线下工程路基沉降变形观测作业指导书.docx

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线下工程路基沉降变形观测作业指导书

新建铁路××至××客货共线线下工程沉降观测作业指导书

（路基）

（DK103+150-DK119+050）

中铁××局集团××铁路项目经理部××分部

拟定：

复核：

审核

新建铁路××至××

客货共线线下工程作业指导书

（DK103+150-DK119+050）

承包单位：

监理单位：

甘肃铁科建设工程咨询有限公司

至监理工程师：

中铁××局集团有限公司承担的LYS-2标××分部施工标段（DK103+150-DK103+916、DK104+296-DK104+945、DK110+441-DK111+095、DK111+261-DK111+340DK111+340-DK111+580、DK111+580-DK112+198、DK112+372-DK112+540、DK112+540-DK113+212）为路基工程，根据施工验收的有关规定编制了线下路基工程沉降变形观测作业指导书，并经我单位施工负责人审查批准，请予审查。

附：

线下路基工程沉降变形观测作业指导书

施工单位负责人（章）签字：

年月日

测量监理工程师意见：

签字：

年月日

总监审批准结论：

签字：

年月日

第一章总则

为规范××铁路隧道围岩监控量测工作，使监控量测的管理更科学合理，根据《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）、《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设函[2005]258号）、《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量暂行标准》（铁建设[2004]8号）、《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）编制本实施细则。

监控量测应作为关键工序列入现场施工组织，施工中应认真实施。

监控量测工作纳入施工单位、监理单位的企业信用评价考核。

线路沉降变形控制是确保××铁路建设质量的重要因素。

为了有效的控制全线沉降变形，为铺设无砟轨道及后期的运营打下坚实的基础。

现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据），为修正和确定初期支护参数，混凝土衬砌支护时间提供信息依据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。

关键词：

变形控制、施工、预报险情，确保安全。

第二章组织管理

2.1人员及仪器配置

2.1.1标段范围

××铁路LYS-2由中铁××局集团公司承建，××铁路LYS-2××分部具体负责DK103+150-DK103+916、DK104+296-DK104+945、DK110+441-DK111+095、DK111+261-DK111+340DK111+340-DK111+580、DK111+580-DK112+198、DK112+372-DK112+540、DK112+540-DK113+212的路基总长为2846m。

2.1.2人员配置

××铁路××分部项目部沉降变形观测小组。

组长：

李永刚组员：

陈朝阳李新安叶华鹏史彦红

2.1.3仪器配置

现项目部配有天宝DINI电子水准仪，莱卡TPS1201+全站仪各一台。

2.2单位职责

2.2.1××铁路LYS-2××分部线下工程沉降变形观测工作，是一项系统工程，需要参建各方各负其责、密切配合，确保观测数据及评估结果的真实、可靠。

2.2.2各方职责如下：

1施工单位

（1）施工单位是沉降变形观测的实施责任主体，必须严格按有关规范、设计文件及总指要求做好各项工程施工过程的沉降变形观测，对观测数据的真实性负责。

（2）负责沉降变形监测网的建立及其保护工作。

（3）负责各种监测设备、仪器、管线的购置与埋设，及其观测设施的保护工作。

（4）配置专业人员，按规定监测项目和频率进行全过程监测和记录，并按规定格式和内容提交观测数据，确保其真实性、可靠性和全面性。

（5）参与沉降变形观测及评估实施方案的制定工作。

（6）参与和配合建设单位或评估单位组织的沉降变形观测评估工作。

第三章沉降变形测量

3.0.1××铁路LYS-2标××分部线下工程沉降变形观测工作以桥梁、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据桥涵、隧道工点具体要求确定。

3.0.2××铁路LYS-2标××分部工程测量的高程系统应采用1985国家高程基准。

3.0.3结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，覆盖范围一般不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。

3.0.4结构物的变形监测应充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。

3.0.5用全球卫星定位系统（GPS）测量时，应符合铁道部现行全球卫星定位系统铁路工程测量技术的有关规定。

3.1测量等级及精度要求

3.1.1本线沉降变形测量按三等规定执行，对于技术特别复杂工段，可根据需要按二等的规定执行。

表3.1.1测量等级及精度要求

沉降变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

沉降变形点的高程中误差（mm）

相邻沉降变形点的高程中误差（mm）

沉降变形点点位中误差（mm）

二等

±0.5

±0.3

±3.0

三等

±1.0

±0.5

±6.0

3.2变形监测网技术要求

3.2.1垂直位移监测网建网方式

线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据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。

对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。

3.2.2垂直位移监测网主要技术要求

垂直位移监测网主要技术要求按表3.2.2执行。

表3.2.2垂直位移监测网技术要求

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）

检测已测高差较差（mm）

使用仪器、观测方法及要求

二等

0.5

0.13

0.3

0.5

DS05型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》一等水准测量的技术要求施测。

三等

1.0

0.3

0.6

0.8

DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。

3.2.3水平位移监测网建网方式

一般按独立建网考虑，根据沉降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。

3.2.4水平位移监测网主要技术要求

本线水平位移监测按三等规定执行，对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点，可根据需要按二等的规定执行。

表3.2.4水平位移监测网技术要求

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

一等

±1.5

＜300

±0.7

≤1/250000

按国家一等平面控制测量要求观测

＜150

±1.0

≤1/120000

按国家二等平面控制测量要求观测

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

四等

±12.0

＜400

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

3.3沉降变形测量点的布置要求

3.3.1沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求：

1基准点。

要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，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3.3.1的规定。

注：

1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线

图3.3.1基准点标石埋设图

2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。

加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。

3沉降变形点。

直接埋设在要测定的沉降变形体上。

点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。

沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

3.3.2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。

为验证监测网基准点和工作基点的稳定性，需要定期进行复测，一般地区按每6个月进行1次，在区域沉降地区每3个月进行1次复测；在观测过程中发现工作基点变化也应及时进行复测。

3.3.3工作基点应选在比较稳定的位置。

在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。

经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。

工作基点标高变化和复测时间情况必须及时准确填写“工作基点台帐”。

3.3.4观测网复测后，测量数据处理应及时采用新的工作基点标高，直至下次复测为止。

3.3.5观测网复测资料必须单独整理归档。

3.4测量工作基本要求

3.4.1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。

3.4.2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。

3.4.3每次沉降变形观测时应符合：

1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。

2参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。

3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“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。

4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。

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。

3.4.4针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施工单位应在测量厂家定制短尺进行测量；也可采用倒尺的方法进行。

3.4.5测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。

3.4.6当发现沉降监测数据出现异常时（如沉降突变、桥墩上升、桥墩左右侧差异沉降量过大、线路纵向相邻测点沉降差异较大等）必须首先自查，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，并提交自查分析报告。

为确保评估工作的顺利进行，测量单位在保证外业测量数据精度合格的前提下，应在当天进行内业整理，及时针对异常数据进行分析，并及时采取相应处理措施，填写在观测数据处理文件的说明文档中。

3.4.7在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，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。

3.5测量工作具体要求

3.5.1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应采用闭合或附合水准路线，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。

3.5.2水准仪使用DS05级仪器，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。

3.5.3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≤1.5m，前后视距累积差≤6.0m，视线高度≥0.5m；对个别观测标设置高度比较高，造成仪器视线高度超过0.5m的限差规定情况，视线高度限差可调整为不大于0.3m。

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。

3.5.4观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：

（1）往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

（2）返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

3.5.5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。

3.5.6观测前30min，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。

3.5.7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。

3.5.8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。

3.5.9当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，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。

3.5.10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，选用经鉴定合格的软件进行。

3.5.11成果数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数据库。

3.5.12元件保护要求：

1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。

2元件埋设时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。

3凡沉降板附近一米范围内土方应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。

4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，制作相应的标识旗或保护架插在上方。

路堤填筑过程中，派专人负责监督观测断面的填筑。

3.6特殊环境下沉降观测

3.6.1鉴于大面积区域沉降观测、分析的复杂性，应研究制定特别的观测方案及处理方法。

3.6.2大面积水域情况下的沉降测量，应根据具体地形地质情况、施工组织情况等由施工单位制订观测实施方案，报建设单位和评估单位审查，并调整制定相应的观测方法及技术要求，待监理单位和评估单位审批后方可执行。

第四章路基工程沉降变形观测技术要求

4.1观测断面及观测点的设置原则

4.1.1路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主，应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。

同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。

4.1.2观测断面一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求；

1沿线路方向的间距一般不大于50m；对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤可放宽到100m。

2对地形、地质条件变化较大地段应加密断面，一般间距不大于25m，在变化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。

3一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。

4对地形横向坡度大于1：

5或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。

4.1.3观测点一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求；

1为有利于测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上。

2一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板，沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处；沉降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。

3软土、松软土路堤地段观测断面一般包括剖面沉降管、沉降观测桩、沉降板和位移观测桩。

沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及两侧各2m处，沉降板位于双线路基中心，位移观测边桩分别位于两侧坡角外2m、10m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上，剖面沉降管位于基底。

图4.1.3松软土地段观测断面布置图

4沉降板设置应严格按设计文件要求执行，一般按以下原则设置：

（1）对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m地段，设置断面间距为200m；

（2）对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m；

（3）其余情况根据具体情况，设置断面间距为50～100m；

（4）地面横坡或压缩层底横坡大于1：

5时，横断面布置两处沉降板，一处位于路基中心，另外一处根据具体地形地质情况布置。

5预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路基顶面沉降观测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行，即在基床底层顶面临时布置沉降板，位移观测以及基底沉降观测布置与无预压段完全一致，预压土方卸除时临时沉降板随之拆除，基床表层施工后，于路基面上设置正式沉降观测桩。

6路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。

7路堤基底设置剖面沉降管进行全断面沉降观测时，严格按设计文件要求执行。

4.1.4路基水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图5.1.4所示：

图4.1.4沉降观测点位布设及水准路线观测示意图

4.2.1沉降观测桩：

选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，在观测断面通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.3m，桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。

图4.2.1路基沉降观测桩埋设布置图

4.2.2沉降板：

应严格按设计要求进行埋设，一般情况如下：

由底板、金属测杆（φ40镀锌铁管）及保护套管（φ80PVC管）组成。

钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm,厚3cm或钢底板尺寸为30*30cm，厚0.8cm。

图4.2.2路基沉降板埋设布置图

1沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板的水平与垂直度，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。

金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接。

4接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾斜。

5.2.3位移边桩：

采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于1.5m。

并在桩顶预埋Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。

1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。

2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。

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。

5.2.4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。

路基基底剖面沉降管在地基加固施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至地基加固表层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。

沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。

沉降管敷设完成后，两头应砌筑观测坑，并加设盖板，以方便观测及对孔口进行长期保护，并做好坑内及其周围的排水。

并于一侧管口处设置观测桩，观测桩采用C15素混凝土灌注，断面采用0.5m×0.5m×1.0m。

待上部一层填料压实稳定后，连续观测数日，取稳定读数作为初始读数。

采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。

每次观测时，首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程，再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值，然后用横剖仪测量各测点。

区间每2.0m测量一点，车站内测点间距可为3.0m。

图4.2.2路基剖面沉降管埋设布置图

4.2.5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。

4.2.6无砟轨道铺设时路基测点的转移技术要求。

5.1.3条规定路基面沉降观测桩布置于双线路基中心及两侧各2m处的级配碎石表面。

为尽量减少轨道板的施工对观测标的影响，对观测标进行调整。

两侧距左右线各2m的沉降观测桩距离改为2.7m，中心的沉降观测桩需在两线中心的混凝土封闭层施工完成后转移至其表面，转移的观测标必须设置在原断面里程上，采用相同编号，不另行编号，并继续观测至铺设无砟轨道。

4.3.1路堤地段从路基填土开始进行沉降观测；路堑地段从级配碎石顶面施工完成开始观测。

路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。

观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。

4.3.2沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。

观测设施的埋设及沉