沉降观测技术方案.docx
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沉降观测技术方案
沉降观测方案
1.工程概况及地质情况
1.1工程概况
新建铁路川藏线拉萨至林芝段站前工程LLZQ-8标段起点位于山南地区加查县冷达乡，经陇南乡、仲达镇、沿S306省道前行，于林芝地区朗镇终止。
线路穿越雅鲁藏布峡谷地带，四跨雅鲁藏布江。
起讫里程为D3K230＋703～DK263＋844.62，正线长度32.23km；其中隧道7座16.613km，占正线长度51.5%；桥梁10座9616.1延长米，占正线长度29.9%；路基5919.37m/12段，其中区间路基4719.37m/11段，站场路基1200m/1段（冲康站）占正线长度18.4%；涵洞337.5横延米/21座，其中盖板涵98.4横延米/3座，框架涵239.1横延米/18座；车站2座（热当车站、冲康车站），DK33+500～DK437+100段永临结合工程。
1.2线路主要技术标准
拉林铁路主要技术标准表
序号
主要技术标准
推荐意见
1
铁路等级
Ⅰ级
2
正线数目
单线
3
设计行车速度
160km/h
4
限制坡度
12‰
5
最小曲线半径
一般2000m、困难1600m
6
牵引种类
电力
7
机车类型
货机HXD2，客机HXD1D
8
牵引质量
3000t
9
到发线有效长度
650m（预留850m）
10
闭塞类型
自动站间闭塞
2.编制依据
2.1编制依据
1.《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；
2、《高速铁路设计规范》（TB10621-2009）
3.《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》（铁建设[2006]189号）；
4．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；
5．《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；
6．《工程测量规范》（GB0026－93）；
7．新建铁路川藏线拉萨至林芝段隧道施工设计相关文件；
8．客运专线铁路观测评估技术手册；
9．《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2009]141号）；
10．拉林铁路建设总指挥部关于做好路基沉降观测工作的通知。
3.沉降观测的要求
3.1沉降变形测量等级及精度要求
等级
变形观测点的高程中误差（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）
四等
2.0
0.7
1.4
2.0
3.2沉降变形测量点的布置要求
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下图的规定。
注：
1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线
图4.3.1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。
2、测量点的检测。
监测网基准点和工作基点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。
为了验证监测网基准点和工作基点的稳定性，应对其进行定期检测。
定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。
在区域沉降地区应每季度进行一次复测。
3、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。
4、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监理单位，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。
3.3观测断面及观测点的设置原则
一、路基
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。
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）每个大、中桥台尾过渡段设置两个观测断面，一个在距桥台1m处，一个在过渡段中部。
（2）软土、液化土地段每隔100m设置一个观测断面。
（3）软土、地表承载力小于150KPa地段：
工点长度在500m以内时，间距100～200m一个观测断面；工点长度大于500m时，间距200m设一个观测断面。
（4）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。
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）软土、液化土路堤地段观测断面一般包括沉降观测桩、沉降板和位移观测桩，每个观测断面，在线路中心设一个观测沉降板，在两侧距相应侧线路中心3.2m处各设一个观测桩，软土在两侧路堤坡脚外1～2m及10～12m处各设一个位移观测边桩，各观测桩及沉降板位于同一个断面上。
二、无砟段隧道
（1）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，一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面当长度不足时，每段围岩或不同衬砌段应至少布置一个断面，Ⅳ级围岩及位于第四系沉积地层下隧道观测断面沿线路纵向间距不大于50m；
（3）围岩级别、有仰拱和衬砌类型变化段及沉降变形缝位置每侧（一个台车长度内）应至少布设1个断面；
（4）地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。
（5）双口掘进，在两个工作面相向施工贯通里程处两侧（一个台车长度内）分别设置一个观测断面。
（6）隧道主体工程完成后，每个观测断面设置2个沉降观测点，分别布置在隧道侧沟盖板以上0.2m处。
隧道观测标埋设位置示意图
3.4观测元件与埋设技术要求
一、路基
1、沉降板：
由钢板或C15钢筋混凝土预制底板、测杆和保护套管组成，钢底板尺寸为50cmX50cmX1cm，钢筋混凝土底板尺寸为50cmX50cmX3cm，测杆采用Φ40mm钢管与底板固定在垂直位置上，保护套采用塑料套管，套管尺寸以能套住测杆并使标尺能进入为宜，随着填土的增高，测杆和套管亦相应加高，接高后测杆顶面应略高于套管上口，测杆顶用顶帽封住管口，避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度，顶帽高出碾压面高度不大于50cm。
（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，保护套管也可用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。
2、沉降观测桩：
选择Φ20mm钢筋或Φ40mm钢钎，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。
路基沉降观测桩埋设布置图
3、位移边桩：
采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cmX15cm正方形，长度不小于1.5m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头。
边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m，桩顶露出地面不大于0.1m。
埋置方法采用洛阳铲打入设计深度，将预制边桩放入孔内，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。
二、无砟段隧道
测点及观测元器件的埋设位置应标设准确、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。
3.5观测技术要求
一、路基
1、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降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量。
2、用于观测位移及沉降的基桩，必须置于不受填土荷载影响的稳定地基内，基桩就位移观测桩在观测期间必须采取有效措施加以保护。
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。
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、路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量，当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天时，应立即停止填筑施工，待观测值恢复到限界值以下再进行填筑，填筑速率应以水平位移控制为主。
4、观测精度要求
（1）路基沉降观测精度按四等垂直位移观测精度要求执行。
垂直位移观测点的精度要求和观测方法
等级
变形观测点的高程中误差（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）
四等
2.0
0.7
1.4
2.0
（2）路基水平位移观测测距误差±3mm；方向观测水平角误差为±2.5″。
二、无砟段隧道
（1）隧道主体工程完工后，沉降变形观测时间不少于3个月。
当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）所使用的仪器和设备应定期检查并作出详细记录，每次测量应采用同一台仪器，固定观测人员，采用形同的观测线路和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下工作。
（3）隧道沉降观测水准的测量精度为±1mm，读数取位至±0.01mm。
4.沉降观测的频率
一、路基
观测频次要求：
位移边桩及沉降板在施工期间一般每填筑一层，应进行一次观测，如果两次填筑间隔较长时，每3天至少观测一次。
路堤经过分层填筑达到设计高程后，在预压期的前2～3个月内，每5天观测一次，三个月后7～15天观测一次，半年后一个月观测一次,一直观测到预压期末。
预压期后每3个月观测一次直至移交。
二、无砟段隧道
隧道沉降变形观测据下表中要求的时间间隔进行。
每阶段的沉降观测在开始时可一般每周观测一次，以后可根据两次观测的沉降量调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm。
隧道沉降观测频次表
观测阶段
观测频次
备注
观测期限
观测周期
隧底工程完成后
3个月
1次/周
无砟轨道铺设期间
全程
1次/天
无砟轨道铺设后至试运营期间
全程
1次/周
试运营后
6个月
0～1个月
1次/周
1～3个月
1次/2周
3～6个月
1次/月
5.沉降观测的水准线路
一、路基
路基水准路线观测按国家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下图所示。
沉降观测点位布设及水准路线观测示意图
二、无砟段隧道
隧道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，沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧，水准路线观测示意图如图所示：
隧道沉降观测水准路线示意图
6.沉降观测的评估判定标准
目前，国内外采用的沉降预测评估方法较多，而每种预测方法均有其一定的适用范围，需要结合线下工程不同结构物和不同地质条件下的沉降观测情况，总结沉降变形特点，选择合适的预测方法。
路基沉降预测常采用曲线回归法有：
双曲线法、固结度对数配合法（三点法）、抛物线法、指数曲线法、修正指数曲线法、修正双曲线法、沉降速率法、星野法等。
一、路基评估判定标准
根据铁建设[2006]158号《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》，路基沉降预测应采用曲线回归法，无砟轨道铺设条件的评估判定标准应满足以下要求：
（1）根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。
（2）沉降预测的可靠性应验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于于8mm。
（3）路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：
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。
注：
沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。
（4）无砟轨道预测的路基工后沉降值不应大于15mm。
沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：
式中：
——轨面圆顺的竖曲线半径（m）；
——设计最高速度（km/h）。
（5）过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm。
预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1／1000。
二、无砟段隧道
1．评判标准
（1）当地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。
（2）预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。
2．评估方法
（1）根据隧道完成或回填土后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。
（2）沉降预测的可靠性应验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于于8mm。
（3）隧道完成或回填土后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：
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。
注：
沉降和时间以隧道完成后为起始点。
7.资料收集
一、路基
（1）路基沉降观测资料
（2）隧道地段的线路设计纵断面、工程地质纵断面、设计图纸和说明等相关设计资料。
（3）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。
（4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。
二、无砟段隧道
（1）隧道基础沉降观测资料
（2）隧道地段的线路设计纵断面、工程地质纵断面、地质勘查报告、设计图纸和说明等相关设计资料。
（3）隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、IV、V级围岩地段基底承载力检测情况和复验的结果进行综合分析。
（4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。
8.附件
附表1工程沉降变形观测准备工作检查记录表
新建铁路川藏线拉萨至林芝段
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工程沉降变形观测结果评估验收记录表
新建铁路川藏线拉萨至林芝段
工程沉降变形观测结果评估验收记录表
标段名称
单位（项）工程名称
工程部位
工程位置（里程）
观测开工日期
观测完成日期
施工单位
项目负责人
项目技术负责人
项目质量负责人
序号
评估项目
评估情况记录
评估结论
1
2
3
附件材料1.
2.
参
加
评
估
验
收
人
员
签
字
施工单位
监理单位
设计单位
咨询单位
建设单位
注：
本表一式5份，施工、设计、监理、咨询和建设单位各1份。
附表3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）
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）
高差（m）
高差（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4断链表
断链表
单位：
里程范围：
序号
断链前冠号
断链前里程
断链后冠号
断链后里程
填表：
复核：
监理：
年月日
附表5路基分层沉降观测记录汇总表
沉降观测记录表（分层沉降汇总）
断面里程：
第页共页
观测日期
累计
天数
（天）
路堤
填高
（m）
本次分层沉降（mm）
地面
总沉降
（mm）
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ll
12
13
14
测量负责人：
复核：
监理：
年月日
附表6路基边桩位移观测记录表
沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录表
里程段落：
观测日期：
第页共页
断面里程
边桩编号
边桩位置
原始标高（ｍ）
上次标高（ｍ）
本次标高（ｍ）
本次沉降（ｍ）
沉降速率（ｍｍ／ｄ）
累计总沉降（ｍｍ／ｄ）
上次总水平位移（ｍｍ）
本次水平位移（ｍｍ）
本次总水平位移（ｍｍ）
位移速率（ｍｍ／ｄ）
备注
测量：
复核：
监理：
时间：
附表7路基边桩位移观测记录汇总表
路基沉降观测记录表（边桩位移汇总）
断面里程：
第页共页
观测
日期
累计
天数
（天）
两次观测时间间隔（天）
路基左侧边桩（编号：
）
路基右侧边桩（编号：
）
备注
填土
高度
（m）
本次
沉降
（mm）
总沉降（mm）
沉降速率（mm／d）
本次水平
位移（mm）
本次总水平位移（mm）
位移
速率
（mm／d）
填土
高度
（m）
本次
沉降
（mm）
总沉降（mm）
沉降速率（mm／d）
本次水平
位移（mm）
本次总水平位移（mm）
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