客运专线无砟轨道路基沉降观测问题及对策

客运专线无砟轨道路基沉降观测问题及对策
摘要：沉降变形观测特别是路基沉降观测工作历时长、工作量大，且受施工、人员素质、天气及气候等因素的影响较大。

有必要对各种影响因素分析，并制定相应对策，以确保观测工作的连续性和观测成果的质量。

关键词：路基沉降观测；影响因素；对策
Abstract: Deformation Monitoring subgrade especially the settlement observations lasted long, heavy workload, it was impact by construction, quality of personnel, weather and climate factors. It is necessary for analysis of various factors, and develops appropriate countermeasures to ensure the continuity of the observations and the results quality.
Key words: embankment settlement observations; influencing factors; countermeasures
0前言
客运专线无砟轨道铁路的高平顺性要求工后沉降处于可控制状态，对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降、差异沉降提出了严格要求。

无砟轨道铺设完成后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求，其中路基段工后沉降一般不应超过15mm。

施工过程中通过沉降观测的实测数据判断工后沉降趋势及沉降量，以此为依据判断是否满足无砟轨道铺设条件，因此沉降观测工作意义重大。

同时,沉降观测工作涉及面较广,包括施工、测量及观测标的埋设、维护，数据分析等诸多方面，是一个系统工程。

1工程实例
石武铁路客运专线按350Km/h时速设计，我部负责施工的SZ-1标全长63.8Km，位于河北省境内的太行山东麓的冲积平原，最大冻结深度0.54m。

其中路基段长26Km，具有施工任务重、工期紧、填筑节奏快的特点，是我标段主要的控制性工程之一。

由于项目的上述特点加之路基沉降观测受填筑过程的影响较大，在前期的沉降观测过程中存在观测中断导致数据不连续、误差较大或者超限等情况。

因此于2010年1月成立了由沉降观测内、外业人员、现场技术员等相关人员组成的课题小组，以路基沉降变形观测作为分析重点，结合桥梁的观测情况，分析影响沉降观测的主要因素并制定相应的应对措施，达到提高沉降观测工作效率和效果的目的，并为类似工程积累宝贵经验。

2现状调查
（1）、本段地质以粉土，粉质黏土,中砂，粗圆砾土，粉质黏土，粗圆砾土，粉质黏土，粗圆砾土，黏土。

（2）、人员、测量仪器设备，水准点及沉降观测标，现场情况等的调查。

部分人员是第一次参加客运专线铁路施工，特别是沉降观测知识和经验不足、协调配合能力较差。

测量仪器设备：选用了证件齐全的高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好的仪器（仪器型号DANI03、精度0.3mm/Km）进行观测，并定期进行自检，按期进行外检。

基准点、工作基点及沉降观测标：基准点为设计院提供的控制点，工作基点埋设在道路或稳定土梗上。

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，加密后的水准基点间距200m左右，满足线下工程垂直位移监测需要。

观测元件均按设计要求进行埋设，路基面采用观测桩观测，地基面采用沉降板相结合进行观测，观测标有扰动或破坏情况发生。

现场施工进底较快，路基填筑和沉降观测交替进行，施工组织难度大，加之路基填筑作业班组对沉降观测工作认识不够存在互相影的情况。

（3）、观测结果情况
课题开展前路基典型的荷载—时间—沉降量曲线图如下图：
图1 荷载—时间—沉降量曲线图（1）
上图选取路基填筑到基床表层后开始施工预压土开始为起点。

从图中可知，路基沉降观测受荷载、测量精度、现场施工等因素影响较大，反映出部分时间段没能按规定的频次进行观测，同时沉降量有异常反弹的情况，说明观测成果质量受到了影响。

3影响因素分析
为了能够更全面、客观的反映影响因素，采取对当前沉降观测及相关工作进行系统检查，在资料收集、统计和分析的基础上多次开会讨论、现场实践、集思广益，确定主要影响因素为施工、人员素质、“五固定”、天气及季节性冻土、观测标志五方面，如下表：
表1 影响沉降观测因素所占比重调查表（%）
序号项目施工影响人员素质五固定影响天气及冻土影响观测标丢失
1 DK301～DK303路基40 20 20 10 10
2 北程村特大桥20 30 20 15 15
3 DK305～DK306路基40 20 20 10 10
4 杜村槐河特大桥20 30 20 1
5 15
（1）、施工影响
路基工程量大、工期紧，填筑节奏较快，一般每天至少填筑二层，最多时能填筑四、五层。

沿线路方向大约50m左右就有一组沉降观测标志，特别在路涵洞、路桥过渡段沉降观测标更密。

按观测频率要求，每填筑一层前后都需要观测，沉降观测工作量大，所需时间多，因此施工组织难度大，路基填筑和沉降观测工作交叉影响。

为了保证填筑进度，沉降观测时间匆促，往往在一个工作段观测时，附近工作段在进行碾压或者运输作业，影响观测结果。

根据沉降观测方案要求，观测标周围50cm范围内采用小型机械施工，在追求进度的情况下，这项要求没能得到很好的落实，导致观测标志被压坏或者挤偏，严重影响观测的连续性和观测成果的准确性。

（2）、人员素质影响
观测人员和现场领工员中部分人员首次参加客运专线铁路施工，特别是对沉降观测工作了解少，缺乏全面的专业技能和工作经验，协调配合能力较差。

而且由于工作强度大和时间跨度长，部分缺乏较强责任心的人员不能很好地履行自己的岗位职责和工作要求。

（3）、“五固定”影响
为了将观测中的系统误差减到最小，沉降观测中要求“五固定”即：固定水准基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法。

通过在每次观测中使用同一台仪器和设备，前后视观测用同一对水准尺，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等措施，以提高观测数据的准确性。

但由于填筑工作面多，沉降工作量大，沉降观测组的配置满足不了现场施工，导致人员和仪器设备经常需要调动。

其次部分测量人员对沉降观测工作意识淡薄，责任心不强，哪个水准点近就用那水准，造成
水准点、水准线路不固定。

（4）、天气及季节性冻土影响
为满足施工进度要求，沉降观测在填筑每一层后要立即展开观测，意味着沉降观测不是总能选择一天中最有利的时间进行，因此有时要受天气的影响。

一方面是大气折光的影响，白天近地面的空气温度高，密度低，弯曲的光线凹面向上；晚上近地面的空气温度低，密度高，弯曲的光线凹面向下。

而且空气处于频繁的运动之中，形成不规则的湍流造成视线抖动，从而增加读数误差。

另一方面，温度变化会引起仪器的部件涨缩，从而可能引起视准轴的构件（物镜，十字丝和调焦镜）相对位置的变化，或者引起视准轴相对与水准管轴位置的变化。

由于光学测量仪器是精密仪器，不大的位移量可能使轴线产生几秒偏差，从而使测量结果的误差增大。