线下工程沉降观测技术方案-京石、石郑客运专线

1新建铁路京石客运专线、石武客运专线石郑段沉降变形观测技术方案铁道第三勘察设计院天津2008年11月25日2目录一、沉降观测范围………………………………………………1二、沉降观测技术依据…………………………………………1三、沉降观测一般技术要求……………………………………1四、桥涵地段变形观测技术要求………………………………9五、路基地段沉降观测技术要求………………………………20六、附表………………………………………………………283沉降观测技术方案一、沉降观测范围京石客运专线、石武客运专线石郑段正线二、沉降观测技术依据1.《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-99）；2.《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》；3.《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》；4．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）。5．路基和桥梁设计文件三、沉降观测一般技术要求京石客运专线、石武客运专线石郑段线下工程变形观测工作以桥梁、路基、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据桥梁、路基、隧道工点具体要求确定。1．变形测量等级及精度要求本线变形测量等级及精度要求按表4-1规定执行：（表4-1）变形测量等级垂直位移测量水平位移观测变形点的高程中误差（mm）相邻变形点的高程中误差（mm）变形点点位中误差（mm）一等±0.3±0.1±1.5二等±0.5±0.3±3.0三等±1.0±0.5±6.0四等±2.0±1.0±12.02．变形监测网主要技术要求及建网方式（1）垂直位移监测网1）垂直位移监测网主要技术要求垂直位移监测网主要技术要求按表4-2执行：（表4-2）4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）检测已测高差较差（mm）使用仪器、观测方法及要求一等0.30.070.15√n0.2√nDS05型仪器，视线长度≤15m，前后视距差≤0.3m，视距累计差≤1.5m。按国家一等水准测量的技术要求施测。二等0.50.130.3√n0.5√nDS05型仪器，按国家一等水准测量的技术要求施测。三等1.00.30.6√n0.8√nDS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无碴轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。四等2.00.71.40√n2.0√nDS1或DS3型仪器，按《客运专线铁路无碴轨道测量技术暂行规定》三等水准测量的技术要求施测。2）垂直位移监测网建网方式线下工程垂直位移监测一般按变形等级三等的要求施测，其监测网布设方法为：在全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点及一般水准点的基础上，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。根据京津城际沉降观测经验，加密后的水准基点（含工作基点）间距不大于200m时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。对于技术特别复杂、垂直位移监测变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。（2）水平位移监测网1）水平位移监测网主要技术要求水平位移监测网主要技术要求按表4-3执行：（表4-3）等级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一等±1.5＜300±0.7≤1/250000按国家一等平面控制测量要求观测5＜150±1.0≤1/120000按国家二等平面控制测量要求观测二等±3.0＜300±1.0≤1/120000按国家二等平面控制测量要求观测＜150±1.8≤1/70000按国家三等平面控制测量要求观测三等±6.0＜350±1.8≤1/70000按国家三等平面控制测量要求观测＜200±2.5≤1/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等±12.0＜400±2.5≤1/40000按国家四等平面控制测量要求观测2）水平位移监测网建网方式水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控网坐标的相互转换。3．变形测量点的布置要求变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设按下列要求：（1）每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。（2）工作基点应选在比较稳定的位置。对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。（3）变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置。4．变形监测测量工作基本要求（1）水准基点的引测沉降观测引用的水准基点，应采用精密控制网高程水准点。沉降观测应从最近的水准基点引测，引测前应对引用水准基点进行检核，检核采用复测方式进行，将前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比，当检测的高差值与原高差值的差值满足L4mm（L6为两相邻水准基点间的距离，单位km）时，可认为拟引测水准基点处于稳固状态。否则应进一步复测，查明原因、消除问题后再进行引测。(2)沉降观测各项限差规定及精度要求1)水准视线长度、视距差及视线高度要求：视线长度每站前后视距差视距累积差视线高度基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差≤50m≤1.0m≤2.0m≥0.3m≤0.4mm≤0.6mm2)各项观测精度要求：A．每测站高差中误差≤±0.5mm；B．每测段往返较差或附合路线允许闭合差：n1（mm）或L4（mm）（注：n为测站数；L为水准路线长度，以km计）；C．沉降观测点相对于水准基点高差中误差≤±1.0mm；(3)仪器设备要求应使用测量精度不低于±1mm（每千米往返测高差中数的偶然中误差）的自动安平水准仪、气泡式水准仪或电子水准仪，直接读数精度为0.1mm，估读精度为0.01mm。水准标尺应采用与之配套的线条式铟瓦合金标尺（尺长根据现场情况可选择1m、2m或3m）或条形编码尺，以满足《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）有关规定要求，在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对仪器和标尺进行检定。(4)沉降观测水准测量方法沉降观测点的高程测量可采用从邻近水准基点直接测至沉降观测点的支路线法，也可采用从邻近水准基点测至沉降观测点，再闭合至邻近7另一水准基点的附合水准路线法。1)支路线法：A、当沉降观测点距引测水准基点较近、且高差也相近时，可一次置镜测得沉降观测点与水准基点间高差。为避免单次测量可能产生的错误，应变换仪器高双次置镜观测，双次置镜测得的高差值≤0.7mm时，取两次测量高差值的平均值作为最终值；当双次置镜测得的高差值0.7mm时，应重测，直至满足要求。B、当沉降观测点距引测水准基点较远、高差较大，无法一次置镜测得沉降点与水准基点间的高差时，可最多两次置镜测量。为避免单路线测量可能产生的错误，应采取往返测测量方式。当往返测的高差差值≤1.0mm时，取其平均值作为最终高差值；当往返测的高差值1.0mm时，应重测，直至满足要求。2)附合水准路线法：附合水准路线法往返测的高差之差及附合路线闭合差均应小于L4mm（L为两相邻水准基点间的水准路线长度，单位km），当高差之差或闭合差超限时，应分析原因，进行补测，直至满足要求。(5)观测测量操作要求1)沉降观测每测站观测程序及具体要求参照《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）有关规定执行。2)沉降观测测量时，置镜点、观测路线、观测人员、观测设备应相对固定，在成像清晰稳定的条件下进行观测，不得在日出前、后半小时内或其他不宜观测的环境条件下进行测量作业；作业中应经常对水准仪8及水准尺的水准器和i角进行检查；在同一测站观测时，不得两次调焦，以确保观测成果质量。3)沉降观测记录沉降观测数据和有关记事项目，应在现场直接记录在观测手簿（纸质）中或由仪器自动记录在自备的电子文件中。A、手工记录观测手簿。按本方案规定统一格式(沉降观测记录手簿)执行，要求：原始观测值和记事项目一律用铅笔直接记录于手簿中，文字、数字应清晰工整，不得潦草模糊。手簿中的任何原始记录不得擦去或涂改；对原始记录有错误的数字（只限于米、分米的读数）与文字，应仔细核对后以单线划去，在其上方写出正确的数字和文字，并在备考栏内注明原因。同一测站内不得有两个相关原始数字的连环更改；对作废的连续测站的记录，应以单线划去，并注明重测原因及重测结果记于何处，重测记录加注“重测”二字。B、电子记录应符合相关要求，观测完成后，应对电子记录成果形成硬拷贝。4)沉降观测数据处理和计算沉降观测数据处理和计算主要包括：沉降观测手簿的计算；沉降观测成果的质量评定（计算每公里或每测站水准测量偶然中误差）；沉降观测点每期沉降量、累计沉降量的计算、绘制h-t-s（填土高度、时间、沉降量）曲线；沉降趋势分析和预测；路基、桥梁铺设时机的评估。5．变形监测平行检测工作根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》，在施工单位9线下工程变形监测工作的基础上，监理单位还要组织变形监测工作的平行检测工作，以确保线下工程变形监测工作质量满足无碴轨道评估技术要求。平行检测工作一般地段为总测点的10%，地质复杂、沉降变化大等区段为20%。四、桥涵地段变形观测技术要求1.桥涵变形监测标志的设置桥梁变形观测应以墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形为主，涵洞除应进行自身的沉降观测外，尚应进行洞顶填土的沉降观测。桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±1mm，读数取位至0.1mm。（1）桥梁为满足桥梁变形观测的需要，应在梁体及每个桥梁承台及墩身上设置观测标。观测标具体埋设原则如下：1）承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。承台观测标分为观测标-1、观测标-2，承台观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上；承台观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。2）墩身观测标埋设，当墩全高大于14m时（指承台顶至墩台垫石顶），需要埋设两个墩身观测标；当墩全高小于等于14m时，埋设一个墩身观测标。墩身观测标一般设置在墩底部高出地面或常水位0.5m左右的位置；当墩身较矮，梁底距离地面净空较低不便于立尺观测时，墩身观测标可设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。3）对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，徐变变形观测可每30孔选择1孔进行；其余桥梁变形应逐跨布置测点。梁体变形观测点应设置在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量应10不少于6个。（2）涵洞涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测两部分组成。涵洞自身沉降观测需要在涵洞边墙两侧布置沉降观测点，测点数量不少于6个。涵顶填土沉降观测参照路基地段沉降观测点布置方式，采用在涵顶线路中心位置埋设沉降板进行观测的方式。2.桥涵观测标规格各种沉降观测标图示及安装说明如下：1112131415163、观测标的安装保护要求：（1）各类观测标应按照附图所示标样制作和安装，并进行点号编排，各工程项目部应组织专门的部门，进行观测标的埋设、测量和保护工作。（2）各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行，确保各类观测标不因人为、自然等因素而破坏。4.桥涵变形观测方案（1）建立固定的观测路线依据变形观测点的埋设要求或图纸设计的变形观测点布点图，确定变形观测点的位置。在控制点与变形观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿同一路线。（2）首次测量根据施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点稳固后及时进行。首次观测的变形观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时应使用测量精度不低于±1mm的自动安平水准仪、气泡式水准仪或电子水准仪，并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。（3）观测中的注意事项1）严格按测量规范的要求施测。2）前后视观测最好用同一水平尺。3）各次观测必须按照固定的观测路线进行。4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。5）成像清晰、稳定时再读数。6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。7）在