武广客运专线某隧道沉降变形监测技术

PAGEPAGE7xx隧道沉降变形监测技术1.工程概况xx承建的xx隧道（南端）全长5157米，由3个作业队施工，其中从DIIK1565+743～DIIK1570+200为4457米的拱形衬砌、DIIL1570+200～DIIK1570+720为520的矩形衬砌、DIIL1570+720～DIIK1570+900为180的U形衬砌，根据《xx铁路客运专线沉降变形观测实施细则》的通知及“xxxx客运专线沉降变形监测实施细则”的相关要求，我管段共需布设沉降监测断面30个。2.沉降变形监测的目的与要求2.1沉降变形监测的目的xx客运专线无砟轨道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。客运专线无砟轨道对xx隧道的工后沉降要求十分严格，只有在沉降观测数据通过评估以后，才能确定无砟轨道铺设的时间。2.2沉降变形监测的要求工后沉降一般不应超过15mm，路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与隧道的折角不应大于1/1000。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能满足设计要求时，应适当延长观测期。3.沉降观测方案的实施3.1监测网的建立为确定无砟轨道的铺设时机，以及为运营养护、维修提供依据，因此须建立线下构筑物水平位移监测网、垂直位移监测网。观测时按国家一等水准测量的技术要求施测，精度要求如下表垂直位移监测网网精度要求求等级相邻基准点高差差中误差（mm）每站高差中误差差（mm）往返较差、附和和或环线闭闭合差（mm）监测已测高差较较差（mm）使用仪器、观测测方法的要要求二等0.50.130.3√n0.5√nDSZ2/FSS1型仪器，按按国家一等等水准测量量的技术要要求施测水平位移监测网采用独立坐标系统按三等平面监测网建立，并一次布网完成。将一个CPⅠ或CPⅡ控制点引入客运专线无砟轨道铁路工程测量平面坐标系统，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。垂直位移监测网可根据需要独立建网，按二等水准测量进度施测，高程采用施工高程控制网系统。不能利用水准基点的监测网，在施工阶段至少与一个施工高程控制点联测，使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致；全线二等水准贯通后，将垂直位移监测网与二等水准基点联测，将垂直位移监测网高程基准归化到二等水准基点上。3.2水准基点、工作基点的布设变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。（1）基准点：每个独立的监测网设置不少于3个稳固可靠的基准点，xx隧道采用BSII316～BSII320共5个二等水准点建立沉降变形监测网。基准点应选用在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。使用时做稳定性检查与检验，并以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点，基准点的间距不大于1km。（2）工作点：工作基点应选在比较稳定的位置。为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距路基中心距离小于100m布设工作基点。工作基点引出采用附合式或闭合式，工作基点布设在不受施工干扰的稳定土层内，以便长期保存和使用的地点。采用Ф20mm长60cm顶端圆滑的钢筋打入土中，桩周上部30cm用混凝土浇注固定并编号。对观测条件较好或观测项目较少的工程，可不设工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置，具体见后面观测点设置。观测网中，工作基点应定期与水准基点进行校核。当对沉降观测成果发生怀疑时，应随时进行复测校核。（3）变形观测点①按照《沉降监测实施细则》的要求，Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个断面。由于xx隧道全部处于浅埋地段，且大部分里程为Ⅳ级、Ⅴ级围岩，只有少数为Ⅵ围岩，因此xx隧道（南端）沉降监测断面全部按照200m/1个间距布设。②隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。最好在隧道仰拱填充砼施工结束后，在隧道明暗洞沉降缝两侧填充砼上各设置一个监测断面，因此在DIIK1565+748、DIIK1568+895、DIIK1569+640、DIIK1569+650仰拱施工结束后布设四个断面。③二次衬砌完成后，监测点设置于易于监测的边墙（满足塔尺竖立空间）上，每侧设1个点，同一断面共计设置2个点，距离仰拱衬砌1.2m（见示意图）。④变形观测点埋设采用￠20钢筋、钢筋头为半球形，高出埋设表面3mm，表面做好防锈处理。⑤观测点编号规则变形观测点编号：隧名（英文简写）－里程－A（C）1（2）。A、C分别代表左、右；1、2代表小里程、大里程。如LYH-DIIK1568+360-C表示xx隧道断面里程DIIK1568+360右侧的沉降监测点。3.3观测频次隧道基础沉降观测的频次不低于下表规定，沉降稳定后可不再进行观测。隧道基础沉降观观测频次观测阶段观测频次观测期限观测周期隧底工程完成后后3个月1次/周无砟轨道铺设后后3个月0～1个月1次/周1～3个月1次/2周3.4.沉降变形观测精度评价沉降变形观测点点的精度要要求等级高程中误差（mmm）相邻点高差中误误差（mm）观测方法往返较差、附和和或环线闭闭合差（mm）二等±0.5±0.3按国家一等精密密水准测量量≤0.3√n沉降变形的水准测量精度为1mm，读数取位至0.01mm3.5数据分析在沉降观测过程中，沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象。这就分析原因，进行修正。①若第二次观测出现回升，而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低，若回升超过5mm时，第一次观测作废，若回升5mm内，第二次与第一次调整标高一致。②曲线在某点突然回升原因：水准点或观测点被碰动所致且水准点碰动后标高低于碰前标高或观测点碰后高于碰前。处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。③曲线自某点起渐渐回升原因：一般是水准点下沉所致。措施：确定水准点下沉值，与高级水准点符合测量，确定下沉值。4.沉降观测的基本要求4.1仪器设备、人员素质的要求①根据沉降观测精度要求高的特点，沉降观测应使用精密水准仪(DS05或DS1级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟瓦水准尺。②在作业过程中，每次作业开始后第一周内应每日检校i角一次，连续使用时当i角较稳定，可延续检校时间，但不应大于15d。③人员素质的要求，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。4.2观测要求①沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据。②观测时间应选在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日出前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的呈像跳动而难以照准时进行观测，晴天观测时，使用测伞为仪器遮蔽阳光。每次沉降观测作业结束后及时提交沉降观测成果表。③其他各阶段的复测，根据工程进展情况及工程性质必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：次/7天)或按构筑物的加荷情况每升高一个阶段为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。4.3观测中须坚持的原则沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则，所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测线路上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本固定；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的