沉降测量技术方案#

新建铁路沪昆客专贵州段CKGZTJ-5标段沉降测量技术方案

一、工程概况新建铁路沪昆客运专线贵州段CKGZTJ-5标段起讫里程为DK593+500DK623+941，全长30.441km，沿线自东向西经过贵州省麻江县、福泉市两个县市。主要工程量：路基4068m，（含涵洞8座），桥梁20座，5762m，其中特大桥4座，大桥11座，中桥5座；主跨64米连续梁2联，隧道12.5座，20618m，其中长度大于4km隧道一座（7728m），长度23km隧道2.5座（含高瓦斯隧道1座），长度12km隧道2座，长度小于1km隧道7座；预制箱梁212孔（梁场1座）；预制轨枕201km共31.155万块轨枕（预制场1处）。

二、编制依据

(1)客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建于158号）；

(2)客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定；

(3)国家

一、二等水准测量规范

(4)工程测量规范

(5)全球定位系统（GS）铁路测量规程.

三、主要人员及仪器设备

1、人员配置、质量管理中XX公司沪昆客运专线CKGZTJ-5标段测量队实施。沉降测量任务投入作业人员27人，其中测量队长1名，测量工程师4名，高级测量技师1名，中级测量技师1名，专业测量人员11名，测量工5名，司机4名。质量管理组织机构框图项目经理专家顾问项目总工程师审定主管工程师复核质量检查负责人质量监督、检查、、报告编写水平位移测量负人垂直位移测量负责人生产及施工保证

2、项目部仪器设备Leica全站仪4台套，标称精度：1.5mm+2m（3台）和1mm+1.5m（一台）；天宝DINI03数字水准仪3台套，所有仪器均已检定，检定证书见于。.

四、沉降观测网技术方案

1、高程系统沉降观测高程控制网采用1985国家高程基准。沉降观测网在铁二院提交的二等水准高程控制网的基础上进行加密，建立并用于沉降观测的控制网。

2、沉降观测网的建立方式变形监测网由基准网和变形点测量网组成。其中，基准网由基准点和工作基点组成；变形点测量网由工作基点和变形点组成。沉降监测网根据现场实际需要独立建网，按二等水准测量精度施测。本标段的沉降监测网在铁二院提交的二等水准高程控制网基础上进行加密，以满足各工点沉降监测的需要。基准点采用铁二院提交的二等水准点。工作基点在基准点的基础上进行加密，间距按不小200m设置，以便于对邻近桥梁、路基及隧道等构筑物进行沉降观测。

3、沉降监测网的主要技术要求.垂直位移监测网的主要技术要求表一相邻基准点每站高差往返较差、附检测已测等级高差中误差中误差合或环线闭高差较差使用仪器、观测方法及要求（mm）（mm）合差（mm）（mm）DS05型仪器，视线长度15m，前后视距差0.3m，视距累一等0.30.070.15n0.2n积1.5m。宜按国家一等水准测量的技术要求施测DS05型仪器，宜按国家一等二等0.50.150.3n0.4n水准测量的技术要求施测DS05或DS1型仪器，宜按本三等1.00.300.6n0.8n规范二等水准测量的技术施测。DS1或DS3型仪器，宜按本规四等2.00.701.40n2.0n范三等水准测量的技术要求施测。

4、变形测量点的布置变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。现场按下列原则.布设：1）每个独立的监测网布设不少于3个稳固可靠的基准点。且基准点的间距一般不大于1km，基准点选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。2）工作基点选在比较稳定的位置，沿线路方向按不大200m的间距布设。工作基点根据现场实际地形情况，在垂直于线路方向距线路中心按30m100m设置，且便于进行沉降观测。基准点可作为工作基点使用。工作基点的埋设规格按图一进行。1650于3于054XXXX054051300注：1盖；2土面；3砖；4素土；5冻土线；6贫混凝土图1工作基点标石埋设图（单位：mm）.3）变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置，并与构筑物牢固地连接在一起。

5、沉降监测网观测沉降监测网观测，本标段采用天宝DINI03数字水准仪进行测量。每次观测前，对使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。每次变形观测时采用相同的观测路线和观测方法，使用同一台仪器和设备，固定观测人员，且在基本相同的环境和观测条件下作业。在进行二等水准贯通测量时，把所有沉降观测工作基点、基准点全部纳入水准路线中去，形成一个整网。贯通测量在工作基点埋设1个月沉降稳定后进行。二等水准测量主要技术要求：水准测量精度要求表二水准每千米水准测每千米水准限差测量量偶然中误差测量权中误检测已测段往返测符合或环线等级M差Mw高差之差不符值闭合差二等水准1.0mm2.0mm6L4L4L注：表中L为往返测段、符合或环线的水准路线长度，单位km。水准观测主要技术要求表三水准尺类水准仪视距前后视距差测段的前后视距等级视线高度（m）型型号（m）（m）累积差（m）二等铟瓦DiNi03501.56.02.8且0.55.

五、路基沉降观测方案

1、路基沉降观测的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，确定无碴轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全。1)、路基上无碴轨道铺设前，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无碴轨道铺设要求。2)、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。3）、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。4）、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。

2、路基沉降观测的内容1)、路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。2)、路堑沉降观测部位为基床表层的底面处。3)、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。4)、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。

3、路基沉降观测断面和观测点的设置

3.1、观测断面设置1)、沉降观测断面的间距一般不大于50m。地形、地质条件变化较大地段应适当加密(以设计文件为准)，不大于25m布设一个断面。2)、对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的路基工点布设不少于1个横向观测断面。3)、一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）不少于2个观测断面。4)、路桥过渡段、路隧过渡段、路涵过渡段、于不同结构物起点510m处、距起点2030m处、50m处各设一个断面。路涵过渡段在涵洞顶斜向设置横剖面管，并于涵洞两侧2m处设一观测断面。

3.2、观测点设置1）、为有利于测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点设在同一横断面上。2）、一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板，沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处；沉.降板每断面设置1个，布置于双线路基中心。3）、软土、松软土路堤地段观测断面一般包括剖面沉降管、沉降观测桩、沉降板和位移观测桩。沉降观测桩每断面设置3个，布置于双线路基中心及两侧各2m处，沉降板位于双线路基中心，位移观测边桩分别位于两侧坡脚外2m、10m处，并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上，剖面沉降管位于基底，如图二所示。4）、路堑地段观测断面分别于路基中心，左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩，观测路基面的沉降。图二松软土地段观测断面布置图

4、路基沉降观测的频度1）路堤地段从路基填土开始进行沉降观测；路堑地段从级配碎石顶.面施工完成开始观测。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，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。2）路基沉降观测的频次路基沉降观测频次表四观测阶段观测频次一般1次/天填筑或堆载沉降量突变2-3次/天两次填筑间隔时间较长1次/3天堆载预压或路基第1个月1次/周第2、3个月1次/2周施工完毕3个月以后1次/月前2次通过前后各1次；其架桥机（运梁车）全程后每1次/天，连续2次；其后通过1次/3天，连续3次；以后1次/周无砟轨道第1个月1次/2周第2、3个月1次/月铺设后3-12个月1次/3月3）在沉降观测实施过程中，观测时间的间隔还应根据地基的沉降值和沉降速率进行调整。当两次连续观测的沉降差大于4mm时应加密观测频次；当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。

5、路基沉降观测精度要求路基沉降观测应按三等垂直位移监测网的精度（见表一）要求进行测量，读数取位至0.1mm；剖面沉降管观测的精度不应低于4mm/30m。

6、路基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，沉降观测考虑如下要求。1）、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。2）、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。3）、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。4）、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（暂定工程试验段），进行运营期间的长期沉降观测，以期得到最终沉降量。

7、评估方法和判定标准

7.1、观测1)、采用统一的路基沉降观测记录表格，做好观测数据的记录与整理。2)、根据观测资料，及时完成每个观测标志点的荷载时间沉降曲线的绘制。

(1)每个观测标志点的荷载时间沉降曲线:.图三

(2)绘制每个观测标志点的snsnsn曲线0.450.40.350.30.25系列10.2系列20.150.10.05000.050.10.150.20.250.30.350.40.45图四sn1snsn1曲线（sn为横坐标，snsn1纵坐标）Sn为时间段每n天的沉降值，sn为时间段每n天沉降值的累计值，在同一图上绘有沉降标准曲线，曲线示意如图四。

7.2、路基沉降分析评估的依据

(1)、路基沉降观测资料。

(2)、路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图.纸和说明书、沉降计算报告(包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线)等相关设计资料。

(3)、施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。

(4)、施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

7.3、评估分析方法

(1)、路基沉降预测应采用曲线回归法，常用方法有：双曲线法、固结度对数配合法（三点法）、抛物线法、指数曲线法、修正指数曲线法、沉降速率法、星野法、泊松曲线法等曲线拟合方法推算工后沉降（详见于二路基沉降常用预测方法）。黄土地区沉降曲线适合用何种方法推算工后沉降，需要结合沉降观测与预测的课题成果分析研究确定。

(2)、路基沉降预测曲线回归法应满足以下要求：根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92；沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm；

(3)、路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：s(t)/s(t=)75%式中s(t)预测时的沉降观测值；s(t=)预测的最终沉降值。.注：沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。

(4)、设计沉降计算总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值原则上不宜大于10mm。

(5)、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，持续沉降观测不少于6个月的时间，根据这6个月以上的监测数据，绘制“时间-沉降量曲线，按实测沉降数据分析并推算总沉降量、工后沉降值，初步确定无碴轨道铺设时间。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，应继续观测或采取必要的加速或控制沉降的措施。

(5)、在3个月后进行第一次预测，根据3个月的监测数据，绘制“时间-沉降量曲线，按实测沉降数据初步预测6月的沉降量及剩余沉降量，以决定运架梁的时间。

(6)、当推算的工后沉降值满足评估标准时，才能铺设无碴轨道。当沉降分析结果表明无碴轨道不能在计划的工期铺设时，则要研究确定是延长路基摆放时间，还是采取调整预压土高度、调整预压土卸荷时间、增加地基加固等工程措施。

7.4、评估标准

(1)、根据实测沉降观测资料推算的路基工后沉降量不超过扣件允许的沉降调高量15mm；.

(2)、沉降比较均匀的路基，推算最大工后沉降量不超过30mm，并且调整轨面高程后圆顺的竖曲线半径应不小于0.4Vsj2（Vsj为设计最高速度，km/h）；

(3)、路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于000。

六、桥涵沉降观测方案

1、桥涵沉降观测的一般规定1)、无碴轨道铺设前，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。2)、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无碴轨道要求。3)、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。4)、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。.5)、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。

2、桥涵沉降观测的内容桥墩、桥台、涵洞各个施工阶段的垂直沉降。

3、桥涵沉降观测点的布置3.1桥梁沉降观测点的布置3.1.1墩台沉降观测点的布置1）桥台观测标设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4个，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。2）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在使用。承台观测标分为观测标

1、观测标-2，承台观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。3）墩身观测标埋设，当墩全高14m时（指承台顶至墩台垫石顶），需要埋设两个墩身观测标；当墩全高14m时，埋设一个墩身观测标。墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置。3.1.2梁体沉降观测点的布置批量生产的预应力混凝土预制梁，前3孔梁逐孔设置观测标，以后.每30孔梁选择1孔梁设置观测标，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。简支梁的1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。3.2涵洞沉降观测点的布置涵洞自身沉降观测应在涵洞边墙两侧布置沉降观测点，测点数量不少于4个。

4、桥涵沉降观测精度桥涵沉降观测应按三等垂直位移监测网的精度（见表一）要求进行测量，读数取位至0.1mm。

5、桥涵沉降观测频度5.1桥梁墩台沉降观测频度每个桥梁墩台在承台施工完成后进行首次沉降观测，以后根据下表要求进行观测。墩台基础沉降观测频次表五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墩台混凝土施工全程荷载变化前承台回填时，测点应移至墩身或后各1次或1次/墩顶，二者高程转换时的测量精.周度要求不应低于首次测量要求架梁前全程1次/周预制预制梁假设全程前后各1次荷载变化前桥梁附属设施施工全程后各1次或1次/周制梁前全程1次/周桥位施上部结构施工全程荷载变化前工桥梁中后各1次或1次/附属设施施工全程周前两次通过前后各1次，其后每1架桥机全程次/天，连续2次，至少进行2次通过前后的观测（运梁车）通过其后1次/3天，连续3次，以后1桥梁主体工程完工-无砟轨次/周6个月1次/周岩石地基的桥梁，一般不宜少于道铺设前2个月无砟轨道铺设期间全程1次/天240-3个月1次/月无砟轨道铺设完成后个4-12个月1次/3月工后沉降长期观测月13-24个月1次/6月注：测试墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。5.2桥梁梁体沉降观测频度梁体徐变变形观测应在梁体施工完成后开始布置测点，并在张拉预应力前进行首次观测。其他各阶段观测频度满足下表要求：梁体徐变变形观测频次表六观测阶段观测周期备注预应力张拉期间张拉前、后各一次测试梁体弹性变形桥梁附属设施安装安装前、后各一次测试梁体弹性变形张拉完成后第1天预应力张拉完成张拉完成后第3天无砟轨道铺设前张拉完成后第5天.张拉完成后13月，每7天为一个测量周期无砟轨道铺设期间每天1次第03个月，每1个月为一测量周期残余徐变观测无砟轨道铺设完成后第412个月，每3个月为一测量周期（长期观测）第1324个月，每3个月为一测量周期注：梁体变形观测时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。5.3涵洞沉降观测频度每个涵洞基础施工完成后开始进行首次沉降观测。以后依据下表要求的时间间隔进行观测。涵洞沉降观测频次表七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次观测点移至边墙两侧涵洞施工填土全程或1次/周前2次通过前后各一架桥机（运梁车）次，其后每1次/天，至少进行2次通过前全程连续2次，其后1次/3通过后的观测天，连续3次，以后1次/周涵洞完工无砟轨道6个月1次/周岩石地基的涵洞，铺设前一般不宜少于2个月无砟轨道铺设期间全程1次/天2403个月1次/月无砟轨道铺设完成后412个月1次/3个月工后沉降长期观测个月1324个月1次/6个月注：观测涵洞沉降时，同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。.

6、桥涵沉降评估方法和判定标准

6.1、观测1）、采用统一的桥涵沉降观测记录表格，做好观测数据的记录与整理。2）、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（参照图三）；

6.2、桥涵沉降分析评估的依据1）桥涵沉降及变形观测资料。2）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。3）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。4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

6.3、评估分析方法1）桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。对于预制梁桥，基础沉降应按墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁及涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况划分阶段。.2）根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。首次回归分析时，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于1个月。3）两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于1个月。4）桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：s(t)/s(t=)75%式中：S(t)预测时的的沉降观测值；S(t=)预测的最终沉降值。

6.4、评估标准根据实测沉降观测资料推算的工后沉降应符合下列标准：1）桥墩台均匀沉降量20mm；2）相临墩台沉降量之差5mm；3）涵洞基础工后沉降不应大于15mm。.

七、隧道沉降观测方案

1、隧道沉降观测的一般规定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，指导无碴轨道的铺设时间。无碴轨道铺设前，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。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。

2、隧道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，洞顶地表沉降观测，拱顶沉降观测。

3、隧道沉降观测点的布置1）、黄土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。2）、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，一般情况下级围岩段每800m、级围岩段每400m、级围岩段每300m、级围岩每200m布设一个观测断面；3）、明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置至少布设两个断面；.4）、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。5）、隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。6）、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。7）、每个观测断面在仰拱填充面距离水沟电缆槽侧壁10cm处埋设一对沉降观测点。

4、隧道沉降观测精度桥涵沉降观测应按三等垂直位移监测网的精度（见表一）要求进行测量，读数取位至0.1mm。

5、隧道沉降观测频度隧道基础沉降观测的频次按下表进行，沉降稳定后可不再进行观测。隧道基础沉降观测频次表八观测频次观测阶段观测期限观测周期隧底工程完工后3个月1次/周01个月1次/周无砟轨道铺设后3个月23个月1次/2周.

6、隧道沉降评估方法和判定标准

6.1、观测1）采用统一的隧道沉降观测记录表格，做好观测数据的记录与整理。2）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（参照图三）；

6.2、隧道沉降分析评估的依据1）、隧道基础沉降观测资料。2）、隧道地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、地质勘查报告、设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。3）、隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、级围岩地段基底承载力检测情况、施工监控量测资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资料。4）、施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

6.3、评估分析方法与评估标准1）、隧道内无碴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