渝万铁路沉降观测方案

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 标项目部二分部新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案12013 年 4 月 8 日目 录1 概述 31.1 沉降观测目的 .31.2 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 15新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案24.5 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 23新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案31 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铁道部有关规定新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案42 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：评 估 单 位 完 成 沉 降 评估 报 告施 工 单 位 、 监 理 单 位整 理 观 测 资 料 ， 提 交评 估 申 请施 工 单 位 建 立变 形 监 测 网 、 埋 设 观测 设 备 进 行 沉 降 观 测 监 理 单 位 平 行 观 测评 估 单 位 对 施 工 单 位、 监 理 单 位 测 量 人 员进 行 培 训建 设 单 位 、 评 估 单 位、 施 工 单 位 、 监 理 单位 成 立 沉 降 观 测 组 织机 构建 设 单 位 制 定 变 形观 测 及 评 估 工 作 实 施细 则 设 计 单 位 技 术 交 底线 下 工 程 变 形 观 测及 评 估 项 目 启 动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新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案5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 /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，以确保新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案6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，应延长观测或采取新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案7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，进行运营期间的长新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案8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 50cm50cm1cm，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新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案9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15cm15cm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。新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案10预 压 土 方级 配 碎 石 （ 基 床 表 层 ）水 泥 改 良 土 （ 基 床 底 层 ）路 堤 地 基 处 理 层位 移 、 沉 降 观 测 桩位 移 、 沉 降 观 测 桩 组 合 式 沉 降 板图 1 路堤沉降观测断面观测标志布置示意图预 压 土 方级 配 碎 石 （ 基 床 表 层 ）水 泥 改 良 土 （ 基 床 底 层 ）位 移 、 沉 降 观 测 桩沉 降 板位 移 、 沉 降 观 测 桩图 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 观测频次一般 1 次/天沉降量突变 23 次/天填筑或堆载两次填筑间隔时间较长 1 次/3 天第 1 个月 1 次/周第 2、3 个月 1 次/10 天3 个月以后 1 次/2 周堆载预压或路基施工完毕6 个月以后 1 次/月新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案11第 1 个月 1 次/2 周第 2、3 个月 1 次/月有碴轨道铺设后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，提出改进新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案12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。新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案13（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。新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案14承台与墩身观测标设置 中-150中-1中-2433B+50中-中-15050中-2+50中- 中 中 B50桥台观测标埋设位置示意图（5）观测标埋设技术要求渝万渝新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案151） 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：新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案16观测频次观测阶段观测期限 观测周期备注墩台基础施工完成 / /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，临时观测点取消架梁前 全程 1 次/周预制梁架设全程 前后各 1 次预制梁桥附属设施施工全程荷载变化前后各 1 次或1 次/周制梁前 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/周桥位施工桥梁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6 个月 1 次/周岩石地基的桥梁，一般新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案17前 不宜少于 2个月有砟轨道铺设期间 全程 1 次/天03 个月1 次/月412 个月1 次/3 个月有砟轨道铺设完成后24个月1324个月1 次/6 个月工后沉降长期观测注：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。新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案18中中中1 中2中 中550中3中2中1中 中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。观测频次观测阶段观测期限 观测周期备注涵洞基础施工完成 / /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 全程 前后各 1 次 至少进行新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案19过 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03 个月1 次/月412 个月1 次/3 个月有砟轨道铺设完成后24个月1324个月1 次/6 个月工后沉降长期观测注：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；新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案202)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，即隧道的仰拱部新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案21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，高于水沟盖板新建铁路重庆至万州铁路 沉降观测方案220.3m 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