高速铁路沉降观测应用论文

高速铁路沉降观测应用论文

【摘要】高速铁路的沉降观测，目前使用较多的是二等水准路线观测等。在目前监测工作中，也通常使用多种方法进行观测，从而对沉降结果进行相互对照和检核。

一、工程概况

我单位承担兰新客运专线DK1557+422-DK1600+000段沉降观测工作，全段为无碴轨道，需要在施工过程中进行沉降观测。本段路基共38km、桥梁4km，其中路基形式为路堤。

二、沉降观测方案

1、工作基准点的布置

基点以铁路勘察第一设计院提供的CPI、CPII高程点为基准，按二等水准测量的方法进行加密，水准基点沿线路300～400米设臵一个，水准基点要求有较高的稳定性，其埋设深度应在冻土层以下1.0m 为宜，顶部应为不锈钢钢头。如下图：

2、沉降观测点布置原则

沉降观测点埋设在需要测定的沉降变形体上。点位应设在能反应沉降变形体的特征部位，不但要求牢固、便于观测、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。

2.1观测点的间距一般不大于50m，每三个Ⅰ型观测断面设置一个Ⅲ型观测断面。路堤段路基设Ⅰ型观测断面，应在基底位臵线路中心线上布臵沉降板；基床底层施工完毕预压土堆载之前在距左右线各

5.0m位臵埋设沉降监测桩，基床表层施工完毕在距左右线各1.5m和线路中心线位臵埋设沉降监测桩。Ⅲ型观测断面横剖面管埋设于路基基底碎石垫层顶面处，由于本段路基有些路基为正改线并行，因此剖面管应贯穿与正改线路基，剖面管两侧设臵素混凝土保护墩；基床表层施工完毕后在距左右线各1.5m处和路堤中心埋设沉降监测桩。见附图：

2.2、路涵过渡段沉降标设置

涵洞每侧外边缘2m设置一个Ⅰ型沉降断面包括沉降板和沉降监桩，在涵洞顶部沿过渡段对角线方向埋设一个Ⅲ型断面，以观测涵洞本身的总沉降和差异沉降。见附图：

2.2、路桥过渡段沉降标设臵：

在距桥头1m处设置设臵一个Ⅱ型断面，0m设置一个Ⅲ型断面，10m、30m

处设臵2个Ⅰ型断面，具体见附图：桥台路桥过渡段沉降监测平面布置示意图

3、沉降观测标的制作

3.1、沉降监测桩：桩体选择Φ20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋臵在监测断面设计位臵，埋臵深度0.5m，桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。

3.2、沉降板：由底板、金属测杆（φ40mm镀锌铁管）及保护套（φ75mmPV管）组成。底板尺寸为50cm×50cm，厚5cm。按二等水准标准测量沉降板标高变化。

①沉降板埋设位臵应按设计测量确定，埋设位臵处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。

②放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。

③按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用螺丝套扣连接，保护套管用PVC管外接头连接。

3.3、定点式剖面沉降测试压力计：定点式剖面沉降测试压力计底板采用沉降板底板，埋设位臵应按设计测量确定；埋设位臵处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板水平，填土至0.6m高度碾压密后开一小凹坑将压力计放入坑内，用细粒土将坑填平后，继续施工路基填土。埋设完成后，将压力计监测线沿水平方向甩到坡脚后，在坡脚处设C20素混凝土保护墩（0.5 m×0.5 m×0.95m ），墩内预埋剖面管管材，监测线从管内穿出；墩旁设监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注，断面采用0.5 m×0.5 m×1.6m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头，监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。

3.4、剖面沉降管：路基基底剖面沉降管在地基加固及垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至地基加固垫层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。Ⅳ型断面中剖面管在涵顶填土0.6m厚开槽施工埋设，原则同基底剖面管埋设方法。沉降管埋设位臵挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后，在两头设臵0.5 m×0.5 m×0.95m C20素混凝土保护墩。并于一侧管口处设臵监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注，断面采用0.5 m×0.5 m×1.6m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头，监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。

4、仪器及精度方法

4.1、观测仪器采用LEICA DNA03精密电子水准仪，及配套2m或3m铟瓦条码水准尺和7.5kg尺垫，水准仪和水准尺均在有效合格检定内。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″。仪器各种设臵正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设臵，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。

4.2采用单路线往返观测，一条路线的往返测必须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》（GB12897—2006）有关要求执行。

4.3观测时，视线长度≥3m且≤50m，前后视距差≤1.5m，

前后视距累积差≤6.0m，视线高度≥0.55m；测站限差：两次读数≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm；

观测读数和记录的数字取位：读数记至0.01mm。

4.4、观测时，每测段往测与返测的测站数均为偶数，往测时奇数站按后—前—前—后，偶数站前—后—后—前按顺序进行，返测时奇、偶站观测顺序与往测时偶、奇站相同，每一测段应为偶数测站。一组往返测宜安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，应互换前后尺再进行观测；

4.5观测前30min，将仪器臵于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，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。

4.6自动安平水准仪的圆水准器，严格臵平。在连续各测站上安臵水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换臵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臵，一般为接近一条直线。

4.7观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用7.5kg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臵在容易震动的地方，如果临时有震动，确