沉降变形观测方案

沉降变形观测方案

1、工程概况

兰渝铁路LYS-4标一分部承建的工程位于宕昌县官亭镇与两河口乡，为时速200km客货共线（双箱运输）电气化双线铁路。合同段起讫里程为：DK285+811～DK303+782，全长17.971km。主要工程项目为天池坪隧道（14528m）羊古堆隧道（439m）、化马隧道（进口段2500m）以及龚家沟中桥108.5m（2（3-32）m连续梁桥）、庙下中桥124.2m（3X32m梁）、羊古堆中桥81.5m(2X32m梁）。

2、编制依据

《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）

《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）

《新建铁路工程测量规范》（GB50026-2007）

《新建铁路兰州至重庆线沉降变形观测管理办法》

《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》

3、沉降、位移变形观测的目的及意义

兰渝铁路铺设无砟轨道地段的工后沉降要求严格、标准较高，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,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，合理确定无砟轨道开始铺设时间，确保兰渝铁路无砟轨道结构铺设质量。

4、沉降变形测量

4.1兰渝铁路LYS-4标一分部管区沉降变形观测工作以桥梁、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，根据桥梁、隧道工点具体要求确定。

4.2 兰渝铁路工程测量的高程系统应采用1985国家高程基准。

4.3 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。

4.4 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。

4.5测量等级及精度要求

4.5.1基准网、变形点测量网均按三等水准测量精度进行。若监测地段含无砟轨道时则应以二等水准测量精度进行。垂直位移监测基准网应布置成闭合环状、节点水准路线等形式。

4.5.2变形测量精度符合表4.5.2-1的规定

表4.5.2-1变形测量精度

4.5.3沉降变形观测网主要技术要求符合表4.5.3-1的规定

表4.5.3-1沉降变形观测网的主要技术要求

4.6水准测量观测技术要求

4.6.1沉降观测采用往返水准测量方式,沿相同的路线进行,应采用固定转点法完成。

4.6.2水准观测应符合表4.6.2-1 的规定

表4.6.2-1 水准观测的主要技术要求单位：m

4.6.3水准观测的测站限差应符合表4.6.3-1的规定

表4.6.3-1 水准观测的测站限差单位：mm

4.7沉降变形测量点的布置要求

4.7.1 沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求：

1 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4.7.1的规定。

注：1－盖；2－砖；3－素土；4－贫混凝土；5－冻土线

4.7.1基准点标石埋设图

2 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。

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。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

4.7.2 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。在区域沉降地区应每季度进行一次复测。

4.7.3 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。

4.7.4 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。

4.8 测量工作基本要求

4.8.1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。

4.8.2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。

4.8.3 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（即零周期）观测应进行往返观测，并取观测结果的中数，经严密平差处理后的高程值，作为变形测量初始值。

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。实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、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”，以提高观测数据的准确性。

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。

4.8.4 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；也可采用倒尺的方法进行。

4.8.5 沉降观测均采用电子水准仪，不得采用光学水准仪。

4.8.6 测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。

4.8.7 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检测，并提交自查分析报告。

4.8.8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。

4.9 测量工作具体要求

4.9.1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。

4.9.2 水准仪使用DS05级数字仪器，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″。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。

4.9.3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/T 12897-2006）二等水准有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5 m，前后视距累积差≤6.0 m，视线高度≥0.5m，测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm，观测读数和记录的数字取位：使用数字水准仪读记至0.01mm。

4.9.4 观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：

（1）往测：奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

（2）返测：奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

4.9.5 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。

4.9.6 观测前30min，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。

4.9.7 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。

4.9.8 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。

4.9.9 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，必要时联测基准点进行检测。

4.9.10 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，选用经鉴定合格的软件进行。

4.9.11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。

4.9.12 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。

5.桥涵工程沉降变形观测技术要求

5.1观测点的设置原则

5.1.1每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。

设置两个观测标，观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上，观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。

5.1.3墩身观测标：

1观测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧；

2 桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。当墩身较矮立尺困难时，桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。桥墩上观测标的具体设置位置见下图：

承台与墩身观测标设置

5.1.4 桥台观测标：

原则上应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。

1 对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测；其余现浇梁逐孔设置观测标。移动模架施工的梁，对前6孔进行重点观测，以验证支架预设拱度的精度。验证达到设计要求后，可每10孔选择1孔设置观测标，当实测弹性上拱度大于设计值的梁，前后未观测的梁应补充观测标，逐孔进行观测。

2 观测点布置

简支梁的一孔梁设置观测标6个，分别位于两侧支点及跨中；连续梁上的观测标，根据不同跨度，分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨中附近设置，3跨以上连续梁中跨布置点相同，详见附图。

3 钢结构桥梁梁部不存在徐变，为了观测变形，每孔设置6个观测标，分别在支

点及跨中设置。

4 对大跨度桥梁等特殊结构应由设计单位单独制定变形观测方案，施工单位按照设计方案进行观测。

5.1.6桥梁梁部水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如下图所示，其中测点1，2，3，4构成第一个闭合环，测点3，4，5，6构成第二个闭合环。

桥梁梁部沉降观测水准路线示意图

5.1.7 桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点位布设于墩台两侧，水准路线观测示意图如下所示：

桥梁墩台沉降观测水准路线示意图

5.2 观测元件与埋设技术要求

5.2.1 承台观测标

沉降观测桩：选择Φ20mm 钢筋，顶部磨圆并刻画十字线，埋置深度不小于0.1m ，高出埋设表面3mm ，表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。

承台观测标设置

5.2.2墩身观测标：

采用φ14mm 不锈钢螺栓。见下图所示： 2040

10020120

20

210

101440x40x2

墩身观测标设置

5.2.2 桥台观测标、梁体观测标、涵洞观测标设置可参考承台观测标设置。5.2.3 无砟轨道铺设时梁体测点的转移技术要求待补充规定中详细要求。

5.3观测技术要求

5.3.1 从承台施工完成后，就要开始进行沉降首次观测，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。随施工的逐步进行依次进行墩身、桥台、梁体的变形观测。

5.3.2 沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的桥梁施工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，不能影响桥梁施工质量。

5.3.3 观测精度要求：

桥涵基础沉降和梁体徐变沉降变形的观测精度为±1mm，读数取位至0. 1mm。

5.4 观测频次要求：

1 墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。

墩台基础沉降观测频次表

注：1、观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

2、架桥机(运梁车)通过时观测要求：第一次通过和第二次通过前后均需要观测，其后每1次/1天，连续2次；其后每1次/3天，连续3次，以后1次/1周。

2 梁体徐变观测据下表中要求的时间间隔进行。

梁体徐变观测频次表

5.5 梁体徐变量计算：对于梁体的徐变变形观测，每孔梁支点之间的梁体徐变变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生变化，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得，垂直距离差值就是梁体徐变变形量。

6隧道工程沉降变形观测技术要求

6.1观测断面和观测点的设置原则

6.1.1 隧道工程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、断面收敛沉降变形等不列入本沉降观测的内容。

6.1.2黄土隧道进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。6.1.3 隧道内一般地段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、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面；

6.1.4 明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面；

6.1.5 地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复杂地质区段，特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。

6.1.6 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。

6.1.7 长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。

6.1.8 隧道工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，原则上设于高于水沟盖板0.2m处。

6.1.9 隧道水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测

点位布设于观测断面隧道内壁两侧，水准路线观测示意图如下：

隧道沉降观测水准路线图

6.2观测元件与埋设技术要求

6.2.1 观测点埋设参考图6.2.1、6.2.1-1设置。

6.2.1隧道基础沉降观测断面观测点设置

6.2.1-1隧道基础沉降观测点设置示意

6.3观测技术要求

6.3.1 隧道沉降观测从仰拱施工结束后立即进行，观测时间不得少于3个月。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。

6.3.2 隧道沉降观测水准的测量精度为±1mm，读数取位至0. 1mm。

6.3.3隧道沉降变形观测据下表中要求的时间间隔进行。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。

6.3.4隧道基础沉降观测的频次不低于表6.3.4-1的规定，沉降稳定后可不再进行观测。

6.3.4-1隧道沉降观测频次表

7 测量与观测资料的整理

第一条一般要求：

（一）观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。

（二）自动采集测量数据应及时在计算机内备份并打印一份保存。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实时监控。（三）按照提交资料要求及时整理、汇总、分析、自我评估，按有关规定整编成册。将观测结果以数据库电子文件形式及时报送兰渝公司。并且应及时进行过程中的沉降发展情况分析、评估。

第二条提交资料

（一）沉降观测资料

(1)桥梁墩台沉降观测资料汇总表

(2)梁梁部徐变上拱观测资料汇总表

(3)隧道沉降观测资料汇总