沉降观测综合项目施工专项方案.doc

沪宁城际铁路工程站前I标项目部

沉降观察施工方案

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复 核：

审 核：

审 批：

中铁四局沪宁城际铁路工程站前I标项目部一队

二〇〇八年十一月

目 录
1.编制依据 3
2.工程概况 3
3.沉降监测工艺介绍 3
4.沉降监测工艺步骤 4
5.监测断面设置 4
5.1路基工程 4
5.2桥涵工程 11
5.3过渡段工程 13
6.沉降监测 14
6.1 通常要求 14
6.2 观察水准基点、工作基点布设 14
6.3 沉降变形观察关键技术要求 15
6.4 多种地段沉降变形观察 16
6.5 沉降变形测量精度要求 17
6.6沉降观察频次 17
6.7观察点保护 19
7.测量观察资料整理及提交资料 20
7.1 通常要求 20
7.2 资料整理 20
7.3 提交资料 21

沉降观察施工方案
1.编制依据
（1）《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评定技术指南》铁建设[]158号
（2）《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行要求》铁建设[]189号
（3）《新建铁路工程测量规范》（TB10101—99）
（4）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91）
（5）京沪高速铁路工程设计文件
（6）《京沪高速铁路线下工程沉降变形观察及评定实施细则》10月
2.工程概况
中铁四局承建沪宁城际铁路工程站前第一标段，正线里程DK0+000～DK43+500段，共分八个队。其中第一项目队全长15.37km，包含正线-DK0+463.18～DK6+618.23段7.08km、动车走行线DCDK0+000～DCGDK1+898.87段1.899km、跨线车联络线下行线（单线）NLXDK0+000～NLXDK2+400.996段2.4km、上行线（单线）NLSDK0+000～NLSDK3+349.995段3.35km、动走线存车场DCGDK0+000～DCGDK0+641段0.641km。管段内关键工程量为特大桥5602.89m/4座、大桥174.81m/1座、中桥441.04m/8座、框架涵13座，路基填方62.97万m3、路基挖方75.23万m3。桥梁总长：6.22km，路基：8.84km，改路：约2.1公里。
3.沉降监测工艺介绍
沪宁高速铁路无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程工后沉降要求严格、标准高，设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降变形计算，采取了对应设计方法。而影响沉降计算原因较多，沉降计算精度不足以控制无碴轨道工后沉降。施工期必需按设计要求进行系统沉降变形动态观察。经过对沉降观察数据系统综合分析评定，验证或调整设计方法，使路基、桥涵、隧道工程达成要求变形控制要求。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，确保京沪高速铁路无碴轨道结构铺设质量。
4.沉降监测工艺步骤
监测元器件埋设 监测 观察资料 整理 数据分析
5.监测断面设置
5.1路基工程
路基沉降观察应以路基面沉降和地基沉降观察为主。
5.1.1观察断面根据设计要求设置，同时满足以下要求：
沿线路方向间距通常小于50m；地势平坦且地基条件均匀良好路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好路堤可放宽到100m。对地形、地质条件改变较大地段应加密断面，通常间距小于25m，在改变点周围设置观察断面，以确保能够反应真实差异沉降。
一个沉降观察单元设置不少于2个观察断面。对地形横向坡度大于1:5或地层横向厚度改变地段应布设不少于1个横向观察断面。
5.1.2观察点根据设计要求设置，同时满足以下要求：
观察点应设在同一横断面上，这么有利于测点看护，便于集中观察，统一观察频率，更关键是便于各观察项目数据综合分析。
通常路堤地段观察断面包含沉降观察桩和沉降板，沉降观察桩每断面设置3个，部署于双线路基中心及左右线中心量测各2m处：沉降板每断面设置一个，部署于双线路基中心。软土、松软土路堤地段观察断面通常包含剖面沉降管、沉降观察桩、沉降板和位移观察桩。沉降观察桩每断面设置3个，部署于双线路基中心及两侧各2m处，沉降板在双线路基中心，位移观察桩边桩分别在两侧坡脚外2m、10m处，并和沉降观察桩及沉降板在同一断面上，剖面沉降管在基底。
5.1.3沉降板根据设计要求设置，同时满足以下要求：
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；其它情况依据具体情况，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，横断面部署两处沉降板，一处在路基中心，另一处依据地形地质情况部署。
5.1.4预压地段，预压期在基床底层顶面临时部署沉降板，位移观察和基底沉降观察部署和无预压段完全一致，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察桩。
路堑地段观察断面分别在路基中心，左右中心线以外2m路基面处各设1根沉降观察桩，观察路基面沉降。深厚层地基需分层沉降监测：深厚层第四系土层地段、软土地段桥途经渡段及不一样地层结构周围设置。采取激动钻孔引孔埋设PVC管和沉降磁环，利用电磁式深层沉降仪进行观察。分层设置，厚度大于3m时，每3m增设一组，地层界面和加固地面设置磁环。具体部署断面和部署位置按设计文件要求实施。路堤基底设置剖面沉降管进行全断面沉降观察时，严格根据设计文件要求实施。

5.1.5测点及观察元器件埋设位置应符合设计要求，且标设正确、埋设稳定。观察期间应对观察点采取有效保护方法，预防施工机械碰撞，人为原因破坏，务必使观察工作能善始善终，取得满意结果。
5.1.6监测元件选择和埋设
5.1.6.1监测元件选择
元件选择严格根据设计文件要求实施，对于剖面沉降管、单点沉降计等电测元件及检测仪器选配，应选择高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好仪器；仪器企业厂家应含有对应生产许可证、计量器具许可证和质量等证实文件，并含有良好工程应用业绩和信誉评价。
5.1.6.2 监测元件埋设
①沉降观察桩
沉降观察桩选择Φ20mm不锈钢筋，顶部磨圆，底部焊接玩够，待基床表层级配碎石施工完成后，在观察断面经过测量埋置在设计位置，埋置深度大于0.3m，桩周围0.15m范围用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。见附图

路基沉降观察桩埋设图：

②沉降板：由钢底板、金属测杆（φ20mm镀锌铁管）及保护套管（φ49mm PVC管）组成，钢筋混凝土底板尺寸为50cm×50cm，厚3 cm；具体按设计图样焊接组装。采取水平仪按国家二等精密水准测量方法测量沉降板标高改变。
沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采取中粗砂回填密实，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，并在其周围填筑对应填料稳定保护套管，完成沉降板埋设工作。测量埋设就位沉降板测杆杆顶标高作为初始读数，伴随路基填筑施工逐步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改变量确定接高量。见附图

③单点沉降计：单点沉降计是一个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。采取钻孔引孔埋设，钻孔孔径Ф108或Ф127，钻孔垂直，孔深应达成硬质稳定层（最好为基岩），孔口应平整密实。观察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；观察路基础体变形按设计断面图埋设。

④剖面沉降管：采取专用塑料硬管，其抗弯刚度应适应被测土体竖向位移要求，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槽内，按一定间距依次读数，起始端管口标高进行测量，再经过数据处理计算求出不一样位置处地基沉降量。剖面沉降管在褥垫层顶面开槽埋设，槽底中粗砂找平，表面回填20cm中粗砂并和褥垫层相平，两端部应进行有效保护。
5.2桥涵工程
依据总指要求，每个墩台均设置承台观察标和墩身观察标。
5.2.1观察标设置：
承台设置两个观察标，设置于地层承台左侧小里程角上和右侧大里程角上。承台观察标为临时观察标，当墩身观察标正常使用后，承台观察标随基坑回填将不再使用，墩身观察标设置于墩身两侧，具体位置见下图：

桥台观察标设置在台顶，测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。
梁体观察标：批量生产预制梁每30孔选择一孔设置观察标，当实测弹性上拱度大于设计值梁，前后未观察梁应补充观察标，逐孔进行观察；其它现浇梁逐孔设置观察标。移动模架施工梁，对前6孔进行关键观察，以验证支架预设拱度精度。验证达成设计要求后，可每10孔选择一孔设置观察标，当实测弹性上拱度大于设计值时，前后未观察梁应补充观察标，逐孔进行观察。具体部署见下图：

涵洞观察标在涵洞进出口两侧边墙上和涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。涵洞填土后边墙观察点移动到帽石上，在帽石两侧位置；

5.2.2监测元件选择和埋设
5.2.2.1监测元件选择
元件选择严格根据设计文件要求实施。
5.2.2.2监测元件埋设
承台、桥台、梁体、涵洞观察标选择Φ20mm钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度大于0.1m，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。墩身观察标采取带套筒φ14mm不锈钢螺栓焊接钢板埋入墩身混凝土中。具体见下图：

承台观察标

墩身观察标
5.3过渡段工程
桥涵两端过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段需要进行沉降观察
5.3.1观察断面设置
不一样结构物起点处、距离起点5～10m、20～30m处分别设置观察断面。每个横向结构物每侧各设置一个观察断面，沿涵洞轴线设路基观察断面，观察断面观察点设置同路堤要求。路堤和路堑分界处设置观察断面，观察点设置同路堤要求。横向结构物顶面埋设剖面沉降管，设置同路堤要求。
5.3.2过渡段观察点埋设参考路堤要求进行。
6.沉降监测
6.1 通常要求
6.1.1 沉降变形观察依据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评定技术指南》、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行要求》要求，沉降变形观察网按三等变形测量等级技术要求建立，沉降变形观察点水准测量采取三等变形观察测量技术要求。
6.1.2 建立沉降变形观察网，布设水准基点和工作基点。高程应采取施工高程控制网系统并和施工高程控制网联测。全线二等水准测量贯通后，将沉降变形观察网和二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上。
6.1.3 所使用仪器和设备应进行定时检验并作出具体统计；每次测量应采取同一仪器，固定观察人员，采取相同观察路线和观察方法，在基础相同环境和观察条件下工作。
6.1.4 多种原始测量统计应真实、可靠，并有可追溯性；计算结果和图表清楚、签署齐全，并妥善保留。
6.2 观察水准基点、工作基点布设
6.2.1 观察水准基点布设
在沿线施工已设水准基点基础上，按距离小于1km增设水准基点，水准基点应设在变形区以外岩石或原状土层上，亦可利用稳固建筑物、构筑物设置水准点。
6.2.2 工作基点布设
为满足沉降变形观察精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距小于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稳定土层内，方便长久保留和使用地点。工作基点埋设根据下图要求实施：

1-盖；2-砖；3-素土；4-素混凝土；5-冻土线
6.2.3 观察网中，工作基点应定时和水准基点进行校核。当对沉降观察结果发生怀疑时，应随时进行复测校核。
6.3 沉降变形观察关键技术要求
6.3.1 沉降变形观察网关键技术要求

沉降变形观察网关键技术要求
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、观察方法要求
三等
1.0
0.3

DS05或DS1型仪器，按暂行要求二等水准测量技术要求施测
6.3.2 测量等级及精度要求和观察方法
测量等级及精度要求和观察方法
等级
高程中误差(mm)
相邻点高差中误差(mm)
观察方法
水平位移观察沉降变形点点位中误差（mm）
三等
±1.0
±0.5
按国家二等精密水准测量
±6

6.3.3 一、二等水准测量仪器及关键技术要求

一、二等水准测量仪器及关键技术要求
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
DS1、DS05
DS1≤50，DS05≤60
≤1.0
≤3.0
≤0.3
6.4 多种地段沉降变形观察
6.4.1 路堤填高＜3m，且地基压缩层厚＜5m地段
顺号
观察内容
观察元件
观察点
数量
断面间距
附注
1
路基面沉降观察
观察桩
3个/断面
25
地形地质条件改变较大地段应合适加密观察断面
2
基底沉降观察
沉降板
1个/断面
200m
依据工点工期等具体情况合适增设
6.4.2 路堤下地基压缩层厚≥5m地段及路堤填高≥3.0、地基压缩层厚＜5m地段
顺号
观察内容
观察
元件
观察点数量
断面
间距
附注
1
路基面沉降观察
观察桩
3个/断面
25～100m
地形地质条件改变较大地段应合适加密观察断面
2
路堤基底沉降观察
沉降板
1～2个/断面
50～100m
地基面横坡大于1：5时，每个断面埋设2个。
3
路堤基底全断面沉降观察
剖面沉降管
1个/断面

4
改良土填土沉降
观察
单点
沉降计
1个/断面
200m
依据改良土工点、土质等具体情况，且改良土路堤填高大于5m时合适增设。
6.4.3 土质路堑地段
土质路堑（含基岩全风化层）通常地段只设路基面沉降观察桩2～3个/断面，断面间距50m，地势平坦、地基条件良好地段间距100m；当地基地层为红黏土、膨胀土时，同时在换填底面埋设单点沉降计观察地基沉降或隆起情况。
6.5 沉降变形测量精度要求
沉降变形水准测量精度为0.1mm，读数取位至0.01mm；剖面沉降管测量精度为8mm/30m；单点沉降计观察精度为测量值1％，灵敏度为0.01mm。
6.6沉降观察频次
路基沉降观察频次不低于下表要求。当环境条件发生改变或数据异常时应立即观察。

路基沉降观察频次
观察阶段
观察频次
填筑或堆载
通常
1次/天
天天填筑量超出3层时
1次/每填筑3层
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
路基施工完成
第1个月
1次/周
1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个月以后
1次/3月
注：1.架桥机（运梁车）经过时观察要求：每1次/3天，连续3次；以后1次/1周，连续3次；以后1次/2周。

墩台基础沉降观察频次表
观察阶段
观察频次
备注
观察期限
观察周期
墩台基础施工完成
/
/
设置观察点，进行首次观察
墩台混凝土施工
全程
荷载改变前后各1次或1次/周
承台回填时，临时观察点取消
预制桥梁
架梁前
全程
1次/周

预制梁架设
全程
前后各1次
隶属设施施工
全程
荷载改变前后各1次或1次/周
桥位施工桥梁
制梁前
全程
前后各1次

上部结构施工中
全程
荷载改变前后各1次或1次/周
隶属设施施工
全程
荷载改变前后各1次或1次/周
架桥机（运梁车）经过
全程
前后各1次

桥梁主体工程完工～无碴轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基桥梁，通常不宜少于2个月
无碴轨道铺设期间
全程
1次/月

无碴轨道铺设完成后
24个月
0～3个月
1次/2周

4～12个月
1次/月

13～24个月
1次/3月

注：1观察墩台沉降时，应同时统计结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。
2架桥机（运梁车）经过时观察要求：第一次经过和第二次经过前后均需要观察，其后每1次/1天，连续两次；其后每1次/3天，连续三次，以后1次/1周
梁体徐变观察频次表
观察阶段
观察周期
预应力终张拉
张拉前、后各1次
预应力张拉完成～ 无砟轨道铺设前

张拉完成后第1天
张拉完成后第3天
张拉完成后第5天
张拉完成后第1～3个月，每7天为一测量周期
桥梁隶属设施安装
1次/周，要求安装前、后必需各有1次
无砟轨道铺设期间
1次/周
无砟轨道铺设完成后
第0～3个月，1次/月
第4～24个月，1次/3月

涵洞沉降观察频次表
观察阶段
观察频次
备注
观察期限
观察周期
涵洞基础施工完成
/
/
设置观察点，进行首次观察
涵洞主体施工完成
全程
荷载改变前后各1次或1次/周
测试点移至边墙两侧
洞顶填土施工
全程
荷载改变前后各1次或1次/周

架桥机（运梁车）经过
全程
前后各1次
最少进行2次经过前后观察
涵洞完工～无碴轨道铺设前
≥6个月
1次/周
岩石地基桥梁，通常不宜少于2个月
无碴轨道铺设期间
全程
1次/周

无碴轨道铺设完成后
24
个
月
0～3个月
1次/月
工后沉降长久观察
4～12个月
1次/3个月
13～24个月
1次/6个月
注：1、架桥机（运输车）经过时观察要求：每1次/1天，连续2次；其后每1次/3天，连续三次，以后1次/1周
6.7观察点保护
基准点、观察桩，在观察期间必需采取有效方法加以保护或专员看管。在周围设醒目标警示标志预防遭施工机械碰撞损坏，测量标志一旦遭受碰损，应立即复位并复测。
应成立专门小组，进行元器件埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。
元件埋设时应依据现场情况进行编号，有导线元件应将导线引出至路基坡脚观察箱内。
凡沉降板周围一米范围内土方应采取人工摊平及小型机具碾压，并配置专员负责指导，以确保元器件不受损坏。
各施工队应制订稳妥保护方法并认真实施，确保元器件不因人为、自然等原因而破坏。元器件埋设后，在周围设醒目标警示标志预防遭施工机械碰撞损坏,测量标志一旦遭受碰损，应立即复位并复测。
7.测量观察资料整理及提交资料
7.1 通常要求
7.1.1 观察资料应齐全、具体、规范符合设计及细则要求。
7.1.2 人工测试数据，必需在观察当日立即输入计算机，查对无误后在计算机内备份；自动采集测试数据应立即在计算机内备份。沉降观察资料立即输入沉降观察管理信息系统，以确保各相关单位在观察过程中时时监控。观察中有沉降异常情况应立即通知相关各方立即处理。
7.1.3 根据提交资料要求立即整理、汇总、分析，按相关要求整编成册。
7.2 资料整理
7.2.1 沉降观察资料表
1）观察断面和观察点工程属性信息表
2）电子水准测量统计手簿
3）路基沉降观察统计表（沉降观察桩）
4）路基沉降观察统计表（沉降板）
5）路基沉降观察统计表（沉降管）
6）路基分层沉降观察统计表
7）路基分层沉降观察统计汇总表
8）路基边桩位移观察统计表
9）路基边桩位移观察统计汇总表
10）桥梁承台沉降观察统计表
11）桥梁墩（台）沉降观察统计表
12）涵洞沉降观察统计表
13）桥梁梁部徐变观察数据录入表
14）沉降设计值表
15）断链表
7.2.2 观察点平面、纵断面和横断面部署图及控制点和观察量
7.2.3 标石、标志规格及埋设
7.2.4 仪器检测及校正资料
7.2.5 观察统计本（簿）
7.2.6 平差计算、测量结果质量评定资料
7.3 提交资料
观察数据及处理文件提交电子版文件每30天一次，观察手簿另上报纸介质文件，每3个月上报一次。结果输出文件每个月提交1次电子版文件，纸介质文件每十二个月提交1次。