武广沉降变形观测细则(06-6-23修改稿)

新建铁路
广深港客运专线ZH-2标沉降变形观测系统
实施细则
（初稿）
2006年11月
目录
1 沉降变形观测范围、内容
1.1 路基
1.2 桥梁
1.3 隧道
2 沉降变形观测断面及点的数量
2.1 观测断面及点的设置原则
2.2 观测断面及点的设置
2.3 观测断面元器件及观测桩的规格、制作、埋设
3 沉降变形观测测量
3.1 一般要求
3.2 观测基桩布设
3.3 观测测量频率
3.4 水准测量仪器及测量主要技术指标
3.5 路基监测元件要求
3.6 测量观测资料整理及提交资料
4 沉降变形的分析、评估
4.1 路基
4.2 桥梁
4.3 隧道
4.4 编制阶段报告和申请铺设无碴轨道报告
5 无碴轨道铺设时间的审定
6 沉降变形观测、分析、评估负责单位
客运专线沉降变形观测系统实施细则
（送审稿）
客运专线无碴轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、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，采取了相应的设计措施。

而影响沉降计算的因素较多，沉降计算的精度不足以控制无碴轨道工后沉降。

施工期必须按设计要求进行系统的沉降变形动态监测。

通过对沉降观测数据系统综合分析评估，验证或调整设计措施，使路基、桥涵、隧道工程达到规定的变形控制要求。

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，确保客运专线无碴轨道结构铺设质量。

为统一武广客运专线沉降变形观测系统的技术要求，保证沉降变形观测系统的质量，制定本实施细则：1 沉降变形观测范围、内容
1.1 路基：根据不同的路基高度及不同的地基条件，主要内容有
1.1.1 路基面的沉降变形观测
1.1.2 路基基底沉降观测
1.1.3 路堤本体的沉降观测
1.1.4 过渡段不均匀沉降观测
1.1.5 软土和松软土地基路堤段边桩移位观测
1.2 桥梁：各墩、台沉降变形的观测
1.3 隧道：进出口仰拱；斜切类洞门施工缝；变形缝；地层变化处及土质基础段；岩溶地区及炭质类岩基础隧道，根据需要进行变形沉降观测。

2 沉降变形观测断面及点的设置
2.1 观测断面及点的设置原则
2.1.1 沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。

2.1.2 观测点最好设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。

2.1.3 原则上路基观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m；根据工点长度、工程地质条件，观测断面数量应加以调整；地质条件变化大和过渡段均应适当加密观测断面，过渡段必须有至少2个观测横断面，其中过渡段转角处必须布设监测点。

2.1.4 路基填筑至设计标高后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降观测，时间不少于6个月。

根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。

同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。

2.1.5 测点及观测元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、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，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。

2.2 观测断面及点的设置
2.2.1 路基观测断面及点的设置
各类路基工点的沉降观测断面及点的设置、观测元器件布置按设计图纸要求办理（见附件1）。

每个工点观测断面及观测类设置数量，埋设沉降观测元器件的种类、数量，根据设计要求和2.1中原则由设计、监理、施工方在现场确
定，并填写《工点沉降观测断面、点布置表》，见附表1。

2.2.2 桥墩台沉降观测点的设置
桥台在台尾（距台尾0.5m处）同一横断面上设3个观测点，与路基观测点对应，台两支承垫石上各设一个观测点；桥墩两支承垫石上各设一个观测点；在架梁后，在墩、台左右线之间中心的台、梁端上设观测点。

在未架梁前，便于观测，也可在墩的承台两侧设点，测得墩顶点与承台点高差后，以后观测墩的承台点标高加墩高，即得墩顶点标高。

特殊结构大跨度梁徐变变形观测点布置，根据设计要求设置。

2.2.3 隧道进出口沉降变形观测：
在隧道进出口仰拱（距仰拱边0.5m处）及斜切类洞门施工缝处同一横断面设3个观测点与路基观测点对应。

隧道变形缝；地层变化处及土质基础每隔20m在距左右线中心外侧1.6m同一断面上的仰拱横向施工缝处，距缝0.5m处各设一观测点；岩溶地区及炭质类岩基础隧道根据基底勘探情况和需要设置。

2.3 观测测试元器件及观测桩的规格、制作、埋设
2.3.1 所有观测测试元器件均应在地基加固完成后，路基填筑施工前埋设。

各种观测测试元器件的规格、精度、埋设要求按设计要求办理（见附件1）。

2.3.2 各类观测桩的制作、埋设
2.3.2.1 水平位移观测桩在路堤填筑施工前埋设。

规格、埋设要求见设计单位路基设计图集。

2.3.2.2 路基面观测桩在路基施工达到设计标高后埋设。

规格、埋设要求按设计要求办理（见附件1）。

2.3.2.3 桥、隧观测点，在混凝土面打磨后，用红油漆作⊙记号。

3.沉降变形观测测量
3.1 一般要求
3.1.1 沉降观测采用二等水准测量，观测精度不低于±1mm；单点沉降计采用振弦频率检测仪进行测试；边桩水平位移观测采用全站仪或光电测距仪等。

3.1.2 观测基桩作为控制观测点的基准桩，必须埋设在不受施工干扰的稳定地基内，并进行定期复核、校正。

3.1.3 各种测量记录、计算成果和图表应书写清晰，不得造假、不得涂改，签署完善，并要妥善保存。

3.1.4 路堤填筑过程中必须控制填筑速率，当坡脚边桩水平位移速率大于5mm/d,路堤中心线地面沉降速率大于10mm/d时，应通知施工项目部立即停止填筑，待观测填筑恢复到限值以内进行填筑。

3.2 观测基桩布设
3.2.1 沉降观测基桩的布设
为满足沉降变形观测的精度要求，在沿线已设水准基点的基础上，按两基桩间及基桩与路基中心间的距离小于100m布设观测基桩。

观测基桩必须布设在不受施工影响的稳定的地基内，以便于长期保存和使用的地点。

采用顶端圆滑的Φ28mm长60cm钢筋打入土中，桩周上部20cm 用混凝土浇注固定，并编号。

3.2.2 水平位移观测基桩的布设
水平位移基桩应布设在路基两侧能通视水平位移边桩，且不受施工影响的稳定地基内，规格及埋设同3.2.1，在钢筋顶部刻“+”字记号。

3.3 观测测量频度
武广客运专线铺无碴轨道前路基变形观测分两阶段进行，第一阶段：路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间地基的沉降以及路堤坡脚边桩的水平位移;第二阶段：路基填筑施工至设计高程后，自然沉落期及预压期的变形观测，该阶段应对路基面沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测；对桥梁墩台、梁部及隧道进出仰拱进行系统变形观测，直到工后沉降评估满足铺设无碴轨道要求止。

3.3.1 路基填筑施工期间观测频率
边桩及沉降在施工期一般每一填筑层应进行一次观测，在沉降量突变的情况下，每天应观测2～3次。

如果两次填筑间隔时间较长，每3d 至少观测一次。

所有元器件埋设后必须测试初始读数；在路堤填筑前必须进行复测，作为初始读数。

3.3.2 路基填筑施工至设计预压高程后至铺无碴轨道前观测频率
路堤经过分层填筑达到设计预压高程后，在预压期的前二个月，每5d观测一次，第三个月7d观测一次，三个月后15d观测一次；半年后一个月观测一次，一直观测到铺无碴轨道前止。

过渡段、桥墩台、隧道进出口仰拱观测点观测频率同路基。

桥梁墩台建成后，前一个月每10d观测一次，第二个月及以后，15d 观测一次：半年后一个月观测一次。

3.4 水准测量仪器及测量主要技术指标
3.4.1 水准仪的要求
选择满足二等水准测量精度要求的SI级精密水准仪，配套銦钢尺，
电子水准仪配编码水准尺。

3.4.2水准测量的主要技术指标
应满足《京沪高速铁路测量暂行规定》中高程控制测量二等水准测量等级有关指标。

其主要技术指标列表如下。

水准测量的主要技术指标
3.4.3 水准测量记录表
水准测量记录表是长期保存和使用的基本资料，应做到认真、字迹清晰、整洁、格式统一。

记录不得转抄或涂改，如观测、记录数据有误，应在观测记录时将错误划去，在其上方写上正确数字，正确数字及被划去数字均应清晰可辨认，手簿及其他资料图表应有专人保管，不得遗失。

3.5路基监测元件要求及沉降变形监测与分析系统
路基自动监测多采用电测沉降仪和水平位移计，重要观测点采取传统的数字直观的沉降板作为辅助元件；元件的选取应进行可行性认证，应满足工后沉降的评估需求及精度要求，且具备抗干扰能力强，数据采集误差小，精度要求高。

沉降变形监测与分析系统：（1）传感器（元件）高精确度，量程50mm～400mm，灵敏度0.01mm；高智能化：直接物理量输出，传感器（元件）可以直接与计算机进行交换任意网；高可靠性：传感器（元件）输出的是物理量而非模拟量，数据长距离传输不失真，抗干扰能力强；（2）数据处理软件可查询任意传感器、任意时间段、任意监测点的测量数据；
数据处理软件功能齐全，操作简单，自动生成图形及表格，并可以进行曲线拟合，作为预估工后沉降量的基础。

3.6 测量观测资料整理及提交资料
3.6.1 一般要求
3.6.1.1 观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。

3.6.1.2 人工测试数据，必须在观测当天及时输入计算机，核对无误后在计算机内备份；自动采集测试数据应及时在计算机内备份。

沉降观测资料及时输入沉降管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中时时监控。

3.6.1.3 按照提交资料要求及时整理、汇总、分析，按有关规定整编成册，以书面和电子文件的形式在路基面沉降观测第三个月末，六个月末，无碴轨道铺设前，报送有关单位、业主进行沉降变形分析、评估。

3.6.2 提交资料
3.6.2.1 沉降观测资料
1）沉降板观测资料汇总表附表2
2）路基面沉降观测资料汇总表附表3
3）单点沉降计测试资料汇总表
4）绘制路堤施工过程和完成后填土高—时间—沉降曲线附表4 5）绘制路基面沉降时间—沉降曲线附表5
6）桥梁墩台沉降观测资料汇总表附表6
7）隧道沉降观测资料汇总表附表7
3.6.2.2 边桩水平位移观测资料
边桩水平位移测量总表附表8
附表1
工点沉降观测断面、点布置表
附表2
沉降板观测资料汇总表
观测断面里程＿＿＿＿＿所在断面位置＿＿＿＿＿
填表＿＿＿复核＿＿＿审核＿＿＿
路基面沉降资料汇总表
观测断面里程＿＿＿＿＿路堤填（挖）总高度＿＿＿＿＿地基土种类＿＿＿＿＿地基处理方法＿＿＿＿＿
填表＿＿＿复核＿＿＿
路堤施工过程和完成后填土高h——时间t——沉降s曲线格式
观测断面里程＿＿＿
路堤填筑高度h（m）
8
月)
100
沉降s（mm）
制表＿＿＿复核＿＿＿
路基面沉降时间t——沉降s曲线格式
制表＿＿＿复核＿＿＿
桥梁墩台沉降观测汇总表
填表＿＿＿复核＿＿＿
隧道沉降观测汇总表
填表＿＿＿复核＿＿＿
附表8
边桩水平位移测量汇总表
断面里程＿＿＿＿＿路堤填筑总高度、填料种类＿＿＿＿
填表＿＿＿复核＿＿＿
4 沉降观测结果的分析、评估
4.1 路基
4.1.1计算和实测沉降的比较
比较计算的总沉降量与实测总沉降主要目的是：
（1）审核设计阶段的沉降计算模型和参数是否符合实际。

（2）估计真实的路基压缩模量Es，以便确定铺设无碴轨道结构（自重）产生的附加沉降。

（3）如果施工期观察到的沉降明显大于计算沉降量，而且经过检查排除测量仪器和人为错误，可尽早检查修改设计，保证路基的工后沉降满足要求。

设计院提供相应观测断面的路堤本身压缩变形量与地基总沉降量。

具体操作时，应对路基工点每一观测断面的各观测水平面（特别是路堤底部路基面）沉降绘制施工过程（包括观察期）沉降随时间发展的曲线，见示意图4.1.1。

在此基础上估计各观测水平面的最终沉降。

对每一路基工点应制作沉降计算和测定结果比较表，表4.1.1为示范性例子。

沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送业主，如果发现测定的沉降明显大于计算沉降，应及时通知设计方、咨询方和业主，由咨询方组织进行分析讨论，确定原因，采取相应措施。

4.1.2 各观测断面沉降拟合曲线
为了尽可能准确的预测工后沉降，应对基床表层顶部（沉降观测桩或在超载预压时为沉降板）观测的沉降进行曲线拟合，对路堤区段可根据路堤填筑完成后沉降观测桩（或在超载预压时为沉降板）观测的结果为基准。

曲线拟合一般以中心观测桩结果为主，路肩观测桩为参考。

对路基横断面不对称区段（例如基底地面横坡≥1：5）应相应考虑路肩观测桩测定结果。

拟合曲线的推导一般以三个月为周期反复进行以不断逼近路基的真实变形状况。

具体的说，在路堤完成填筑、安装沉降观测桩后，按规定的周期测定三个月后可根据三个月测定的沉降观测结果推导第一个拟合曲线s1(t)，见示意图4.1.2。

根据这个沉降拟合曲线可外推（预测）六个月后的沉降s1（t=6个月）然后继续监测三个月，并检查第一次预测结果是否合理。

然后根据总共六个月观测的结果推导第二个更接近时间的沉降拟合曲线s2(t)，以这种方式不断逼近真实的路基变形发
展，见示意图4.1.2。

应当指出，在推导沉降拟合曲线时后期的沉降测定结果特别重要，应重点考虑，见示意图4.1.2。

通常采用的沉降拟合曲线有以下两种： 指数函数 双曲函数 其中：
s ∞： 最终沉降量，以开始监测为时间零点 a,b ： 沉降拟合曲线的参数。

如有更合理的函数形式，也可采用。

示意图4.1.2 推导沉降拟合曲线s(t)
对路基工点每一观测断面应推导相应的沉降拟合曲线及参数，作为预测工后沉降的基础。

如果三个月内没有进一步的沉降发生，可在充分考虑所在工点和观测断面路基具体情况的基础上，征得各方同意后可考
根据沉降结果做第1次预测(三个月后)s 1(t )
根据沉降结果做第2次预测(六个月后)s 2(t )
时间
沉降
()
t a e 1s )t (s ⋅-∞-
=沉降观测结果
路堤完成施工（埋设观测桩后）
虑不再进行沉降拟合曲线的推导工作。

4.1.3 各观测断面工后沉降的预测
在观测沉降六个月后（以完成路堤填筑埋设沉降观测桩为始点），即完成第二个拟合曲线推导后可进行第一次工后沉降预测。

为了进行工后沉降预测，除了对路基工点各观测断面以迭代方式确定相应的沉降拟合曲线s(t)外，见第4.1.2节，还应根据具体施工组织计划确定以下时间点：
- 预计铺设无碴轨道时间点T ０ - 预定运营完成的时间点 T3（100年）
工后沉降s R （不包括交通荷载引起的附加沉降）由两部分组成，见图4.1.3：
()st R s 0T 3T s s +-=
其中
s(T3-T0)：为路基在铺轨后发生的沉降，见4.1.2节。

s st ：一般很小，影响深度很浅,而且完成较快。

可根据传统方法计算确定。

如果实测总沉降明显小于计算值（见第4.1.1节）可相应提高路基压缩模量计算值。

s st
示意图4.1.3 变形预测
路基各工点每个观测断面的工后沉降可由s R= s(T3-T0) + s st预估。

其中s(T3-T0)由以4.1.2节确定的沉降拟合曲线外推确定, s st可以根据第4.1.1节反推的路基压缩模量估算。

对每个路基工点的各个观测断面应分别预测其相应的工后沉降并
填写以下表格：
表4.1.2 工后沉降预测表
*表格中的工后沉降计算值由设计院提供
4.1.4 审核铺设无碴轨道的条件
对每个路基工点应以三个月为周期根据最新推导的沉降拟合曲线进行工后沉降预测至少两次以上，并检查所有观测断面的预测工后沉降是否满足以下要求：
()mm 15s 0T 3T s s st R ≤+-=
见图4.1.4
对路基和刚性结构过渡段还应同时审核其预测工后沉降差异是否≤5mm
此外，还应检查同一个观测断面前后两次工后沉降预测值的差异。

如果其差值≤+1mm ，可认为预测的工后沉降具有足够的可信度。

如果一个路基工点所有的观测断面满足以上要求，可向咨询方提出报告申请对该路基工点铺设无碴轨道。

示意图4.1.4 审核路基工点铺设无碴轨道的条件
4.2 桥梁：参照4.1节进行观测结果的分析评估。

沉降观测桩
里程
工后 沉降 预测工后沉降
里程
预测工后沉降
实测工后沉降
沉 降
4.3 隧道：检查观测结果是否满足设计的要求。

4.4 根据路基、桥梁、隧道分阶段沉降观测的分析、评估、结果编制阶段报告，报送业主方；在六个月后，对检测满足路基、桥梁、隧道工后沉降要求的工点向业主方提出申请铺设无碴轨道的报告。

5 无碴轨道铺设时间的审定业主主持、设计、施工、监理、佛莱德尔公司参加铺设无碴轨道条件的评定工作。

6 沉降变形观测、分析、评估负责单位
6.1 沉降观测断面、观测点的设置，由设计单位明确，施工单位组织实施，元器件埋设由施工单位完成。

6.2 沉降观测、测量及观测资料整理由施工单位完成，并按要求报送有关资料。

施工单位要成立沉降观测组，明确专人负责，沉降观测责任到人，保证人员相对固定，监理进行监察，并明确责任人。

6.3 各观测断面点的设计计算总沉降量-路基面沉降量及工后沉降，由设计单位提供。

6.4 沉降变形分析、评估、预测工后沉降、提出无碴轨道铺设时间报告，由咨询方进行。

7 无碴轨道铺设后至工程交验的沉降观测有关细则另行颁发。

2006年11月23日。