幸福源水库水中墩沉降变形观测专业技术方案贵广七标.docx
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幸福源水库水中墩沉降变形观测专业技术方案贵广七标
新建铁路
贵阳至广州铁路站前工程
GGTJ-7标段
水中墩沉降观测方案
幸福源水库特大桥
（DK429+194.54〜DK523+201.80）
中铁二十三局集团有限公司贵广铁路工程指挥部
二零一二年六月
第一章沉降观测方案编制2.
1.适用范围2
2.编制依据2
第二章沉降监测网的建立3.
一、沉降观测工作基点的布设3
3.沉降变形监测测量工作基本要求5
第三章沉降观测方案的实施5.
1.沉降变形测量等级及精度要求5
2.沉降观测路线6
4.沉降变形观测具体要求8
5.沉降变形观测时大气折光的消除10
6.桥涵变形控制要求11
7.沉降变形观测方法11
8.观测资料要求13
9.观测频率要求14
十.沉降观测注意事项14
十一.水中墩沉降观测人员、设备组织15
十二.水上作业安全方案16
附表1工程沉降变形观测准备工作检查记录表17
附表2电子水准测量记录手簿18
附表3桥梁墩（台）沉降观测记录表19
附表4观测断面与观测点工程属性信息表20
附表5桥梁墩（台）沉降观测记录表21
幸福源水库特大桥水中墩沉降观测方案
为规范对幸福源水库水中墩施工线下工程的沉降变形观测，特制定本方案。
幸福源水库特大桥主跨水中墩的沉降变形观测方案，采取在水库堤坝上设置观测点，墩身设置棱镜观测标的方法进行，对堤坝上设置的水准基点和设计院提交的水准点进行联测，将其统一到高程系统，构成沉降监测网，然后将堤坝上设置的水准基点作为沉降观测工作基点对水中施工的墩身进行沉降观测。
第一章沉降观测方案编制
一、适用范围
幸福源双线特大桥起讫里程为DK476+003.26〜DK477+004.54,中心里程DK476+553,桥梁全长1001.28米。
本方案适用于幸福源水库特大桥水中墩的沉降变形观测。
墩号为10#、11#、12#、13#、14#二、编制依据
1.《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009J962-2009）；
2.《高速铁路工程测量规范及条文说明》（TB10601-2009J962-2009）；
3.《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；
4．《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；
5.《工程测量规范》（GB0026-93）;
6•《贵广客运专线CPQCPI、二等水准点点之记》
第二章沉降监测网的建立
一、沉降观测工作基点的布设
根据管区的地理环境和观测条件，管区的沉降观测工作基点在桥位两侧布置，相邻两工作基点的间距为150米左右，距线路中心距离为150米左右。
幸福源水库特大桥长度为1.0km,水中施工部分的长度320m，有5个墩为于水中，10#、11#、12#、13#、14#；布设2个沉降观测工作基点，分别为BM1,BM2。
二、沉降监测网的联测
考虑到水中的沉降观测的精度要求，沉降观测工作基点按照二等水准测量的精度要求进行。
施测采用的技术及精度等级要求如下表所示
1.沉降变形监测网主要技术要求
沉降变形监测网主要技术要求按下表执行:
等级
相邻基准点咼差中误差（mr）i
每站咼差中误差
（mn）
往返较差、附合或环线闭合差（mr）
检测已测高差较差（mr）
使用仪器、观测方法及要求
-三-等
1.0
0.3
0.6vn
0.8石
DS05或DS1型仪器，按《高速铁路工程测量规范》二等水准测量的技术要求施测。
2.沉降变形监测网建网方式
线下工程沉降变形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，垂直位移监测网布设方法分为三级：
1）基准点基准点应建立在沉降变形区以外的稳定地区，本方案的基准点使用管段附近的水准点CPI226-2点二等水准点。
2）工作基点
沉降观测的工作基点在观测期间需保持稳定不变，一般地段的工作基点除普通二等水准点外，为了沉降观测实施方便的需要，沉降观测工作基点还应包括按照二等水准测量的技术要求加密的加密水准点。
加密后的沉降观测工作基点间距200m左右即可满足现场沉降观测的要求。
水中施工部分的沉降观测工作基点即为BM1、BM2。
3）沉降变形观测点
沉降变形观测点直接埋设在要测定的沉降变形体上。
点位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。
沉降变形点按桥涵专业布点要求进行。
4）沉降监测网的维护
监测网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。
1、在基准网建成且工程施工后3月时进行第一次复测，此后每隔6个月复测一次。
2、工作基点的复测应每月至少一次，实施过程中根据可知道的稳定性和实际需要进行调整。
三．沉降变形监测测量工作基本要求
1．工作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。
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．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）观测每个往返测均进行两次读数，并取观测结果的中数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平尺，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。
（4）沉降观测路线
水中墩沉降观测路线位于线路两侧150米处堤坝上，采用全站仪观测。
第三章沉降观测方案的实施
一．沉降变形测量等级及精度要求
水中施工部分的沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行：
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（mr）
沉降变形点点位中误
差（m）
二等
±0.5
±0.3
±3.0
-三-等
±1.0
±0.5
±6.0
•沉降变形监测网主要技术要求及建网方式
二等水准观测的技术要求
等级
水准尺类型
水准仪
等级
视距（m）
前后视距（m）
测段的前后视
距累积差（m）
视线高度（m
二等
铟瓦
DS1
<50
<1.0
<3.0
下丝读数
>0.3
DS05
<60
二等水准测量的主要技术标准
等级
每千米高差全中误差（mr）i
路线长度
（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差或闭合差
（mm
与已知点联测
附合或环线
二等
2
<400
DS
铟瓦
往返
往返
4/L
•沉降观测路线
观测路线1从BM1开始，沿桥墩顺序为10-1,11-1,12-1,13-1,
14-1,复核到BM2观测路线2从BM1开始，沿桥墩顺序为10-2,11-2,
12-2,13-2,14-2，复核到BM2见图示：
幸福源水库特大桥水中墩墩身沉降观测点埋设示意图
正面图
侧面图
墩身沉降观测标棱镜头
1cn厚的钢板
墩身沉降观测标
■棱镜头~i
1cn厚的钢板
观测点位布置和观测路线示意图
四．沉降变形观测具体要求
1.为了减小折光的影响，最好选择阴天进行观测，垂直角观测宜在日出后2h至日落前2h期间目标成像清晰时进行。
2.测回数在4个测回以上，强制对中标的重复安装误差小于0.2mm。
3.进行观测时的温度气压严格记录输入，温度精确到0.2C，气压0.5hPa。
4.仪器设站位置每次严格固定，两次设站所测高差之差应小于1mm。
5.观测线路设计中，尽量减少设站数或减少线路距离，有利于精度控制，避免远离工作基点的变形监测点的高程平差精度超限
6.数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。
7.当相邻观测周期的沉降量出现异常时，应重测进行观测并和上次测量结果进行对比，如两次结果相符合则要立即检查工作基点的稳定性，必要时需联测基准点进行检测。
如发现工作基点或基准点有下沉现象即将观测数据上报评估单位，对进行基准点或工作基点的高程值进行修正。
然后再依据修正后的基准点或工作基点进行沉降观测并计算沉降值。
8.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。
复核工作基点测量时：
1．水准网的观测按照国家二等水准施测，采用附合水准路线往返观测，水准路线经过的工作基点或基点数量不少于两个。
每次观测均形成闭合检验条件。
2.水准仪使用DS03型仪器，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.外业测量一条路线的往返测必须是固定的测量人员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）有关要求执行。
观测时，视线长度w50m前后视距差w1.5m（电子）；仪器最小读数》0.5m（电子）；测站限差：
两次读数差w0.4mm两次所测高差之差w0.6mm检测间歇点高差之差w1.0mm观测读数和记录的数字取位：
使用DS05或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm使用数字水准仪读记至0.01mm。
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
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。
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；对于数字式水准仪，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。
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。
8.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。
5.沉降变形观测时大气折光的消除
由于测区位于水库水域中间,在观测时不可避免地要受到水面大气折光的影响,根据测量学理论,这种影响可以通过保持前后视距相等来消除。
利用前后视距相等可以消除三种测量误差,一是由于视准轴和仪器水平轴不平行产生的误差（即i角误差）；二是由于大气折光产生的误差；三是由于地球曲率变化产生的误差。
因此在进行沉降观测的过程中要保持前后视距差不能超过规范的限值。
6.桥涵变形控制要求
1．墩台对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：
墩台均匀沉降量：
对于无砟桥面桥梁w20mm静定结构相邻墩台沉降量之差：
对于无砟桥面桥梁w5mm
7.沉降变形观测方法
1．观测点布置为了满足变形观测的需要，需要在桥墩上设置观测标。
（1）每个桥墩均设置两个墩身观测标。
（2）桥墩观测标的埋设
1）观测标埋设于墩身左右两侧。
2）本区段桥墩标设置在墩身上高度和堤坝高大约相等的位置。
2．观测标构造墩身观测标为采购的不锈钢预埋件。
具体构造见下图所示。
（e）棱镜连接杆
3.观测方法
为了进行正常的沉降变形监测，采用中间设站三角高程方法，使用高精度全站仪进行测量的方案，其中沉降监测点采用强制对中标志（如上图所示），测量时使用开发的全站仪自动观测程序在沉降监测
的在桥墩垂直线路两侧堤坝上架设全站仪，墩身埋设强制对中观测标志，标志高度与全站仪架设高度等高，工作基点的高度埋设时与沉降监测标志基本同高，工作基点在位置选择好后，采用二等水准测量方法进行测量，水库两侧的工作基点应进行联测，单独完成监测网建立工作，使用全站仪三角高程测量时采用图中棱镜连接杆，工作基点的
高程严格归化到棱镜中心桥墩变形监测点全部采用图中棱镜连接杆
桥墩的沉降监测标志分左右线分别进行观测，以左侧为例，首先
在控制点1设站，观测BM什10-1;10-1〜11-1之间的高差；再在控制点2,设站，观测11-1〜12-1;12-1〜13-1;13-1〜14-1;14-1〜BM2之间高差，形成一条路线每个设站调整仪器高度进行两次独立观测，两次独立观测形成往返测量。
应此
本方案的首次观测（零观测）应当按照附和水准路线往返测的方式进行，按照《建筑变形测量规范》的要求：
“变形测量的时间性很强，它反映某一时刻变形体相对于基点的变形程度或变形趋势，首次观测（初始值）是整个变形观测的基础数据，应认真观测，仔细复核，增加观测量，进行两次同精度独立观测，以保证首次观测成果有足够的精度和可靠性。
”其余期次的观测可以采用附和路线的方式进行。
水中墩身的观测路线利用堤坝上的控制点进行附合观测，在观测时，将全站仪安置在堤坝控制点上，将墩身上的沉降观测标作为转点使用。
水准测量路线起闭于工作基点BM1和BM2
8.观测资料要求
1．墩台
桥涵基础沉降观测精度为士1mm读数取位至0.01mm由于采用全站仪桥墩沉降读数取位至0.1mm.
测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。
观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。
以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。
观测数据按照统一格式进行汇总整理，沉降观测格式见附表3、
4、5。
观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。
如架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间
观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认
九.观测频率要求
1.墩台沉降观测
每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据
F表中要求的时间间隔进行观测。
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注：
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十.沉降观测注意事项
1.观测标保护
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、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。
2.沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。
3．观测数据中应将各加载阶段标识清楚，避免数据分析时造成误判，如桥墩完成、架梁、桥面恒载施工等。
4．应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。
5．无砟轨道铺设前可根据具体情况如各段落铺设轨道的间隔时间相差较大或沉降非常敏感地段等适当增加观测频次，为无砟轨道铺设条件的评估提供数据支持。
十一.水中墩沉降观测人员、设备组织
（一）、观测人员设备组织方案：
1、仪器配备
精测队配备1台电子水准仪，精度等级为0.3mm三脚架1畐农铟钢尺1对。
全站仪1台TCA1800测角精度：
1"距离精度：
1mm+2ppm/3.（秒,三脚架1畐，对中杆一个，棱镜头一个。
每次观测固定2人，其中1人后视棱镜，1人观测。
3、观测时间和气象条件要求：
按照《国家一二等水准测量规范》和《建筑变形测量规范》的规定，“应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测，不得在日出后和日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。
阴天可以全天观测”（《建筑变形测量规范》JGJ8-2007）“水准观测应在标尺成像清晰而稳定时进行。
下列情况下，不应进行观测：
a）日出后与日落前
30min内；a）太阳中天前后各约2h内（可根据地区、季节、和气象情况，适当增减，最短间歇时间不少于2h）；a）标尺分划线的影像跳动剧烈时；a）气温突变时；a）风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。
”
（二）、沉降观测要求
1、沉降观测人员数量必须满足施工需要。
沉降观测小组组长应经过专业培训考试合格才能上岗、从事测量工作3年以上的技术人员担任。
负责司仪的人员必须持有测量员岗位证书，其他测工应经基本技能培训合格后上岗。
2、沉降观测小组的测量仪器、工具配置须满足工程的沉降观测要求，测量仪器必须做到每天检查校正，加强维护，定期检修，使其经常保持良好状态。
3、沉降观测所用的测量仪器必须及时到国家法定的计量技术检定机构进行检定。
十二.水上作业安全方案
1、定时与当地气象、水文站联系，当六级以上大风时，应停止工作。
附表1工程沉降变形观测准备工作检查记录表
表1工程沉降变形观测准备工作检查记录表
新建贵阳至广州铁路
工程沉降变形观测准备工作检查记录表
单位工程名称
开工日期
建设单位
现场项目负责人
设计单位
现场项目负责人
监理单位
总监理工程师
施工单位
项目负责人
项目技术负责人
序号
项目
内容
1
沉降变形观测设计交底
2
沉降变形观测方案
3
各种监测仪器和设备情况
4
专业观测人员情况
5
施工图现场核对情况
6
地质勘测资料
7
开工报告
8
9
10
附件材料
1.
2.
检查结论：
监理组长：
总监理工程师：
年月日
注：
本表一式4份，施工、设计、监理和建设单位各1份。
附表2电子水准测量记录手簿
电子水准测量记录手簿
测站
视准点
视距读数
标尺读数
读数差
（mm
）
高差
（m）
高程
（m）
累计高差
（m）
备注
后视
后距1
后距2
后尺读数1
后尺读数2
前视
前距1
前距2
前尺读数1
前尺读数2
视距差
（m）
累积差
（m）
咼差
（m）
咼差
（m）
测段计算
测段起点
测段终点
累计视距差
m
累计前距
km
累计高差
m
累计后距
km
测段距离
km
测量负责人：
复核：
监理：
年月日
附表3桥梁墩（台）沉降观测记录表
桥梁墩（台）沉降观测记录表
沉降观测记录表一一桥梁墩（台）沉降量记录表
桥梁名称：
观测日期：
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墩口编号
墩台中心里程
观测点编号
位置
类型
原始标咼
（m）
上次标高
（m）
本次标高
（m）
本次沉降
（mm）
测量：
年月日复核：
年月曰负责人：
年月曰
附表4观测断面与观测点工程属性信息表
观测断面与观测点工程属性信息表
观
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