铁路客运专线结构物沉降观测方案

铁路客运专线结构物沉降观测方案1沉降监测网的建立及测量技术要点沉降监测网的建立、精度要求等应符合《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》的要求。沉降监测网应在施工高程控制网的基础上加密建立，按二等水准测量的精度和测量方法进行施测。施工高程控制网点间距一般不宜大于200m，以便对沿线桥梁和路基等建筑物或构筑物进行沉降观测。在沉降监测网建立后，应做好保护工作，同时，定期对沉降监测网进行复测，周期一般不长于六个月。沉降监测使用精度不低于DSZ1的自动安平水准仪或DS1的气泡式水准仪，采用的水准标尺应与之配套，且是带有两排分划的线条式铟瓦合金标尺。水准仪和水准标尺各项技术指标需符合《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）有关规定，且应在沉降观测前和观测过程中的规定时间段进行标定。沉降观测置镜点、观测路线、观测人员、观测设备一般固定，在成像清晰稳定的条件下进行观测。2桥涵沉降观测2.1沉降观测的内容及布置2.1.1桥梁(1)桥梁工程的每个墩、台均要进行沉降观测，观测标志应尽量靠近地面（水面）。(2)桥墩：观测点原则上设在桥墩，数量每墩不少于4处，分别设在每个墩的墩身四角。观测点距地面（水面）高度在1m左右，特殊情况可按照确保观测精度、方便观测、利于测点保护等原则进行确定。(3)桥台：观测点原则上设在台顶（台帽及背墙顶），数量每个台顶不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。2.1.2涵洞每个涵洞均要进行沉降观测，数量每个涵洞不少于6处，观测点原则上设在涵洞两侧边墙上，位于涵洞进出口及涵洞中心。沉降变形观测点设计图和埋设要求：设计单位结合具体设计方案并参照《无碴轨道铺设条件评估技术指南》，在实施性沉降观测设计方案中明确。2.2观测精度及频度桥涵基础沉降变形的观测精度为±lmm，读数取位至0.1mm。每阶段的沉降观测，开始一般每周观测一次，以后视两次观测沉降量的变化情况，适当调整沉降观测的频度，但两次的观测沉降量不宜大于1mm，具体要求见下表1表1墩台基础沉降观测频次观测阶段观测频次备注观测期限观测周期（/周）墩台施工期间设置观测点墩台施工完成至预制梁架设前或现浇梁制梁前全程1次/周预制梁桥预制梁架设全程架梁前后各一次附属设施施工全程荷载变化前后各一次或1次/周现浇梁桥梁体施工期间全程施工起止各一次附属设施施工全程荷载变化前后各一次桥梁架设完成至无碴轨道铺设前≥6个月1次/周对岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月架桥机（运梁车）通过期间全程运梁前和运梁后各1次无碴轨道铺设期间全程1次/天无碴轨道铺设完成后24个月0～3个月1次/月工后沉降长期观测4～12个月1次/3月13～24个月1次/6个月2.3评估方法和判定标准2.3.1资料整理分析评估以前，应收集整理以下资料：桥涵沉降及变形观测资料；桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料；施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料；施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线，见图1。2.3.2评估分析方法及评估标准桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。根据桥涵实际荷载情况及观测数据，作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势。曲线回归的相关系数应不低于0.92。首次回归分析时，观测期不少于桥涵主体工程完工后三个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于一个月；两次回归结果预测的最终沉降差值不大于8mm。桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：s(t)/s(t=∞)≥75%式中：S(t)——预测时的的沉降观测值。S(t=∞)——预测的最终沉降值。根据沉降观测资料推算的工后沉降应符合下列标准：（1）桥墩台均匀沉降量≤20mm。（2）相临墩台沉降量之差≤5mm。（3）涵洞基础工后沉降不应大于15mm。3隧道沉降观测3.1隧道沉降观测的内容及测点布置隧道沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测，即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛变形等不列入本沉降观测的范围。沉降观测点宜在以下位置布点：隧道内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/个、Ⅳ级围岩每300m/个、Ⅴ级围岩每200m/个；明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置至少布设两个断面；地应力较大、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等不良、复杂地质区段适当加密布设。3.2观测精度及频度沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。沉观测频度：沉降观测的开始时间是在仰拱施工结束后立即进行，至隧道沉降稳定，进行定期观测并详细记录观测资料、绘制沉降时程曲线。变形观测一般不少于3个月。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足图1沉降与时间关系曲线设计要求时，应适当延长观测期。一般至仰拱施工结束到沉降稳定，必要时至为无碴轨道铺设期间，直至无碴轨道铺设后3个月。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。3.3分析评估方法及判定标准根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载——时间——沉降曲线。评估分析方法与评估标准：隧道内无碴轨道铺设条件的评估应根据设计、施工和监理资料以及交接检验和复检的结果进行综合分析。隧道基础的沉降预测评估方法可参照路基标准执行。地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量差不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。预测的隧道基础工后沉降值不大于15mm。4过渡段桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段，线路不同下部基础结构物之间、不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，原则上均需进行沉降观测。观测点布置与观测频次：过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，不同结构物起点处，距起点5m～10m、20m～30m、50m处分别设置观测断面；过渡段观测点设置参照路堤，原则上采用剖面沉降管（或采用沉降板）。剖面沉降管在桩顶垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后切槽埋设，其上夯填中粗砂至碾压面。剖面沉降管敷设完成后，在两头设置0.5m×0.5m×0.95m素混凝土保护墩，并于管口处设置观测桩。观测精度：沉降水准的测量精度为±lmm，读数取位至0．1mm；剖面沉降观测的精度不低于4mm／30m。沉降观测频度：沉降观测的频次不低于一般路基的规定。评估方法和判定标准：过渡段沉降的预测评估方法参照路基执行。过渡段不同结构物间的预测沉降差异不大于5mm。预测沉降引起沿线路方向的折角不大于1／1000。5结语无碴轨道对路基工后沉降要求非常严格。路基工后沉降观测方法论述的文献很多，评估方法也比较成熟，但对结构物及过渡段的工后沉降控制容易忽视，施工中加强观测对保证结构物及过渡段的施工质量非常重要。只有制定切合实际的观测方案以及严格的观测程序，才能得到有参考价值的观测数据。参考文献:[1]杨林浩.郑西铁路客运专线路基工程沉降观测方案[J].铁道工程学报，2006（4）[2]杨广庆，等.高速铁路路基设计与施工[M].北京:中国铁道出版社,2001.[3]孙明漳,杨志宏,等.路基填土压实及检测技术[M].北京:中国铁道出版社,1994.[4]郑西铁路客运专线沉降观测方案.[R].郑西铁路客运专线有限责任公司，2005.灵活运用EXCEL绘制沉降观测曲线图康政虹李世涌（河海大学土木工程学院南京210098）早在1985年，MicrosoftExcel一经问世，就被公认为是世界上功能最强大、技术最先进、使用最方便的电子表格软件之一。她不仅是一种功能齐全的电子表格处理软件，也是一种操作简便的制图工具。它可以根据表格中枯燥的数据迅速便捷地生成各种直观、生动的图表。在路基沉降及路堤稳定的观测工作中，为掌握路基沉降规律和趋势、控制和安排施工进度，就必须按要求进行长期沉降及稳定观测，随之即来的便是大量的观测数据。如何利用Excel强大的数据表格和图表功能，对观测资料进行处理，提高成果的精确度及美观性，工程技术人员为此进行了不倦的探索。本人在沉降观测数据资料整理中使用Excel时深深体会到它的方便快捷，在此想谈谈用Excel绘制沉降观测中XX测点的时间～荷载～沉降量关系曲线图时的一点小技巧。除了编程之外，若各位行家还有更好的方法，请不吝赐教。按委托单位的要求，沉降观测报告中必须包括部分测点的时间～荷载～沉降量关系曲线图，而且为了形象直观，填土荷载要画成台阶状。为达到此目的，笔者曾做了许多尝试，发现通过编程固然可行，但运用Excel本身强大的数据处理功能，稍稍把数据作一点调整，也能达到同样的效果。下面以某一测点为例简要说明绘制方法，该测点桩号（测点号）为K28+920中（H017），填土情况及观测数据如下表所示：表1时间累计沉降(mm)填土高度(m)时间累计沉降(mm)填土高度(m)6月2日00.228月7日-306月10日0.318月11日1.136月18日-68月20日1.416月19日0.568月28日1.546月30日0.718月31日1.687月5日-179月1日-397月16日0.849月14日-427月19日-2410月19日-447月25日0.9910月30日-451.68单纯从上表中的数据是没办法画出所需的曲线图的，填土高度要呈台阶状就意味着对于同一个日期，势必要有两次填土高度与之对应。基于此认识，我们只需将以上数据稍作改进：把前一层填土的高度延续到下一层填土成型的时间。当然，我们完全可以按照要求的不同而调整数据，使之尽可能与实际吻合。为了图形的美观，不妨将填土高度的单位以分米(dm)计，新的观测数据如下表所示：表2K28+920中（H017）观测数据时间累计沉降(mm)填土高度(dm)时间累计沉降(mm)填土高度(dm)7月25日9.96月2日02.28月7日-306月10日2.28月11日9.96月10日3.18月11日11.36月18日-68月20日-3611.36月19日3.18月20日14.16月19日5.68月28日14.16月30日5.68月28日15.46月30日7.18月31日15.47月5日-178月31日16.87月16日7.19月1日-397月16日8.49月14日-427月19日-2410月19日-447月25日8.410月30日-4516.81在Excel文档中，分三列输入表2中数据，点击常用工具栏中的“图表向导”→在“标准类型”选项卡中选“折线图”，然后点击“子图表类型”中的“数据点折线图”→“下一步”。2选击“系列”，有时Excel会由于其自动套用格式而自动生成系列，建议读者将其全部“删除”，点击“添加”，当光标在系列一的“名称”中闪烁时，点选数据表中的“累计沉降（mm）”，在“值”中点击左键；按住鼠标左键，拖选数据表中对应“累计沉降”的数据，→类似地添加“填土高度（dm）”及其数值，→在“分类（X）轴标志”中拖选数据表中的日期，→“下一步”。3按要求填写图表标题（T）“K28+920中（H017）时间～荷载～沉降量关系曲线图”、分类(X)轴(C)“时间”、数值（Y）轴（V）“填土高度（dm）”→“下一步”。4点选“作为新工作表插入（S）”→“完成”。5点击“工具”→“选项”→“图表”，将“当前图表空单元格的绘制方式”点选为“以内插值替换”→“确定”。6右击填土高度曲线，在“数据系列格式”中选击“图案”，设制其线型，数据标记点选为“无”→“确定”。7类似地右击累计沉降曲线图，设制其线型和数据标记，但别忘了勾选“平滑线”。到现在为止，一张比较合乎要求的XX测点时间～荷载～沉降量关系曲线图已经画好，下面要做的就是稍许对曲线图的细节作一些调整，对整张图进行美化，如下图：Excel的功能是强大的，类似的功能也可以应用于其他工程地质资料的整理中。利用EXCEL的作图功能既可以比较准确地作出理想的图表，又可省却大量的编程工作，且操作简单、快捷。本文讨论的只是在运用Excel时的一点小技巧，可能大家还有许多更好的方法