隧道沉降观测实施细则

中交第一公路工程局有限公司
CHINA FIRST HIGHW A Y ENGINEERING CO.,L TD.
新建沪昆铁路客运专线长沙至昆明段（贵州）CKGZTJ-4标二
工区
隧道沉降变形观测作业
实施细则
中交第一公路工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二工区
二○一一年一月
目录
隧道沉降变形观测实施细则 (3)
1适用范围 (3)
2作业准备 (3)
2.1 审核图纸 (3)
2.2 建立垂直位移监测网； (3)
2.3根据图纸现场设置沉降变形观测工作点。

(3)
2.4 仪器设备配备 (3)
2.5 人员配备 (3)
3技术要求及一般规定 (3)
3.1 编制依据 (3)
3.2 一般规定 (3)
4沉降变形观测程序与工艺流程 (4)
4.1 沉降变形观测程序 (4)
4.2沉降变形观测工艺流程 (4)
5质量标准及沉降变形测量等级及精度要求 (4)
5.1 沉降变形观测方法 (4)
5.2 沉降观测桥涵变形控制观测资料标准及频率要求 (15)
6沉降评估 (19)
6.1 观测资料整理表 (19)
6.2 分析评估前应收集的资料 (20)
7其他 (21)
8安全要求 (21)
附件：沉降观测用表 (22)
观测断面与观测点工程属性信息表 (24)
隧道沉降变形观测实施细则
1 适用范围
本实施细则适用于新建沪昆铁路客运专线贵州段CKGZTJ-4标段三工区隧道工程的沉降变形观测工作。

我工区共有有隧道6条，分别是小高山隧道全长2854米；郎坡隧道全长298米；柿花寨隧道全长2170米；阿那溪隧道全长1776米；农中隧道全长218米；大地隧道全长738米。

2 作业准备
2.1 审核图纸
根据图纸编制隧道沉降变形观测方案，建立观测断面与观测点工程属性信息表；
2.2 建立垂直位移监测网；
2.3根据图纸现场设置沉降变形观测工作点。

2.4 仪器设备配备
测量放样前必须选择配置相应精度等级的测量仪器。

所有仪器设备应按规定按检定周期送到有检定资质的部门进行检定，检验合格后方可投入使用，并做好日常保养，保证仪器处于良好状态并做好标识，建立仪器设备台账；绝对禁止使用超过使用有效期的仪器和缺损的仪器。

因此，施工测量所使用的仪器的精度要求具体如下：
（1）不低于DS05级的电子水准仪；天宝DINI03数字水准仪1台（0.3级）
（2）数字专用条码尺1对、尺垫1对、电脑一台、沉降观测软件l套。

2.5 人员配备
测量人员根据施工需要分组，隧道组测量人员3人。

测量人员必须经培训后上岗，由吴保利主管。

组长：徐鹏飞组员：周振卫、韩初露
3 技术要求及一般规定
3.1 编制依据
（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）国家一、二等水准测量规范( GB 12897-2006)
（3）建筑沉降变形测量规程( JGJ/T8-2007)
（4）客运专线无砟轨道铁路设计指南（铁建设函[2005] 754号）
（5）客运专线铁路变形观测评估技术手册（工管技2009-77号）
（6）沪昆铁路客运专线线下工程沉降变形观测及评估实施细则
（7）沪昆客运专线设计文件
（8）铁道相关规定
3.2 一般规定
（1）隧道沉降观测的目的主要是利用观测资料的工后沉降分析结果，指导无砟轨道的铺设时间。

无砟轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要
求。

（2）隧道主体工程完工后，沉降变形观测期原则上不应少于3个月。

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。

（3）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，应进行必要的检查。

4 沉降变形观测程序与工艺流程
4.1 沉降变形观测程序
沉降观测工作基点标高数据准备→现场测量数据采集→内业处理打印平差数据形成图表→监理签字确认→报评估单位进行评估验收。

4.2沉降变形观测工艺流程
5 质量标准及沉降变形测量等级及精度要求
5.1 沉降变形观测方法
5.1.1沉降变形观测基本要求
（1）水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。

每次观测均形成闭合或附和路线，使用固定的工作基点对应沉降变形点进行观测。

（2）水准仪使用不低于DS05级的精密电子水准仪及配套2m或3m铟瓦条码水准尺和尺垫，均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。

（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平尺。

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。

（4）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)有关要求执行。

观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0m；前后视距累积差≤3.Om；视线高度≥0.5 m；测站限差：两次读数差≤0.4 mm，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DS05或DS1,级仪器，读数记至0.01 mm。

（5）观测时，一般按后一前一前一后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：
往测：（奇数站）后一前一前一后
（偶数站）前一后一后一前
返测：（奇数站）前一后一后一前
（偶数站）后一前一前一后
（6）每测段往测与返测的测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。

由往测转向返测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器。

在同一测站上观测时，不得两次调焦。

转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。

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。

随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。

（7）观测前30 min，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致。

对于数字式水准仪，应进行不少于20次单次测量，以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。

（8）自动安平水准仪的网水准器，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祝标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

（9）观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5 kg以上的尺垫，水准观测路线路面必须硬实，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。

（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，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行
（11）当相邻观测周期的沉降量超过限差或m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。

对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检
查水准点的标高是否有变动。

（12）平面控制网坐标系宜采用以隧道平均高程面为基准面，以隧道长直线或曲线隧道切线（或公切线）为坐标轴的施工独立坐标系。

坐标轴的选取应方便施工使用。

5.1.2 观测点布置
（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，其他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。

（2）隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m布设一个断面。

（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400 m Ⅳ级围岩每300 m V级围岩每200 m布设一个观测断面。

（4）明暗交界处、围岩变化段及沉降变形缝位置应至步布设两个断面。

（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，特殊类型基础的隧道段落隧道由于承载力不足进行过换填注浆或其他措施处理的复核地基段落适当加密布设。

（6）隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。

（7）施工降水范围应至少布设一个观测断面。

（8）路隧两侧分别设置至少一个观测断面。

（9）长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。

（10）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。

5.1.3 观测标构造
隧道沉降变形观测标采用φ20 mm不锈钢棒，露出外面部分需要磨网防锈处理。

见图5.1.3。

5.1.4 观测方法
（1）隧道水准线路按二等水准测量精度要求形成符合水准线路，沉降观测点布设于观测断面隧道内壁两侧。

水准线路观测示意见图5.1.4。

（2）高程测量作业技术要求
⑥一测站操作程序如下（以奇数站为例）:
①水准仪在使用前及使用过程中，需经常规检校合格，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，并在数据采集时白动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

②水准测量采用单路线往返观测，同一区段的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。

数字水准仪测段往返起始测站设置：
A仪器设置主要有：
一测量的高程单位和记录到内存的单位为米(m)；
一最小显示位为0. 000 01 m；
一设置日期格式为实时年月日；
一设置时间格式为实时24小时制。

B测站限差参数设置：
一视距限差的高端和低端；
一视线高限差的高端和低端；
——前后视距差限差；
——前后视距差累积限差；
——两次读数高差之差限差。

C作业设置：
——建立作业文件；
——建立测段名；
——选择测量模式：“aBFFB”；
——输入起始点参考高程；
——输入点号（点名）；
——输入其他测段信息。

D通信设置：按仪器说明书操作。

测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测，若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇点（应经检测符合限差）起始，重新观测。

③二等水准观测主要技术要求按表5.1.4-1
④二等水准测量计算取位见表5.1.4-2
⑤在每一区段内，先连续进行所有测段的往测（或返测），随后再连续进行该区段的返测（或往测）。

观测时每一测段均为偶数测站；一组往返侧安排在不同时间段进行，由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测，按以下顺序进行：
往测：（奇数站）后一前一前一后
（偶数站）前一后一后一前
返测：（奇数站）前一后一后一前
（偶数站）后一前一前一后
⑥同一测段的往测（或返测）与返测（或往测）应分别在上午与下午进行。

在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行。

但这种里程的总站数，不应超过该区段总站数的30%。

⑦ -测站操作程序如下（以奇数站为例）：
A首先将仪器整平（望远镜绕垂直轴旋转，网气泡始终位于指标环中央）；
B将望远镜对准后机标尺（此时，标尺应按网水准器整置于垂直位置），用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键；
C显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键；
D显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键；
E显示读数后，旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键显示测站成果。

测站检核合格后迁站。

⑧间歇与检测
A观测间歇时，最好在水准点上结束。

否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠光滑突出便于放置标尺的固定点作为间歇点。

如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的转点尺桩（用尺台作转点尺承时，可用三个带帽钉的木桩）做妥善安置，作为间歇点。

B间歇后应对间歇点进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若符合限差要求，即可由此起测；若超逋限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。

C检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。

D数字水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测，检测有困难时最好收测在固定点上。

⑨水准测量野外作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差M△，M△≤±1.0 mm；当水准网的环数超过20个时，按环线闭合差计算Mw，Mw≤±2.0 mm。

M△ Mw应按下列公式计算：
式中△——测段往返高差不符值( mm)；
L——测段长或环线周长(km)；
n——测段数；
W——水准路线的环线闭合差( mm)；
N——水准环数。

（3）水准作业基本要求
①在气象条件变化稳定时进行观测，水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。

下列情况下，不应进行观测：
A日出后与日落前30 min内；
B太阳中天前后各约2h内（可根据地区季节和气象情况，适当增减，最短间歇时间不少于2h）；
C标尺分划线的影像跳动剧烈时；
D气温突变时；
E风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。

②扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

③水准路线一般沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。

尽量避开跨越河流湖泊沼泽等障碍物。

若与高压输电线或地下电缆平行，则使水准路线在输电线或电缆50 m以外进行测量，以避免电磁场对水准测量的影响。

观测时用测伞遮蔽阳光，施测时均装遮光罩。

④跨越较大河流或水域时，按《国家一二等水准测量规范》(GB 12897-2006)跨河水准测量有关技术要求执行。

⑤观测前30 min，将仪器置于露天阴影处，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。

测量中应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%。

自动安平水准仪的网水准器，严袼置平。

⑥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。

⑦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。

⑧观测过程中为了保证水准尺的稳定性，应选用2.5 kg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，不应为了增加标尺读数，而把尺桩（台）安置在壕坑中。

仪器脚架架设必须稳固，防止下沉。

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。

（4）成果的重测和取舍
①测段往返测高差不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测，并按下列原则取舍：
A若重测的高差与同方向原测高差的不符值超过往返测高差不符值的限差，但与另一单程高差的不符值不超出限差，则取用重测结果；
B若同方向两高差不符值未超出限差，且其中数与另一单程高差的不符值亦不超出限差，则取同方向中数作为该单程的高差；
C若A中的重测高差（或B中两同方向高差中数）与另一单程的高差不符值超出限差，应重测另一单程；
D若超限测段经过两次或多次重测后，出现同向观测结果靠近而异向观测结果间不符值超限的分群现象时，如果同方向高差不符值小于限差之半，则取原测的往返高差中数作往测结果，取重测的往返高差中数作为返测结果。

E区段路线往返测高差不符值超限时，应就往返测高差不符值与区段（路线）不符值同符号中较大的测段进行重测，若重测后仍超出限差，则应重测其他测段。

F符合路线和环线闭合差超限时，应就路线上可靠程度较小（往返测高差不符位较大或观测条件较差）的某些测段进行重侧，如果重测后仍超出限差，则应重测其他侧段。

G每千米水准测量的偶然中误差MA超出限差时，应分析原因，重测有关测段或路线。

5.1.5 沉降观测等级及精度要求
（1）隧道沉降变形观测的精度为±lmm，读数取位至0.01mm。

（2）隧道沉降变形观测按国家二等水准观测技术标准要求进行测设。

（3）本线沉降变形测量等级及精度要求按表5.1.5-1规定执行。

（4）二等水准测量的精度要求见表5.1.5-2
（5）二等水准测量的主要技术标准见表5.1.5-3。

5.1.6 数据传输流程
（1）准备阶段
①施工单位以标段为单位提交“观测网平面布置示意图”（图5.1. 6-1）和“观测断面与观测点工程属性信息表”（附表4），要求将电子文件和纸介质文件同步提交建设单位和评估单位。

②设计单位根据观测断面布设的位置，填写附表6“沉降设计值表”中沉降设计值栏，同步提供电子文件给建设单位、施工单位和评估单位。

③设计单位提交全线地质纵断面图电子文件给建设单位和评估单位。

（2）测量阶段
①组织要求：施工单位和监理单位以标段为单位按照时间要求提供文件给建设单位和评估单位，具体文件格式要求详见下节。

②观测数据处理文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次。

其中观测手簿文件还需提供纸介质文件，每3月提交1次。

A电子水准仪原始观测数据
B控制点文件
C观测手簿文件
D高差文仵
E平差文件
F高差闭合差统计文件
G平差计算文件
H平差成果文件
③成果输出文件：要求提供以下电子文件，每个月提交1次；提供纸介质文件，每1年提交1次，作为最终《线下工程沉降变形观测工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》的组成部分。

要求每次数据均从观测原点开始至提交时间。

A隧道沉降观测记录表；
B测点荷载一时间一沉降曲线（图5.1.6-2）与荷载一时间一沉降速率示意图(5.1.6-3)。

④其他文件
A断链表：施工单位以标段为单位提供电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位；
B沉降设计值表：评估单位将观测值与设计值相差较大的观测点数据电子文件提交设计单位，设计单位提供沉降设计值表电子文件和纸介质文件给建设单位和评估单位。

⑤工作基点复测报告：因牵涉区域沉降，问题复杂，报告的详细组成内容和要求在后面以补充规定形式另行下发。

⑥特殊问题报告：施工单位提交观测过程中特殊问题报告。

对观测过程中发生沉降值异常测点破坏后恢复等情况应及时提交报告给建设单位和评估单位。

监理单位发现平行观测与施工单位观测存在较大差异时应及时提交报告给建设单位和评估单位。

⑦施工单位完成《线下工程沉降变形观测工作报告》，监理单位编写《线下工程沉降变形观测监理工作报告》与《线下工程沉降变形平行观测报告》。

报告内容详见第5.1.6条第2款第3项。

⑧设计单位编写《线下工程沉降计算分析报告》，报告内容详见第5.1.6条第2款；
（3）评估阶段
①评估单位将区段评估报告以电子文件和纸介质文件提供建设单位；报告内容详见第
5.1.6条第2款；
②评估单位提供数据库电子文件给建设单位。

5.2 沉降观测桥涵变形控制观测资料标准及频率要求
5.2.1 隧道沉降变形控制标准
（1）隧道内无砟轨道铺设条件的评估应根据有关设计施工和监理的资料及交接检验和复检的结果进行综合分析。

（2）地质条件较好沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量差不大于5 mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。

（3）路隧交界处的差异沉降不应大于 5 mm，沉降造成的路基与隧道的折角不应大于1/1000。

（4）预测的隧道基础工后沉降值不应大于15 mm。

5.2.2 观测资料要求
（1）观测资料基本要求
①隧道沉变形的观测精度为±1 mm，读数取位至0.01 mm。

②测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。

观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。

以书面及Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。

③观测数据按照统一格式填写，每月将采集的数据进行整理，其格式详见附表。

④观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。

如轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。

⑤观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认。

（2）文件管理与格式要求
数据传输要求有电子文件和纸介质文件。

其中电子文件表格要求采用Excel（*.xls）格式，图形文件采用CAD（*.dwg）格式，报告采用Word（*．doc）格式。

纸介质文件要求相关单位签署盖章。

①文件管理。

文件管理示意图见图5.2.2。

A施工单位由测量队负责处理观测数据形成文件，逐级上报给工区和标段项目部，以标段为单位汇总后按时提供建设单位和评估单位。

B施工单位提交文件夹执行以下命名规则：
一级文件夹以标段号命名，则分别命名为：
“一标段、二标段…十三标段”。

二级文件夹以观测时间命名，如包含08年10月到08年11月的数据，
则命名为“0810-0811”。

三级文件夹以工区号命名，分别命名为：“一工区、二工区…”。

四级文件夹以测量队命名，分别命名为：“一测队、二测队…”。

五级文件夹按测量日期命名，如2009年3月4日观测则命名为
090304；如当天有4台仪器观测数据需要处理，则按090304 (1)、090304 (2)、090304 (3)、090304 (4)命名。

五级文件夹内应包含电子水准仪的原始观测数据文件和控制点高程文件，以及观测数据处理过程中生成的观测手簿文件、高差文件、平差文件、高差闭合差统计文件、平差计算表文件、平差成果文件、说明文件。

②原始观测数据文件命名规则
以“标段号一工区号一测队号一观测日期，后缀名”的格式为准。

例：一标段 2 工区 4项目部在08年10月11日进行的观测文件，文件名可命名为“1-24 -081011．dat或1-1-2 -081011．gsi”。

原始观测文件常见形式一种为Leica DNA系列仪器生成的后缀名为gsi格式的文件，另一种为Trim -ble Dini系列仪器生成的后缀名为dat格式的文件，两种文件格式不同。

后缀名根据仪器型号的不同由仪器白动生成，计算人员不得改变。

③控制点文件命名规则
控制点文件名应与相应的观测文件名同，仅在后缀名上加以区分，控制点高程文件以．BM1为其后缀名。

例：观测文件名为1-1-2-081011．dat或1-1-2-081011．gsi，其相应的控制点名应为1—1—2-081011．BM1。

BM1文件的格式如下：
点号1，高程1
点号2，高程2
点号3，高程3
④其他文件命名规则
其余文件均根据原始观测文件与控制点文件进行计算得出，文件名均与观测文件名同名，根据不同文件的类型定义其不同的后缀名。

观测手簿文件：1-1-2 -081011．xls
高差文件：1-1-2-081011．hdf。