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路基沉降观测方案

新建九景衢铁路JQJXZQ-2标

路基工程沉降变形观测实施方案

（DK15+700～DK39+224.5）

编制：

复核：

审核：

技术负责人：

项目负责人：

中铁二十五局集团有限公司

九景衢铁路JQJXZQ-2标项目部

二○一四年十一月

四、元器件的埋设8

九景衢铁路路基沉降观测实施方案

一、总则

根据九景衢施工图纸要求，路基工程需进行沉降观测及边桩位移观测。

现结合《九景衢铁路线下工程沉降变形观测评估实施细则》和九景衢路基工点施工图纸，制定以下方案。

二、精度及频次要求

1、路基变形测量精度要求

路基变形测量包括路堤、路堑变形测量，路基沉降观测控制网的精度要求及观测点频次要求如下：

（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点，可根据需要按二等的规定执行。

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

（2）水平位移监测基准网，一般按独立建网考虑，可采用三角形网、导线网、GPS网和视准轴线等形（当采用视准轴线时，轴线上或轴线两端应设立校核点）。

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。

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

水平位移监测基准网的主要技术要求，应符合下表的规定。

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）垂直位移监测基准网的建立应符合下列规定：

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。

a、垂直位移监测基准网应布设成闭合环状或附合水准路线等形式。

b、水准基点应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上，亦可利

用稳固的建筑物、构筑物设立墙上水准点。

垂直位移监测基准网的主要技术要求应符合下表的规定：

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。

（4）垂直位移监测基准网水准观测的主要技术要求，应符合下表规定。

水准观测的主要技术要求

等级

水准仪型号

水准尺

视距（m）

前后视距差（m）

前后视距累积差（m）

视线离地面最低高度（m）

基本分划、辅助分划读数较差（mm）

基本分划、辅助分划所测高差较差（mm）

二等

DS1

因瓦

≤50

≤1.5

≤6.0

≥0.5

≤0.6

≤1.0

2、观测频次要求

在路堤填筑期间，应每天观测一次（松土及松软土早晚一次），各种原因暂时停工期间，前2天每天观测一次，以后每三天观测一次。

施工完成后，前15天内每3天观测一次，第15-30天每星期观测一次，第30-90天每15天观测一次，以后每个月观测一次。

沉降观测两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。

测量数据突变时，每天观测2-3次。

实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。

三、观测断面及观测点的布置要求

1.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。

2.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。

（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：

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；

对压缩层厚度大于20m地段，设置断面间距为50m；

其余情况根据具体情况，设置断面间距为50～100m；

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。

（8）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

四、元器件的埋设

沉降板的埋设，待基床表层级配碎石施工完成后，挖出1×1米的坑，在坑的底层垫一层0.1米的中粗砂进行找平，再将沉降板水平安放在坑中，最后用人工将土回填。

在施工过程中其沉降板一米范围内不能用压路机等大型机械碾压，必须用人工夯实。

沉降监测桩在路肩填筑完成后，再进行挖坑埋设，坑大小同桩径，埋设时将监测桩露出路肩面5cm。

用混凝土进行浇注完成。

五、测量工作的基本要求

1、首次观测应进行两次往返观测，并取观测结果的中数，用科傻软件平差后的高程值，作为变形测量的初始值。

2、为了将观测中的系统误差减小到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后观测最好用同一水准尺，必须按固定的观测路线和方法进行，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”即固定水准路线、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件，以提高观测数据的准确性。

3、当发现沉降观测数据出现异常时必须首先自检，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核，并提交自查分析报告。

4.、根据沉降观测的需要，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少于两个。

5、外业测量一条路线的往返测（左右线路测）使用同一类型仪器和尺垫。

观测时必须满足四等水准测量的要求，测量过程中前后视距差≤3米、测段的前后视距累计差≤10米、黑红面读数差＜3毫米、黑红面所测高差之差＜5毫米、最后闭合差＜20√L（L为路线长度，以千米计）。

6、在进行检测桩观测时，其观测线路以S型线路进行。

7、沉降管接长时的观测，在沉降钢筋接长时必须在接长前，测其沉降钢筋的顶部高程，然后再将沉降管按图纸要求进行焊接，焊接完后再一次测量其顶部高程，将此高程作为下次沉降观测的起始高程。

六．数据传输流程与数据管理

1、测量阶段

组织要求：

施工单位和监理单位以标段为单位按照时间要求提供文件给建设单位和评估单位，具体文件格式要求详见下节。

观测数据处理文件：

要求提供以下电子文件，每个月提交1次。

其中观测手簿文件还需提供纸介质文件，每3月提交1次。

（1）电子水准仪原始观测数据：

（2）控制点文件

（3）观测手簿文件

（4）高差文件

（5）平差文件

（6）高差闭合差统计文件

（7）平差计算文件

（8）平差成果文件

成果输出文件：

要求提供以下电子文件，每个月提交1次；提供纸介质文件，每1年提交1次，作为最终《线下工程沉降变形观测工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》的组成部分。

要求每次数据均从观测原点开始至提交时间。

（1）路基沉降观测记录表（沉降观测桩）

（2）路基沉降观测记录表（沉降板）

（3）路基沉降板观测记录表（剖面管）

（4）沉降观测记录表——路基分层沉降观测记录表

（5）沉降观测记录表——路基分层沉降观测记录汇总表

（6）沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录表

（7）沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录汇总表

（13）测点荷载—时间—沉降曲线与荷载—时间—沉降速率图

填筑高度—时间—沉降图（示意）

填筑高度—时间—沉降速率图（示意）

其它文件：

（1）断链表：

施工单位以标段为单位提供电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；

（2）沉降设计值表：

评估单位将观测值与设计值相差较大的观测点数据电子文件提交设计单位；

工作基点复测报告：

因牵涉区域沉降，问题复杂，报告的详细组成内容和要求在后面以补充规定形式另行下发。

特殊问题报告：

施工单位提交观测过程中特殊问题报告。

对观测过程中发生的沉降值异常、测点破坏后恢复等情况应及时提交报告给建设单位和评估单位。

完成《线下工程沉降变形观测工作报告》。

2、评估阶段

1评估单位将区段评估报告以电子文件和纸介质文件提供建设单位；

2评估单位提供数据库电子文件给建设单位。

3、.文件管理与格式要求

（1）.数据传输要求有电子文件和纸介质文件。

其中电子文件表格要求采用EXCEL（*.xls）格式，图形文件采用CAD（*.dwg）格式，报告采用WORD（*.doc）格式；纸介质文件要求相关单位签署盖章。

（2）.文件管理：

文件管理示意图

1施工单位由测量队负责处理观测数据形成文件，逐级上报给工区和标段项目部，以标段为单位汇总后按时提供建设单位和评估单位。

2施工单位提交文件夹执行以下命名规则：

一级文件夹以标段号命名，分别命名为：

“一标段、二标段…六标段”。

二级文件夹以观测时间命名，如包含08年10月到08年11月的数据，则命名为“0810-0811”。

三级文件夹以工区号命名，分别命名为：

“一工区、二工区…”。

四级文件夹以测量队命名，分别命名为：

“一测队、二测队…”。

五级文件夹按测量日期命名，如2009年3月4日观测则命名为090304；如当天有4台仪器观测数据需要处理，则按090304

（1）、090304

（2）、090304（3）090304（4）命名。

五级文件夹内应包含电子水准仪的原始观测数据文件和控制点高程文件，以及观测数据处理过程中生成的观测手簿文件、高差文件、平差文件、高差闭合差统计文件、平差计算表文件、平差成果文件，说明文件。

（３）原始观测数据文件命名规则

以“标段号-工区号-测队号-观测日期.后缀名”的格式为准。

例：

一标段、2工区、4项目部在08年10月11日进行的观测文件，文件名可命名为“1-2-4-081011.dat或1-1-2-081011.gsi”。

原始观测文件常见形式一种为LeicaDNA系列仪器生成的后缀名为GSI格式的文件，另一种为TrimbleDini系列仪器生成的后缀名为DAT格式的文件，两种文件格式不同。

后缀名根据仪器型号的不同由仪器自动生成，计算人员不得改变。

控制点文件命名规则

控制点文件名应与相应的观测文件名同，仅在后缀名上加以区分，控制点高程文件以.BM1为其后缀名。

例：

观测文件名为1-1-2-081011.dat或1-1-2-081011.gsi，其相应的控制点名应为1-1-2-081011.BM1。

BM1文件的格式如下：

点号1，高程1

点号2，高程2

点号3，高程3

……

（４）其余文件命名规则

其余文件均根据原始观测文件与控制点文件进行计算得出，文件名均与观测文件名同名，根据不同文件的类型定义其不同的后缀名。

观测手簿文件：

1-1-2-081011.xls

高差文件：

1-1-2-081011.hdf

平差文件：

1-1-2-20081011.in1

高差闭合差统计文件：

1-1-2-081011.gco

平差计算文件：

1-1-2-081011.ou1

平差成果文件：

1-1-2-081011.our

（５）说明测量时的天气情况，温度，另外对测量过程中发生的超限重测、测点破坏后恢复等特殊情况需要说明。

要求以上文件以纯文本格式提供，详细要求见附件3。

4、数据录入与输出管理

（１）观测点编号

观测点的编号是观测点的标识，简洁明了的反映该观测点所在里程、观测点的类型、观测点位置。

为保证每个观测点的编号均为全线唯一的，同时便于在电子水准仪中输入，测点编号采用以下格式：

里程

测点类型编码

测点位置编号

里程采用7位阿拉伯数字，前4位为公里标，后3位为百米标（取整）；测点类型编码采用1位英文字母；测点位置编号采用1位阿拉伯数字；测点编号共计九位。

各种测点的测点类型编码及测点位置编号详见下表。

测点类型英文字母编码及测点位置编号表

测点类型

测点类

型编码

测点位置及其对应的测点位置编号

沉降板

基底

（1）、路基面

（2）

观测桩

左

（1）、右

（2）、中（3）

分层沉降观测点

中

（1）

位移边桩

左

（1）、右

（2）

剖面管

基底

（1）、基床底层顶面

（2）

（２）观测过程中的点号输入：

在观测过程中，电子水准仪所有的点号均需要全名输入，不得有任何省略。

（３）转点输入

所有转点均以“Z”字母表示，不得以任何其他类型的点号代替。

（４）观测点属性信息表录入要求

1工程类型：

路基、过渡段。

2测点的类型有：

沉降观测桩、沉降板、深层沉降仪、位移边桩。

3测点位置：

按照下表输入：

测点位置属性表

测点类型

可选的位置属性

说明

沉降板

基底、路基面

观测桩

左、中、右

位移边桩

左、右

其他情况

根据实际位置输入

如剖面管可输入“基底”、“基床底层顶面”。

4距线路中心：

输入测点位置到中线的距离，单位为m。

左侧为负值，右侧为正值，中心为0。

5填挖高度：

当观测点所在位置的工程类型为路基、涵洞、过渡段时，输入该测点处路基面的填挖高度，单位为m。

6观测点处基底处理的类型，各种工程类型的基底处理类型按下表填入：

基底处理类型表

工程类型

可选的基底处理类型

路基

强夯、换填、排水固结、搅拌桩、旋喷桩、

CFG桩网（板）、管桩网（板）

其它

根据实际的地基处理类型填写

7压缩层厚度：

输入观测点处基底压缩层的厚度，单位为m。

8处理深度：

输入观测点处基底处理的深度，对于换填输入换填厚度、路基桩基输入桩长、桥梁桩基输入桩长，单位为m。

9工程名称：

输入观测标所处工程段落的名称，例如：

XX大桥，XX隧道等。

10测点属性填写要求

不同类型的观测点需录入的属性信息有所不同，需要填写部分详见下表。

观测点属性信息表填写要求

测点编号

工程类型

测点类型

冠号

里程

测点位置

距线路中心

填挖高度

基底处理类型

压缩层厚度

处理深度

墩高

涵顶填土高度

围岩类别

工程

名称

备注

沉降板

★

☆

观测桩

★

☆

位移边桩

★

☆

剖面管

★

☆

分层沉降观测点

★

☆

承台观测标

★

☆

墩（台）观测标

★

☆

梁体观测标

★

☆

涵洞观测标

★

☆

隧道观测标

★

☆

★

☆

注：

表中标有“★”为必填属性，标有“☆”的为选填属性，空白的为不需要输入。

（５）附件四附表1—附表16数据录入通用要求：

1观测期次

整型数据，根据观测的期次依次填入“1、2、3……”，观测期次必须连续。

2观测日期

日期型数据，格式为“年-月-日”，其间用英文短划线“-”连接，年为四位数，月和日是两位数，例如：

2008-08-01、2009-06-12。

3两次观测间隔

整型数据，输入与前一期观测的时间间隔，单位为天。

第一期观测时输入0。

4累计天数

整型数据，各期次观测间隔天数的累计，单位为天。

第一期观测时输入0。

5本次高程

浮点型数据，本次观测的高程值，单位为m，保留小数点后5位。

第一期观测时输入的高程值即为该观测标的初始值。

6本次沉降

浮点型数据，本次观测的测点的沉降值，单位为mm，保留小数点后2位，第一期观测时输入0。

沉降值以向下沉为正，向上隆起为负。

7累计沉降

浮点型数据，各期次沉降值的累计，单位为mm，保留小数点后2位，第一期观测时输入0。

沉降值以向下沉为正，向上隆起为负。

8沉降速率

浮点型数据，由“本次沉降”除以“两次观测间隔”得到，单位为mm/d，保留小数点后3位，第一期观测时输入0。

沉降速率以向下沉为正，向上隆起为负。

9施工阶段

输入各期次观测时的施工阶段（施工状态或者工况），各种工程类型的施工阶段可按下表填写。

施工阶段和沉降评估密切相关，必须严格按照表10.3.6.1格式填写。

要求每次数据处理完成后必须立即填写该项，以免时间久后发生错误。

表10.3.6.1施工阶段录入要求表

工程类型

施工阶段

路基

过渡段

填筑期间、填筑完成、堆载预压、堆载卸除、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成等。

桥梁

桥墩台：

（1）预制梁桥：

承台施工、墩台身施工、等待架梁、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。

（2）现浇梁桥：

承台施工、墩台身施工、等待制梁、制梁完成、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。

梁体：

终张拉前、终张拉后60天、等待架梁、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。

涵洞

涵洞施工完成、涵顶填土期间、涵顶填土完成、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成等。

隧道

等待铺轨、铺轨完成。

10备注

根据需要输入备注信息。

11填土高度

浮点型数据，输入本次观测时的路堤填筑高度，单位为m。

12接管前、后高程

浮点型数据，对于沉降板，当本次观测与前次观测之间，沉降板进行接管时，要求在接管前后立即进行高程测量（可采用假设高程法直接测量），单位为m，保留小数点后5位，接管长度即为两次高程差值。

13本次水平位移

浮点型数据，对于位移边桩，输入本次的水平位移，单位为mm，保留小数点后2位。

第一期观测时输入0。

向远离线路中心方向为正，反之为负。

14本次总水平位移

浮点型数据，对于位移边桩，输入各次的水平位移的累计，单位为mm，保留小数点后2位。

第一期观测时输入0。

向远离线路中心方向为正，反之为负。

15位移速率

浮点型数据，由“本次水平位移”除以“两次观测间隔”得到，单位为mm/d，保留小数点后5位。

第一期观测时输入0。

向远离线路中心方向为正，反之为负。

七、附：

路基沉降变形观测布置示意图及断面统计表

路堤稳定及沉降控制标准

软土及松软土路堤稳定安全系数[Fs]：

运营期，考虑轨道及列车荷载时[Fs]≥1.25；施工期，不考虑轨道及列车荷载，[Fs]≥1.10。

路基工后沉降控制按下表进行，路基工后沉降、沉降速率不得大于表中所列控制值。

路基工后沉降、沉降速率控制表

速度目标值

一般地段工后沉降

桥路过渡段

工后沉降

沉降速率

km/h

mm/y

200

150

160

200

100

货场、工区、场坪

300

软土地段填筑施工完成后，应至少有6个月的沉降观测期，根据沉降观测资料进行系统分析评估，沉降稳定且工后沉降满足设计要求后方可铺设轨道结构。

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