高速铁路路基工程变形观测方案设计与实施论文本科

1、高速铁路路基工程变形观测方案设计与实施介绍自1925年世界第一条铁路诞生以来，世界各国重视铁路研究工作的专家学者一直在为提高列车速度而不懈努力。我国铁路“十五”规划编制中明确指出，要加强快速客运专线建设，逐步建成快速客运铁路系统，连接省会城市。城市和其他具有中心和中心的大城市。高速铁路对轨道的平整度提出了更高的要求，而路基是铁路线路工程的重要组成部分，是承载轨道结构重量和列车载荷的基础。也是线路工程中最薄弱、最不稳定的环节。路基几何形状的不平整自然会造成轨道的不平整。因此，轨道下的基础需要具有较高的稳定性和较小的永久变形，以保证列车的高速、安全和平稳运行。从德国、法国和日本对中国高铁设计的咨询

2、结果来看，德国和法国强调控制路基不均匀沉降，追求沉降的目标是零不均匀沉降。工后沉降指标比较严格，如何保证路基的沉降变形符合质量标准要求成为路基工程的重点课题。中国从很早开始就对高速铁路的基础关键技术进行了一系列研究。在大量国外高速铁路理论、试验和建设实践的基础上，先后制定了相关的设计暂行规定和设计导则。独特的高速铁路技术体系，打造世界一流的高速铁路。 2005年本设计依据铁道部建设司关于尽快编制无砟轨道铺设条件评价技术导则的通知 2006年4月10日 1 哈大客运专线概况1.1项目概述哈大铁路客运专线被列为“十一五”期间东北地区铁路建设的重点工程。重要部分，全长约900公里.中铁十九局哈大客运

3、专线管段位于省市交界处。是新建铁路至客运专线13.77807km车站土建工程第三个标准DK579+140DK602+407.3段23.2667km。长9.48923 km，占比40.78%。项目投资6.86亿元。路堤结构采用级配碎石、中粗砂、AB沉降变形观测里程始于DK579+140，止于DK602+407.3，包括巴克树大桥、三岔河大桥、应城大桥、龙王庙大桥、 DK597+224 、 DK597+713、DK598+250等10座涵洞和郭山屯巴克舒路基、巴克舒三岔河路基10段路基。1.2 工作区自然条件1.2.1地形该路段可分为三个外观单元，即DK579+333起点为低山缓山区，地势起伏，地

4、势普遍北高南低，有北部山脊陡峭13m，高差100%左右；赤裸裸的平原地区。该路段地势中高南北，东西方向较为平坦，纵向地势波动较大.14m。1.2.2工程地质与水文地质1）工程地质概况该段地层主要为第四纪全新世冲积层和残余粉质粘土层，厚度115 m，为硬硬塑性，局部为软塑性。中更新世黏性黄土厚1-20m，硬塑性，粉质黏土层状分布于黏性黄土层下部，厚度2-6m。底部为白垩系泥岩，风化层厚10-30m。部分剖面见第三纪扶风山期玄武岩、石灰岩。沿线存在季节性冻害问题。白垩系泥岩与泥岩夹砂岩，耐候性差，强度低，易崩解，是极软的岩石，具有膨胀性。沿线出露的第四纪中更新统黏土黄土和全新统残余粉质黏土均含有亲

5、水性黏土矿物，膨胀性为弱至中度。2) 水文地质概况沿线地下水主要为第四系松散堆积层孔隙水，补给来源主要为大气降水、河水、人工地表水垂直入渗。第四纪孔隙水广泛分布于河漫滩和阶地的砂砾石层中。漫滩及一级阶地地下水位较浅，一般为1-10m，二级阶地为5-20m；孔隙水沉积在黏性黄土和砂砾石透镜体中，埋深3-20m，局部可达30m3-20m以上。基岩裂隙水主要分布在裸露的微丘区。该区岩层构造裂隙和风化裂隙发育，为地下水的储存创造了条件。地下水主要由大气降水补给10m。变化范围为25m。沿线部分地表水和地下水对混凝土结构具有腐蚀性，主要是硫酸侵蚀和二氧化碳侵蚀，环境影响等级一般为H1。1.2.3气象特征

6、该路段属中温带亚湿润气候区，年平均气压995.9mb；年平均气温6.7、极端最高气温37.3、极端最低气温-34.6；年平均绝对湿度9.0mb，日最大绝对湿度34.5mb，日最小绝对湿度3mb；平均降水量632.7mm、年最大降水量778.3mm、年最小降水量448.1mm、年平均蒸发量1226.0mm、年最大蒸发量1392.0mm、平均风速2.8m/s（主导风向SW）、最大定时风速20m/s（主导风向SW）、年最大积雪深度22cm；最大冻结深度148cm1.2.4地震动参数根据中华人民共和国国家标准GB18306-2001中国地震参数区划图和铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）的

7、相关规定，结合工程地质和水文地质本断面条件和实际工程设置 某些情况下采用本断面地震动加速度峰值0.05g，相当于基本地震烈度6度，地震动反应谱特征周期为0.35 s。1.2.5地层岩性和地质构造1 ）地层岩性该段自上而下地层为第四纪全新统残余粉质粘土和下白垩统泥岩夹砂岩。工程地质特征描述如下：第四纪全新世：粉质黏土（Q4el），地表层状分布，浅灰色至灰黄色，以硬塑性为主，级普通土o =150KPa 。下白垩统：泥岩夹砂岩（K1Ms+Ss），主要为泥岩夹薄砂岩。泥岩呈紫红色，含少量砂砾，泥质构造，层理构造，可见结核，成岩作用较差，有土样风化产物。砂岩以灰紫红色为主，钙质胶结，成岩作用较差，砂质风

8、化产物，NE走向，WN倾角， o =200400KPa。泥岩膨胀性较弱。2 ）地质构造该段构造单元属于黑色褶皱系，位于第二隆起带（广岭隆起带）西缘和第二沉降带东部两个一级构造单元的联合复合体中（松辽平原）新华夏系。自本世纪初以来，沉降洼地一直占主导地位，但不同地区的沉降幅度存在明显差异。1.3 国外高铁发展现状自1925年世界第一条铁路诞生以来，世界各国重视铁路研究的专家学者一直在为提高列车速度而不懈努力。高速铁路的实际应用起源于日本。自1964年日本建成第一条高速铁路以来，铁路焕发出新的活力。 1990年代，世界掀起了高速铁路建设热潮。日本、法国、德国、意大利、西班牙等国相继开发了高速铁路。

9、 1964年10月1日，日本东海道新干线正式开通运营，全长、时速515在国民经济和社会发展“九五”规划和2010年愿景和目标纲要中，中国给出了中国高铁发展战略：坚持高起点、高标准，坚持可持续发展，坚持广泛吸收和引进国际先进成熟技术。将技术与自主研发创新相结合，取长补短，整合系统，走跨越式发展道路，形成具有中国特色的高速铁路技术体系，建设世界一流的高速铁路。铁路。 2005年1.4沉降变形观测目的客运专线无砟轨道对路基施工后沉降有严格要求和高标准。设计中计算了土路基的沉降变形和过渡段的形式，并采取了相应的设计措施。影响沉降计算的因素很多，沉降计算的准确性不足以控制无砟轨道施工后的沉降。施工期间，

10、必须按设计要求对系统的沉降变形进行动态观测。通过沉降观测数据系统综合分析评价，验证或调整设计措施，使路基满足规定的变形控制要求。分析计算最终沉降量和施工后沉降，合理确定无砟轨道铺设的起始时间，确保客运专线无砟轨道结构的铺设质量。沉降观测的内容和要求2.1沉降观测内容2.1.1路基1）路基：根据不同的路基高度和地基条件，路基沉降观测的主要内容包括：路基表面沉降观测；路基沉降观测；路基两侧路肩沉降观测；2）道路切割：根据不同路基高度和地基条件，路基沉降观测的主要内容包括：路基表面沉降观测；路基沉降观测；路基两侧路肩沉降观测。2.1.2过渡根据过渡段的设计形式，沉降观测主要包括：路桥过渡段的沉降观测

11、；堤涵过渡段沉降观测；路堑过渡段沉降观测。2.2沉降观测控制要求高速铁路路基作为无砟轨道结构的基础，对路基的沉降和变形非常敏感，要求将沉降控制在一个很小的围护结构内。工后沉降是指上部路基关键部位竣工验收后整个结构体系的沉降，是路基沉降的主要控制对象。我国拟建的高铁无砟轨道是在借鉴国外沉降控制经验的基础上，重点关注线路运行、结构允许变形、从扣件后可调整的总沉降。路基建成后，20m结构长度、路基和路基的不均匀沉降。桥涵不均匀沉降形成的交错平台、轨道结构单元之间形成的弯曲角等方面对路基的变形做了严格的规定，见表2-1 。表2-1 高速铁路无砟轨道路基施工后路基沉降控制标准标签。 2 - 1道碴控制标

12、准后高铁轨道沉降一般允许施工后结算均匀的基础长度20m允许施工后沉降H Tr差异沉降有角度的15mm30mm20mm/20m5mm1/1000无砟轨道施工后沉降控制值应综合考虑扣件可调量、线路运行舒适性、上部结构允许变形量和工程长期稳定性等因素确定，满足无砟轨道结构的要求。根据德国铁路技术规程，对于有高度调整量的扣件，在施工中允许高度调整30mm+6mm总和-4mm，则只能进行调整，然后20mm允许轨道结构在运营期间的变形被认为 。事实上，它可以用于5mm调整路基沉降的唯一方法是确保15mm路基沉降不大于15mm设计的轨道标高，这是局部调整的极限。对于20m周边路基的均匀沉降，可以达到德国法规

13、的规定20mm，对于较大周边的情况，规定为紧固件可调周边的2倍，即30mm。由于不同结构连接处的不均匀沉降有时是不可避免的，5mm因此轨道结构中通过特殊过渡措施可承受的不均匀沉降规定为施工后的不均匀沉降小于5mm为过渡沉降引起的弯曲角路桥、路涵等路段，日本新干线板式轨道线规定不大于1/1000，德国无砟轨道技术标准规定不大于1/500。国内首次将无砟轨道铺设在路基上。轨道铺设工程完成后，过渡段沉降引起的弯曲角应控制3 观测点布置3.1 路堤及岩屑观测断面及观测点布置原则3.1.1堤一般情况下，沿线方向的间隔不超过50m一个观测段。如果地基条件复杂，地势起伏不定，应适当密实，25m铺设一段。一个

14、沉降观测单元（连续路基沉降观测断面为一个单元）的观测断面不少于2个。超载预压时，每个路堤观测断面应设置一组组合沉降板，即在线路中心线上设置一组沉降板（每组包括在所需深度的不同位置）观察量），变形观察应设置在路基两侧的路肩上。路基两侧坡脚外埋设水平位移观测桩。对于地势侧坡较大或地层侧向厚度变化较大的路基场地，1m应设置不少于1个侧向观测断面，每断面设置3组观测点。路堤打桩预紧剖面图见附录 C，图 1。无桩载预压路段，两侧路肩设置变形观测桩1个，路基两侧坡脚外埋设水平位移观测桩1个。1m3.1.2切割一般情况下，沿线方向的每个观测断面都应适当加密，50m如果地基条件复杂、地形起伏不定（以设计文件为

15、准），应划出一个断面。25m一个沉降观测单元（连续路基沉降观测断面为一个单元）的观测断面不得少于2个。对于无超载预压的路段，每个路堑段应在路肩两侧各设置一个观察桩。无附加预紧的切割截面见附录 C 中的图 3。对于打桩预压段，每截断段线中心设置一组沉降板，两侧路肩各设置一个观察桩。3.2 路堤、桥梁、涵洞过渡观测断面和观测点布置原则3.2.1路桥过渡1）路肩两侧各设置1个观测桩，观测桩应裸露于地表或基床1m外，路基两侧坡脚外埋设1个水平位移观测桩，埋葬要牢固可靠。2）每个路桥过渡段设置3个观测段，分别设置在与桥台连接处和距桥台5 10m20处30m。3）每个路基观测断面应设置一组组合沉降板，即在

16、线路中心线上设置一组（每组包括观测体积所需深度的不同位置）。路堤与桥梁过渡段沉降观测断面见附录C图5。路堑与桥梁过渡段沉降观测段见附录C图6。3.2.2路涵过渡段1）每个路基观测断面设置一组组合沉降板，路肩两侧各设置一个观测桩。2）每条路涵过渡段路基设置6个观测断面，分别设置在涵洞与路基交界处、距涵洞510m处、距涵洞10处20m。路堤与涵洞过渡段沉降观测断面见附录C 图7。路堑与涵洞过渡处沉降观测剖面见附录C图8。3.2.3路堤和切割之间的过渡路堤和路堑观察段分别设置在距填挖边界5处。10m沉降变形观测网的建立4.1 沉降变形观测网基本要求沉降观测测量应按照客运专线无砟轨道铺设条件评定技术导

17、则和客运专线无砟轨道工程测量暂行规定的要求进行。垂直位移观测网按二级水准精度要求建立。建立沉降观测网，布置水平基准点和工作基准点。根据观测精度要求，采用独立坐标系建立水平位移观测网络；标高采用施工标高控制网系统，与施工标高控制网联合测量。全线二级水准测量完成后，将垂向位移观测网和二级水准点联合测量，统一为二级水准基准点（85黄海高程基准）。4.2沉降变形观测网的建立沉降观测网（高程控制网）由水准基准点和工作基准点组成。沉降观测网的建立以全线二级精密高程控制勘测布设的基岩点、深埋基准点和一般基准点为基础，进一步密实基准点或设定工作基准符合国家二级水准测量技术要求。从而满足工作点垂直位移监测的需要

18、。一般情况下，高程基准点之间的距离不应大于该距离200m，以便于沿线基础进行沉降观测。沉降观测水准网建成后，应做好水准基准点的保护。如果发现桩丢失或桩移动，应尽快恢复和补充桩。水平位移观测网络（平面控制网络）根据观测精度要求（平面控制点和高程控制点为同一点）建立独立的坐标系，利用GPS全球定位系统观察，按照国家三级平面控制精度要求和测量方法观察。调平基点和工作基点的布置与观察4.3.1标杆点布置标杆采用铁路提供的41个二级标杆。这些标杆点是铁路规划设计阶段测量的高水平点。平面坐标按照国家二级平面控制精度要求和测量方法进行观测。位精度高，保存完好。4.3.2工作基地布置工作基点应选择在相对稳定的

19、位置。位置合适的调平基点也可作为工作基点。工作基点距线路中心50m，100m沿线路方向的距离不应大于该距离200m。工作基点布置在不受施工干扰的稳定土层中，便于长期保存和使用。对于观测条件较好或观测项目较少的项目，不设工作基点，直接在水平基点上测量变形观测点。工作基点采用混凝土预制桩（预制时在顶部插入28mm长1.6m而60cm光滑的钢筋），桩围上部30cm采用混凝土浇筑固定编号2.0m。由于点位的选取对于保证观测工作的顺利进行、可靠地保证测量结果和后期工程应用的便利性具有重要意义，因此在点位工作开始前，应采集测区的地形地貌。并理解为与原文一致 测量标记点的分布和保存是为了确定一个合理的测量点

20、位置。选点应遵循的原则是：1）测量地点应选择远离大功率无线电发射机和高压电线，避免周围磁场对GPS信号的干扰；2）站台应选在接收器容易安装的地方，视野要宽，周围障碍物的高度角一般要大于那个；3）测量地点应选择在交通便利的地方，便于与其他测量方法联合测量和扩展；4）沿线方向两个找平基点的距离不得大于路基中心200m的距离，路基中心的距离应小于100m铺设工作基点5）点选好后，按规定绘制点。4.3.3沉降变形观测网观测水准基准点和工作基准点构成沉降变形观测网。以调平基点为已知点，工作基点为未知点，组成GPS平面控制网络，按照国家三级平面控制（GPS C级网络）和测量方法；工作基点作为已知点，是一个

21、未知点，构成高程控制网，按照国家二级水准测量的精度要求和测量方法对工作基点的高程值进行观测。在观察沉降变形过程中，应定期检查工作基点与找平基点。当沉降观测结果有疑问时，应随时重新测试和检查。哈大客运专线TJ-3环线平层基点41个级平层点和62个工作基点（加密点） 。4.4沉降观测网主要技术要求竖向位移监测网宜采用闭环、节点或水平路线的形式布置。水平位移观测网的控制点宜采用强制对中装置的观测墩；瞄准标记应为强制对中装置的靶板或红外测距反射镜。沉降观测精度要求见表4-1 3，沉降变形观测网主要技术要求见表4-2 4，主要技术指标见表4-3 4对水平位移监测网的要求。表格 4- 1沉降观测精度表 4

22、- 1沉降观测精度垂直位移测量变形观测点标高误差/mm0.5相邻变形观测点中高程误差/mm0.3表 4- 2沉降变形观测网主要技术要求表 4- 2沉降观测网要求年级相邻参考点高差误差/mm各站高差误差/mm往返差、贴合度差或闭环/mm监测实测高差差/mm仪器的使用、观察方法和要求二等0.50.130.30.5DS05型仪表，按临时一级水准测量技术要求表 4- 3水平位移监测网主要技术要求表 4- 3水平位移监测网要求相邻参考点之间的点位误差（mm）平均边长（米）角度测量误差 ()最弱边缘相对误差工作要求6.03501.81/70000按照国家三级平面管制要求进行观测3502.51/40000沉

23、降观测方案设计5.1 路基沉降观测5.1.1观察断面和观察点的设置原则1 ）路基沉降观测应重点关注路基地表沉降和地基沉降观测。沉降变形观测断面应根据不同地基条件、不同结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应符合设计要求，同时应根据施工掌握的地质地形等条件进行调整或增加。2 ）观测点应设置在同一断面上，有利于观测点的照顾，便于集中观测，统一观测频次，更重要的是便于对观测数据进行综合分析。3 )沿线方向路基面观测段之间的距离一般不大于该距离50m；地势平坦、地基条件均匀且良好的岩屑，5m高度较小的路堤可放宽100m；观测断面应在地形条件变化的断面上适当增密。4 )一般将路基填到路基床顶面，将打桩荷

24、载和预压路堤填到路基底面后，在路基面设置观察桩，观察沉降情况。路基表面，观测时间不少于6个月。根据观测结果，分析评估地基终沉完成时间，及时调整设计措施，使地基处理达到预定控制要求。5 ）测点和观测元件埋设位置应符合设计要求，标线准确，埋设稳定。观测期间，观测点应采取有效的防护措施，防止工程机械碰撞和人为因素的破坏。5.1.2观测剖面及点设置、组件布局观测断面的设置、观测断面的观测能力、构件的布置应根据地形、地质条件、地基抗压层厚度、路堤高度、处理地基方法、打桩荷载的预压等，结合沉降观测法和工期要求。 .每个工地的观测断面和观测点的数量，埋地观测元件的种类和数量，由现场的设计、施工和监理方根据设

25、计要求和设计原则确定。5.1.3沉降观测要素的选择与埋设1 ）观察元件的选择观测要素应满足工后沉降的评价需要和精度要求。路基面用观察桩观察，地基面用沉降板组合观察。2 ）观察元素的嵌入除沉降观测桩外，观测元件应在地基加固完成后、路基填筑施工前埋设。图5-1路基沉降观测桩参考图（单位：mm）图 5- 1 路基沉降观测桩基准面（单位：mm） 沉降观察桩规格的100mmC15混凝土预制桩，40cm预埋钢筋20mm的原长和直径不小1100mm于此100mm，底部做成钩形，外露混凝土表面5mm打磨成半球面防防锈处理。一般将路基填至路基面顶面，预压路堤加载填至路基底层顶面后，在设计位置挖坑埋设，砂浆被倒来

26、修复它。路基观测桩一般位于3.2m远离左右线中心的底层顶面。埋地规格如图 5-1所示。采用水准仪按国家二级水准法测量沉降监测桩标高变化；路堤段位移桩埋于路堤趾外。 1m，用全站仪测量位移桩的水平位移变化。 沉降板沉降板由底部钢板（ 50cm 50cm，厚度1cm）、金属量尺（厚壁镀锌铁管）和保护套（40mm直径不小于 75mm、壁厚不小于的硬质PVC管）组成。沉降板的埋设位置应根据设计测量确定。沉降板应埋在床垫顶部并嵌入其中10cm，回填中粗砂，然后覆盖保护套管。保护套略低于沉降盘的量尺。盖住管口，填入相应的填料，稳定其周围的保护套管，完成沉降板的埋设。采用水准仪按国家二级水准法测量埋地沉降板

27、测杆的顶部标高作为初读数。随着路基填筑施工，沉降板量杆与护套管逐渐连接，1m每次加长高度为宜。 ，并测量杆顶高程在伸长前后的变化，以确定连接高度。金属量杆与接头连接，保护套与PVC管外接头连接。5.1.4监测方法和要求1 ）观测频率要求所有元件埋好后，必须测试初读。在正式填筑路堤之前，必须重新测试所有组件作为官方初始读数。路基施工各阶段沉降观测频次见表5-1 。表5-1路基沉降观测频次标签。 5-1沉降观测到道路频次观察阶段观察频率填充或堆积一般来说1次/天沉降突变2-3次/天两次填充之间的间隔更长1次/3天堆预加载或路基施工完成第一个月1次/周第 2 个月和第 3 个月1次/10天3个月后1

28、次/2周6个月后1次/月冬季：冻结期和冻融期观察频率比正常时期增加一倍无砟轨道铺设后第一个月1次/2周第 2 个月和第 3 个月1次/月3 到 12 个月1次/三月 试验过程中发现异常情况，必须及时查明原因，尽快妥善处理。2 ）观测方法和测量精度要求所有高程水平测量应满足二级变形等级测量技术要求，测量精度： 1mm，读数取为0.1mm。3 ）元件保护要求根据沉降变形观察监测组的工作安排，各组成员按分工对管区内构件进行埋设、观察和保护工作。在埋设构件前，根据现场情况记录构件本身的编号。 监测过程中所有监测部件被埋设或损坏时，应及时埋设或经设计和监理确认采取其他替代措施。 沉降板埋好后，制作相应的

29、旗帜或护框，插在上面。沉降板附近的周围土方全部采用人工找平，并用小型机械碾压。一米不得使用大型机械推土和碾压，应指定专人指导，确保沉降板不被损坏。 各施工队应制定并实施审慎的防护措施，确保构件不因人为、自然等因素损坏。5.2过渡段沉降观测1 ）过渡段沉降观测应以路基地表沉降和不均匀沉降观测为主。沉降观察期与路基相同，不少于6个月。2 ）在道路桥梁结构起点和路涵过渡段，30m距50m结构起点520处设置观察段。10m断面沉降 沉降管沿线路对角线连续布置，沉降观测桩设在沉降管口处。3 ）路堤与道路堑堑的过渡段，边界处设置路基面观测段，每个观测段设置3个观测桩。4 ）沉降观测水平的测量精度不得低于1

30、mm读数的测量精度0.1mm。5 ）沉降观测频次按路基沉降观测频次进行。当环境条件发生变化或数据异常时，应不时观察。5.3操作方法及技术要求5.3.1使用仪器根据水准仪和单位实际情况，本次水准测量现场观测采用瑞士生产的Leica DNA03电子水准仪和一对殷钢条码水准尺进行测量。仪器的标称精度是每公里观测高度差的误差0.3mm。仪器必须经仪器检定部门合格后方可使用。操作前必须检查和校准液位和液位。操作前、操作后和操作中，必须定期检查水准仪准直轴与水准管轴线的平行度（即i角检查） 。5.3.2人事组织为提高质量，要求每个观察组每组至少有4人，其中组长1人，副组长1人，负责主要测量和工作处理，其余

31、负责站立标尺和运行点和线。另设技术负责人1名，主要负责总体技术方案的确定、野外观测路线的选择、观测结果的质量检验，以及日常观测工作量和能力的安排、安全以及各运营组的其他工作。5.3.3技能要求沉降观测采用二级水准测量，观测精度不低于1mm读数0.1mm，主要技术指标见表5-2 4 。表 5- 2二级水准测量主要技术指标Tab.5- 2二级调平要求年级乐器视线长度/m视线高度（线下读数）/m前后视距差/m前后视距累计差/m基面和辅助面读数差/m基辅高差差/米往返差、贴合度差或闭环/m二等,500.31.03.00.50.71或 4注：L为水准路线长度，单位为km； n 是站数。5.3.4操作方法

32、1 )一般要求 使用的仪器设备应定期检查并详细记录；每次测量应使用同一仪器，固定观测人员，采用相同的观测路线和观测方法，在基本相同的环境和观测条件下进行工作。各类原始测量记录应真实、可靠、可追溯；计算结果和图表应清晰、签字并妥善保存。2）观察方法二级水准测量采用单线往返观测，站数为偶数。水准测量观测程序如下：观察观察顺序为：前准星基本标线-后准星基本标线-后准星辅助标线-前准星辅助标线返回测试时，观察顺序与前次测试相反，为“后、前、后” 6 。 注意事项一个。平整路线尽量沿平缓坡度的交通道路铺设；湾。选择刻度划分时间观察，成像清晰、稳定、温度变化小；C。观测前20分钟将仪器置于露天阴凉处，晴天

33、使用雨伞观测，上站时盖好仪器罩；d。视距和视高不能超过限制，各站前后视距基本相等；e.三脚架的放置应使两脚平行于水平路线的方向，第三脚轮应交替放置在路线的左右两侧，观察者应绕第三脚走半米远;F。一个测段的水准路线（两个水准点之间）的测站数量必须是偶数。往返测量的前后刻度必须互换。G。各测量段应沿同一路线，使用相同型号的仪器和标尺进行往返测量，最好是往返测量的站点和标尺的位置相同；H。相邻站的观测程序相反。3)观测结果整理方法及要求观测结果按照以下步骤、方法和要求进行排序：根据实际观察到的水准路线绘制附或闭环草图，作为计算高差和闭合差的工作底图。每日野外观察结束当天，各组必须立即将本组电子观察记

34、录手册传送至电脑，并使用校正软件计算观察结果。检查确认无误后，打印出观察记录和观察结果，签名归档，并在计算机中做好电子数据备份。 平差计算前，对水准网使用的高差加上水准杆长度误差修正、正常水准非平行修正等修正。具体修正方法请参见国家一、二级水准测量规程（GB12897-91）水准测量场高程修正计算章节。平差计算：平差网的求解和平差计算采用同济大学开发的“平差网平差软件”，分别进行整体评价。6 观测数据的排列6.1 数据整理要求1）所有测试数据应真实、可靠、可追溯；记录必须清晰，不得篡改；测试和记录人员必须签字。2 ）自动采集的观测数据要同时备份到电脑上。沉降观测数据和时间输入沉降观测管理信息系

35、统，确保在观测过程中对所有相关单位进行持续监控。观察发现结算异常的，应及时通知相关方处理7 。3 ）根据数据提交的要求对测试数据进行组织、分析和总结，绘制相关分析曲线，完成相关报告。在路基面观测的第3个月和第6个月末，无砟轨道铺设前，应对各路段（点）的路基面、基础面沉降观测资料和沉降观测结果进行分析并提交评价书面和电子文件的单位。对于路基工程，在铺设无砟轨道前，应对沉降观测数据和沉降观测结果进行分析，并以书面和电子文件形式提交评价单位。4 ）路基填筑过程中，应及时整理沉降集中监测点的沉降量。当路堤中心基础沉降观测点沉降量大于10mm/天时，应及时上报，停止填筑施工。待沉降稳定后，恢复填土，必要

36、时采取卸货措施8 。5 ）观测数据和观测报告作为无砟轨道铺设前判断路基施工后沉降是否满足要求的依据，作为工程竣工验收的依据。6.2 提交材料1 ）沉降观测数据表沉降观测数据表包括：施工点沉降观测断面和点位布置表；沉降盘观测数据汇总表；路基地表沉降观测数据汇总表；断面沉降管试验数据汇总表；路堤施工过程及填高h时间t-沉降s曲线格式；路基沉降时间t-沉降s曲线格式11 。2 ）观测点平面、纵断面布置、控制点布置。3 )标记石料、标记规范和埋藏图、仪器测试和校准数据。4 ）观察记录簿（book）。5 ）调整计算、结果质量评估数据和测量结果表。6 ）沉降变形过程和变形图。7 ）沉降变形评价分析结果。7

37、沉降观测结果分析评价7.1 路基路基沉降需要经过一个漫长的过程。在负荷应用的初始阶段，沉降率由小变大。随着时间的增加，沉降速度由大变小，沉降过程趋于平稳。不同填高的路基沉降曲线斜率不同。沉降率越高，沉降稳定所需的时间就越长。但当路堤达到设计高度时，其沉降可以用一定的曲线方程来描述。在荷载保持稳定的情况下，路基沉降可由以下两条曲线拟合：双曲线：指数曲线：1 ）绘制沉降曲线路基施工至设计预压标高后，应进行不少于6个月的连续监测，并将监测数据分段绘制成“时间-填土高度-沉降”曲线，如图所示在图 7-1 中。然后根据实际结算计算方法计算总结算金额、施工后结算价值和后期结算率。根据分析结果，结合工期要求

38、，验证设计调整措施，使沉降满足施工控制要求。图 7-1 时间-填充高度-沉降曲线图 7- 2时间曲线-填充高结算2 ）结算计算方法利用实测数据计算最终沉降，常用的方法有双曲线法、三点法（对数曲线法）、沉降率法、星野法（指数曲线法）和修正双曲线法。根据已有研究成果，将计算方法与实际沉降进行比较，积累经验较多的计算方法主要有双曲线法和沉降率法。3 )结算计算计算不同时期的总沉降和沉降，宜采用双曲线法和指数曲线法。一个。指数曲线法最终结算的计算公式为：随时计算结算金额的公式为：在哪里：湾。双曲线法最终结算的计算公式为：随时计算结算金额的公式为：,沉降率法根据实际监测数据计算确定地基沉降率，公式为：v

39、 =通过沉降率的计算，可以计算出施工后沉降所需的预压时间t对应的沉降率，作为控制路基沉降稳定性的依据。4 ）沉降分析评估的内容和要求沉降是根据监测数据估算的，必须评估计算的准确性。目前对系统的分析评价主要包括以下三个部分： 监测数据的检查和趋势判断检查监测数据与拟合沉降双曲线之间趋势的一致性。当两者之间的相关性 r 满足相关系数 r 0.92 时，被认为是“优秀的”。预测稳定性测试根据监测数据和拟合的沉降曲线，估算一定时间（通常为6个月）后的沉降。拟合曲线一般以三个月为周期反复推导，不断逼近路基的真实变形。具体地，在填筑路堤并安装沉降观测桩后，按规定周期测量三个月后，根据三个月测量的沉降观测结

40、果推导出第一拟合曲线S 1 (t)。根据这条沉降拟合曲线，可以外推（预测） 6个月（t=6个月）后的沉降S 1 ，然后继续观察3个月，检验第一次预测结果是否合理。第二条沉降拟合曲线 S 2 (t)更接近时间，然后从总共六个月的观察结果中得出，以这种方式近似真实的路基变形发展。当间隔不少于 3 个月的两次预测的最终沉降之差不应大于此值8mm时，则认为预测的稳定性“极好” 。 预测精度要求当预测时间满足条件时，预测准确。式中： S(t)：预测时观测到的沉降值；S(t=)：在时间 t 的预测最终沉降值7.2 过渡_1) 一般规定过渡段施工后沉降分析评价应综合考虑各观测段与沿线方向各构筑物的关系进行。

41、对于不同地基条件或不同地基处理方法的线路不同下伏结构之间形成的各种过渡段，应分析和评价差异沉降。2）过渡段沉降预测评估方法过渡段沉降预测评价方法与路基预测评价方法相同。3 ）过渡段铺设无砟轨道技术条件评价过渡段不同结构之间的预测差异沉降5mm不应大于1/1000，预测沉降引起的沿线方向的弯曲角不应大于1/1000。7.3评价材料的提交1）单位评价申请表：包括评价单位的里程、总长度、评价单位的分段、项目概况、过渡段分布等；未来沉降变形观察期按设计要求达到6个月，沉降变形趋于稳定；进行简单的沉降数据采集，采集本评价单元断面涵洞分布；路段基础、路基和路肩的最大和最小沉降。2）单位评价申请表：监理单位

42、、评价单位、设计单位、施工单位对本评价单位的意见和结论。3) 单元自评报告：包括评价单元的项目概况、过渡段分布、评价单元各段堆填或填筑的起止日期、各段及过渡段的基本形式、 ETC。;评估依据和评估所引用的数据；评估单元的每个部分堆叠或填充之前和之后的观察期数以及最大和最小沉降；每个过渡断面的最大和最小差异沉降。4) 累计沉降汇总表：每个观测期从观测开始日到预定评估日的累计沉降、路段里程、路基形式和接管日期。5）设计观摩段：设计观摩段由铁道部预先指定，不得随意更改（除非各承包商向铁道部申请修改）设计资料。它反映了各观测断面的里程、断面间的距离、路基的形式、观测点的布置和各观测断面的过渡断面形式。

43、6）沉降曲线相关系数汇总表：按双曲线法计算各观测段和过渡段所有观测点的沉降曲线相关系数。7）堆放（填方、架梁）完成后累积沉降统计表：各观测段及过渡段各观测点在堆填或填方完成前的累计沉降、统计期内累计沉降、堆放或自填充完成至统计期、累计结算、堆垛或填充完成后的日期、累计结算日期。8) 观测日期、阶段数和天数统计表：各观测断面和过渡断面所有观测点的起始日期、堆填或填充完成日期、阶段数和天数、计算日期、以及完成堆放或填充的后期阶段的天数和观察期的总数。9) 相邻点差异沉降汇总表：各观测断面基底沉降及过渡段平均沉降和相邻点差异沉降。8 实测数据分析路基地基沉降分析评价采用曲线回归法。根据观测数据，采用

44、多阶段回归分析和预测，综合判断沉降变形趋势，曲线回归相关系数不低于0.92。哈大客运专线段贝克树（TJ3017）以半填半挖的方式穿越。砂岩层。泥岩呈紫红色，以黏土矿物为主，含少量砂砾，泥质构造，层理构造，可见结核，成岩作用较差，风化产物为土质，砂岩以灰色、紫红色为主，泥质胶结，成岩作用较差，风化产物为砂质，泥岩膨胀较弱。本设计以该路基的DK597+214和DK598+242断面为例进行分析。例1 DK597+214段开始于2009年6月10日（之前也有观察，观察桩因各种原因损坏，重新观察）。堆叠开始于2009年11月25日，结束于2009年11月30日。根据累计结算汇总表，a=26.0602；

45、 b=0.3054；相关系数r=0.9792图8-1 DK597 +214段地下室曲线图8 - 1 DK597+214s 截面曲线底座例2 DK598+242段开始于2009年6月10日（之前也有观测，观测桩因各种原因损坏，重新观测）。根据累计结算汇总表，a=28.5931； b=0.3636；相关系数r=0.9988。计算最终结算= 3.0mm图8-2 DK598 +242剖面地下室曲线图8 - 2 DK598+242 截面曲线底座根据两种不同形式路基的实际观测数据，进行回归分析和预测，确定沉降变形趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92。应验证沉降预测的可靠性，间隔不少于 3 个月的两次预

46、测的最终沉降之差不应大于此8mm。路基填筑完成或堆填预压完成后，最终沉降预测时间应满足以下要求：其中： s(t)： 预测期间观测到的沉降值；s(t=)：预测的最终结算值。9 技术经济分析随着我国社会发展和改革开放的不断深入，我国工业企业的经济舞台也在不断扩大。现代工业工程的内涵还包括原有的单一工程建设，现已扩展发展为多元化、多层次、多空间的工程工程。其中，科技内涵已成为工业工程的主要内容，是引领现代工业企业可持续发展、顺应变革潮流的生命线，事关企业核心竞争力的强弱。现代工业企业与现代工业工程的成败。发展现代企业，需要不断进行技术创新，提高企业的核心竞争力。而所有的技术创新都离不开技术经济分析和

47、综合评价。其中，工程技术的先进性和可行性研究是整个技术经济分析的前提，而对其经济效益和国民经济的分析是我们技术分析的最终目的。根据当地市场调研和销售预测，确定项目的目的和要求。组织发展有关单位和人员，提出技术方案；收集、准备相关资料，确定技术方案指标体系的评价标准；分析方案的先进性和可行性；计算该计划的财务和国家经济利益。结合工程技术、经济、环境、政治和社会等多方面因素，对技术方案进行综合评价。笔者根据当地自然条件和无砟轨道沉降观测要求，设计了勘测方案。从观测能力到观测点的布局，再到网络的建立和结果评价，都严格按照国家相关标准执行，准确性和可靠性也很高。完全满足无砟轨道铺设标准。因此，从技术上

48、讲，该设计是可以付诸实践的。设计以优化为原则，合理设计施工方案。埋点、设备要求和人员配备，既能保证工程质量，又能节省成本，从而获得最大效益。10 结论与展望10.1 结论安全是铁路永恒的主题。由于地质条件复杂，我国客运专线建设面临诸多问题，尤其是如何有效预测工后沉降长期困扰工程界。因此，对线下工程的工后沉降进行科学有效的分析和预测是无砟轨道铺设的关键环节。本设计阐述了哈大客运专线沉降观测，介绍了当地的自然条件，详细制定了观测目的、观测量和观测方法，设计了控制点、观测基点和布置图，将提供未来的工程建设。参考依据。由于本人实际工作经验少，思考不够细致，本次设计还存在一些缺陷，需要在施工中不断提出、

49、解决和改进，才能达到预期的效果。在完成了本文的工作之后，还有很多问题值得进一步研究和讨论：1 ）准确计算路基沉降是有效沉降的重要前提 这项工作非常有意义，也是未来我国大型新建高速铁路需要深入研究的重要课题；2 ）在哈大高铁路基沉降拟合预测的基础上，路基填筑完成后路基表面观测桩的观测数据，继续开展预测评价路基的施工后沉降。无砟轨道的铺设条件决定了合理的轨道铺设时间。10.2进一步研究的前景沉降预测结果应通过现场监测数据进行验证。路基的最终沉降往往需要长时间现场观察。铁路客运专线下路基沉降评估仅需在填筑完成后观察不少于6个月。因此，本文中的沉降预测模型哪种方法最合理，仍需对实测数据进行最终检验。有

50、鉴于此，铁路客运专线的沉降预测还存在许多问题需要进一步研究。1）对于铁路客运专线基础终沉沉降的预测，哪种方法最合理，只有通过长期的现场观察和预测数据与实测数据的比较才能得出正确的结论。结论。2）本文的研究大多针对一些常用的预测模型，因此适合铁路客运专线沉降特性的新方法有待进一步研究和发现。3）沉降预测模型的软件和网络。为适应我国铁路客运专线建设的需要，非常有必要实现沉降预测软件，建立基于网络平台的沉降评估系统；这样可以保证沉降观测数据的及时传输，沉降评估人员可以方便地获取数据、分析和处理数据，有利于沉降评估工作的顺利进行。我国沉降观测技术基本成熟，但仍存在不足，需要我国测量师在技术上不断改革创

51、新，积极借鉴国外先进理论和技术，总结经验教训，提高自主，做出我国的测量技术再上新台阶。至本论文是在导师王建民的悉心指导下完成的。王书记在论文选题、数据采集、监测数据处理、理论分析等方面给予了我耐心的启发和指导。他严谨的治学态度、朴实谦逊的学者风范、深厚的学识、丰富的实践经验和孜孜不倦的师德，是我今后工作和学习的榜样。王干书记给了我在哈大高铁段实习的机会，让我学到了很多学术和实践的东西。同时，也感谢研究生孟凡帅对我的论文和学习的帮助。参考1 关于加强客运专线无砟轨道铺设条件评价的通知R 工管机20077号2 客运专线无砟轨道工程勘察暂行规定S 。铁鉴2006 189号 3 国家一级、二级水准仪S

52、 (GB12897-91) 4 中华人民共和国行业标准新铁路工程测量规程S (TB10101-99)5 新铁路至客运专线沉降变形观测系统实施细则R . 2007 年 12 月6 王家贵，王培贤，裴亮，（等）。测绘基础M教育科学，2003。7 客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准S .铁鉴200785号8 铁路路基工程施工质量验收标准S .铁建设2007159号 9 客运专线无砟轨道铺设条件评价技术导则R 铁鉴2006158号10 新铁路客运专线施工图R .铁建设2008121号11 铁建协调组第二十八次会议纪要R .铁建设2008160号12 Antonio Eff-darwich,

53、O livier Grassin。 1997-2006 年期间加那利群岛特内里费岛地面变形的上限 C。普伦蒂斯霍尔国际公司，2008 年 13 王晓芳，广庆，晓敏软土地基高速铁路路基沉降计算问题J.西部探矿项目。 2002年 14铁道部，新建时速300-350公里/小时客运专线铁路设计暂行规定铁建2007 47号附录A翻译通过使用 GPS/水准测量数据比较局部水文模型的全球位势模型实验PAVEL NOVK1,2,JAN KOSTELECKY1,3和JAROSLAV KLOKONK41 测量，地形测量和制图研究所，250 66 Zdiby 98，捷克共和国 (pnovakpecny.asu.ca

54、s.cz)2 西波希米亚大学数学系, Univerzitn 8, 306 14 Plzen, Czech Republic (panovakkma.zcu.cz)3 捷克技术大学高级测量系，Thkurova 7166 29 布拉格，捷克共和国 (kostfsv.cvut.cz)4 捷克国家科学院天文研究所，251 65 Ondejov，捷克共和国 (jklokocnasu.cas.cz)概括CHAMP卫星）和充分利用卫星飞行有效载荷的重力恢复和气候实验（ GRACE）提供了准确的数据，这些数据可以倾注到地表谐波系数的潜力中，以形成全球地势模型（ GGM ）。均方误差系数，在某些情况下甚至是整个

55、协方差矩阵，都包含在GGM 中。估计程序在很大程度上是多余的，累积了观测误差，并且它们通常不代表实际的精度谐波系数，从而形成了来自各个GGM 的引力场参数 由于在大多数情况下验证GGM的标准方法达到了它们的极限，新程序和独立数据现在正在兴起。本文通过将GGM的独立数据与一系列GPS水准站进行比较来验证该程序。由于合成的GGM高度 异常光谱内容的差异和由此产生的低频高度层与基于GPS的椭圆和分级正常高地的 GGM相结合，是对高频重力和高度增强的原位计算零件。该方法采用欧洲垂直参考网络选择方法。固定和捷克三角站。在类似实验的基础上交叉测量的完全独立的数据，结果似乎表明当前GGM中估计数据的频率较低

56、，即在这些单一卫星任务上。关键词：全球重力模型，准水平面，精度验证， GPS水准测量，交叉测高一、简介传统的测量试图描述地球的几何形状、外部引力场、空间的旋转和方向（包括其时间变化）。在地球重力场数据的基础上，测绘全球重力专用卫星的重要任务属于当代测绘。根据卫星数据的检索，可以估计和描述外部重力场参数。全局参数中的球谐系数仍然广泛用于描述标量地球的引力场。反演卫星数据是一个繁琐的数值过程，涉及大量观测材料和未知参数。因此，必须使用一些先进的数控技术，从可观测的谐波系数中提取数值数据。目前，世界上一些测绘工作者在这一领域取得了稳步进展。在过去的全球引力场映射中被低估：通过一些独立数据验证和评估估

57、计的系数。仅基于相机和多普勒观测的引力模型开始于卫星到卫星跟踪和卫星测高数据、卫星到卫星跟踪和卫星测高数据在最近GGM 的改进和广泛精度评估中发挥了关键作用。当前的卫星数据”问题“正是其相对较高的准确性使大多数传统的验证技术和提供的独立数据不适合或不够准确以用于测试目的。另一个问题是任何以前独立的数据总是成为新的潜在模型的一部分，使它们“作为测试无用”。通常没有足够准确、质量和地理范围的独立参考信息；因此，已经开发了完全或部分基于数据的替代方法，例如交叉测量，用于地面和卫星轨道的绝对重力观测，例如 Lyle Chi ( 1991 ) 和 Wagner 等人。 （ 2000 年）。从谐波共振分析

58、中提取的基于实验的比较电位系数的选择以及计算机范围内的电位模式的选择也发挥了重要作用，例如，Harwood 等人。 （ 1994 年），金，海伦等人。 （ 1989 年）， Kosteleck 和 Kloko nk （ 1983 年）。在本文中，我们试图在一个比较大地水准面模型的基础上验证八颗仅具有GGM的选定卫星，该模型结合了特定GGM和当地地面重力，包括GPS/水准站估计的高程异常。这种方法与高分辨率和高精度的地面重力和高程数据相结合，以评估用于GGM测试的局部水文模型，然后评估用于测试的GPS/水准测量。该站包含在欧洲垂直参考网络 ( EUVN ) 和捷克三角测量网络 ( CZTN )

59、中，该网络具有使用GPS/水准仪估计的高程异常，并用作独立的基准GGM 。结合 GPS（椭圆）和水平（正常）高度，可以很容易地获得高度异常的离散值。然而，这种方法存在一些问题：1-系统观测误差可能会带来高水平误差， 2-严格使用表面区域来控制具有高度异常点值的GPS/水准站，这些点值是从测试GGM中合成的。也就是说，后者是问题的解决方案。基于高度异常的GGM 的空间分辨率增加了局部地面重力和高程。探测（基于GGM和当地地面重力和高程数据组合的高度异常）和参考（来自 GPS /水平高度的高度异常）它们的频率内容值相似。估计的差异用于测试GGM 的验证。在解释所取得的结果时必须谨慎行事：在测试中结

60、合了几个数据库，它们的原始错误。虽然没有必要获得关于数据噪声的可靠信息，但必须对测试模型（随机模型）进行误差分析。本文结论中这个问题的症结在于：包括车检数据的重力势系数、当地地面重力和高程数据、GPS水平高程。虽然已经发展了相应的方法论和误差传播理论，但实际数据中一些未知的随机属性却被应用软件故意破坏。2节 简要 介绍基于GGM结合 当地 重力 和 地面 高程 数据.在本节中，讨论高程异常的频谱分析及其参考值和剩余分量，以及修正的斯托克斯积分和计算的截断误差。第 3 节回顾了实验设计和随机建模。第4节讨论了测试和参考数据，包括一些测试GGM的选定属性、当地地面重力和高程数据以及 GPS 水平高