渝万铁路沉降观测方案.doc

新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案新建铁路重庆至万州客运专线YWZQ-3标沉 降 观 测 方 案编制： 复核： 审核： 中国路桥工程有限责任公司渝万铁路3标项目部二分部2013年4月8日目 录1 概述31.1沉降观测目的3 1.2 编制依据32 工作流程与工作内容42.1 工作流程42.2 工作内容52.3沉降变形监测网的建设及测量技术要求53.路基沉降变形观测73.1 一般规定73.2 观测内容及要求73.3 观测断面和观测点的布置83.4 路基沉降变形观测频次113.5观测精度要求113.6资料整理114桥涵沉降变形观测124.1一般规定124.2 沉降观测内容134.3观测点的布置埋设及技术要求134.4桥梁沉降观测频次154.5 涵洞沉降观测175隧道沉降观测205.1一般规定205.2沉降观测内容205.3沉降的观测布置点215.4观测精度225.5沉降观测频次226过渡段沉降观测226.1一般规定226.2观测点布置236.3观测精度236.4沉降观测频次231 概述1.1 沉降观测目的：由于工程地质条件、岩土物理力学参数的复杂性，沉降值难以通过计算准确获得。因此，必须根据不同的工程类型、地质情况、工程措施，采用先进、成熟、科学的测量手段获得真实可靠的沉降变形观测数据，以评估预测线下工程最终沉降量和工后沉降，合理确定有砟轨道铺设时间，确保线路平顺性。1.2 编制依据：1.客运专线铁路有砟轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）；2、高速铁路设计规范（TB10621-2009）3.高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）；4国家一、二等水准测量规范（GB128972006）；5铁路客运专线竣工验收暂行办法（铁建设2007183号）；6客运专线有砟轨道铁路施工技术指南（TZ216-2007）7建筑沉降变形测量规程（JGJ/T8-2007）8铁道部有关规定2 工作流程与工作内容：2.1 工作流程：沉降观测及评估主要工作流程如下所示：2.2工作内容：（1）施工单位编制线下工程沉降观测作业指导书，主要包括以下内容：人员、设备情况；观测组织机构，按单位工程监理落实到负责人；明确线下工程观测技术要求与实施方法；明确资料整理与提交文件的技术要求；特殊工点与特殊情况需单独制定沉降变形观测方案。2.3 沉降变形监测网建立及测量技术要求：沉降监测网的建立、精度要求等应符合客运专线有砟轨道铁路工程测量技术暂行规定的要求；沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立，按二等水准测量的精度和测量方法要求进行施测。根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求的不同，垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法进行布设。第一级为基准点（其为深埋水准点、CPI或者CPII点），第二级为工作基点（其一般为以一级控制点为基准等精度加密的水准点），最后则是布设在墩身两侧的沉降观测点。高程基准网点间距一般不宜大于200m，以便于对沿线桥梁和路基等建筑物或构筑物进行沉降观测。隧道沉降观测高程基准网点应根据观测断面的布设情况合理设置。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。监理工程论坛http:/bbs.job2299.com/在沉降观测基准网建立后，应对水准基点做好保护工作，发现丢桩或桩位有移动现象，应尽快恢复和补测桩点。另外，应定期对沉降观测基准网进行复测，提出复测成果，复测周期不大于6个月。应使用精度不低于DS1的精密水准仪，配套铟钢尺，电子水准仪配编码水准尺，各项技术指标应符合国家一、二等水准测量规范（GB 12897-91）有关规定。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，观测2 次取观测结果的平均值，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“固定水准基点和工作基点、固定观测人员、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。在同一测站观测时，不得两次调焦，以确保观测成果的质量。6 随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。7 针对低矮桥墩、异型桥墩，空间小，尺子不能直立的情况，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。8 测段观测完成后数据，必须及时整理观测数据。9 当发现沉降监测数据出现异常时（如沉降突变、桥墩上升、桥墩左右侧差异沉降量过大、线路纵向相邻测点沉降差异较大等）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。为确保评估工作的顺利进行，测量单位在保证外业测量数据精度合格的前提下，应在当天进行内业整理，及时针对异常数据进行分析，并及时采取相应处理措施，填写在观测数据处理文件的说明文档中。10 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。三、路基沉降变形观测3.1一般规定：观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，提出加速路基沉降的措施，确定有砟轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保有砟轨道结构的安全。路基上有砟轨道铺设前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形满足有砟轨道铺设要求。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测或采取必要的加速或控制沉降的措施。观测期内，路基沉降实测值超过设计值20及以上时，应及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，要进行必要的检查。3.2观测的内容及要求：路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。路堑沉降观测部位为基床表层的底面处。路堤沉降是由路堤本体和地基组成，为了观测到路堤的沉降与时间的关系，及沉降主要产生的部位，一般路堤观测的内容应为：基床底层顶面的路基总沉降和地基面处地基部分总沉降。对于地基条件复杂和填土高度大的路堤，还包括如下内容：路堤中部的沉降观测；地基处理范围的下限处地基深部的沉降观测。沉降观测要求为达到路基沉降观测的目的，建立沉降与时间的关系，了解产生沉降的部位，沉降观测应考虑如下要求。为了观测到各部位的总沉降，从路基填土开始，沉降观测也随即进行。沉降标志的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与标志的埋设作好协调，做到互不干扰、影响。路堤的填筑进度要及时告知负责埋设沉降板的人员，避免错过最佳埋设机会。观测设施的埋设及沉降观测工作应按本方案所要求，不能影响路基填筑质量的均匀性。在沉降板埋设基本不影响施工的条件下，路基的施工应作到碾压的均匀性，质量的一致性，使沉降观测资料具有良好的代表性。为了分析施工期沉降和工后沉降、施工期沉降与总沉降的关系以及验证推算工后沉降方法的准确性，对部分有代表性路基，进行运营期间的长期沉降观测，以期得到最终沉降量。3.3观测断面和观测点的布置：1、观测断面布置沉降观测断面的间距一般不应大于50 m。地形、地质条件变化较大地段应适当加密（以设计文件为准），应不大于25m布设一个断面。对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的路基工点应布设不少于1个横向观测断面。一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。2、观测点布置（1）观测点应设在同一横断面上，有利于测点看护，便于集中观测、统一观测频率，便于各观测项目数据的综合分析。（2）测点及观测元器件的埋设位置应满足设计要求，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。 （3）预压土地段，在基床底层顶面左右线位置设置临时沉降板，线路中心沉降板随预压土填筑接长。预压土卸除后，临时沉降板拆除，在路基面设置沉降观测桩。3、观测元件埋设技术要求（1）沉降板：在地基处理完成后埋设沉降板，由钢底板、金属测杆和保护套管组成。钢底板尺寸为50cm×50cm×1cm，测杆采用40mm厚壁镀锌铁管，通过四块肋板与底板焊接在垂直位置上，保护套管采用直径不小于75mm、厚度不小于4mm的硬PVC管。沉降板埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采用中粗砂回填密实，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，避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度，顶帽高出碾压面高度不大于50cm。每次接长高度以1m为宜，路堤填筑和运架梁期间应注意保护沉降板。详见附图。（2）沉降观测桩：在路基填筑至基床表层顶面后，在路基面两侧及线路中心埋设沉降观测桩。沉降观测桩采用不锈钢观测标，顶部为半球形，埋置深度30cm，桩身四周用C15砂浆浇注固定，直径0.15m。（3）多点位移计：由电测位移传感器、测杆、锚头、锚板及金属软管和塑料波纹管等组成。采用直径108mm的钻孔，垂直钻至稳定层，然后将锚板朝下安装位移计，安装时需防止元件破坏。埋设完成后，将位移计引出导线套钢丝波纹管进行保护，并挖槽集中从一侧引出路基，引入坡脚观测箱。 （4）位移边桩：对于高填方深厚软土地基、陡坡地基路堤填筑前，在路堤坡脚外2m、10m位置埋设位移观测桩。位移观测桩采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于1.5m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头。边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m，桩顶露出地面不大于10cm。将预制边桩放入孔内，桩周以C15混凝土浇筑固定，确保边桩埋置稳定。 （5）设备的埋设与填筑施工要作好协调，作到互不干扰。沉降板1m范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土碾压。 （6）施工单位应在元件埋设后制作相应的保护标志，并制定稳妥的保护措施，确保元件不因人为及自然因素破坏。图1 路堤沉降观测断面观测标志布置示意图 图2 路堑沉降观测断面观测标志布置示意图3.4 路基沉降变形观测频次：渝万客运专线铺有碴轨道前，路基变形观测分两个阶段进行。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已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，自然沉降期及预压期的变形观测，该阶段应对路基沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测。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。路基沉降观测频次见表1表1路基沉降观测频次观测阶段观测频次填筑或堆载一般1次/天沉降量突变23次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天堆载预压或路基施工完毕第1个月1次/周第2、3个月1次/10天3个月以后1次/2周6个月以后1次/月有碴轨道铺设后第1个月1次/2周第2、3个月1次/月312个月1次/3月3.5 观测精度要求：沉降水准的测量精度为±1 mm，读数取位至0.1 mm。3.6 资料整理：根据观测资料，及时完成有关图表的绘制，主要包括：每个观测标志点的荷载时间沉降曲线；图3 荷载时间沉降曲线（示意）沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送渝万公司，如果发现测定的沉降超过计算沉降的20%，应及时通知设计方、咨询方和渝万公司，由渝万公司或评估单位组织进行分析讨论，确定原因，采取相应措施。四、桥涵沉降变形观测：4.1一般规定：1 有碴轨道铺设前，应对桥涵变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降变形等符合设计要求。通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、设计计算方法，并根据沉降资料的分析预测总沉降和工后沉降量，进而确定桥梁工后沉降是否满足铺设有砟轨道要求。2 根据沉降资料分析，对沉降量可能超标的墩台研究对策，提出改进措施，以保证桥梁工程的安全；同时积累实体桥梁工程的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。桥涵主体工程完工后，沉降观测期一般应不少于6个月；岩石地基等良好地质区段的桥梁，沉降观测期应不少于2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观测期内，基础沉降实测值超过设计值20及以上时，应及时查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。4.2 沉降观测的内容：应对每个桥梁墩台、每个涵洞进行观测，并对每孔预应力混凝土梁进行徐变变形观测。对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵可选择典型墩(台)、涵进行观测。4.3 观测点的布置埋设及技术要求：（1）每个墩台均需设置承台观测标、墩台观测标；（2）承台设置两个观测标，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，见下图。（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。（4）桥台观测标：原则上应设置在台顶（台帽及靠近锥体顶翼缘板底部台身），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及距离锥体顶50cm翼缘板底部台身（横桥向）。桥台观测标的具体设置位置见下图。23万渝渝承台与墩身观测标设置桥台观测标埋设位置示意图（5）观测标埋设技术要求1） 承台观测标沉降观测桩：选择20mm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。见下图。 2）墩身观测标：同承台观测标。4.4 桥梁沉降观测频次：观测阶段观测频次备注观测期限观测周期墩台基础施工完成/设置观测点，进行首次观测墩台混凝土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周承台回填时，临时观测点取消预制梁桥架梁前全程1次/周预制梁架设全程前后各1次附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周桥位施工桥梁制梁前全程前后各1次上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或1次/周附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机（运梁车）通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完工有砟轨道铺设前6个月1次/周岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月有砟轨道铺设期间全程1次/天有砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324个月1次/6个月注：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）通过后观测：通过后第1天1次，隔3天1次，以后按上表正常进行。4.5 涵洞沉降观测1、观测标布设原则：每座涵洞均要进行沉降观测，观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上，在涵洞进出口及涵洞中心分别设置，每座涵洞测点数量为6个。涵洞填土后观测点可从边墙位置移动到帽石上，涵洞进出口的帽石上各设置两个测点，位于帽石两侧位。2、观测标埋设技术要求：同承台观测标。3、观测频次：涵洞沉降观测据下表中要求的时间间隔进行，涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行。观测阶段观测频次备注观测期限观测周期涵洞基础施工完成/设置观测点涵洞主体施工完成全程荷载变化前后各1次或1次/周测试点移至边墙两侧洞顶填土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机（运梁车）通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测涵洞完工有砟轨道铺设前6个月1次/周有砟轨道铺设期间全程1次/天有砟轨道铺设完成后24个月03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324个月1次/6个月注：1、架桥机（运梁车）通过时观测要求：通过后第1天1次，隔3天1次，以后按上表正常进行。4、 观测精度：桥涵基础沉降变形的观测精度为±l mm，读数取位至0.1 mm。5、 资料整理：1)观测资料整理表根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载时间沉降曲线；2)分析评估前应收集下列资料：桥涵沉降及变形观测资料。桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。五、隧道沉降观测5.1一般规定：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，指导有砟轨道的铺设时间。有砟轨道铺设前，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，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。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。5.2沉降观测的内容：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、断面收敛变形等不列入本沉降观测的内容。5.3沉降观测点的布置：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。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，一般情况下级围岩每400m、级围岩每300m、级围岩每200m布设一个观测断面；明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个断面；地应力较大、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等不良和复杂地质区段适当加密布设。隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。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，原则上设于高于盖板0.3m处。沉降变形观测点设计图和埋设要求，设计单位结合具体设计方案并参照有砟轨道铺设条件评估技术指南，在实施性沉降观测设计方案中明确。每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，高于水沟盖板0.3m处。5.4观测精度：沉降观测水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。5.5沉降观测频次：沉降观测的开始时间是在仰拱施工结束后立即进行，至隧道沉降稳定，进行定期观测并详细记录观测资料、绘制沉降时程曲线。变形观测一般不少于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。沉降观测时间分为三个阶段：第一阶段是仰拱施工结束到沉降稳定。第二阶段为有砟轨道铺设期间。第三阶段为有砟轨道铺设后3个月。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。具体见表3：表3 隧道基础沉降观测频次观测阶段观测频次备 注观测期限观测周期仰拱施工完成至有砟轨道铺设前3个月1次/周轨道铺设期间全 程1次/天轨道铺设完成后3个月01个月1次/周13个月1次/2周六、过渡段6.1 一般规定：桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。 6.2 观测点布置：过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，不同结构物起点处、距起点510m、2030m、50m处分别设置观测断面。过渡段观测点设置参照路堤。原则上采用剖面沉降管（或采用沉降板）。剖面沉降管在桩顶垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后切槽埋设，开槽宽度20-30cm，开槽深度至垫层顶面，回填中粗砂至0.2m高度时敷设剖面沉降管（剖面沉降管及管接头内穿入用于拉动测头的铟钢丝绳），其上夯填中粗砂至碾压面。剖面沉降管敷设完成后，在两头设置0.5m×0.5m×0.95m素混凝土保护墩，并于管口处设置观测桩。观测桩建议采用C15素混凝土灌注，断面采用0.5m×0.5m×1.0m，并于桩顶预埋耐磨测头。沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。6.3 观测精度：沉降观测水准的测量精度为±l mm，读数取位至01 mm；剖面沉降观测的精度不低于4mm30 m。6.4 沉降观测频次：沉降观测的频次不低于一般路基的规定。当环境条件发生变化或数据异常时，应及时观测。