沉降观测与评估技术简介课件

1、机械工业勘察设计研究院2022年4月19日1主要内容主要内容: : 前言前言 评估工作如何开展评估工作如何开展 评估工作依据评估工作依据 评估工作内容评估工作内容 工作分工与职责工作分工与职责 变形观测及评估工作程序变形观测及评估工作程序 资料传递程序资料传递程序 路基工程沉降评估路基工程沉降评估 过渡段沉降评估过渡段沉降评估 桥涵工程沉降评估桥涵工程沉降评估 隧道工程沉降评估隧道工程沉降评估 综合评估综合评估 相关经验介绍相关经验介绍机械工业勘察设计研究院2022年4月19日2一、前言随着我国铁路客运专线建设序幕的拉开，尤其是随着我国铁路客运专线建设序幕的拉开，尤其是无碴轨道技术在客运专线铁

2、路的大规模应用，对无碴轨道技术在客运专线铁路的大规模应用，对变形控制变形控制提出了更高的要求。路基、桥隧的沉降提出了更高的要求。路基、桥隧的沉降控制作为铁路客运专线建设中的难点和关键受到控制作为铁路客运专线建设中的难点和关键受到各方的高度关注。各方的高度关注。从轨道类型来看，有碴轨道路基重视从轨道类型来看，有碴轨道路基重视工后沉降工后沉降和和台后沉降台后沉降问题及其应用，无碴轨道路基则重视问题及其应用，无碴轨道路基则重视工工后沉降后沉降、不均匀沉降不均匀沉降和和差异沉降差异沉降问题。问题。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日3 （1）工后沉降 工后沉降是指在铺轨工程完成以后，基础设工后

3、沉降是指在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。工后沉降标准与设计速度、施产生的沉降量。工后沉降标准与设计速度、轨道类型、施工工期、轨道维修养护标准和轨道类型、施工工期、轨道维修养护标准和维修周期、工程投资大小等因素有关，同时维修周期、工程投资大小等因素有关，同时也与地质勘察试验手段和精度、沉降计算的也与地质勘察试验手段和精度、沉降计算的方法和精度、沉降观测的方法和精度、工后方法和精度、沉降观测的方法和精度、工后沉降预测的方法和精度密切相关。沉降预测的方法和精度密切相关。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日4 （2）不均匀沉降 不均匀沉降是指铺轨工程完成后，一定区域范围内不同不均匀沉降

4、是指铺轨工程完成后，一定区域范围内不同测点路基沉降量的差异大小。测点路基沉降量的差异大小。 不均匀沉降量大小直接影响到列车运行中的不均匀沉降量大小直接影响到列车运行中的舒适度指标舒适度指标和和安全性指标安全性指标，尤其对于无碴轨道直接影响到其安全使，尤其对于无碴轨道直接影响到其安全使用寿命。路基与桥台、路基与隧道及路基与横向结构物用寿命。路基与桥台、路基与隧道及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处是过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处是不均匀沉降容易产生的常见部位不均匀沉降容易产生的常见部位。 （3）差异沉降 差异沉降是指铺轨工程完成后，路基与桥台、隧道等结

5、差异沉降是指铺轨工程完成后，路基与桥台、隧道等结构物间的沉降变形量差。构物间的沉降变形量差。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日5 由于各种理论计算方法本身的局限性及工程由于各种理论计算方法本身的局限性及工程地质条件的复杂性，地基沉降完全依靠理论地质条件的复杂性，地基沉降完全依靠理论计算有时是不可能的或不准确的，因此根据计算有时是不可能的或不准确的，因此根据前期实测沉降来预测后期沉降直至最终沉降前期实测沉降来预测后期沉降直至最终沉降具有重要意义。著名的土力学家具有重要意义。著名的土力学家Lambe在第在第十三次十三次Rankine讲座中指出讲座中指出“预测几乎在人预测几乎在人类生活的各个

6、方面一直扮演着重要的角色类生活的各个方面一直扮演着重要的角色”，“预测是土木工程中关键的一环预测是土木工程中关键的一环”。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日6 在岩土工程、工程地质等研究领域中，由于在岩土工程、工程地质等研究领域中，由于岩岩(土土)体的材料性质等在空间分布上存在巨体的材料性质等在空间分布上存在巨大差异，使预测变得更为重要，同时也使精大差异，使预测变得更为重要，同时也使精确预测变得更为困难。确预测变得更为困难。因而地基或地面沉降因而地基或地面沉降的计算和预测一直是岩土工程、工程地质等的计算和预测一直是岩土工程、工程地质等领域中最为重要的研究课题之一领域中最为重要的研究课题

7、之一。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日7国内外预估地基沉降的两大思路：一是通过对路基的土样做试验来获取路基土的参数，根据固结理论，结合各种土的本构模型，计算路基最终沉降量，如考虑非线性弹性模型及弹塑性模型的有限元法及大变形固结有限元法等；二是通过对实测的沉降数据进行处理，以获得沉降规律，从而预测沉降量。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日8 第二种方法属于经验方法，即采用与沉降第二种方法属于经验方法，即采用与沉降观测曲线相似的曲线进行配合，然后外延观测曲线相似的曲线进行配合，然后外延求出最终沉降量。常用的有双曲线法、三求出最终沉降量。常用的有双曲线法、三点法、指数曲线法、抛物

8、线法、点法、指数曲线法、抛物线法、AsaokaAsaoka法、法、泊松曲线法、星野法和修正双曲线法。泊松曲线法、星野法和修正双曲线法。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日9沉降评估工作在建设单位的统一组织下，由咨询、沉降评估工作在建设单位的统一组织下，由咨询、设计、监理、施工、平行观测等单位分工负责，共设计、监理、施工、平行观测等单位分工负责，共同完成。同完成。轨道铺设条件的评估结果基于轨道铺设条件的评估结果基于真实、可靠的观测数真实、可靠的观测数据据，线下工程施工前，对观测人员进行技术指导和，线下工程施工前，对观测人员进行技术指导和培训，统一全线沉降变形观测数据的统计整理形式，培训，

9、统一全线沉降变形观测数据的统计整理形式，观测资料经监理单位确认后提交给建设单位和沉降观测资料经监理单位确认后提交给建设单位和沉降评估单位。建设单位及时组织进行评估，并将阶段评估单位。建设单位及时组织进行评估，并将阶段评估成果提交相关勘察设计、施工、监理等单位。评估成果提交相关勘察设计、施工、监理等单位。评估工作完成后，提交评估工作完成后，提交轨道铺设评估报告轨道铺设评估报告，并，并负责判定线下基础的沉降变形能否满足轨道铺设条负责判定线下基础的沉降变形能否满足轨道铺设条件。件。 二、沉降评估如何开展机械工业勘察设计研究院2022年4月19日10 平行观测按照平行观测按照“换手测量换手测量”的方式

10、，利用各标的方式，利用各标段工区施工单位的仪器和配合人员，与施工单位段工区施工单位的仪器和配合人员，与施工单位同步开展路基沉降变形观测及基准网复测的平行同步开展路基沉降变形观测及基准网复测的平行观测工作。要求观测点相对固定并独立提交观测观测工作。要求观测点相对固定并独立提交观测数据报表，参与轨道铺设条件的评估工作，对施数据报表，参与轨道铺设条件的评估工作，对施工单位的沉降观测起到督促指导和检查作用。工单位的沉降观测起到督促指导和检查作用。 应对施工单位的沉降变形观测全过程进行旁站应对施工单位的沉降变形观测全过程进行旁站和平行观测，并将路基和过渡段作为监测的重点。和平行观测，并将路基和过渡段作为

11、监测的重点。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日11平行观测单位主要负责以下内容：平行观测单位主要负责以下内容：1与施工、监理单位密切配合，对沉降变形进行平与施工、监理单位密切配合，对沉降变形进行平行观测，并将行观测，并将路基作为监测的重点路基作为监测的重点。2平行观测的数量，一般地段应不少于总观测断面平行观测的数量，一般地段应不少于总观测断面的的30。对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区。对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于段，平行观测的数量不应少于50。平行观测的断面。平行观测的断面和观测点要固定，并进行全过程观测。和观测点要固定，并进行全过程观测。3

12、完成平行观测实施方案，报建设单位批准后实施。完成平行观测实施方案，报建设单位批准后实施。4对平行观测数据的真实、可靠性负责，并建立观对平行观测数据的真实、可靠性负责，并建立观测和评估数据库。测和评估数据库。5负责提交平行观测数据、图表及分析报告。负责提交平行观测数据、图表及分析报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日121 1、路基、路基 路基施工至设计标高路基施工至设计标高( (有预压土方时至预有预压土方时至预压土方的顶面压土方的顶面) )后，先持续观测不少于后，先持续观测不少于6 6个月个月时间后，根据这时间后，根据这6 6个月的观测数据，绘制个月的观测数据，绘制“时时间一填土高度

13、一沉降量间一填土高度一沉降量”曲线，按实测沉降曲线，按实测沉降推算法或沉降的反演分析法，分析并推算总推算法或沉降的反演分析法，分析并推算总沉降量、工后沉降值，并初步分析推算最终沉降量、工后沉降值，并初步分析推算最终沉降完成时间，确定铺轨时间。沉降完成时间，确定铺轨时间。 具体的说评估如何来做具体的说评估如何来做 ：机械工业勘察设计研究院2022年4月19日13 在铺轨前应由建设、咨询、设计、施工和监理单位参加在铺轨前应由建设、咨询、设计、施工和监理单位参加的路基评估小组对路基工后沉降进行评定。根据分析结的路基评估小组对路基工后沉降进行评定。根据分析结果，结合工期要求，验证、调整设计措施使地基处

14、理达果，结合工期要求，验证、调整设计措施使地基处理达到预定的变形控制要求。到预定的变形控制要求。 当评估结果表明沉降还不能满足要求时，则研究确当评估结果表明沉降还不能满足要求时，则研究确定是延后路基铺轨时间继续观测，还是采取定是延后路基铺轨时间继续观测，还是采取( (或调整或调整) )地地基加固措施基加固措施( (如调整预压土高度、确定预压土卸荷时间、如调整预压土高度、确定预压土卸荷时间、调整或增加地基加固措施等调整或增加地基加固措施等) )，即进行，即进行“观测一评估一观测一评估一调整调整”循环，直至工期要求的时间止，并满足铺设要求。循环，直至工期要求的时间止，并满足铺设要求。机械工业勘察设

15、计研究院2022年4月19日142 2、隧道、桥涵隧道、桥涵 对于隧道、桥涵，沉降稳定也是一个模糊概对于隧道、桥涵，沉降稳定也是一个模糊概念，目前尚未有具体的判别标准。从沉降与时间的念，目前尚未有具体的判别标准。从沉降与时间的关系曲线上，可以认为曲线趋于平缓时，沉降趋于关系曲线上，可以认为曲线趋于平缓时，沉降趋于稳定，但怎样为平缓，判定时带有较大的人为性。稳定，但怎样为平缓，判定时带有较大的人为性。从工后沉降控制方面来看，只要工后沉降满足要求，从工后沉降控制方面来看，只要工后沉降满足要求，即可以认为沉降稳定。即可以认为沉降稳定。 总而言之，评估关键还是对沉降趋势的预测。总而言之，评估关键还是对

16、沉降趋势的预测。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日15 由于无碴轨道铺设后的几何形变只能通过由于无碴轨道铺设后的几何形变只能通过扣件来进行调整，而扣件的调整量是有限的，因扣件来进行调整，而扣件的调整量是有限的，因此，对无碴轨道铺设后路基的工后沉降提出了此，对无碴轨道铺设后路基的工后沉降提出了“一般应不大于一般应不大于15 mm”15 mm”的严格要求。路基工后的严格要求。路基工后沉降的预测，己成为判断无碴轨道铺设时机的关沉降的预测，己成为判断无碴轨道铺设时机的关键技术。键技术。 目前路基的工后沉降还没有一种可靠的理论目前路基的工后沉降还没有一种可靠的理论方法来进行计算，只能通过对无碴轨

17、道铺设前路方法来进行计算，只能通过对无碴轨道铺设前路基沉降过程的观测，通过对观测数据进行回归分基沉降过程的观测，通过对观测数据进行回归分析，找出沉降曲线（经验公式）后，才能对无碴析，找出沉降曲线（经验公式）后，才能对无碴轨道铺设后路基工后沉降进行预测和评估。轨道铺设后路基工后沉降进行预测和评估。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日16三、三、变形评估的主要工作依据无碴轨道铺设条件评估的主要工作依据如下：无碴轨道铺设条件评估的主要工作依据如下：1客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建（铁建2006158号）；号）；2客运专线无碴轨道铁路工程测量技术

18、暂行规定客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定（铁建设（铁建设2006189号）；号）；3全球定位系统全球定位系统(GPS)铁路测量规程铁路测量规程(TBl0054-97)；4国家一、二等水准测量规范国家一、二等水准测量规范(GBl28972006)；5新建铁路工程测量规范新建铁路工程测量规范(TBl010199)；6.工程测量规范工程测量规范（GB500262007）机械工业勘察设计研究院2022年4月19日17四、评估的主要工作内容1沉降观测基准网的布设、测量及成果处理，形成稳沉降观测基准网的布设、测量及成果处理，形成稳固可靠的沉降观测基准网；固可靠的沉降观测基准网；2制定制定基础工程沉

19、降观测指导方案基础工程沉降观测指导方案；3完成完成基础工程沉降观测施工图基础工程沉降观测施工图设计及审核；设计及审核；4现场布设观测点及观测断面，埋设观测元器件；现场布设观测点及观测断面，埋设观测元器件；5现场沉降观测；现场沉降观测；6梁体变形观测；梁体变形观测；7平行观测；平行观测；8观测数据的处理、审核、汇总；观测数据的处理、审核、汇总；9变形图表的绘制、分析及沉降变形趋势预测；变形图表的绘制、分析及沉降变形趋势预测；10轨道铺设条件评估和相应工程措施建议。轨道铺设条件评估和相应工程措施建议。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日18五、工作分工与职责建设单位 建设单位主要负责以下内容

20、：建设单位主要负责以下内容：1 1组织协调工作，检查、监督、协调、处理观组织协调工作，检查、监督、协调、处理观测及评估工作中的有关问题。测及评估工作中的有关问题。2 2组建轨道铺设条件评估组织机构。组建轨道铺设条件评估组织机构。3 3对各单位工作情况进行考核。对各单位工作情况进行考核。4 4对观测及评估人员进行培训。对观测及评估人员进行培训。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日19五、工作分工与职责咨询单位 咨询单位主要负责以下内容：咨询单位主要负责以下内容：1 1制定基础工程沉降观测及评估的指导方案。制定基础工程沉降观测及评估的指导方案。2 2审核设计单位报送的基础工程沉降观测施工图（

21、实施性审核设计单位报送的基础工程沉降观测施工图（实施性设计）。设计）。3 3负责对变形观测及评估工作进行技术指导。负责对变形观测及评估工作进行技术指导。4 4巡察现场观测工作。巡察现场观测工作。5 5牵头组建无碴轨道铺设技术条件评估组并组织阶段性评牵头组建无碴轨道铺设技术条件评估组并组织阶段性评估工作。评估组由建设、咨询、设计、施工、平行观测、估工作。评估组由建设、咨询、设计、施工、平行观测、监理等单位的专家组成。评估组对设计单位提交的无碴轨监理等单位的专家组成。评估组对设计单位提交的无碴轨道铺设条件分析报告进行评估，必要时外聘有关专家进行道铺设条件分析报告进行评估，必要时外聘有关专家进行研讨

22、，决定是否铺设无碴轨道。研讨，决定是否铺设无碴轨道。6 6根据评估组的意见，编制无碴轨道铺设条件评估报告。根据评估组的意见，编制无碴轨道铺设条件评估报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日20五、工作分工与职责设计单位 设计单位主要负责以下内容：设计单位主要负责以下内容：1 1完成基础工程沉降及梁体徐变变形观测施工图设计；完成基础工程沉降及梁体徐变变形观测施工图设计；2 2提出沉降观测基准网的建立方案和标准；提出沉降观测基准网的建立方案和标准；3 3进行设计技术交底；进行设计技术交底；4 4负责现场配合指导施工单位的沉降及梁体变形观测工作；负责现场配合指导施工单位的沉降及梁体变形观测工

23、作；解决沉降及梁体变形观测过程中出现的技术问题；解决沉降及梁体变形观测过程中出现的技术问题；5 5负责提交无碴轨道铺设条件评估需要的相关设计资料，主负责提交无碴轨道铺设条件评估需要的相关设计资料，主要包括线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸要包括线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书；沉降变形计算报告（包括不同阶段的设计沉降值和说明书；沉降变形计算报告（包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线）等。与时间的关系曲线）等。6 6对基础工程沉降及梁体变形观测资料进行分析和趋势预测，对基础工程沉降及梁体变形观测资料进行分析和趋势预测，根据分析和预测结果对设计进行实时修正，提

24、出相应的工程根据分析和预测结果对设计进行实时修正，提出相应的工程措施，及时提出无碴轨道铺设条件分析报告。措施，及时提出无碴轨道铺设条件分析报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日21五、工作分工与职责施工单位 施工单位主要负责以下内容：施工单位主要负责以下内容： 1负责线下工程变形的观测。负责线下工程变形的观测。2变形监测网的建立。变形监测网的建立。3根据建设、勘察设计等单位和根据建设、勘察设计等单位和客运专线无碴轨道铺客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南设条件评估技术指南（铁建（铁建2006158号）的相关要求，号）的相关要求，设置变形观测点，进行观测。根据观测数据，绘制沉降曲设置变

25、形观测点，进行观测。根据观测数据，绘制沉降曲线，并及时提交观测数据及沉降变形观测有关图表。线，并及时提交观测数据及沉降变形观测有关图表。4对观测数据的真实、可靠性负责，并建立变形观测和对观测数据的真实、可靠性负责，并建立变形观测和评估数据库。评估数据库。5负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。坏。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日22五、工作分工与职责平行单位 平行观测单位主要负责以下内容：平行观测单位主要负责以下内容：1 1与施工、监理单位密切配合，对沉降变形进行平与施工、监理单位密切配合，对沉降变形进行平行观测，并将路基作为

26、监测的重点。行观测，并将路基作为监测的重点。2 2平行观测的数量，一般地段应不少于总观测断面平行观测的数量，一般地段应不少于总观测断面的的3030。对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等。对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于区段，平行观测的数量不应少于5050。平行观测的。平行观测的断面和观测点要固定，并进行全过程观测。断面和观测点要固定，并进行全过程观测。3 3完成平行观测实施方案，报咨询单位审核，建设完成平行观测实施方案，报咨询单位审核，建设单位批准后实施。单位批准后实施。4 4对平行观测数据的真实、可靠性负责，并建立观对平行观测数据的真实、可靠性负责，并建立观测

27、和评估数据库。测和评估数据库。5 5负责提交平行观测数据、图表及分析报告。负责提交平行观测数据、图表及分析报告。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日23五、工作分工与职责监理单位 监理单位主要负责以下内容：监理单位主要负责以下内容：1 1对重要环节进行旁站监理。对重要环节进行旁站监理。2 2监督、检查观测设施的保护，确保其不受施工监督、检查观测设施的保护，确保其不受施工或外界的扰动和破坏。或外界的扰动和破坏。3 3对施工单位、平行观测单位的观测数据及时签对施工单位、平行观测单位的观测数据及时签字确认。字确认。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日24六、沉降变形观测及评估工作程序建

28、设单位制定管理办法，建立管理机构；建设单位制定管理办法，建立管理机构；咨询单位制定基础工程沉降观测及评估的指导方案；咨询单位制定基础工程沉降观测及评估的指导方案；设计单位提出沉降观测基准网的建立方案和标准，完成基础设计单位提出沉降观测基准网的建立方案和标准，完成基础工程沉降观测实施性设计；工程沉降观测实施性设计；平行观测单位完成平行观测实施方案；平行观测单位完成平行观测实施方案；设计单位进行设计技术交底；设计单位进行设计技术交底；施工单位建立变形监测网；施工单位建立变形监测网；施工单位现场布设观测断面，埋设观测元器件；施工单位现场布设观测断面，埋设观测元器件；施工单位进行现场沉降变形观测；平行

29、观测单位进行现场沉施工单位进行现场沉降变形观测；平行观测单位进行现场沉降变形平行观测；监理单位进行旁站监理，过程中对观测数降变形平行观测；监理单位进行旁站监理，过程中对观测数据签字确认。据签字确认。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日25六、沉降变形观测及评估工作程序施工单位提出观测数据及图表报设计单位，每月报施工单位提出观测数据及图表报设计单位，每月报一次。一次。设计单位每月对观测数据进行分析一次，提出无碴设计单位每月对观测数据进行分析一次，提出无碴轨道铺设条件分析报告，根据分析和预测结果提出轨道铺设条件分析报告，根据分析和预测结果提出相应的工程措施建议。相应的工程措施建议。平行检测单

30、位提出平行观测数据、图表及分析报告；平行检测单位提出平行观测数据、图表及分析报告；咨询单位对设计单位、平行检测单位提交的分析报咨询单位对设计单位、平行检测单位提交的分析报告进行审核，提出咨询审核意见，根据实际需要组告进行审核，提出咨询审核意见，根据实际需要组织阶段性评估。织阶段性评估。评估组进行无碴轨道铺设条件评估；评估组进行无碴轨道铺设条件评估；咨询单位提出无碴轨道铺设条件评估报告。咨询单位提出无碴轨道铺设条件评估报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日26七、资料传递程序 1 1、准备阶段、准备阶段 （1 1）设计单位提交观测断面位置、观测点布置、）设计单位提交观测断面位置、观测点

31、布置、沉降变形计算等设计资料提交建设单位；沉降变形计算等设计资料提交建设单位； （2 2）建设单位将设计资料转给施工单位，施工单）建设单位将设计资料转给施工单位，施工单位按照设计要求布设测点。位按照设计要求布设测点。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日27七、资料传递程序 2 2、观测阶段、观测阶段 （1 1）施工单位将观测结果经监理单位审核后，实时）施工单位将观测结果经监理单位审核后，实时提交给设计单位，设计单位实时对预测的设计沉降提交给设计单位，设计单位实时对预测的设计沉降进行修正并将修正结果反馈给监理单位、施工单位；进行修正并将修正结果反馈给监理单位、施工单位； （2 2）监理单位

32、将平行观测结果交给施工单位汇总；）监理单位将平行观测结果交给施工单位汇总； （3 3）施工单位按照要求格式汇编完成）施工单位按照要求格式汇编完成沉降变形观沉降变形观测报告测报告，随评估申请一起将电子文档和纸介质文，随评估申请一起将电子文档和纸介质文件提交建设单位；件提交建设单位； （4 4）设计单位将不同阶段的设计沉降与时间的关系）设计单位将不同阶段的设计沉降与时间的关系曲线按要求格式将电子文档和纸介质文件提交给建曲线按要求格式将电子文档和纸介质文件提交给建设单位。设单位。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日28七、资料传递程序 3 3、评估阶段、评估阶段 （1 1）建设单位将施工单位的

33、观测资料和设计单位）建设单位将施工单位的观测资料和设计单位的设计资料、修正的设计预测沉降资料等交给评的设计资料、修正的设计预测沉降资料等交给评估单位；估单位； （2 2）评估单位完成）评估单位完成线下工程沉降变形评估报告线下工程沉降变形评估报告提交建设单位；提交建设单位； （3 3）评估单位将全线的观测资料形成数据库，提）评估单位将全线的观测资料形成数据库，提交建设单位；交建设单位； （4 4）建设单位将资料交给咨询单位，咨询单位及）建设单位将资料交给咨询单位，咨询单位及时完成专项时完成专项咨询报告咨询报告并提交建设单位；并提交建设单位； （5 5）建设单位组织专家评审后提出）建设单位组织专家

34、评审后提出无碴轨道铺无碴轨道铺设条件评估报告设条件评估报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日29八、路基工程沉降评估评估方法 地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。但是由于固可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。通过大量沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降重要。通过大量沉降观测

35、资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回过程的具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回归，以预测其沉降发展规律，因此曲线回归法是路基沉降归，以预测其沉降发展规律，因此曲线回归法是路基沉降评估最常用的方法。路基沉降预测常采用曲线回归法有：评估最常用的方法。路基沉降预测常采用曲线回归法有：双曲线法、固结度对数配合法（三点法）、抛物线法、指双曲线法、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、修正双曲线法、沉降速率法、数曲线法、修正指数曲线法、修正双曲线法、沉降速率法、星野法等。星野法等。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日30

36、八、路基工程沉降评估评估判定标准 根据铁建设根据铁建设20061582006158号号客运专线铁路无砟轨道铺设客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南条件评估技术指南，路基沉降预测应满足以下要求：，路基沉降预测应满足以下要求： 1 1）根据路基填筑完成或）根据路基填筑完成或堆载预压后不少于堆载预压后不少于3 3个月个月的实际观测的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的归的相关系数不应低于相关系数不应低于0.920.92。 2 2）沉降预测的可靠性应验证，）沉降预测的可靠性应验证，间隔不少于间隔不少于3 3个月个月的两

37、次预测的两次预测最终沉降的差值不应大于于最终沉降的差值不应大于于8mm8mm。 3 3）路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满）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：足下列条件：S(t)S(t)S(t=)75S(t=)75 4 4）路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥涵的）路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥涵的沉降预测情况进行，预测的路基工后沉降值不应大于沉降预测情况进行，预测的路基工后沉降值不应大于15mm15mm。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日31八、路基工程沉降评估所需资料 1 1）路基沉降观测资料路基沉降观测资料。测量单位要

38、按照观测时间要。测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，以书面及及时将采集的数据进行整理，以书面及ExcelExcel电子表电子表格两种形式同时报送有关单位。格两种形式同时报送有关单位。 2 2）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等实检验情况等施工资料施工资料，路

39、基施工各节点工期，包，路基施工各节点工期，包括路基填筑进度、堆载预压土、卸载预压土、基床括路基填筑进度、堆载预压土、卸载预压土、基床表层施工、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精表层施工、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。调时间以及铺轨时间。 3 3）施工质量控制过程和抽检情况等）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料监理资料。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日32 （1 1）桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需）桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。进行沉降观测。 （2 2）对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件）对线路不同下部基础结

40、构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段，应重点分析评估其差异沉降。评估其差异沉降。 （3 3）过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉）过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估，不同结构物起点处、距起点降的观测和评估，不同结构物起点处、距起点5 510m10m、202030m30m处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设置一个观测断面。置一个观测断面。 （4 4）过渡段观测点设置参照路堤。同时在横向结构物顶）过渡段观测点设置参照路堤。同时在横向结构物顶面埋

41、设一根剖面沉降管。面埋设一根剖面沉降管。 （5 5）沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且）沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。 观测精度、频次及资料整理要求同路基。观测精度、频次及资料整理要求同路基。九、过渡段沉降评估注意事项 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日33九、过渡段沉降评估评估方法及判定标准 过渡段沉降的预测评估方法参照路基执行。过渡段沉降的预测评估方法参照路基执行。 过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5 mm5 m

42、m。预测沉降引起沿线路方向的折角不应大。预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于于1 110001000。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日34九、过渡段沉降评估所需资料 （1 1）过渡段不同结构物的基础沉降观测资料。）过渡段不同结构物的基础沉降观测资料。 （2 2）过渡段区域的工程地质纵横断面图、设计图纸）过渡段区域的工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书等相关设计资料。和说明书等相关设计资料。 （3 3）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和）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。压实检验情况等施工资料。 （4 4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。）施工

43、质量控制过程和抽检情况等监理资料。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日35十、桥涵工程沉降评估注意事项 1.1.无砟轨道铺设前，应对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认无砟轨道铺设前，应对桥涵沉降、变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。桥涵基础沉降、梁体变形等符合技术标准要求。 2.2.通过各施工阶段对墩台沉降的观测，验证和校核设计理论、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砟轨道要求。量，进而确定桥梁工后沉

44、降是否满足铺设无砟轨道要求。 3.3.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。的沉降观测资料，为完善桩基础沉降分析方法作技术储备。 4.4.观测期内，基础沉降实测值超过设计值观测期内，基础沉降实测值超过设计值2020及以上时，应及及以上时，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

45、修正或采取沉降控制措施。参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日36十、桥涵工程沉降评估所需资料 桥涵沉降及沉降变形观测资料。桥涵沉降及沉降变形观测资料。 桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥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涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。料。 施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。等施工资料。 施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。机械工业勘察设计研

46、究院2022年4月19日37十、桥涵工程沉降评估评估方法 桥涵沉降预测采用曲线回归法。对于预制梁桥涵沉降预测采用曲线回归法。对于预制梁桥，基础沉降应按桥墩台混凝土施工后、架梁前桥，基础沉降应按桥墩台混凝土施工后、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洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分为基础施工完成桥墩完成、架梁前后、况，划分为基础施工完成桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之前、

47、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。后等多个阶段。 也有可能用绝对沉降量控制，具体要求见评也有可能用绝对沉降量控制，具体要求见评估组要求。估组要求。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日38十一、隧道工程沉降评估所需资料 （1 1）隧道基础沉降观测资料。）隧道基础沉降观测资料。 （2 2）隧道地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横）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断面图、地质勘查报告、设计图纸和说明书等相关设计资料。设计资料。 （3 3）隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、）隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、级围岩地段基底

48、承载力检测情况、施工监控量测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。资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资料。 （4 4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日39十一、隧道工程沉降评估评估方法 （1 1）隧道内无砟轨道铺设条件的评估应根据有关设）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。综合分析。 （2 2）隧道基础的沉降预测评估方法参照路基执行。）隧道基础的沉降预测评

49、估方法参照路基执行。 （3 3）地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉）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降总量差不大于5mm5mm时，可判定沉降满足无砟轨道铺时，可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。设条件。 （4 4）路隧交界处的差异沉降不应大于）路隧交界处的差异沉降不应大于5mm5mm，沉降造成，沉降造成的路基与隧道的折角不应大于的路基与隧道的折角不应大于1/10001/1000。 （5 5）预测的隧道基础工后沉降值不应大于）预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm15mm。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日40十二、综合评估 在对路基（含过渡段）、桥梁和隧道等不

50、同在对路基（含过渡段）、桥梁和隧道等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测沉降变形曲线，绘制区段或全线的沉降预测沉降变形曲线，确认其满足铺设无砟轨道的要求。确认其满足铺设无砟轨道的要求。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日41相关经验介绍 我单位结合郑西铁路客运专线地基沉降观测预测我单位结合郑西铁路客运专线地基沉降观测预测技术研究项目，对黄土地区路基沉降量预测方法技术研究项目，对黄土地区路基沉降量预测方法进行了系统的研究。进行了系统的研究。 编制的沉降预测分析软件，包含了编制的沉降预测分析软件，包含了客运专线铁客运专线铁路

51、无碴轨道铺设条件评估技术指南路无碴轨道铺设条件评估技术指南所建议的八所建议的八种利用沉降资料进行预测路基沉降随时间发展的种利用沉降资料进行预测路基沉降随时间发展的常用方法，即：常用方法，即：双曲线法、固结度对数配合法、双曲线法、固结度对数配合法、抛物线法、指数曲线法、星野法、抛物线法、指数曲线法、星野法、AsaokaAsaoka法、泊法、泊松曲线法，修正双曲线法松曲线法，修正双曲线法。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日42相关经验介绍该分析系统总结了现有高等级公路、铁路稳定和沉该分析系统总结了现有高等级公路、铁路稳定和沉降的理论知识和实践经验，是应用现代计算机数据降的理论知识和实践经验

52、，是应用现代计算机数据处理技术，系统化、规范化地进行路基变形分析的处理技术，系统化、规范化地进行路基变形分析的软件工具。软件工具。 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日43 该分析软件能够对输入的实测沉降数据自动该分析软件能够对输入的实测沉降数据自动按多种预测模型进行按多种预测模型进行实时拟合实时拟合，能表现加载，能表现加载与沉降的关系曲线，根据沉降曲线可以预测与沉降的关系曲线，根据沉降曲线可以预测最终沉降，且最终沉降和拟合参数能根据实最终沉降，且最终沉降和拟合参数能根据实测数据的逐步完善而进行修正，从而对路基测数据的逐步完善而进行修正，从而对路基在施工、运营中的沉降变形数据进行动态管在

53、施工、运营中的沉降变形数据进行动态管理，实时反映路基沉降历程，理，实时反映路基沉降历程，指导施工进程，指导施工进程，预测沉降趋势预测沉降趋势，控制填方及工后沉降，保障，控制填方及工后沉降，保障路堤的施工安全和稳定。路堤的施工安全和稳定。相关经验介绍机械工业勘察设计研究院2022年4月19日44 该课题该课题结合试验段的观测资料运用此软件详细结合试验段的观测资料运用此软件详细分析了分析了客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南指南所建议的八种利用沉降资料预测路基沉降的所建议的八种利用沉降资料预测路基沉降的常用方法（双曲线法、固结度对数配合法、指数曲常用方法（双

54、曲线法、固结度对数配合法、指数曲线法、星野法、线法、星野法、AsaokaAsaoka法、泊松曲线法，修正双曲法、泊松曲线法，修正双曲线法）在郑西客运专线特殊地质条件下的适用性，线法）在郑西客运专线特殊地质条件下的适用性，并对近年来学者提出的变权重组和预测法进行了分并对近年来学者提出的变权重组和预测法进行了分析研究。析研究。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日45专用数据处理软件专用数据处理软件 1. 开发思路 2. 基本功能 3.沉降观测记录数据格式要求 4.辅助现场记录软件 （SHARP PC-E500，pda ） 5.沉降观测工作流程机械工业勘察设计研究院2022年4月19日46专用

55、数据处理软件专用数据处理软件开发思路开发思路 选用选用Visual C+高级编程语言进行开发。高级编程语言进行开发。 采用标准格式，对观测数据进行数据库管理。采用标准格式，对观测数据进行数据库管理。 适应郑西客运专线各种工况（不同的测量元器适应郑西客运专线各种工况（不同的测量元器件、断面布设形式）。件、断面布设形式）。 数据采集处理及分析的整个过程实现自动化，数据采集处理及分析的整个过程实现自动化，实现无纸办公，避免人为误差提高工作效率。实现无纸办公，避免人为误差提高工作效率。 界面友好，操作简单，系统稳定，最大限度地界面友好，操作简单，系统稳定，最大限度地方便用户使用。方便用户使用。机械工业

56、勘察设计研究院2022年4月19日47五、专用数据处理软件五、专用数据处理软件开发思路开发思路程序结构框图程序结构框图机械工业勘察设计研究院2022年4月19日48专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能自动导入各种观测元件的记录表，建立数据库；数据库有良好的可编辑性及稳定性；绘出每个测点同步加载-时间-沉降量曲线；能绘制用户所选定的拟合方法（双曲线法、固结度对数配合法、抛物线法、指数曲线法、星野法、Asaoka法、泊松曲线法、修正双曲线法）的拟合曲线，并给出相应的相关系数、最终沉降量、剩余沉降量、S(t)/s(t=)等沉降评估参数；分析结果可自动导出到Excel办公软件里，方便编辑评

57、估报告。机械工业勘察设计研究院2022年4月19日49专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能绘图区及观测数据输入区相应拟合参数表观测点编号数据结构区数据库存放路径机械工业勘察设计研究院2022年4月19日50专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能 输入观测单位名称机械工业勘察设计研究院2022年4月19日51专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能画实测和预测曲线，自动调整显示比例机械工业勘察设计研究院2022年4月19日52专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能将里程相同的隧道左右线，涵洞不同断面叠加在一起进行比较。机械工业勘察设计研究院2022年4月1

58、9日53专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能自动给出拟合属性机械工业勘察设计研究院2022年4月19日54专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能 打印实测和预测曲线 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日55专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能 观测点数据查看和编辑 机械工业勘察设计研究院2022年4月19日56专用数据处理软件专用数据处理软件基本功能基本功能 自动导出到Excel办公软件里的结果如左图所示，方便编辑评估报告。实测及拟合数据拟合曲线参数实测及拟合曲线图机械工业勘察设计研究院2022年4月19日57专用数据处理软件专用数据处理软件沉降观测记录数据格式要求沉降观测记录数据格式要求 软件操作力求简约，分析时，选择主菜单软件操作力求简约，分析时，选择主菜单“数据数据”下的下的“记录数据入库记录数据入库”，选择记录数据