线下隧道工程沉降变形观测作业指导书.docx

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线下隧道工程沉降变形观测作业指导书

杭长高速铁路线下工程

编号：

隧道沉降变形观测

作业指导书

单位：

编制：

审核：

批准：

年月日发布年月日实施

隧道沉降变形观测作业指导书

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.《高速铁路长程测量规范》（TB10601-2009）；

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．《杭长高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》；

2适用范围

杭长高速铁路线下隧道工程沉降变形观测。

3沉降变形测量等级及精度要求

本线沉降变形测量等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）

三等

±1.0

±0.5

±6.0

4沉降变形监测网主要技术要求及建网方式

4.1垂直位移监测网

4.1.1垂直位移监测网主要技术要求

垂直位移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

1.0

0.3

0.6

0.8

DS05或DS1型仪器，按《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）二等水准测量的技术要求施测。

4.1.2垂直位移监测网建网方式

线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）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不同，垂直位移监测网布设方法分为三级：

（1）基准点。

要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性。

基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点；

（2）工作点。

要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。

工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。

加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。

（3）沉降变形点。

直接埋设在要测定的沉降变形体上。

点位应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使用。

沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。

为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。

本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行，按施工期4年考虑，计复测8次，每次观测水准路线长度往返按2800m。

对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。

4.2水平位移监测网

4.2.1水平位移监测网主要技术要求

水平位移监测网主要技术要求按下表执行：

等级

相邻基准点的点位中误差（mm）

平均边长（m）

测角中误差（"）

最弱边相对中误差

作业要求

三等

±6.0

＜350

±1.8

≤1/70000

按国家三等平面控制测量要求观测

＜200

±2.5

≤1/40000

按国家四等平面控制测量要求观测

4.2.2水平位移监测网建网方式

水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控网坐标的相互转换。

5沉降变形测量点的布置要求

沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。

其布设按下列要求：

5.1每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。

基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。

5.2工作基点应选在比较稳定的位置。

对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量沉降变形观测点。

5.3沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。

6沉降变形监测测量工作基本要求

6.1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。

6.2水准仪使用不低于DS1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。

6.3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。

6.4观测成果的重测和取舍按《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；前后视距累积差≤6.0m；视线高度≥0.5m；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：

使用DS05或DS1级仪器，读数记至0.01mm。

6.5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

6.6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。

6.7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，进行不少于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。

6.8自动安平水准仪的圆水准器，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视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

6.9观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg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。

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。

6.10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。

6.11当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，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。

7隧道工程

7.1一般规定

（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。

7.2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、断面收敛沉降变形等不列入本沉降观测的内容。

7.3沉降观测点的布置

1．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Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面。

3．明暗交界处、围岩变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面。

4．地应力较大、断层破碎带、膨胀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。

路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。

6．施工降水范围应至少布设一个观测断面。

7．长度大于20m的明洞，每20m设置一个观测断面。

8．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，原则上设于高于水沟盖板0.3m处。

9．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《无碴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。

7.4观测精度

沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm。

7.5沉降观测频度

1．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。

2．沉降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：

（1）第一阶段是仰拱施工结束到沉降稳定。

（2）第二阶段为无砟轨道铺设期间。

（3）第三阶段为无砟轨道铺设后3个月。

3．沉降观测频率根据阶段不同而确定，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差值不宜大于1mm。

具体见下表：

隧道基础沉降观测频次表

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

仰拱施工完成至无砟轨道铺设前

3个月

1次/周

无砟轨道铺设期间

全程

1次/天

无砟轨道铺设完成后

3个月

0～1个月

1次/周

1～3个月

1次/2周

7.6沉降评估

7.6.1观测资料整理

（1）采用统一的沉降观测记录表（见附件四，附表）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时间——沉降曲线。

7.6.2分析评估前应收集下列资料

（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、Ⅳ～Ⅵ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。

7.6.3评估分析方法与评估标准

（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）隧道基础的沉降预测评估方法参照路基执行。

（3）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5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。

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

（5）预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。

7.7其他

（1）观测仪标保护

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、人为因素的破坏等，观测标位置应做醒目标志等措施以保证观测仪标的长期功能及安全要求。

（2）沉降观测应按照规定时间和频次要求严格执行，并定期复测避免沉降异常。

（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）应加强对观测标的定期检查并严格落实，如出现观测标被敲击、挖橇、丢失等情况时应及时恢复并进行复测。

（5）无砟轨道铺设前可根据具体情况如各段落铺设轨道的间隔时间相差较大或沉降非常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。

（6）岩石地基等良好地基的桥涵，设计和观测沉降量小于5mm时，可考虑不再进行预测、评估。

8附表

附表1工程沉降变形观测准备工作检查记录表

杭长高速铁路

工程沉降变形观测准备工作检查记录表

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评估验收记录表

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

评估项目

评估情况记录

评估结论

1

2

3

附件材料1.

2.

参

加

评

估

验

收

人

员

签

字

施工单位

监理单位

设计单位

咨询单位

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桥梁沉降水准测量记录表

电子水准仪观测记录计算表格（桥梁）

自点测至点

200年月日

时间：

始时分末时分成像

温度云量

风向风速

天气土质

太阳方向

仪器型号:

编号:

第页共页

测站

编号

后距

前距

方向

及

尺寸

标尺读数

备

注

视距差d

∑d

第一次

观测值

第二次

观测值

后

前

后－前

h

后

前

后－前

h

后

前

后－前

h

后

前

后－前

h

后

前

后－前

h

后

前

后－前

h

沉

降

点

高

程

计算

支（附和）水准路线长度（m）

往测高差（m）

返测高差（m）

往返测高差之差（mm）

沉降点高程（m）

测量负责人：

计算：

复核：

年月日

附表4隧道沉降量记录表

沉降观测记录表——隧道沉降量记录表

隧道名称：

观测日期：

第页共页

断面

里程

观测桩

编号

位置

类型

原始标高

（m）

上次

标高

（m）

本次

标高

（m）

本次

沉降

（mm）

累计

总沉降（mm）

单位：

测量：

记录：

年月日

附表5隧道沉降量记录汇总表

沉降观测记录表——隧道沉降量记录汇总表

隧道名称：

断面里程：

第页共页

观测日期

累计

天数

（天）

两次观测时间间隔（天）

左侧观测桩（编号：

）

右侧观测桩（编号：

）

备注

位置

本次沉降（mm）

总沉降（mm）

沉降速率（mm／d）

位置

本次沉降（mm）

总沉降（mm）

沉降速率（mm／d）

单位：

整理：

复核：

监理：

年月日