测绘工程毕业设计－高速铁路无砟轨道线下工程中的墩台、路基、隧道工程的沉降变形观测与分析

1、摘 要本设计主要用于哈大客运专线高速铁路无砟轨道施工范围内的墩台、路基、隧道工程施工过程中的沉降变形观测。本管段要求构筑物应具有足够的强度、刚度、稳定性，满足耐久性要求，并强调与相邻构筑的变形与刚度协调统一，满足高速列车平稳、安全运营，以及旅客乘坐的舒适度要求。针对以上客运专线的特点，无砟轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程工后沉降要求十分严格、标准高。虽然设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降变形计算，采取了相应的设计措施，但设计的沉降分析、计算受勘测、设计、施工、质量监测等众多环节的影响，其精度仅能达到估算的程度，不足以控制无砟轨道工后沉降和差异沉降。为确保线土建工程满足无砟轨道铺设条件

2、的要求，在施工期间必须按设计要求进行系统的沉降变形动态监测。关键字：无砟轨道；变形监测；墩台工程变形监测；路基工程变形监测；隧道工程变形监测 ABSTRACTThe design is mainly used for the construction of the pipe within the piers, foundation, tunnel construction in the settlement process of observation. Harbin-Dalian Passenger rail requires no residue structure should have

3、 sufficient strength, stiffness, stability, meet the durability requirements, and to emphasize the deformation and the stiffness of the adjacent building harmonization to meet the high-speed train smooth, safe operation, and passengers ride comfort requirements. Passenger view of the above character

4、istics, no slag track on the roadbed, bridges and culverts, tunnels and other line works very strict settlement after the standard high.Although the design of the soil subgrade, bridge piers, foundation settlement Dengjun were calculated to take the appropriate design measures, but the design of the

5、 sedimentation analysis, calculated by the investigation, design, construction, quality monitoring and many other aspects of the impact, the accuracy only to estimate the extent sufficient to control track of the settlement after no residue and differential settlement. Civil works to ensure that cab

6、le laying track to meet the conditions of slag-free requirements, the construction requirements of the system must be designed dynamic monitoring of settlement.Keyword:No residue track; deformation monitoring; Pier engineering deformation monitoring ; The subgrade engineering deformation monitoring

7、; The tunnel engineering deformation monitoring TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295813826 1 绪论 PAGEREF _Toc295813826 h 1 HYPERLINK l _Toc295813827 1.1 我国高速铁路发展的历史起点 PAGEREF _Toc295813827 h 1 HYPERLINK l _Toc295813828 1.2 我国铁路跨入高速时代 PAGEREF _Toc295813828 h 1 HYPERLINK l _Toc295813829 1.3 展望我国高速铁路发展的未

8、来 PAGEREF _Toc295813829 h 2 HYPERLINK l _Toc295813830 2 概况 PAGEREF _Toc295813830 h 3 HYPERLINK l _Toc295813831 2.1 工程概况 PAGEREF _Toc295813831 h 3 HYPERLINK l _Toc295813832 2.2 土质概况 PAGEREF _Toc295813832 h 3 HYPERLINK l _Toc295813833 3 墩台工程变形监测 PAGEREF _Toc295813833 h 4 HYPERLINK l _Toc295813834 3.1

9、墩台变形控制标准 PAGEREF _Toc295813834 h 4 HYPERLINK l _Toc295813835 3.1.1 一般规定 PAGEREF _Toc295813835 h 4 HYPERLINK l _Toc295813836 3.1.2 桥墩沉降变形观测 PAGEREF _Toc295813836 h 5 HYPERLINK l _Toc295813837 3.1.3 观测标造价 PAGEREF _Toc295813837 h 5 HYPERLINK l _Toc295813838 3.2 观测方法 PAGEREF _Toc295813838 h 7 HYPERLINK

10、l _Toc295813839 3.2.1 沉降变形测量等级及精度要求 PAGEREF _Toc295813839 h 7 HYPERLINK l _Toc295813840 3.2.2 沉降变形监测观测具体要求 PAGEREF _Toc295813840 h 8 HYPERLINK l _Toc295813841 PAGEREF _Toc295813841 h 10 HYPERLINK l _Toc295813842 3.4 观测频次 PAGEREF _Toc295813842 h 11 HYPERLINK l _Toc295813843 4 路基工程变形监测 PAGEREF _Toc295

11、813843 h 12 HYPERLINK l _Toc295813844 4.1 一般规定 PAGEREF _Toc295813844 h 12 HYPERLINK l _Toc295813845 4.2 路基的控制标准 PAGEREF _Toc295813845 h 12 HYPERLINK l _Toc295813846 4.3 观测元件的选取、埋设 PAGEREF _Toc295813846 h 14 HYPERLINK l _Toc295813847 4.4 观测频率 PAGEREF _Toc295813847 h 15 HYPERLINK l _Toc295813848 沉降观测结

12、果的分析、评估 PAGEREF _Toc295813848 h 16 HYPERLINK l _Toc295813849 4.5.1 一般规定 PAGEREF _Toc295813849 h 16 HYPERLINK l _Toc295813850 计算和实测沉降的比较 PAGEREF _Toc295813850 h 16 HYPERLINK l _Toc295813851 4.5.3 推导各观测断面沉降变形拟合曲线 PAGEREF _Toc295813851 h 17 HYPERLINK l _Toc295813852 4.5.4 各观测断面工后沉降的预测 PAGEREF _Toc29581

13、3852 h 19 HYPERLINK l _Toc295813853 4.5.5 铺设无砟轨道技术条件的评定 PAGEREF _Toc295813853 h 20 HYPERLINK l _Toc295813854 5 隧道工程变形监测 PAGEREF _Toc295813854 h 22 HYPERLINK l _Toc295813855 5.1 一般要求 PAGEREF _Toc295813855 h 22 HYPERLINK l _Toc295813856 5.2 隧道观测断面的布设 PAGEREF _Toc295813856 h 22 HYPERLINK l _Toc29581385

14、7 5.2.1 隧道观测点的布设 PAGEREF _Toc295813857 h 22 HYPERLINK l _Toc295813858 5.2.2 隧道基础沉降观测频次 PAGEREF _Toc295813858 h 22 HYPERLINK l _Toc295813859 5.3 隧道沉降分析评估 PAGEREF _Toc295813859 h 23 HYPERLINK l _Toc295813860 5.4 暗挖段 PAGEREF _Toc295813860 h 23 HYPERLINK l _Toc295813861 5.4.1 监控量测类型 PAGEREF _Toc29581386

15、1 h 24 HYPERLINK l _Toc295813862 5.4.2 监控量测测点设计布置及示意图 PAGEREF _Toc295813862 h 24 HYPERLINK l _Toc295813863 5.4.3 设备配置 PAGEREF _Toc295813863 h 26 HYPERLINK l _Toc295813864 5.4.4 测点埋设及施测方法 PAGEREF _Toc295813864 h 26 HYPERLINK l _Toc295813865 5.5 资料整理 PAGEREF _Toc295813865 h 31 HYPERLINK l _Toc29581386

16、6 6 沉降观测结果的分析、评估 PAGEREF _Toc295813866 h 33 HYPERLINK l _Toc295813867 6.1 铺设无砟轨道技术条件的评定 PAGEREF _Toc295813867 h 33 HYPERLINK l _Toc295813868 6.2 过渡段 PAGEREF _Toc295813868 h 33 HYPERLINK l _Toc295813869 6.3 区段铺设无砟轨道技术条件综合评定 PAGEREF _Toc295813869 h 33 HYPERLINK l _Toc295813870 6.4 评估报告的汇编 PAGEREF _Toc

17、295813870 h 34 HYPERLINK l _Toc295813871 专 题 PAGEREF _Toc295813871 h 34 HYPERLINK l _Toc295813872 结 语 PAGEREF _Toc295813872 h 35 HYPERLINK l _Toc295813873 致 谢 PAGEREF _Toc295813873 h 40 HYPERLINK l _Toc295813874 参考文献 PAGEREF _Toc295813874 h 41 HYPERLINK l _Toc295813875 附 录 PAGEREF _Toc295813875 h 42

18、1绪论作为新世纪的崭新交通方式高速铁路的出现和发展绝非偶然，它是国民经济发展、科学技术进步以及铁路与其它运输方式激烈竞争的产物，它的出现，使代表传统轮轨系统陆上运输工具的铁路进入了新的发展阶段。 我国高速铁路发展的历史起点在中国，铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具，在综合交通运输体系中处于骨干地位。建设现代化的中国铁路，必须在速度上“突出重围”。高速铁路具有速度快、运量大、节约土地、节能环保等明显优势。发展高速铁路，符合中国经济社会发展需要，对于构建现代综合交通运输体系，实施可持续发展战略，建设创新型国家具有重要作用。1.2 我国铁路跨入高速时代目前，中国高速铁路的营业

19、里程已经达到7531公里，是全世界高铁运营里程最长的国家。运营状况总体很好。一是设备质量可靠。无论是线路基础、通信信号、牵引供电等固定设备，还是动车组等移动设备，质量稳定，运行平稳。二是运输安全稳定。高速安全保障体系日趋完善，职工队伍素质过硬，保持了良好的安全记录，没有发生旅客伤亡事故。三是经营状况良好。高速铁路受到广大旅客的青睐，市场需求旺盛。高速铁路为人民群众创造了美好生活的新时空，赢得了大家的赞誉。中国加快高速铁路建设，是科学发展的时代要求。高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，具有极为明显的优势。在运行速度上，最高时速可达350公里，堪称陆地飞行；在运输能力上，一个长编组的列车可以运

20、送1000多人，每隔3分钟就可以开出一个列车，运力强大；在适应自然环境上，高速列车可以全天候运行，基本不受雨雪雾的影响；在列车开行上，采取“公交化”的模式，旅客可以随到随走；在节能环保上，高速铁路是绿色交通工具，非常适应节能减排的要求。正因为如此，高速铁路正在为国家经济社会又好又快发展提供重要的支撑和保障。1.3 展望我国高速铁路发展的未来按照质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新“六位一体”和建设绿色铁路的要求，中国正在高标准、高效率、高质量地推进大规模高速铁路建设。目前，中国在建城际高速铁路总长1427公里，主要分布在环渤海、长三角、珠三角、山东半岛、江汉平原、中原及成渝等地区。到

21、2015年，覆盖全国主要中心城市的“四纵四横”高速铁路网基本建成，城镇密集地区建成城际铁路，客运需求基本得到满足。全国铁路营业里程12万公里左右，其中新建高速铁路1.6万公里。铁路“瓶颈”制约基本消除，对经济社会发展的保障能力明显增强。铁路在综合交通骨干地位和作用进一步突显，为国家节能减排、建设资源节约型和环境保护型社会发挥重要作用。2 概况 工程概况鞍山隧道位于辽宁省宁远镇，起讫DK284+095-DK286+545，隧道全长2440米，为双线隧道。全隧道位于半径为8000M的圆曲线与半径为5000M缓和曲线内，隧道呈V字形纵坡，DK284+970-DK285+020段共50M暗挖段采用暗挖

22、施工，复合式衬砌，结构形式为曲墙带仰拱。DK285+340-DK285+800段为桩维护段，其余部分为放坡开挖施工。路基分为五段第一段位于海鞍特大桥与将军屯大桥之间，线路共长，共设8个观测断面；第二段位于将军屯大桥与名甲山大桥之间，全长为，共设19个观测断面；第三段位于将军屯大桥的0#台-4#台,按要求对0号台、2号墩、4号台进行沉降观测；第四段为名甲山特大桥的0#台-146#台；最后一段位于名甲山特大桥大里程端，鞍山隧道小里程端。桥涵位于名甲山，全长，名甲山特大桥的墩台由0#台-146#台。其中摩擦桩131个墩，柱桩有14个墩，其中4#-7#、42#-45#、92#-95#、115#-118

23、#为悬臂现浇预应力混凝土连续梁12。2.2 土质概况测区地质为冲积平原，地形平坦、开阔。表面覆粉质粘土、粘土、粉土、粉砂、细纱、中砂、粗砂，下覆混合花岗岩石英砂岩、粉砂岩、灰岩。工点地层较简单，表面覆粉质沙土、粘土、纱类土，厚度大于50m，部分地段为松软地基。3 墩台工程变形监测墩台工程的变形监测内容需要符合一定的观测标准，通过一定的观测标准进行设计才能达到规定的要求，在设计过程中要对观测标志的选取、造价等问题认真考虑，更重要的是要想好采取怎样的观测方法来实施才能满足精度及等级的要求，并对最后的观测结果进行系统的分析与评估。3.1 墩台变形控制标准对于高速铁路桥梁基础的沉降控制，墩台基础的沉降

24、量应按恒载计算，其工后沉降不应超过下列允许值：墩台均匀沉降量：对于有砟桥面桥梁30mm；对于无砟桥面桥梁20mm。静定结构相邻墩台沉降量之差：对于有砟桥面桥梁15mm；对于无砟桥面桥梁5mm10。对于高速铁路，控制桥涵沉降，主要是工后沉降，计算工后沉降的值，由于受到各种因素的影响往往偏差很大。因此有必要进行实测验证，积累观测数据。3.1.1 一般规定1.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。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、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

25、轨道要求。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。4.观测期内，基础沉降实测值超过设计值20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参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。3.1.2 桥墩沉降变形观测1.观测点设在墩身上，数量每墩不少于2处。 2.桥墩标则设置在墩底高出地面或水位左右；当墩身较矮梁底距离地面净空较低不足时，桥墩观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设。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8。见下图3.

26、1所示：图3.1 观测标的埋设3.桥墩编号从左到右，顺序为：前缀+桥名+墩（台）在本桥中的编号+序号。3.1.3 观测标造价1.梁体沉降变形观测标观测标采用20mm的不锈钢棒，钢棒露出外面部分需要磨圆处理。见下图3.2所示：图3.2桥涵变形观测点设置参考图2.承台、墩身沉降变形观测标 根据设计定制沉降观测标，观测标材料为不锈钢。见下图3.3、3.4所示：图3.3 承台沉降观测标构造图图3.4 墩身沉降观测标构造图3.2 观测方法下部结构的沉降变形观测按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。3.2.1 沉降变形测量等级及精度

27、要求高程系统采用1985国家高程基准，等级及作业的精度要求按表3.1规定执行3：表3.1 沉降变形观测网的主要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)监测已测高差较差(mm)使用仪器、观测方法的要求二等0.30.5DS05型仪器、按国家一等水准测量的技术要求施测三等DS05或DSI型仪器，按暂行规定二等水准测量的技术要求施测沉降变形观测点的精度要求和观测方法见表3.2：表3.2 沉降变形观测点的精度要求和观测方法等级高程中误差( mm)相邻点高差中误差(mm)观测方法往返较差、附合或环线闭合差(mm)二等按国家一等精密水准测量0.3三等按

28、二等水准测量一、二等水准测量仪器及主要技术要求见表3.3：表3.3 一、二等水准测量仪器及主要技术要求等级仪器视线长度( m )前后视距差( m)在任一测点上前后视距差累计( m)视线高度( m)一等DSZ05、DS0530二等DS1、DS05DS150,DS05 60水平位移监测网主要技术要求见表3.4：表3.4水平位移监测网主要技术要求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 3501/70000按照国家三等平面控制要求观测2001/400003.2.2 沉降变形监测观测具体要求3.5：在选用仪器设备时要根据本工程所需要达到的精度而言，除此之外也要

29、考虑价格是否合适，适用度等方面。表3.5 仪器设备序号设备名称设备型号数量计算用软件备注1电子水准仪Dini 1台2电子水准仪Dini122台3配套铟瓦尺3副4剖面沉降仪XB338-B1台套随机软件5全站仪DTM5522台2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检验条件。3水准仪使用DS05或DS1型仪器，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

30、测。4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）有关要求执行。观测时，视线长度30m，前后视距差，前后视距累积差，视线高度；测站限差：两次读数差，两次所测高差之差0.6 mm，检测间歇点高差之差1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，读记至或；使用数字水准仪读记至；即在沉降观测中各项限差按一等来观测，精度（结果）按二等来处理1。 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

31、后后前（2）返测：奇数站为前后后前 偶数站为后前前后6每一测段均为偶数测站。观测时避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。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。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%。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。9观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩

32、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，在进行测量。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。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4。3.3 观测资料要求1桥梁梁体和墩台墩台变形的观测精度为1mm，读数取位至。观测小组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写，所有观测数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；观测、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，填写统一表格。以书面及Excel电子表格两种形式存档、报送有关单位。观

33、测数据按照统一格式填写，每月将采集的数据进行整理。观测数据要求结合施工过程，详细记录各个施工节点前后的观测数据。如架梁时间、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。观测数据要进行抽检，并由监理单位对观测资料进行确认。2框构、旅客地道及涵洞框构、涵洞的观测数据要求与桥墩台要求一致。参照桥墩台数据要求5。3.4 观测频次1墩台沉降观测每个墩台从承台施工后，就要开始进行沉降首次观测，以后根据下表中要求的时间间隔进行观测。墩台沉降观测频次见表3.611：表3.6 墩台沉降观测频次观测阶段观测期限观测周期备注 墩台基础施工完成/设置观测点墩台混凝土施工全程荷载变化前后各1次或1次/周承台回

34、填时，测点应移至墩身或墩顶架梁前全程1次/周预制梁架设全程前后各1次附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周制梁前全程1次/周上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或1次/周附属设施施工全程荷载变化前后各1次或1次/周架桥机（运梁车）通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完工无砟轨道铺设前6个月1次/周岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月无砟轨道铺设期间全程1次/天无砟轨道铺设完成后03个月1次/月工后沉降长期观测412个月1次/3个月1324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。4 路基工程变形监测路基工程的路基变形监测主要包括

35、：路基面的沉降观测，路基基底沉降观测，路基坡脚位移观测和过渡段沉降观测。通常情况下路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主。4.1 一般规定1.本区段的路基设计断面类型主要有：A1型、D型、G型、J型、E1型、E2型、F1型、F2型。沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。2.观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。50m ；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m 的路堤可放宽到100m ；地

36、形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。4. 一般路基填筑至路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤填筑至基床底层表面后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降观测，时间不少于6个月。根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。5.测点及观测元器件的埋设位置应符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。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，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果12。4.2 路基的控制标准路基测点布置图及编号：路基各类型断面上观测标编号图，顺序从左到右前缀+断面设计序号+部

37、位+序号：1.A1型断面观测标布置图（LJ+断面设计序号+D1、D2、D3）根据设计图要求，断面上不设沉降板。见下图4.1：图4.1 A1型断面观测标布置图2.D型断面观测标布置图（LJ+断面设计序号+D1、D2、D3）,见下图4.2：图4.2 D型断面观测标布置图3.E1型断面观测标布置图（LJ+断面设计序号+D1、D2、J3、D4），见图4.3：图:4.3 E1型断面观测标布置图4.E2型断面观测标布置图（LJ+断面设计序号+D1、D2、J3、D4）：图4.4 E2型断面观测标布置图注：挖方路堑段采用D、A1型断面观测标布置方法布置；填方路堤段采用E1、E2型断面观测标布置方法布置。4.3

38、 观测元件的选取、埋设1.观测元件的选取：应满足工后沉降的评估需要以及精度要求。路基面采用观测桩观测，地基面采用沉降板、剖面沉降管进行观测。对于剖面沉降管仪器的选配，应选用高灵敏度、高精度、高可靠性及稳定性好的仪器；仪器企业厂家应具有相应的生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件，并具有良好的工程应用业绩和信誉评价。由公司统一招标采购。2.观测元件的埋设：观测元件除沉降观测桩外，均应在地基加固完成后路堤填筑施工前埋设。3.沉降观测桩（点）：在一般路基填筑至基床表层顶面，加载预压路堤填筑到基床底层顶面后，埋设沉降观测桩（点），路基面两侧观测桩应设在距左右线路中心处。4.沉降板：由钢底板、金属测

39、杆（40mm厚壁镀锌铁管）及保护套管（直径不小于小75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）组成，钢底板尺寸为50cm50cm ，厚1cm；具体按设计图样焊接组装。采用水平仪按国家一等精密水准测量方法测量沉降板标高变化。沉降板应埋入褥垫层顶部嵌入10cm，采用中粗砂回填密实，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保护套管，完成沉降板的埋设工作。采用水平仪按国家一等精密水准测量方法测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数，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1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。5.剖面沉降管：采

40、用专用塑料硬管，其抗弯刚度应适应被测土体的竖向位移要求，管端接口密合。剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头预埋在剖面沉降管槽内，按一定间距依次读数，起始端管口标高采用水平仪按国家一等精密水准测量方法进行测量，再通过数据处理计算求出不同位置处地基的沉降量。剖面沉降管在褥垫层顶面开槽埋设，槽底中粗砂找平，表面回填5cm 中粗砂并与褥垫层相平，两端部应进行有效保护。6.每个工点观测断面及观测点的数量，埋设观测元件的种类、数量，根据设计要求和一定的原则由设计、施工、监理方在现场核查确定。并填写工点沉降观测断面、点布置表，见附录A13。4.4 观测频率1.沉降变形的水准测量精度为1mm，读数取位至；剖面沉降管

41、的测量精度为8mm/30m；单点沉降计观测精度为。2.路基沉降观测的频次不低于表4.1的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。表4.1 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10天3 个月以后1次月6 个月以后1次2周无砟轨道铺设后第1个月1次2周第2、3个月1次月312个月1次3月4.5 沉降观测结果的分析、评估4.5.1 一般规定路基上铺设无砟轨道前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形符合设计要求。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6 个月的观

42、测和调整期，观测数据不足以评估时，应继续观测；工后沉降评估不能满足设计要求时，应采取必要的加速或控制沉降措施。评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。4 计算和实测沉降的比较比较计算的总沉降量与实测总沉降主要目的是：1.审核设计阶段的沉降计算模型和参数是否符合实际。2.估计真实的路基压缩模量ES ，以便确定铺设无砟轨道结构（自重）产生的附加沉降。3.如果施工期观察到的沉降明显大于计算沉降量，超过设计值20T0 及以上时，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。由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。4.计算和

43、实测沉降值的比较具体操作时，应对路基工点每一观测断面的各观测面（特别是路堤底部地基面）沉降绘制施工过程（包括观察期）沉降随时间发展的曲线，见示意图4.5 。在此基础上估计各观测面的最终沉降，对每一路基工点应制作沉降计算和测定结果比较表。下图4.5是路堤施工完成后，为了估计真实的路基压缩模量ES ，以便确定铺设无砟轨道结构（自重）产生的附加沉降。所以对路基施加预压荷载，以便更准确的估算出铺设无砟轨道后路基的一个沉降量；0刻度以上曲线为路基预压土堆载厚度，0刻度一下曲线为路基在预压期间的一个沉降量，图4.5和图4.6的区别是图4.6为未施加预压荷载，图4.5为施加预压荷载后。图4.5沉降施工过程（

44、包括观察期）沉降随时间发展的曲线表4.2 沉降计算和观测结果比较表区段编号工点号沉降测定时间报告日期观测面编号里程计算沉降地基总沉降（mm）沉降分析和观测结果比较应按要求及时报送业主及咨询、设计单位，如果发现测定的沉降明显大于计算沉降，超过设计值20及以上时，应及时通知设计方、咨询方和业主，由咨询方组织进行分析讨论，确定原因，采取相应措施。沉降计算和观测结果比较表见上表4.2。4 推导各观测断面沉降变形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

45、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S1 (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）然后继续观测三个月，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

46、期的沉降测定结果特别重要，应重点考虑。通常采用的沉降拟合曲线有以下几种：指数函数：s(t)=s(1-e)双曲函数：S(t) =t/(b+t/s)其中：s：以路堤填筑完成后（沉降观测桩安装后）为时间起点（t=0）发生的最终沉降量（t =）。a、b： 沉降拟合曲线的参数。如有更合理的函数形式，也可采用。路堤完成施工（埋设观测桩后）根据要求频次，每两次测设数据相比较的一个差值所形成的一个沉降曲线图见下图4.6。图4.6 沉降观测拟合曲线对路基工点每一观测断面应推导相应的沉降拟合曲线及参数，作为预测工后沉降的基础。如果三个月内没有进一步的沉降发生，可在充分考虑所在工点和观测断面路基具体情况的基础上，征

47、得各方同意后可考虑不再进行沉降拟合曲线的推导工作。4 各观测断面工后沉降的预测路基沉降预测应采用曲线回归法，并满足以下要求：1.根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3 个月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，曲线回归的相关系数不应低于0 . 92 。2.沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3 个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。3.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：S (t) / S (t =)75 % 式中：S (t) ：预测时的沉降观测值；S ( t=) ：时间t时预测的最终沉降值（时间起点t=0为沉降观测桩安装后观测算起）。在观测沉降

48、三个月后（以完成路堤填筑埋设沉降观测桩为始点），即完成第一个拟合曲线推导后可进行第一次工后沉降预测5。为了进行工后沉降预测，除了对路基工点各观测断面以迭代方式确定相应的沉降拟合曲线S（t）外，还应根据具体施工组织计划确定以下时间点： 预计铺设无砟轨道时间点T0一 预定运营完成的时间点T3 (100年）工后沉降SR（不包括交通荷载引起的附加沉降）由两部分组成：SR=S(T3 一T0) + Sst其中：S ( T3一T0 ) ：为路基在铺轨后发生的沉降 。Sst：铺设无砟轨道结构自重发生的沉降，一般很小，影响深度很浅，而且完成较快。可根据传统方法计算确定。如果实测总沉降明显小于计算值，可相应提高路

49、基压缩模量计算值。路基各工点每个观测断面的工后沉降可由SR=S(T3 一T0) + Sst预估。其中S(T3 一T0)由沉降拟合曲线外推确定，Sst可以根据路基压缩模量估算。4 铺设无砟轨道技术条件的评定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：SR=S(T3一T0) + Sstl5mm对路基和刚性结构过渡段还应同时审核其预测工后沉降差异是否5mm , 折角1 / 1000 。此外，还应检查同一个观测断面前后两次工后沉降预测值的差异，如果其差值8mm，可认为预测的工后沉降具有足够的可信度。设计预计总沉

50、降量与通过实测资料预测的总沉降量的差值不宜大于10mm。如果一个路基工点所有的观测断面满足以上要求时，则该路基工点可以铺设无砟轨道15。5 隧道工程变形监测隧道工程的变形监测重点在于观测断面、观测点的布设问题，由于隧道的开挖方式比较复杂，工序繁多，所以在布设面与点时应考虑诸多问题，经过仔细的分析与研究定下最终方案。通过观测数据来绘制沉降拟合曲线，以此作为铺设无砟轨道的理论依据。5.1 一般要求隧道主体工程完工后，变形观测期一般不应少于3个月。观测数据不足或工后沉降评估不满足设计要求时，应适当延长观测周期，直到工后沉降评估满足铺设无砟轨道要求为止。根据观测结果，分析评价隧道的最终沉降量完成时间，

51、及时调整设计措施使隧道基础达到预定的控制要求。同时作为竣工验收时的控制沉降量的依据。5.2 隧道观测断面的布设一般情况下，级围岩每400m，级围岩每300m，围岩每200m布设一个观测断面，地面应力较大，断层破碎带和复杂地质区段适当加密布设。隧道洞口地段布设一个观测断面；隧道明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个断面。地应力较大的、断层破碎带、冻土等不良和复杂地质区段适当加密布设14。5.2.1 隧道观测点的布设一般情况下，路隧分界点路、隧两侧分别设置至少一组沉降变形观测点，长度大于20m的明洞，每20m设一组观测点。5.2.2 隧道基础沉降观测频次隧道观测频次不低于下表5.1的规定

52、，沉降稳定后可不在进行观测。表5.1 观测频次观测阶段 观测期限观测周期隧底工程完成后3个月1次/周无砟轨道铺设后01个月1次/周13个月 1次/2周5.3 隧道沉降分析评估 隧道沉降分析评估应采用曲线回归法。对原位施工的涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分多个阶段。根据隧道实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。首次回归分析时，观测期不应少于隧道主体工程完工后3个月，对于岩石地基等良好地质的涵洞不应少于30天。利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月，对于岩

53、石地基等良好地质的涵洞不应少于30天。隧道主体结构完工至无砟轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：S (t)/S(t=)75 %式中：S(t)：预测时的的沉降观测值；S(t=)：预测的最终沉降值2。5.4 暗挖段鞍山隧道位于辽宁省鞍山市宁远镇，是为满足军方要求而设的钻入地下的隧道，隧道全长2440米，为双线隧道。起讫里程为改DK284+100改DK286+540。鞍山隧道位于冲积平原区，地形平坦、开阔。地表略有起伏，大部分为玉米地。隧道在改DK284+994.8下穿部队铁路专用线,专用线与线路中线交角为62，为了部队专用线的安全运营，改DK284+970改DK285+020段共50m暗挖段

54、采用暗挖施工、复合式衬砌，结构形式为曲墙带仰拱。开挖方式采用双侧璧导坑法施工，为了控制隧道施工期间地面尤其是部队专用线的沉降，隧道内开挖正面采用50玻璃纤维注浆锚杆加固10。5.4.1 监控量测类型本段暗挖段监测分洞外和洞内监测，洞外设地表监控量测，主要设地表下沉和轨向偏差监测；洞内主要设拱顶下沉和水平收敛监测。5.4.2 监控量测测点设计布置及示意图地表监控量测设地表下沉63个，轨向偏差13个点。地表下沉量测从明暗衔接段基坑施工开始，直至衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。浅埋段纵向每5m设一个监控量测断面，每断面布置17个测点，在隧道两侧各20m范围内沿既有铁路线每5m设置一个轨向偏差量测断

55、面，及时观测发现因地表沉降引起的轨向偏差；地表监控量测面应与洞内监控量测断面相对应，这样有利于数据分析及时效性。洞内沿隧道纵向每5m设一个监控量测横断面，根据掌握了一定数据资料后可放大到10m一个断面，本段暗挖段在隧道中心及双侧壁顶部设拱顶下沉测点，每个断面共3个拱顶下沉测点（共设拱顶下沉27个测点）；在拱脚及最大跨附近设置水平收敛量测测线，其中最大跨处测线根据双侧壁分为三段（共设水平收敛测点72个）。同样洞内监控量测应与地表监控量测相对应，从而有利于分析监测数据9。在改DK284+990和改DK285+000处设置围岩压力量测、支护与二次衬砌应力量测断面，见图5.1 暗挖段地表监控量测测点布

56、置平面。暗挖段地表监控量测测点布置横断面见下图5.2，暗挖段洞内监控量测测点布置横断面见下图5.3。图5.1 暗挖段地表监控量测测点布置平面图5.2暗挖段地表监控量测测点布置横断面图5.3 暗挖段洞内监控量测测点布置横断面5.4.3 设备配置配置天宝电子精密水准仪1台套，标称精度/Km，直接读数为，最小读数；一台尼康2mm+1PPM的全站仪，一台水平收敛仪。水准标尺采用条形码式铟瓦合金标尺（2m两把），以满足国家一、二等水准测量规范（GB12897-91）有关规定要求，所有设备均检定合格在有效使用期内。5.4.4 测点埋设及施测方法首先要进行洞内、洞外观察：开挖工作面应在每次开挖后进行，及时描

57、述工作面地质情况，并与设计相比较；已施工段的应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡或者仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面的铁路专用线进行观察。1变形监控量测主要采用接触量测和非接触量测目前接触量测主要采用收剑计进行观测，非接触量测主要采用全站仪进行观测。地表沉降监控量测采用天宝精密电子水准仪和铟钢尺进行观测，观测用基准点均设置在地表沉降影响范围之外，且埋设稳固，地表沉降监测点埋设采用按挖孔埋设砼包钢筋；轨向偏差监测点也采用挖孔埋设砼包钢筋，钢筋顶面刻十字丝，刻槽深度约3mm，以保证测点的准确性和长时间

58、使用有效。轨向偏差采用全站仪固定设站法，观测用基点与施工控制网同步，且埋设稳固远离轨向偏差监测点。当地表沉降监控量测用水准仪有困难时，也可以用全站仪代替观测。隧道净空变化量测宜采用收敛计进行,测点埋设在规定的测线两端,测点需用焊接或者钻孔预埋，用收剑计进行隧道净空变化量测方法比较简单，即通过布设于洞室周边的两固定点，每次测出两点的净长L，求出两次量测的增量（或减量）L，即为此处净空变化值。量测读数时须读取三次，取其平均值，如有困难或者是与施工工序冲突多的情况可以采用全站仪进行观测,测点就可以选用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上，当用全站仪进行观测时，采用自由设站方法比较适合施工

59、现场。拱顶下沉监控量测采用全站仪进行现场观测，比用精密水准仪和铟钢挂尺方便、简单、经济、适用、安全。拱顶下沉量即通过全站仪在不同时间测得的三维坐x(t),y(t),z(t)，就可获得该测点在该时段的三维位移变化量（相对于某一初始状态下），在三维位移失量监控量测时，必须保证后视基准点位置固定不动，并不定期校核，以保证其测量的精度。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或者钻孔预埋测点，然后将反射膜片粘附于预埋件上（注意施工时要保护好测点标志不被破坏），如有破坏及时埋设原测点附近,则当天数据不用,待稳定监测后另作初始数据与原测数据加以整合,采用测点必须与隧道外监控量测基准点进行联测，同样以自由设站方式观测。洞

60、内接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力，初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测，压力量测可采用振弦式传感器。要求传感器与接触面紧密接触，与围岩及支护要相适应。2监控量测数据分析与信息反馈监控量测数据取得后,应及时进行校对和整理,同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。每次观测后立即对观测数据进行校核，如有异常及时进行补测。每次观测后及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。每次观测后应对观测数据进行分析，根据量测值绘制时态曲线，对支护及围岩状态、工法、工序进行评价并及时反馈评价结论。施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析：每天根据监控量