铁路沉降观测方案.docx

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铁路沉降观测方案

青荣城际铁路QRZH-H标段第三项目部

（DK86+308〜DK102+220）线下工程施工

沉降变形观测

实施方案

编制:

复核:

审核:

中铁一局集团有限公司

青荣城际铁路QRZH-n标段第三项目部

沉降观测方案

1.工程概况

中铁一局集团新建青岛至荣城客运专线QRZH-n标第三项目部•起

点DK86+308.位于孙受镇郭家庄.经莱西市望城镇院桩至标段终点DK102+220.全长15.912公里.与既有蓝烟铁路平行.线间距30〜50米。

其中有特大桥2座.中桥1座.桥梁段全长2.975公里.其余为路基地段.路基段总长12.937公里。

合同总工期36个月.即从2010年10月1日开工.到2013年9月30日竣工。

管段内CPI控制点7个.CPII控制点21个.水准加密点23个。

2.沿线工程地质、水文条件

青荣城际铁路的走向基本与牟平〜即墨断裂带的走向一致.绝大部分在断裂带范围内。

由于区域断裂带的影响.因此线路各个方向的岩性复杂岩体破碎.小断层发育。

部分挖方地段边坡有顺层现象.对路堑边坡稳定性影响较大。

沿线位于暖温带亚湿润气候区.空气湿润.雨量充沛.温度适中.四季分明。

年平均气温12.8°〜3.6°。

沿线土壤最大冻结深度0.62米。

主要不良地质

填土：

填筑土主要分布于既有铁路的路基和沟渠的堤坝，以粉质黏土、砂类土及碎石类土为主,厚度一般在4.0m左右；杂填土主要分布于沿线城镇附近，主要为城市垃圾，厚度在0~4.5m之间。

膨胀岩（土）:

即墨至莱阳段全风化呈砂土状的泥质粉砂岩具弱〜中

等膨胀性，厚度一般不大于2m,最大6.9m,大部分位于水位以下。

本地区膨胀土的组成主要是全风化层,有少量膨胀性矿物成分,膨胀性弱,不会对桥涵产生影响,但是路堑边坡应适当放缓,雨季做好防护。

3.技术依据

《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；

《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）；

《客运专线铁路变形观测评估技术手册》（工管技[2009]77号）；《青岛至荣成城际铁路指导性施工组织设计》

青荣公司、铁三院下发的相关文件、通知。

4.沉降变形观测范围、内容

4.1路基:

根据不同的路基高度及不同的地基条件.主要内容有:

4.1.1路基面的沉降变形观测

4.1.2路基基底沉降观测

4.1.3路堤本体的沉降观测

4.1.4软土和松软土地基路堤段边桩移位观测

4.2桥涵:

桥梁墩台基础的沉降变形的观测.涵洞洞身及洞顶填土的

沉降观测

4.3过渡段：

路桥、路涵、堤堑等过渡段不均匀沉降观测

5.人员及仪器配置

根据施工内容•分为路基沉降、位移观测与桥梁沉降观测•分别埋置沉降观测元件•成立沉降观测组。

沉降观测组分为两个小组•具体负责沉降观测任务•人员配备如下所示：

序

号

姓名

性别

出生

年月

职务

学历

专业

职称

专业

年限

备

注

1

乔红博

男

1982.09

总负责人

大专

铁道工程

工程师

8

2

李延曦

男

1986.11

一组负责人

大专

工程测量与监理

助理工程师

3

3

曹境宁

男

1984.03

二组负责人

本科

土木工程

助理工程师

3

3

车启坤

男

1989.08

测量技术员

大专

工程测量

技术员

1

4

樊晓伟

男

1987.02

测量技术员

大专

工程测量

技术员

1

5

高海龙

男

1988.02

测量技术员

大专

工程测量

技术员

1

6

许立虎

男

1987.12

测量技术员

大专

工程测量

技术员

1

7

范红东

男

1987.07

测量技术员

大专

工程测量

技术员

1

仪器配备:

名称

型号

精度等级

制造厂名

出厂编号

鉴定证编号

鉴定日期

备注

电子水准

仪

天宝DiNi

0.3mm

美国天宝

708102

M04-20100184

2010.05.09

合格

六•沉降变形测量等级及精度要求

6.1本段沉降变形测量按三等规定执行

表1测量等级及精度要求

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）

相邻沉降变形点的咼程中误差（mm）

沉降变形点点位

中误差（mm）

三等

1.0

0.5

6.0

6.2变形精测网技术要求

621垂直位移监测网建网方式

线下工程垂直位移监测针对桥梁、大部分路基地段.建网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.垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。

6.2.2垂直位移监测网主要技术要求按下表执行

表2垂直位移监测网技术要求

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

二等

0.5

0.15

o.3vn

o.4vn

DS05型仪器.按高速铁路工程测量规范》一等水准测量的技术要求施测。

三等

1.0

0.3

0.6需

o.8fn

DS05或DS1型仪器.按〈高速铁路工程测量规范》二等水准测量的技术要求施测。

注：

n为测段的测站数。

6.2.3水平位移监测网建网方式

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制网坐标的相互转换。

6.2.4水平位移监测网主要技术要求

管段内水平位移监测按三等规定执行.对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点.可根据需要按二等的规定执行。

表3水平位移监测网技术要求

等级

相邻基准点的

平均边长（m）

测角中误差

测边中误差

水平角观测次数

点位中误差

（mm）

（"）

（mm）

0.5"级

仪器

1"级仪

器

二等

3.0

V400

1.0

2.0

6

9

V200

1.8

2.0

4

6

-三-等

6.0

V450

1.8

4.0

4

6

V350

2.5

4.0

3

4

七•沉降变形测量点的布置

7.1沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类

其布设按下列要求：

7.1.1基准点。

基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII

和二等水准点。

1-盖板；2-地面；3-保护井；4-混凝土

基准点标石埋设图

7.1.3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.不但要设置牢固.便于观测.还要形式美观.结构合理.且不破坏沉降变形体的外观和使用。

7.131路基沉降变形点

⑴一般地段沉降观测元件布置

沉降观测断面每50米设置一处。

沉降观测每断面3点.布置于双线路基中心及两侧路肩处；沉降板每断面设置1个.布置于路基中心。

位于软土、松软地段的路堤与横向结构物过渡段.于横向结构物顶部沿横向结构物对角线方向铺设剖面沉降管。

观测断面元件布置如下图。

般路堤沉降观测断面元件布置图（A1型）降监测剖

般路堤沉降观测断面元件布置图（A2型）面元件布

置示意图

路堑沉降观测断面元件布置图（D型）

⑵软土地基沉降观测元件布置

软土、松软土路基地段.沿线路纵向按设计及规范间距在距坡脚外

2m、10m处设置边桩进行水平沉降监测•以控制软土地段的填土速率

各监测断面设4个测点。

填土速率控制：

路堤中心地面沉降速率〉

10mm/d,坡脚水平位移〉5mm/d。

观测断面元件布置如下图

EHif

软土路基沉降观测断面元件布置图（B1型）

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11-

[

i-A-

C15混凝土沉降管保护墩C15混凝土沉降管保护墩

0.5X0.§<0.950.5X0.§<0.95

1

Hr»r

R

[

V

观测桩

C15混凝土

软土路基沉降观测断面元件布置图（B2型）

⑶路堤路涵过渡段沉降观测元件布置

C15混凝t沉降管保护墩

C15昆凝土沉降管保护墩

0.5X05X0.95

.F5X05X0.95

T

]-z/ws;心xwzoy处

F*”住柑打和榔丹孑打打打&

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1

9

II

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C观昆昆桩土

路堤路涵过渡段沉降观测断面元件布置图（C型）

⑷主要观测元件埋设说明

沉降观测桩：

选择①20mm钢筋•顶部磨圆并刻画十字线•底部焊接弯

钩•待基床表层级配碎石施工完成后.在观测断面通过测量埋置在设计位

置•埋置深度不小于0.3m.桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定•完成埋设后

路基沉降观测桩埋设布置图

路基沉降板埋设布置图

1沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平•埋设时确保底板的水平

2放好沉降板后.回填一定厚度的垫层.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.并在其周围填筑相应填料稳定套管.完成沉降板的埋设工作。

3测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数.随着路基

填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管.每次接长高度以0.5m为宜.接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。

金属测杆用内接头连接.保护套管用PVC管外接头连接。

4接长套管时应确保垂直.避免机械施工等因素导致套管倾斜。

位移边桩：

在两侧路堤坡脚外2m及12m处各设一个位移观测边

桩。

位移观测边桩采用C15钢筋混凝土预制.断面采用15cmxi5cm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.桩顶露出地面不应大于10cm。

埋置方法采用洛阳铲或开挖埋设.桩周以C15混凝土浇筑固定.确保边桩埋置稳定。

完成埋设后采用经纬仪（或全站仪）测量边桩标高及距基桩的距离作为初始读数。

剖面沉降管：

路基基底剖面沉降管在地基加固施工完毕后.填土至

0.6m高度碾压密实后开槽埋设•开槽宽度20〜30cm.开槽深度至地基加固表层顶面.槽底回填0.2m厚的中粗砂.在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳）.其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。

沉降管埋设位置挡土墙处应预留孔洞。

沉降管敷设完成后.两头应砌筑观测坑

并加设盖板.以方便观测及对孔口进行长期保护.并做好坑内及其周围的排水。

并于一侧管口处设置观测桩.观测桩采用C15素混凝土灌注.断面采用0.5mX0.5mX1.0m。

待上部一层填料压实稳定后•连续观测数日•取稳定读数作为初始读数。

采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。

每次观测时.首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程.再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值.然后用横剖仪测量各测点。

区间每2.0m测量一点.车站内测点间距可为3.0m。

7.1.3.2桥涵沉降变形点

桥墩均设置承台观测标、墩身观测标；每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。

承台观测标：

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。

墩台身观测标：

1当墩高（指承台顶到垫石顶的距离）大于14米时•需要埋设2个沉降观测标；当墩高小于14米时.只需要在墩身（线路右侧）埋设1个沉降观测标。

2桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位0.5m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。

桥台观测标分别设在台帽及背墙两侧（横桥向）.数量不少于4个。

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页

3预制简支梁每30孔梁需要在1孔梁上设置梁体徐变观测标.现浇简支梁及连续梁都设置徐变观测标。

简支梁的一孔梁设置观测标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。

观测断面元件布置如下图。

如面

承台与墩身观测标设置图（墩高＞14米）

涵洞观测标：

每座涵洞均要进行沉降观测•每孔设置

8个观测标•分别

0.5m左右。

观

设在两侧边墙上•位置为进出口及左右线中心顶板底以下测断面元件布置如下图

'1$0

顶板……

沉降观测-1（5）沉降观测-2（6）

r—

右

线

设

线

沉降观测-3（7）沉降观测-4（8）

Af

左线设入口涵身最外涵节边界线计

线

出口涵身最外涵节边界线

彩狗■■锡笏底板笏多%2老彩

7.2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•工作基点应选

在比较稳定便于监测观测点的位置。

7.3为验证监测网基准点和工作基点的稳定性•需要定期进行复测.

一般地区按每6个月进行1次.在区域沉降地区每3个月进行1次复测；在观测过程中发现工作基点变化也应及时进行复测。

7.4在区域沉降地区内•应对工作基点的沉降量进行监测•如果在两次复测期间•发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位•并提交观测资料。

经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。

7.5观测网复测后•测量数据处理应及时采用新的工作基点标高•直

至下次复测为止。

7.6观测网复测资料必须单独整理归档。

八.沉降观测具体要求

8.1水准网的观测按照国家二等水准施测.对线下工程变形点的观测应采用闭合或附合水准路线.水准路线经过的工作基点或基准点数量不得

少于两个

8.2水准仪使用天宝DiNi03电子水准仪.仪器及配套水准尺均应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。

8.3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。

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）二等水准有关要求执行。

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X）.5m;对个别观测标设置高度比较高.造成仪器视线高度超过0.5m的限差规定情况.视线高度限差可调整为不大于0.3m。

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：

使用数字水准仪读记至0.01mm。

8.4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：

⑴往测：

奇数站为后—前—前—后

偶数站为前—后—后—前

⑵返测：

奇数站为前—后—后—前

偶数站为后—前—前—后

路基.桥梁梁部、墩台身沉降观测水准路线见下图。

路基沉降观测水准路线示意图

hr1

niOR

桥梁墩台沉降观测水准路线示意图

沉降监测点

基准点

路线

8.5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。

8.6观测前30分钟•将仪器置于露天阴影处•使仪器与外界气温趋于一致；对于电子水准仪•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

8.7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

8.8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。

8.9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。

8.10数据处理时.闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算.水准路线要进行严密平差.选用经鉴定合格的软件进行。

8.11元器件保护要求：

8.11.1各项目部成立专门小组.进行观测器件的埋设、测量和保护工作.小组人员分工明确.责任到人。

8.11.2凡沉降板附近一米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及碾压.并配备专人负责指导.以确保观测器件不受损坏。

8.11.3制定稳妥的保护措施并认真执行.确保观测器件不因人为、自然等因素而破坏.观测器件埋设后.制作相应的标识旗或保护架插在上方。

路堤填筑过程中.派专人负责监督观测断面的填筑。

8.12特殊环境下沉降观测

8.12.1鉴于大面积区域沉降观测、分析的复杂性.应研究制定特别的观测方案及处理方法。

8.12.2大面积水域情况下的沉降测量.应根据具体地形地质情况、施

工组织情况等由施工单位制订观测实施方案•报建设单位和评估单位审查并调整制定相应的观测方法及技术要求•待监理单位和评估单位审批后方可执行。

8.13路基沉降要求

8.13.1—般要求

路基施工阶段

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以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.该阶段应对路基面沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测。

8.13.2路基沉降观测频次

所有元器件埋设后必须测试初始读数（初次读数为两次）；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4。

表4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

2〜3次/天

两次填筑间隔时间较长

1次/3天

堆载预压或

路基施工完毕

第1个月

1次/周

第2、3个月

1次12周

3个月以后

1次/月

架桥机通过

全程

前2次通过前后各1次；其后每1次/天•连续2次;其后1次/3天.连续3天；以后1次/周。

无碴轨道铺设后

第1个月

1次/2周

第2、3个月

1次/月

3-12个月

1次/3月

8.14桥涵沉降变形观测

8.14.1—般要求

一般情况下.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。

对原材料变化不大、预制工艺稳定、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孔选择1孔进行沉降观测。

采用移动模架施工的桥梁.重点对前6孔进行观测.根据结果合理设置支架的拱度。

8.14.2墩台观测频次见表5。

表5墩台沉降观测频次

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

墩台混凝土施工

全程

何载变化前后各1次或1次/周

承台回填时•测点应移至墩身或墩顶•二者高程转换时的测量精度要求不应低于首次测量的要求。

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

何载变化前后各1次或1次/周

桥位施

工桥梁

制梁前

全程

1次/周

上部结构施工中

全程

何载变化前后各1次或1次/周

附属设施施工

全程

何载变化前后各1次或1次/周

架桥机（运梁车）通过

全程

前2次通过前后各1次；其后每

1次/天•连续2次；其后1次/3

天•连续3天;以后1次/周。

至少进行2次通过前

后的观测

桥梁主体工程完工〜无碴轨

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

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后

24个

月

0-3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4-12个月

1次/3个月

13-24个月

1次/6个月

注：

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

8.14.3涵洞观测频次见表7。

表7涵洞沉降观测频次

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

何载变化前后各1次

或1次/周

观测点移至边墙两侧

洞顶填土施工

全程

何载变化前后各1次

或1次/周

架桥机（运梁车）通过

全程

前2次通过前后各1次；其后每1次/天•连续2次；其后1次/3天.连续3天;以后1次/周。

至少进行2次通过前

后的观测

观测阶段

观测频次

备注

观测期限

观测周期

涵洞完工〜

无碴轨道铺设前

逋个月

1次/周

岩石地基的涵洞•一般

不宜少于2个月

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后

24个

月

0-3个月

1次/月

工后沉降长期观测

4-12个月

1次/3个月

13-24个月

1次/6个月

注：

测试涵洞沉降时.应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况

8.15测量与观测资料的整理

观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。

人工观测数据.必须在观测当天及时输入计算机.核对无误后在计算机内备份并打印一份保存；自动采集数据应及时在计算机内备份并打印一份保存。

九.