某特大桥水中墩沉降观测方案.docx

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某特大桥水中墩沉降观测方案

XX特大桥水中墩沉降观测方案

为规范对XX水中墩施工线下工程的沉降变形观测，特制定本方案。

XX特大桥主跨水中墩的沉降变形观测方案，采取在水中栈桥和墩身搭设测量平台的方式进行，对水中的测量平台和设计院提交的控制网进行联测，将其统一到同一个坐标系统和高程系统，组成沉降监测网，然后将水中测量平台作为沉降观测工作基点对水中施工的墩身进行沉降观测。

第一章沉降观测方案编制

一、适用范围

本方案适用于XX特大桥水中墩的沉降变形观测。

里程范围DK837+～DK837+段，墩号为2109#，2110#；2111#。

二、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.《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》（铁建设[2006]189号）；

3．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；

4．《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；

5．《铁路客运专线完工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）；

6．《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；

7．《工程测量规范》（GB0026－93）；

8．《全世界定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054－97）；

9．《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）；

10．《京沪高速铁线路下工程变形观测及评估实施细则》（草稿）；

1一、京沪高速铁路工程设计文件；

12．铁道部有关规定。

第二章沉降监测网的成立

一、沉降观测工作基点的布设

按照管区的地理环境和观测条件，管区的沉降观测工作基点沿桥位右侧布置，相邻两工作基点的间距为200米左右，距线路中心距离为28米左右。

我项目部管区总长度为，水中施工部份的长度160m，有3个墩为于水中，2109，2110，2111；全线共布设6个沉降观测工作基点，别离为BM2111,BM2118,BM2122,BM2127,BM2131,BM2136；水中沉降观测用BM2111和BM2118；BM2111距2110#约98m，距2109#约160m。

二、沉降监测网的联测

考虑到水中的平面位置稳固性检查和沉降观测的精度要求，沉降观测工作基点的平面测量依照C级网的精度要求施测，依照二等水准测量的精度要求进行。

施测采用的技术及精度品级要求如下表所示。

1．沉降变形监测网主要技术要求

沉降变形监测网主要技术要求按下表执行：

等级

相邻基准点高差中误差（mm）

每站高差中误差（mm）

往返较差、附合或环线闭合差（mm）

检测已测高差较差（mm）

使用仪器、观测方法及要求

三等

DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。

2．沉降变形监测网建网方式

线下工程沉降变形监测一般按沉降变形品级三等的要求（国家二等水准测量）施测，按照沉降变形测量精度要求高的特点，和标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方式分为三级：

1）基准点

基准点应成立在沉降变形区之外的稳固地域，本方案的基准点利用管段周围的深埋水准点CPⅡ177点二等水准点。

2）工作基点

沉降观测的工作基点在观测期间需维持稳固不变，一般地段的工作基点除普通二等水准点外，为了沉降观测实施方便的需要，沉降观测工作基点还应包括依照二等水准测量的技术要求加密的加密水准点。

加密后的沉降观测工作基点间距200m左右即可知足现场沉降观测的要求。

水中施工部份的沉降观测工作基点即为BM211一、BM2118。

相邻工作基点间间距均不得大于200米。

本方案的沉降观测工作基点包括加密水准点和为方便现场沉降观测增设的工作基点。

3）沉降变形观测点

沉降变形观测点直接埋设在要测定的沉降变形体上。

点位设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和利用。

沉降变形点按桥涵专业布点要求进行。

4）沉降监测网的保护

监测网由于自然条件的转变，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生转变。

为了验证监测网点的稳固性，应对其进行按期检测。

本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为第一次观测和施工进程中的按期复测，按期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行。

在跨XX区域沉降观测区每3个月进行一次按期复测。

三．沉降变形监测测量工作大体要求

1．工作基点使历时应作稳固性查验，并以稳固或相对稳固的点作为沉降变形的参考点，并应有必然数量稳固靠得住的点以资校核。

2．每次观测前，对所利用的仪器和设备应进行查验校正，并保留查验记录。

3．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。

第一次（即零周期）观测每一个来回测均进行两次读数，并取观测结果的中数作为变形测量初始值。

（2）参与观测的人员必需通过培训才能上岗，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，各次观测应利用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水平尺，必需依照固定的观测线路和观测方式进行，观测线路必需形成附合或闭合线路，利用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。

（4）沉降观测线路

水中墩沉降观测线路位于线路右边15米处栈桥上，栈桥跨度为12米，栈桥桥墩均为双柱墩，双柱间距为米，桥墩直径为米的钢管桩，每根钢管桩均深切河床底15米左右，具有较高的稳固性，2次水准点的复测是通过栈桥进行的，能够知足二等水准测量的精度要求;栈桥高度为高于去年讯期水位,不影响讯期的观测;栈桥的稳固性详见栈桥平面计算。

第三章沉降观测方案的实施

一．沉降变形测量品级及精度要求

水中施工部份的沉降变形测量品级及精度要求按下表规定执行：

沉降变形测量等级

垂直位移测量

水平位移观测

沉降变形点的高程中误差（mm）

相邻沉降变形点的高程中误差（mm）

沉降变形点点位中误差（mm）

二等

±

±

±

三等

±

±

±

二．沉降变形监测网主要技术要求及建网方式

二等水准观测的技术要求

等级

水准尺类型

水准仪等级

视距（m）

前后视距（m）

测段的前后视距累积差（m）

视线高度（m）

二等

铟瓦

DS1

≤50

≤

≤

下丝读数

≥

DS05

≤60

二等水准测量的主要技术标准

等级

每千米高差全中误差（mm）

路线长度（km）

水准仪

等级

水准尺

观测次数

往返较差

或闭合差

（mm）

与已知点

联测

附合或环线

二等

2

≤400

DS1

铟瓦

往返

往返

4

二．沉降观测线路

观测线路从BM2111开始，沿栈桥顺须为2111-1，2111-2，2110-1，2110-2，2109-1，2109-2，复核十三工区2108-2；沿原线路复核到BM2118，闭合到起点BM2111；见图示：

（5）观测时要避免阳光直射，且在大体相同的环境和观测条件下工作。

（6）成像清楚、稳固时再读数。

（7）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，半途不中断。

（8）对工作基点的稳固性要按期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是不是有变更。

（9）数据计算方式和计算用工作基点一致。

四．沉降变形观测具体要求

1．水准网的观测依照国家二等水准施测，采用闭合或附合水准线路来回观测，水准线路通过的工作基点或基点数量很多于两个。

每次观测均形成闭合查验条件。

2．水准仪利用DS03型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检按期内。

水准仪与水准尺在利用前及利用进程中，常常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。

仪器各类设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据收集时自动控制，不知足要求的在现场进行提示并进行重测。

3．外业测量一条线路的来回测必需是固定的测量人员利用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一线路进行。

观测功效的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）有关要求执行。

观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.5m（电子）；仪器最小读数≥0.5m（电子）；测站限差：

两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm；观测读数和记录的数字取位：

利用DS05或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；利用数字水准仪读记至0.01mm。

4．观测时，一般按后-前-前-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：

（1）往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

（2）返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

5．每一测段均为偶数测站。

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。

6．沉降变形观测宜分段施测，分段长度以相邻两个工作基点或施测线路长度不超过2Km为宜，分段平差后求得各观测点的高程值。

7.观测前30min，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，进行很多于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。

8.自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。

在持续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准线路方向平行，第三脚螺旋轮换置于线路方向的左侧与右边。

除线路拐弯处外，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。

9．观测进程中为保证水准尺的稳固性，选用2.5kg以上的尺垫，水准观测线路必需路面硬实，观测进程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。

同时观测进程中避免仪器安置在容易震动的地方，若是临时有震动，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．XX水中墩的沉降测量，依照《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）要求进行观测。

11．数据处置时，闭合差、中误差等均知足要求后进行平差计算，主水准线路要进行周密平差，选用经鉴定合格的软件进行。

1二、当相邻观测周期的沉降量出现异样时，应重测进行观测并和上次测量结果进行对比，如两次结果相符合则要当即检查工作基点的稳固性，必要时需联测基准点进行检测。

如发觉工作基点或基准点有下沉现象即将观测数据上报评估单位，对进行基准点或工作基点的高程值进行修正。

然后再依据修正后的基准点或工作基点进行沉降观测并计算沉降值。

13、功效数据按统一格式录入线下工程沉降变形观测和评估数据库。

五.沉降变形观测时大气折光的消除

由于测区位于主河道水域中间，在观测时不可避免地要受到水面大气折光的影响，按照测量学理论，这种影响能够通过维持前后视距相等来消除。

利用前后视距相等能够消除三种测量误差，一是由于视准轴和仪器水平轴不平行产生的误差（即i角误差）；二是由于大气折光产生的误差；三是由于地球曲率转变产生的误差。

因此在进行沉降观测的进程中要严格维持前后视距差不能超过规范的限值。

六.桥涵变形控制要求

1．梁部

梁部变形以预应力混凝土梁的徐变变形为主，轨道铺设后，无砟桥面梁的徐变上拱值不宜大于10mm。

2．墩台

对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不该超过下列允许值：

墩台均匀沉降量：

对于无砟桥面桥梁≤20mm

静定结构相邻墩台沉降量之差：

对于无砟桥面桥梁≤5mm

七.沉降变形观测方式

1．观测点布置

为了知足变形观测的需要，需要在梁部、桥墩上设置观测标。

（1）梁体观测标

对原材料转变不大、预制工艺稳固、批量生产的预应力混凝土预制梁，每30孔选择1孔设置观测标，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。

（2）每一个桥墩均设置两个墩身观测标。

（3）桥墩观测标的埋设

1）观测标埋设于墩身左右双侧。

为便于观测，确保测量精度，将墩身一个侧面的观测标移到该墩的正面，（如附图3《XX特大桥水中墩沉降观测钢平台示用意〔第7页）》所示）

2）本区段桥墩标设置在墩身上高度和栈桥高大约相等的位置。

2．观测标构造

墩身观测标为集中加工的不锈钢预埋件。

具体构造见下页图所示。

3．观测方式

本方案的第一次观测（零观测）应当依照闭合或附和水准线路来回测的方式进行，依照《建筑变形测量规范》的要求：

“变形测量的时刻性很强，它反映某一时刻变形体相对于基点的变形程度或变形趋势，应此第一次观测（初始值）是整个变形观测的基础数据，应认真观测，仔细复核，增加观测量，进行两次同精度独立观测，以保证第一次观测功效有足够的精度和靠得住性。

”其余期次的观测能够采用单程闭合或附和线路的方式进行。

水中墩身的观测线路利用栈桥进行闭合或附合观测，在观测时，将水准仪架设在栈桥上，将墩身上的沉降观测标作为转点利用。

水准测量线路起闭于工作基点BM2111和BM2118。

对于梁体的变形观测，每孔梁支点之间的梁体变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算，由于下部结构沉降变形的影响，该基准线的位置会发生转变，梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方式计算取得，垂直距离差值就是梁体变形量。

八.观测资料要求

1．梁体和墩台

桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数取位至。

测量单位要依照观测时刻要求，及时进行沉降观测。

观测数据依照统一格式填写，所有测试数据必需真实准确，不得造假；记录必需清楚，不得涂改；测试、记录人员必需签名，及时将收集的数据进行整理，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。

观测数据依照统一格式进行汇总整理，沉降观测格式见附表3、4、5。

观测数据要求结合施工进程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。

如架梁时刻、轨道板底座施工、铺板时刻、轨道板精调时刻和铺轨时刻。

观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认。

九.观测频率要求

1．梁体徐变变形观测

自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向变形。

预应力张拉前为变形起始点，变形观测的阶段及频次要知足下表要求。

梁体徐变观测频次

梁体测量间隔表

观测阶段

观测周期

预应力张拉期间

张拉前、后各1次

XX特大桥附属设施安装

安装前、后各1次

预应力张拉完成～无砟轨道铺设前

张拉完成后第1天

张拉完成后第3天

张拉完成后第5天

张拉完成后1～3月，每7天为一测量周期

无砟轨道铺设期间

每天1次

无砟轨道铺设完成后

第0～3个月，每1个月为一测量周期

第4～24个月，每3个月为一测量周期

2．墩台沉降观测

每一个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降第一次观测，以后按照下表中要求的时刻距离进行观测。

十.沉降观测注意事项

1．观测标保护

观测期间应对观测点采取有效的保护办法，避免施工机械的碰撞、人为因素的破坏等，观测标位置应做夺目标志等办法以保证观测仪标的长期功能及安全要求。

2．沉降观测应依照规按时刻和频次要求严格执行，并按期复测避免沉降异样。

3．观测数据中应将各加载阶段标识清楚，避免数据分析时造成误判，如桥墩完成、架梁、桥面恒载施工等。

4．应增强对观测标的按期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情形时应及时恢复并进行复测。

5．无砟轨道铺设前可按照具体情形如各段落铺设轨道的距离时刻相差较大或沉降超级敏感地段等适当增加观测频次，为无砟轨道铺设条件的评估提供数据支持。

十一.水中墩沉降观测人员、设备组织

（一）、观测人员设备组织方案：

1、仪器配备

每组精测队配备1台电子水准仪，精度品级为0.3mm，三脚架1副，铟钢尺1对。

2、人员：

每次观测固定4人，其中2人立尺，1人观测，1人负责警戒，观测时禁止一切车辆同行。

3、观测时刻和气象条件要求：

依照《国家一二等水准测量规范》和《建筑变形测量规范》的规定，“应在标尺分划线成像清楚和稳固的条件下进行观测，不得在日出后和日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时和标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测。

阴天能够全天观测”（《建筑变形测量规范》JGJ8-2007）“水准观测应在标尺成像清楚而稳固时进行。

下列情形下，不该进行观测：

a）日出后与日落前30min内；a）太阳中天前后各约2h内（可按照地域、季节、和气象情形，适当增减，最短间歇时刻很多于2h）；a）标尺分划线的影像跳动猛烈时；a）气温突变时；a）风力过大而使标尺与仪器不能稳固时。

”

（二）、沉降观测要求

一、沉降观测人员数量必需知足施工需要。

沉降观测小组组长应通过专业培训考试合格才能上岗、从事测量工作3年以上的技术人员担任。

负责司仪的人员必需持有测量员职位证书，其他测工应经大体技术培训合格后上岗。

二、沉降观测小组的测量仪器、工具配置须知足工程的沉降观测要求，测量仪器必需做到天天检查校正，增强保护，按期检修，使其常常维持良好状态。

3、沉降观测所用的测量仪器必需及时到国家法定的计量技术检定机构进行检定。

十二.水上作业安全方案

一、按时与本地气象、水文站联系，当六级以上大风时，应停止工作。

二、水上作业人员必需配备救生衣，水上作业前必需穿好救生衣，没有穿救生衣的人员禁止水上作业。

附表1工程沉降变形观测预备工作检查记录表

京沪高速铁路

工程沉降变形观测预备工作检查记录表

单位工程名称

开工日期

建设单位

现场项目负责人

设计单位

现场项目负责人

监理单位

总监理工程师

施工单位

项目负责人

项目技术负责人

序号

项目

内容

1

沉降变形观测设计交底

2

沉降变形观测方案

3

各种监测仪器和设备情况

4

专业观测人员情况

5

施工图现场核对情况

6

地质勘测资料

7

开工报告

8

9

10

附件材料

1.

2.

检查结论：

监理组长：

总监理工程师：

年月日

注：

本表一式4份，施工、设计、监理和建设单位各1份。

附表2工程沉降变形观测结果评估验收记录表

京沪高速铁路

工程沉降变形观测结果验收记录表

标段名称

单位（项）工程名称

工程部位

工程位置（里程）

观测开工日期

观测完成日期

施工单位

项目负责人

项目技术负责人

项目质量负责人

序号

观测项目

观测情况记录

观测结论

1

2

3

附件材料1.

2.

参

加

观

测

结

果

验

收

人

员

签

字

施工单位

监理单位

设计单位

咨询单位

评估单位

建设单位

注：

本表一式5份，施工、设计、监理、咨询和建设单位各1份。

附表3观测断面与观测点工程属性信息表

观测断面与观测点工程属性信息表

测点编号

测量编号

工程类型

测点类型

冠号

里程

测点位置

距线路中心

填挖高度

基地处理类型

压缩层厚度

处理深度

墩高

涵顶填土高度

围岩类别

工程名称

备注

附表4电子水准测量记录手簿

电子水准测量记录手簿

测站

视准点

视距读数

标尺读数

读数差（mm）

高差（m）

高程（m）

备注

后视

后距1

后距2

后尺读数1

后尺读数2

前视

前距1

前距2

前尺度数1

前尺度数2

中视

视距差（m）

累积差（m）

高差（m）

高差（m）

测段计算

起点

终点

高差

m

前距

km

后距

km

距离

km

测量负责人：

计算：

日期：

复核：

日期

附表5桥梁承台沉降观测记录表

桥梁承台沉降观测记录表

工程名称：

测量单位：

测点编号：

观测期次

观测日期

两次观测间隔

累计天数

本次高程

本次

沉降（mm）

累计

沉降

（mm）

沉降

速率（mm/d）

施工阶段

备注