铁路沉降观测方案

1、青荣城际铁路 QRZH-n标段第三项目部(DK86+304 DK1O2+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丑标段第三项目部沉降观测方案一. 工程概况中铁一局集团新建青岛至荣城客运专线 QRZHK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 3050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

2、。管段内CPI控制点7个，CPII控制点21 个，水准加密点23个。二. 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 13.6 。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

3、，主要为城市垃圾，厚度在04.5m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。三 . 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 2006158 号)；客运专线铁路变形观测评估技术

4、手册 (工管技 200977 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。四 . 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。五.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

5、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82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33曹境宁男1984.03二组负责人本科土木工程助理工程师33车启坤男1989.08测量技术员大专工程测量技术员14樊晓伟男1987.02测量技术员大专工程测量技术员15高海龙男1988.02测量技术员大专工程测量技术员16许立虎男1987.12测量技术员大专工程测量技术员17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

6、水准 仪天宝DiNi0.3mm美国天宝708102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1.00.56.06.2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

7、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0.50.150.3 J no.4 p nDS05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1.00.30.6 vn0.8 d nDS05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

8、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 点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（）测边中误差（mm）水平角观测次数0.5级仪器1级仪器二等3.0V 4001.02.069V 2001.82.046-1尺忙-三-等6.0V 4501.84.046V 3502.54.034七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

9、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7.1.2工作基点见附件。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。7.1.3.1路基沉降变形点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

10、。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）一般路堤沉降观测断面元件布置图（A2型）路堑沉降观测断面元件布置图（D型）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。软土路基沉降观测断面元件布置图（B1型）软土路基沉降观测断面元件布置图（B2型）路堤路涵过渡段沉降观测元件布置11D1ZLi/k-Z x-ZC15混凝土沉降管保护墩0.5 X 0.5X0.95

11、C15昆凝土沉降管保护墩/ 0.5 X05X0 95观测桩路堤路涵过渡段沉降观测断面元件布置图（C型）L2.002.00i:1-.馬例：隸皤陆杠狮O 曲路堤路涵过渡段沉降观测断面元件布置图（C型）主要观测元件埋设说明沉降观测桩：选择20mn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 后测量桩顶标高作为初始读数。路基沉降观测桩埋设布置图沉降板：应严格按设计要求进行埋设，一般情况如下：由钢板底板、 金属测杆（ 40mm镀锌铁管）及保护套管（ 75mm PVC管）

12、组成。钢板 尺寸为 50cmX 50cm,厚 3cm。路基沉降板埋设布置图 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 与垂直度，确保测杆与地面垂直。 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。 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。 接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾

13、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 15cmx 15cm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 2030cm开槽深度至地基加 固表层顶面，槽底回填 0.2m 厚的中粗砂，

14、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0.5 mx 0.5 mx 1.0m。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

15、测点间距 可为 3.0m。7 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： 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。 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

16、。 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。 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。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 别设在两侧边墙上，位置为进出口及左右线中

17、心顶板底以下 0.5m 左右。 观测断面元件布置如下图。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

18、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

19、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/T 12897-2006 )二等水准有关要求执行。观测时，视线长度W50m前后视距差w 1.5 m，前后视距累积差W 6.0 m，视线高度0.5m;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w 0.4mm两次所测 高差之差w 0.6 mm,检测间歇点高差之差w 1.0 mm,观测读数和记录的数 字取位：使用数字水准仪读记至 0.

20、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：往测：奇数站为后一前一前一后偶数站为前后后前返测：奇数站为前一后一后一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桥梁墩台沉降观测水准路线示意图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

21、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 个位置，一般为接近一条直线。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

22、，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

23、，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 一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

24、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23次/天两次填筑间隔时间较长1次13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/2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

25、/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

26、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

27、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 6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

28、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.沉降观测结果的分析、评估9.1路基9.1.1计算和实测沉降的比较9.1.1.1 比较计算的总沉降量与实测总沉降主要目的是：审核设计阶段的沉降计算模型和参数是否符合实际。估计真实的路基压缩模量Es，以便确定铺设无碴轨道结构（自重） 产生的附加沉降。如果施

29、工期观察到的沉降大于计算沉降量的20%而且经过检查排 除测量仪器和人为错误，可尽早检查修改设计，保证路基的工后沉降满足 要求。9.1.1.2 设计院提供相应观测断面的路堤本身压缩变形量与地基总 沉降量。 具体操作时，应对路基工点每一观测断面的各观测水平面（特 别是路堤底部路基面）沉降绘制施工过程（包括观察期）沉降随时间发展 的曲线。在此基础上估计各观测水平面的最终沉降。对每一路基工点应制 作沉降计算和测定结果比较表， 。9.1.1.3 沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送青荣公司，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、咨询方和青 荣公司，由青荣公司或评估单位组织进行分

30、析讨论，确定原因，采取相应 措施。9.1.2 各观测断面沉降拟合曲线 为了尽可能准确的预测工后沉降，应对基床表层顶部（沉降观测桩或 在超载预压时为沉降板）观测的沉降进行曲线拟合，对路堤区段可根据路 堤填筑完成后沉降观测桩 （或在超载预压时为沉降板） 观测的结果为基准。 曲线拟合一般以中心观测桩结果为主，路肩观测桩为参考。对路基横断面 不对称区段（例如基底地面横坡1: 5）应相应考虑路肩观测桩测定结果。拟合曲线的推导一般以三个月为周期反复进行以不断逼近路基的真 实变形状况。具体的说，在路堤完成填筑、安装沉降观测桩后，按规定的 周期测定三个月后可根据三个月测定的沉降观测结果推导第一个拟合曲 线 S

31、1 （t） 。 根据这个沉降拟合曲线可外推 （预测）六个月后的沉降 S1（ t=6 个月）然后继续监测三个月，并检查第一次预测结果是否合理。然后根据 总共六个月观测的结果推导第二个更接近时间的沉降拟合曲线 S2（t） ，以 这种方式不断逼近真实的路基变形发展。应当指出，在推导沉降拟合曲线 时后期的沉降测定结果特别重要，应重点考虑。9.1.3 各观测断面工后沉降的预测在沉降观测六个月后（以完成路堤填筑埋设沉降观测桩为始点），即完成第二个拟合曲线推导后可进行第一次工后沉降预测。9.1.4 审核铺设无碴轨道的条件对每个路基工点应以三个月为周期根据最新推导的沉降拟合曲线进行工后沉降预测至少两次以上，并检查所有观测断面的预测工后沉降是否 满足以下要求：（1）Sr 二 s T3 一 TO Sst 乞 15m