1mm。

剖面沉降观测的精度不低于8mm/30m。

5.6 沉降观测的频次不低于表2.5的规定。

当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

6 沉降变形测量

6.1 一般要求

6.1.1 沉降变形观测测量按《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》的要求执行，水平位移观测网可采用独立坐标系统按观测精度要求建立，垂直位移观测网采用二等水准测量精度要求建立。

6.1.2 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。

全线二等水准测量贯通后，将垂直位移观测网与二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上。

水平位移观测网应与CPⅠ或CPⅡ控制点联测，以便引入客运专线无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统，实现与施工平面控制网坐标的相互转换。

6.1.3 每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行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。

6.1.5 参与观测的人员必须经过培训才能上岗。

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。

每个独立观测网应设置不少于3个基准点。

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，对观测条件较好或观测项目较少的工程，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。

工作基点采用Ф20mm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。

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见表6.3.1-1和6.3.1-2。

水平位移观测网控制点宜采用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。

垂直位移监测网应布设成闭合环状、结点或附合水准路线等形式。

表6.3.1-1        水平位移观测网主要技术要求

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 ±6.0 ＜350 ±1.8 ≤1/70000 宜按国家三等平面控制测量要求观测

  ＜200 ±2.5 ≤1/40000 宜按国家四等平面控制测量要求观测

6.3.1-2     垂直位移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，宜按二等水准测量的技术要求施测

6.3.2 沉降变形观测点的精度要求和观测方法

水平位移和垂直位移观测应符合《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》“6.3变形测量”的规定。

表6.3.2    沉降变形观测点的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 往返较差、附合或环线闭合差（mm）

二等 ±0.5 ±0.3 宜按国家一等精密水准测量 

6.3.3 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（下丝读数）（m）

一等 DSZ05、DS05 ≤30 ≤0.5 ≤1.5 ≥0.5

二等 DS05、DS1 DS05≤60，

DS1≤50 ≤1.0 ≤3.0 ≤0.3

6.4 观测点元件的保护

6.4.1 各项目部应成立专门观测小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组分工明确，责任到人，埋设元件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。

6.4.2 沉降观测板