高速铁路线下结构沉降变形观测评估实施方案

1高速铁路线下结构沉降变形观测分析评估实施方案一、沉降变形观测评估的依据、标准1、《客运专线无碴轨道铁路设计指南》铁建设函（2005）754号；2、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》铁建设（2006）158号；3、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》铁建设函（2006）189号；4、《客运专线沉降变形观测系统实施细则》（武广工[2007]119号；二、沉降变形观测分析评估的组织1、根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》铁建设（2006）158号要求，公司委托高速铁路线下结构咨询项目经理部进行分析评估工作。2、客运专线咨询项目部应根据观测分析评估工作的需要配置相应的专业人员，并组成沉降分析评估小组（包括外方咨询人员）。3、沉降评估人数，应根据客运专线路基、桥梁、隧道各专业分析评估工作量而定，暂按路基专业评估人员、桥梁专业评估人员、隧道专业评估人员、综合评估人员、软件系统维护人员各8人、32人、2人、2人、1人考虑。人员的到位应根据各专业分析评估时间段而定。4、咨询单位（分析评估单位）配置的专业人员应有较高的素质条件。主要评估师应从事铁路地质路基或岩土工程8年以上，掌握沉降分析、评估技术，具有高级工程师（副研究员、副教授）或以上职称；评估工程师应从事土建工程或岩土工程6年以上，掌握沉降分析、评估技术，具有工程师或以上职称，其中高级职称人员不少于30﹪；配有计算机维护及编程人员，熟悉计算机软硬件及维护，具有开发管理大型数据库和分析软件的经验和能力，具备中级职称。评估工程师中应有1～2名岩土注册工程师。三、评估工作的组织机构沉降变形观测工作的组织机构公司成立铺设无碴轨道沉降评估领导小组。由公司总工程师任公司沉降观测与评估领导小组施工单位沉降观测与分析工作小组监理单位沉降观测工作小组咨询单位（评估单位）观测与评估小组设计单位沉降观测工作小组3组长，成员由公司相关部门、公司项目部、设计、施工、监理、评估单位（咨询单位）、弗莱德尔公司上述单位的总工、总监或技术负责人组成。每个施工单位沉降变形观测与分析工作小组组长由局级项目部总工程师担任，副组长由各处级项目部总工担任；专业性分析组员一般路基不少于2人，桥涵、隧道各不少于一人，大标段可适当增加。观测与分析工作统一由局级项目部负责管理。每个监理单位沉降变形观测工作小组组长由监理联合体站长担任，副组长由外方总监和各处监理分站站长担任，观测工作分监督、检查和平行观测两部分。设计单位沉降变形观测工作小组组长由武广项目部总体担任，路桥隧专业设计负责人任副组长。咨询评估小组组长由咨询方有关领导担任，副组长由中外方专家担任。三、各方职责1、设计单位（1）提供线路设计纵断面图、工程地质横断面及沉降变形观测断面图的电子版及相关文字资料，提供每个观测断面（点）地基的物理、力学统计指标值。（2）提出工后沉降估算的方法及要求，并提交路基、桥涵、隧道最终沉降量计算值。（3）根据变形观测结果，对设计进行实时修正，并将修改设计4的结果提交建设单位和咨询单位。（4）根据各施工单位沉降变形观测数据及初步分析结果进行分析，提出总体分析意见（包括相应的工程措施建议）。2、施工单位施工单位是沉降变形观测及评估的主体责任单位，职责如下：（1）按月上报本标段沉降观测资料及相应断面的施工进展状况。（2）提供完整、准确的沉降变形观测资料（包括按照统一数据库软件建立的数据库电子资料）和荷载、时间、沉降发展过程曲线（P-T-S曲线）及初步分析的有关资料。（3）对观测过程中出现的异常数据点应进行及时分析并作记录。（4）完成沉降观测资料的收集、整理、提交初步的分析报告，确定线下基础工程工后沉降是否符合设计和《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》的要求。（6）根据分析评估单位完成的《区段沉降变形评估分析报告》编制《区段无砟轨道铺设条件评估报告》，及时提出《区段铺设无碴轨道申请报告》按程序报送监理单位、公司项目部及武广公司。3、监理单位对施工单位提交的观测数据的准确性及完整性进行核对并签认，并按规定向分析评估单位提供平行观测数据资料。4、咨询单位（分析评估单位）（1）组成沉降分析评估小组（包括外方咨询人员），组织制定沉降变形分析、评估细则。5（2）根据武广线的特点，编制和建立统一的数据库软件和沉降变形观测评估软件，并形成全线的沉降观测数据管理系统。（3）建立适用于不同地基条件、不同结构型式、不同地基处理措施的沉降预测分析软件。根据全线的地质情况至少选择三类切合实际的沉降变形预测方法软件，每个标段每个设计单元预测采用方法不少于两种以相互核对，采取的回归曲线法预测应满足《评估技术指南》中提出的三个条件，具有较好的可靠性、稳定性及准确性。（4）负责对施工单位有关沉降观测、评估的技术人员及监理平行观测人员进行培训及定期进行检查指导。（5）对施工单位提供的观测数据和初步分析结果进行分析评估，提出线下各种结构物的沉降评估报告，并结论明确；编制《区段沉降变形评估分析报告》，总咨询师（或副总咨询师）要在评估报告上签字。（6）对分析评估结果的真实可靠性负责，确保基础工程工后沉降等满足铺设无碴轨道的要求。5、武广公司（1）对沉降变形观测、评估各方有关事项进行协调。（2）组织有关专家对《区段无砟轨道铺设条件评估报告》进行评审，批准《区段无碴轨道铺设申请报告》。四、沉降变形评估制度1、公司组织各参建单位编制相应的沉降观测分析评估实施方案。2、咨询单位（分析评估单位）根据本实施方案制定观测评估6工作实施细则，并对评估工作进展情况定期向公司汇报。3、施工单位和监理平行观测人员应将每次监测数据及时输入电脑，并按全线统一要求的数据库软件格式进行初步整理编辑，形成可供数据库软件编辑处理的文件。4、施工单位和监理单位应将观测数据在路基填筑完成和桥墩台施工完毕及时提交一次；主体工程完毕，观测桩开始监测3个月（对于岩石地基桥涵2个月）后及时提交一次，以后每月提交一次。观测数据以数据库电子文件及纸质文件形式报给分析评估单位。在路基填筑过程中，对观测数据每月按数据库电子文件形式报给分析评估单位，以便分析指导。报给评估单位的数据应是经监理单位对原始测量记录资料与观测汇总表进行核对并签认后的。5、设计单位必须在分析评估单位对各施工单位的区段分析评估之前提供路基、桥涵、隧道最终沉降量计算值，具体时间由咨询单位列表通知。7沉降观测分析与评估1、评估的基本条件1.1资料的建立与提供施工单位提供完整、准确、系统的沉降观测资料，提供可靠的荷载—时间—沉降发展过程线（P-T-S曲线）及初步分析结果，有关的观测资料必须经监理单位签认。观测数据库按照《高速铁路线下结构沉降观测数据录入与管理细则》进行录入建立，以与配套的预测分析软件有机结合。1.2评估要求的观测期路基填筑完成、路基预压后沉降观测期一般不少于6个月；桥涵主体完成后基础沉降观测期一般不少于6个月，对于地质条件较好岩石基础可不少于2个月；对于桥梁体徐变上拱观测期不少于3个月；对于隧道隧底完成后观测期不少于3个月，方允许进行评估。当观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足要求时，应采取延长观测期等措施。2、分析评估主要工作内容2.1、建立全线的沉降变形观测和统一的评估数据库，编制分析、评估计算软件。针对客运专线沉降变形特点，采用三种以上成熟、有效的沉降预测方法进行沉降预测分析，所采用的预测方法经系统验证。2.2采集分析、评估所需资料：沉降观测资料、施工图有关资料、施工及监理有关资料。82.3、监测数据分析：对各施工单位的监测数据及各监理单位的平行观测数据，评估分析人员及时通过软件进行分析，对有异常情况的观测点及沉降发展加速的区段形成记录，并转发给施工单位和平行观测单位进行核对或加密观测。2.4对路基、桥涵、隧道、过度段进行沉降观测分析、预测，确定最终沉降和工后沉降。3、沉降观测分析、预测3.1路基工程沉降分析和预测路基填筑过程中和路基填筑完成或施加预压荷载不少于6个月后，铺设无碴轨道前，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。①计算沉降和实测结果对比分析对路基每个工点每一观测断面（从填筑开始时间起）根据绘制的施工过程（包括观察期）沉降随填筑高度-时间发展曲线，进行设计计算沉降与实测沉降结果比较分析。计算沉降和观测结果比较分析应按要求及时报送业主及咨询、设计单位，如果发现观测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。平行观测中与施工单位观测的结果出现较大差异，施工单位观测数据出现明显的异常点时，应及时分析、处理。3.1.1沉降预测方法(1)预测方法要求：9路基沉降预测应根据工程类型、工程地质条件、地基处理类型、荷载等情况采用适合的曲线回归法，保证预测的可靠性，无论何种预测曲线均应满足以下要求：a.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，进行拟合曲线的推导，绘制时间-沉降曲线，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。b．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。c.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=∞）—预测的最终沉降值。具体采取地基沉降观测数据进行预测还是采取路基面观测桩观测数据进行预测，根据观测时间及沉降量的多少而定，并可相互对比。（2）预测方法选择结合客运专线线下工程的结构特征、地质特征以及沉降变形量小、数据相对波动大的特点，对沉降预测方法进行系统的分析和优化比选，得到切合武广实际、稳定性好、精度高、可靠性好、操作方便的三种预测方法。a:德国双曲线法：＝10St＝t*§/(a+b*t)其中§＝σ/σmax式中t—自路基填筑开始以来时间（天）；St—t时刻的沉降（mm）；σ—t时刻的荷载（kpa）σma—预测的最大荷载（kpa）可于利用直线的斜率计算出最大沉降：Snax＝1/b工后沉降SR即为计算出的最大沉降值与观测的当前沉降值之差:SR＝Snax-St采用德国双曲线法，可以计算在任意最大荷载下产生的沉降。预测沉降的当前荷载和最大荷载：σma＝σ＋σgσ=h*Yh－为填方高度（m）,Y-为填方材料重度（kn/m3）σg为轨道部分（混凝土支承层和混凝土道床板及轨道部分）。附图：St—t—σ推算沉降示意图t*§/St—t图a、b系数求法b:三点法c:规范双曲线法：1112预测曲线比选说明：对于客运专线）桥涵工程沉降预测桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。对于预制梁桥，基础沉降应按架梁前、后两阶段进行；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况，划分多个阶段。①根据桥涵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，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于30天。②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，对于岩石地基等良好地质的桥涵不应少于30天。③桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：S（t）/S（t=∞）≥75%式中：S（t）——预测时的沉降观测值；S（t=∞）——预测的最终沉降值。对处于岩石地基等良好地质的桥梁，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可不采用预测曲线进行预测工后沉降，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。（3）隧道工程沉降预测无碴轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工13后沉降符合设计要求。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能满足设计要求时，应适当延长观测期。隧道基础的沉降预测及评估方法参照路基部分。（4）过渡段沉降预测①过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。②对线路不同