路基沉降方案.doc

路基沉降变形观测方案

一、工程概况
新建铁路兰洲至重庆线广元至渭沱段LYS-12标段第四分部线路起讫里程为DK851+100（三双滩双线特大桥0＃台尾处）～DK881+500（骆驼梁子隧道出口处），全长30.4公里。本标段软土路基采用水泥搅拌桩、及换填加固。
二、技术依据
1.《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；
2．《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）;
3.《时速200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行）》（铁建设函[2007]76号）;
4．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；
5．《工程测量规范》（GB 50026－93）；
6．《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054－97）；
7．全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314—2001）；
三、沉降变形监测网的建立
线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家三等水准测量）施测，依据已施工的三等水准点和加密水准点建立沉降变形监测网。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逐级控制等精度的方法布设，垂直位移监测网布设方法分为三级：
1.基准点。每个独立的监测网至少应有3个稳固可靠的基准点，间距不大于1km，基准点应选在变形影响范围以外土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。基准点使用全线三等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点；
2．工作点。要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程的传递点。工作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。沉降变形点按设计布点要求进行。
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。
四、沉降变形测量点的布置
1．沉降变形测量点的布置要求
沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设按下列要求：
1）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。
新增水准点标石及标心与CPI、CPII相同。埋石在现场浇灌，挖坑后底部要夯实，先浇灌底部，待基本凝固后再用模板浇灌上部，并插入不锈钢标心，保持标心垂直和半球露出混凝土（约1～2厘米）。每个水准点埋设后绘制点之记图。在水准点标石埋石中应对部分标石的坑位、标石浇灌进行照相记录。影像文件名与水准点号对应。标石编号用字模压制，字头朝前进方向，并用红油漆填写字体。
2）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，当沉降量超过限差时，应对沉降变形观测点的沉降观测量进行修正。
3）沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置，材质、位置、外露长度应符合设计要求。
2．观测水准基点、工作基点的布设
1）观测水准基点的布设
我管段范围内的水准基点采用设计院提供的三等水准点（设计院提供的CPI、CPII点前期已复测过精度满足三等水准要求）。
2）工作基点的布设
为满足沉降变形观测精度要求，按照两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。工作基点采用设计院提供的C等网及在其基础上在进行加密（前期已完成此项工作）。
3）观测网中，对工作基点定期与水准基点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时，随时进行复测校核。
五、沉降变形监测测量工作基本要求
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。
2．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。首次观测每个往返测均进行两次读数。
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，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测，观测路线可采用从临近水准基点直接测至沉降观测点的直线路法，也可采用从临近水准基点测至沉降观测点，再闭合至临近另一水准基点的附合水准路线法。并在架设仪器站点与转点处做好标记桩。
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。
7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
六、沉降变形监测观测具体要求
1．水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。

水准测量等级
测段、区段、路线往返测高差不符值
附合路线
闭合差
环闭合差
检测已测测段高差之差
二等
± 4
±4
±4
±6
往返测各项限差要求
注：表中L为往返测段、附合的水准路线长度，单位为km。
2．水准仪使用DS3或DS1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″，水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，二等水准测量采用补偿式自动安平水准仪时，其补偿误差△a不应超过0.2＂。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．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。
4．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。
七、沉降变形观测
路基工程沉降变形观测工作包括路堤基底沉降监测、路基面沉降监测、过渡段沉降监测、软土松软土地段路堤填筑过程中变形监测。填筑期间和填筑完成后对路基沉降变形（含地基和本体）进行连续监测，根据监测结果，分析评价路基的最终沉降量完成时间，以确定轨道结构施工和铺轨时间。
1．一般规定
1）观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，确定有砟轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果。
2）路基上有砟轨道铺设前，应对路基沉降变形作系统评估，确认路基的工后沉降和沉降变形满足轨道铺设要求。
3）路基填筑完成后应有不少于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）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，要进行必要的检查。
2．沉降观测技术要求
（1）沉降观测内容
1）路基面的沉降变形观测
2）路基基底沉降观测
3）过渡段沉降观测
（2）沉降观测断面和观测点的设置
路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定，同时还应根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。
1）观测断面布置原则
A、每个大、中桥台尾过渡段设置两个观测断面，一个距桥台1m处，一个在过渡段中部。软土地段每隔100m设置一个观测断面。松软土地段：工点长度在500m以内时，间距100∽200m设一个观测断面。工点长度大于500m时，间隔200m设一个观测断面，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，软土在两侧中堤坡脚外1∽2m 及10∽20m处各设一个位移观测边桩。各观测桩与沉降板位于同一个断面上。
B、过渡段有设计要求时按设计开展沉降观测；设计无特殊要求时，按以下原则布置：
Ⅰ.桥(涵)路过渡段，台尾（边墙）后1m及过渡段中部各设1个观测断面；
Ⅱ.隧路过渡段、填挖过渡段，填方范围内设置不少于2处观测断面；
Ⅲ.短路基过渡段范围的填方地段设置不少于3处观测断面；
Ⅳ.每个观测断面，采用同一种填料时，在两侧路肩外缘，采用两种填料时，在左右线中心位置、两侧路肩外缘处各设一个观测桩；
Ⅴ.一般情况下，观测高程为路基基床底层上表面高程，位于运梁通道上的隧道进出口过渡段，根据实际情况确定观测高程。
C、沉降观测期不少于半年。观测频率：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，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月内，每5天观测一次，三个月后7∽15天观测一次，半年后1月观测一次，直至观测到预压期末。观测后能时整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图。
2）观测断面型式
路基填筑前，于路堤中心基底地面预埋沉降板进行基底沉降观测；在路基面设置2个观测点进行路基面沉降监测；分别于路基两侧路肩各设一个监测桩（包桩）,路基成形后设置；两侧坡脚外2m、10m设位移观测桩。
3）观测元件埋设说明
①沉降观测桩：采用C15混凝土方桩（边长或直径0.1m），其中埋设Φ16mm钢筋一根，顶部磨圆并刻画十字线，底部弯钩，桩长0.6m，埋入基床表层以下0.55m，完成埋设后按照二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。
②沉降板：由沉降板、底座、测杆（φ=20mm钢管）及保护测管（φ50mm PVC管）组成。沉降板底座钢板尺寸为30cm×30cm,厚8cm；测杆与沉降板底座采用双面电弧焊接。按照二等水准测量沉降板标高变化。
A沉降板埋设位置应按设计测量确定，埋设位置处可垫0.1m中粗砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。
B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。
C按二等水准标准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，每次接长高度以不超过1.0m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。测杆用螺丝套扣连接，保护套管用PVC管外接头连接。
③位移观测桩： 采用直径不小于0.1m，长度不小于1.0m的不易开裂圆木制作，桩顶露出地面0.1m，桩顶中心订小铁钉。埋置方法采用洛阳铲打入设计深度，将边桩放入孔内，周围以C15混凝土现浇固定，确保边桩埋置稳定。根据沉降观测控制填土速率，记录填筑期及放置期的沉降量。
4）监测方法、频次与要求
①观测方法
A沉降板观测方法
采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。
B沉降观测桩观测方法
采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降观测桩顶面测点高程。
C位移观测桩观测方法
采用全站仪测量方法，按测量精度要求和频次定期测量位移观测桩水平位移及竖向位移。
②监测测量频次
路基沉降观测的频次不低于下表的规定。观测过程中及时整理绘制“填土高－时间－沉降量”关系曲线图，观测应持续到工程验收交由运营管理部门。
路基观测频次表
观 测 阶 段
观 测 频 次
路堤填筑期间
一般
1次／天
各种原因暂时停工期间
1次／天（前2天）、
1次/3天（2天后）
路基施工完毕
前15天
1次/3天

第15～30天
1次/7天
第30～90天
1次／15天
90天以后
1次/30天
③沉降观测要求
A为了观测到各部位的沉降，从路基填土开始，沉降观测也随即进行。
B沉降板随着预压土的填筑而接高，随预压土的卸载而降低，观测连续进行。
C沉降设备的埋设是在施工过程中进行的，施工中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。
D观测过程中发现异常必须及时查明原因，尽快妥善处理。
E变形观测的控制标准：路基中心沉降板沉降量小于10mm/天，位移观测桩水平位移小于5mm/天、竖向位移小于10mm/天时。填筑过程中加强观测，若沉降量超出以上控制值，应立即停止填筑，待沉降稳定后再继续填土，必要时采用卸载措施。
F元件保护要求：
Ⅰ.各分部应成立专门小组，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。
Ⅱ.元件埋设时应根据现场情况进行编号。
Ⅲ.沉降板附近1m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。
Ⅳ.各路基架子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。
5)资料整理要求
①应采用统一的路基沉降观测记录表格，做好观测数据的记录与整理，观测资料应齐全、详细、规范，符合设计要求。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。
②所测数据必须当天及时按照沉降评估单位规定的格式输入电脑，并进行分析，整理，核对无误后在计算机内保存。
③按照提交资料要求及时对测试数据进行整理、分析、汇总。在填土过程中，根据观测结果整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图，分析土体的侧向位移值及其发展趋势，判断地基的稳定性；路基填筑至设计高程后，通过测量路肩观测桩的高程变化，确定路基面的沉降量。并按有关规定整理成册，报送有关单位进行沉降分析、评估。
④资料整理
A路基沉降观测记录表（沉降板）
B路基沉降观测记录表(沉降观测桩)
C路基沉降观测记录表（位移观测桩）
4.工后沉降评估
铺轨之前,整理观测成果交给评估单位进行工后沉降评估，当满足设计要求时方可铺轨。
5.保证措施
使用可靠、完好、先进并经认真检校的测量仪器、设备。参加作业的仪器、设备在作业前按“规范”要求进行全面的检校，保持仪器、设备的最佳状态。不合格的仪器、设备不能投入使用。
采用“五固定”的作业原则：即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。
安排高素质作业人员作业、对实施过程中出现的问题能分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。
树立野外作业和第一手资料是控制产品质量重要环节的思想，做到外业数据采集实现电子化、自动化。一切原始数据记录由测量仪器直接与计算机通讯，以及闭合水准路线的闭合差计算，然后输入计算机进行数据处理，减少人工干预，且当天数据当天处理，及时成图和成果整理，由专人管理，并及时备份，数据文件存储要登记造册，工程技术负责人检查验收。
十、组织机构及人员
项目部成立兰渝铁路LYS-12标沉降变形监测领导小组
组长：
副组长：佛正涛
成 员：
四分部成立兰渝铁路LYS-12标沉降变形监测工作小组
组 长：孙学明
副组长：谢攀
成 员：各分部沉降观测人员

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