高速铁路沉降观测技术方案

新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标段沉降观测技术方案编制：审核：批准：中铁二十局集团成贵铁路项目经理部二〇一四年三月新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案1一、沉降观测范围中铁二十局成贵铁路起止里程为D2K176+315～D1K217+684.586，正线长度41.37Km，其中路基10.842Km，桥梁11.918Km，隧道18.522Km。二、沉降观测技术依据(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)《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；(3)《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；(4)《建筑沉降变形测量规范》（JGJ8-2007）；(5)《工程测量规范》（GB50026-2007）；(6)《高速铁路设计规范》（TB10621-2009）；(7)《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）；(8)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；(9)《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；(10)《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设2010-241号）；(11)《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设2010-241号）；(12)《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设2010-241号）；(13)成贵铁路工程设计文件（中铁二院）；(14)铁路总公司及原铁道部有关规定。三、沉降观测一般技术要求成贵铁路线下工程沉降变形观测工作以路基、桥涵、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据路基（含过渡段）、桥涵、隧道工点具体要求确定。成贵铁路沉降与变形观测的高程系统应采用1985国家高程基准。新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案2结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，覆盖范围一般不宜小于4公里，基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。结构物的变形监测应充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。1．变形测量等级及精度要求本线沉降变形观测按沉降变形观测三等精度（即国家二等水准精度）标准执行。表3-1测量等级及精度要求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差中误差（mm）沉降变形点点位中误差（mm）三等±1.0±0.5±6.02．变形监测网主要技术要求及建网方式（1）垂直位移监测网1）垂直位移监测网主要技术要求垂直位移监测网主要技术要求按表3-2执行：表3-2垂直位移监测网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）检测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求三等1.00.30.6n0.8nDS05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）垂直位移监测网建网方式线下工程垂直位移监测一般按变形等级三等的要求施测，其监测网布设新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案3方法为：在全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点及一般水准点的基础上，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。（2）水平位移监测网1）水平位移监测网主要技术要求水平位移监测网主要技术要求按表3-3执行：表3-3水平位移监测网技术要求等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（）最弱边相对中误差作业要求三等±6.0＜350±1.8≤1/70000按国家三等平面控制测量要求观测＜200±2.5≤1/40000按国家四等平面控制测量要求观测2）水平位移监测网建网方式水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控网坐标的相互转换。3．变形测量点的布置要求变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设按下列要求：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图3.1的规定。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，测定沉降变形点新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案4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。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。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。250150150550250300≥750123456600注：1－盖；2－地面；3－砖；4-素土；5－冻土线；6－贫混凝土图3-1基准点标石埋设图测量点的检测。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，应对其进行定期和不定期检测。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与不定期复测。定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行，有区新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案5域沉降的地区每季度进行一次复测。当发现或怀疑工作基点有失稳情况时，应立即开展相应线路的复测。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。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评估单位，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。4．变形监测测量工作基本要求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。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。每次沉降变形观测时应符合：严格按水准测量规范的要求施测。首次（即零周期）观测取严密平差处理后的高程值作为变形测量初始值。参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员和观测的仪器设备。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配套设备，前后视观测尽量使用同一把水准尺，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。必须严格执行并落实“五固定”的沉降变形观测工作原则，即“固定水准基点和工作基点、固定观测人员、固定测量仪器及配套设备、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。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。新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案6成像清晰、稳定时再读数。随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，施工单位应在测量厂家定制短尺进行测量；也可采用精密光电三角高程测量方法（参见《高速铁路工程测量规范》）进行;沉降变形观测必须采用满足相应测量精度等级的电子水准仪，不得采用光学水准仪;测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据;当发现沉降监测数据出现异常时必须首先自查，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行工作基点的不定期复测以检测和分析工作基点的稳定性，并提交自查分析报告;在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录，天气情况，地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。5．变形监测测量工作具体要求水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，严禁采用支水准路线或中视法，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。水准仪必须使用DS05级及其以上精度级别的数字水准仪，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。外业测量一条路线的往返测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）二等水准有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5m，前后视距累积差≤6.0m，视线高新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案7度≥0.5m（对于墩台观测标可以视现场标识埋设高度情况而适度放宽），测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm，观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。表3-4水准视线长度、视距差及视线高度要求视线长度每站前后视距差视距累积差视线高度两次读数差两次所测高差之差检测间歇点高差之差≤50m≤1.5m≤6.0m≥0.5m≤0.4mm≤0.6mm≤1.0mm每一测段（相邻变形观测点之间）宜为偶数测站，当相邻点间视距小于30m时可以采用1站式水准观测。每一水准观测路线（起闭工作基点）必须为偶数测站。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。观测前30分钟，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪，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。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。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。当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-7标沉降观测方案8必要时联测基准点进行工作基点的不定期复测以检测和分析工作基点的稳定性。数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线要进行严密平差，选用经原铁道部或中国铁路总公司鉴定合格的软件进行。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。元件保护要求各工程项目部应成立专门小组，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。元件埋设时应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。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。6特殊环境下的变形监测大面积水域情况下的沉降测量，应根据具体地形地质情况、施工组织情况等制订观测实施方案，报建设单位和评估单位审查，并调整制定相应的