任务11-1工程变形监测教学教案.

《高速铁路施工测量》教案课程名称高速铁路施工测量项目：11工程变形监测任务：11.1工程变形监测授课班级任课教师系别学校名称第1页共33页授课课程：高速铁路施工测量授课教师：项目11工程变形监测任务任务11.。1：工程变形监测授课班级授课时间4h授课类型案例教学法周次学时6h教学目的1.熟悉工程变形监测控制网布设方法；2.掌握工程变形监测控制网的等级及精度要求；3.掌握工程变形监测控制网观测的方法；4.掌握工程变形监测控制网观测内业数据处理的方法；5.会编写工程变形监测控制网观测技术总结。教学重点和难点1.高速铁路变形监测概述；2.高速铁路变形监测网建立；3.高速铁路路基变形监测；4.高速铁路桥涵变形监测；5.高速铁路隧道基础沉降监测；6.高速铁路变形监测评估；掌握工程变形监测内业数据处理的方法高速铁路变形监测评估；教具及教材（参考书）电子水准仪+条形码絪钢尺工程变形监测数据处理软件《高速铁路施工测量》西安交通大学出版社周建东编著《无砟轨道工程测量技术》中国铁道出版社朱颖主编《高速铁路工程测量规范》教学方法项目教学法教学手段教学做一体教学主要内容1.高速铁路变形监测概述；2.高速铁路变形监测网建立；3.路基变形监测；4.桥涵变形监测；5.隧道基础沉降监测；6.变形监测评估；第2页共33页教学过程设计工作任务工程变形监测工作过程时间工作任务教学组织媒介教师学生构思课内2h课外7h学习工程变形监测的技术要求及测量方法1.结合班级学生学习状况，划分任务学习小组（建议6人一组），设组长一名；2.首先结合工程变形监测案例，给每个小组，下发应该完成的任务(课外1h)；3.结合本节任务给学生下发知识关键点，使学生通过网络、讲义、《规范》、案例、讨论对关键知识点初步了解(课外1h)；4.每个小组简要汇报对知识点了解情况(课内：10m)；5．结合小组汇报情况、施工企业工程变形监测常规做法主要讲解如下知识点：①高速铁路工程变形监测的意义(课内5m)②工程变形监测网得布设原则及及精度要求(课内10m)；③路基沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理(课内15m，课外1h)④桥梁沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理(课内15m，课外1h)；⑤隧道沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理(课内15m，课外1h)；⑥提问、小组讨论高速铁路工程监测如何实施（课内10m，课外1h)；1.组长召集小组成员，布置小组分工；2.课前以小组为单位，通过网络、讲义、《规范》、案例、讨论、督促预习如下内容：①工程监测的意义；②工程监测网的布网原则及精度要求；③二等水准测量的实施方法及精度要求④电子水准仪的操作机注意事项；；3.小组组长汇报对知识关键点学习情况；4.结合工程监测任务,通过教师讲解、答疑、讨论达到如下要求：①懂得工程监测的设计要求；②路基沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理；③桥梁沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理；④隧道沉降点的布设要求、观测周期、观测方法、技术要求及数据处理；⑤学会工程监测评估的意义及方法；案例、规范、讲义、PPT第3页共33页⑦变形监测网布设原则及精度要求(课内5m)；⑧二等水准的作业方法(课内5m)；⑨工程监测数据处理及分析(课内10m，课外1h);6.沉降监测评估。①沉降监测评估的意义(课内5m)②沉降监测评估的方法(课内10m)7.通过提问、测验评价学生学习效果(课内5m)。设计实施课内2课外24h制定工程变形监测作业方案1.结合京沪高铁、郑西高铁施工工程监测案例讲解技术设计包括的内容及要求；2.讲解电子水准仪操作与使用;3.讲解工程监测后处理软件使用说明4.回答学生在设计中遇到的技术问题；5.点评学生学习小组初步设计存在的问题；6.纠正学生在实施过程中的不当之处；7.提出学习小组设计方案继续改进建议。1.以小组为单位，在老师的指导下，学习电子水准仪操作及使用2.学习工程监测后处理软件使用；3.结合案例以及建立的高速铁路工程监测模拟实训场提供的资料，建议设计——实施每小组按照如下三阶段进行：①第一阶段（课内30m，课外4h）每一小组学生先制定工程监测初步设计方案。在老师的参与下，每个小组介绍各自的设计方案，通过研讨查找各自方案的问题，在老师点评的基础上，修改设计方案；②第二阶段（课内1h，课外16h）以组为单位，先熟悉电子水准仪操作，然后在高速铁路工程监测模拟实训场实施设计方案。工程监测按照二等水准测量精度要求实施。对测量结果进行分析，查找影响测量精度的因素，提出设计方案改进的建议；③第三阶段（课内30m，课案例、规范第4页共33页外4h）完善设计方案，并继续实施，直至测量结果满足《规范》要求。运作课内0h课外2h根据设计方案实施工程变形监测任务1.讲解工程监测技术报告编写内容及要求；2.讲解工程监测测量成果验收标准及验收方法1、学生需提交的资料①工程变形监测作业指导书②工程监测外业观测数据集数据电子文档；③工程监测报告1.学习工程监测技术报告的内容及要求；2.以小组为单位根据观测和处理结果按照技术报告要求编写技术报告；3.小组根据测量成果验收标准自查测量结果；4.根据测量成果验收标准，每小组互查测量结果，并写出检验报告。规范、案例、机房评价评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：成果评定根据数据数日文件，内业处理结果、监测报告等成果进行成绩评定，占60％。学生自评学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占10%。小组互评小组内查阅资料、讨论、实习积极性、对小组贡献等情况，占20%。教师评价根据考勤、回答问题的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占10%。第5页共33页教案正文1.高速铁路变形监测概述1.1沉降变形观测的必要性（1）客运专线高速行车要求轨道具有高平顺性。（2）无碴轨道铺设后线下构筑物发生不均匀沉降，将导致线路维修成本的增加；当线下构筑物发生不均匀沉降超出无碴轨道扣件可调范围而无法通过扣件进行调整时，将导致不得不对线下构筑物进行维修。（3）线下构筑物不均匀沉降还会导致轨道板开裂，将引起轨道构件的更换或维修。1.2无砟轨道平顺性、舒适性对线下工程沉降要求①工后沉降不应大于15mm；②各种结构物过渡段差异沉降不大于5mm；③沉降引起沿线路方向的折角不应大于1‰。1.3高速铁路变形监测的主要内容路基、桥梁、涵洞、隧道、结构物过渡段及车站、道路两侧高边坡、滑坡地段的垂直位移监测和水平位移监测。1.4高速铁路变形监测的工作流程1.5高速铁路变形监测的时间要求无昨轨道施工期间至交付运营前，施工单位应继续按规定频次进行观测，交付运营后，第6页共33页由运营单位接收观测元件及资料继续观测。1.6高速铁路变形监测的职责及要求1.6.1建设单位职责（1）制定沉降变形监测及评估工作实施细则；（2）负责观测及评估人员的技术指导和培训；（3）采取有效措施，确保观测数据的真实、可靠，并委托评估单位建立变形观测和评估数据库；（4）组织评估单位对变形监测进行阶段评估工作，并及时将阶段评估结果反馈给咨询、设计勘察、施工及监理等单位;评估工作完成后，由评估单位提交评估报告；（5）检查、监督、协调、处理变形观测及评估工作中的有关问题。1.6.2勘察设计单位职责（1）提交线路设计总断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书;明确线下工程变形观测断面、观测点布置及要求;各观测断面点的设计变形计算报告，不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线。(2)对变形观测的设计要求进行技术交底。(3)根据变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将设计预测的结果提交建设单位。(4)参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。1.6.3施工单位职责(1)施工单位是变形观测工作的责任主体，要认真、详细地做好观测记录，为无咋轨道铺设条件评估提供依据。(2)成立沉降观测组，明确专人负责，沉降观测责任到人，保证人员相对固定。(3)负责变形监测网的建立，元器件埋设及线下工程变形观测。(4)根据建设、勘察设计等单位及相关规范的要求，设置变形观测点，按时进行观测，及时整理沉降观测、测量等观测资料，并及时提交观测数据及初步成果资料。对观测数据的真实、可靠性负责。(5)负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。(6)参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。1.6.4监理单位职责第7页共33页(1)对全过程变形观测的重要环节进行旁站监理，并责任明确。(2)监督、检查观测设施的保护，以确保其不受施工或外界的扰动和破坏。(3)对施工单位的观测数据及时签字确认。(4)参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则。(5)监理单位是平行观测的责任主体，应全过程对变形进行平行观测，并将路基作为监测的重点。平行观测的数量，不少于总测点的20%。1.6.5评估单位职责（1）参与对施工单位的观测及对评估人员、监理人员进行技术指导和培训；(2)负责建立沉降变形观测和评估数据库，统一全线变形观测数据的统计整理形式，制定相关记录表格;编制分析、评估计算机软件；(3)对线下工程各阶段沉降变形观测及时进行分析、预测、评估，并将各阶段分析评估报告提交各方；(4)全过程对变形监测进行平行观测，并将路基作为监测重点，平行观测的数量一般地段应不少于总测点的30%，对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于50%；(5)进行沉降变形分析、评估，预测工后沉降，提出无昨轨道铺设时间报告；(6)负责评估报告的编制工作。1.7测量仪器水准仪及水准尺。2高度铁路变形监测网建立2.1变形监测网的基准变形监测网(水平位移监测网、垂直位移监测网)可采用独立坐标和高程系统；按工程需要的精度等级建立，并与施工控制网联测，一次布网完成。2.2变形监测网的等级划分和精度要求高速铁路变形监测的精度应按测量的中误差小于允许变形值的1/10～1/20的原则进行设计，变形监测等级划分和精度要求如下表所示。一等适用于高精度变形监测项目；二、三等适用于中等精度变形监测项目；四等适用于较低精度的变形监测项目。表1变形监测等级划分和精度要求单位：mm变形测量垂直位移测量水平位移测量第8页共33页等级变形观测点的高程中误差相邻变形观观测点的高差中误差变形观测点的点位中误差一等0.3O.11.5二等0.5O.33.0三等1.0O.56.0四等2.01.012.02.3变形监测网的布设2.3.1高速铁路变形测量点分类及布设要求1、高速铁路变形测量点分类基准点、工作基点、变形观测点2、基准点选设（1）基准点选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置；（2）独立的监测网应设置3个稳固可靠的基准点；（3）基准点间距不宜大于1km；（4）一般以CPI、CPII控制点及线路水准基点作为基准点；（5）当设计控制点间距较长时可按线路水准基点的要求增设基准点。3、工作基点选设（1）工作基点选在比较稳固并且便于观测变形观测点的位置；（2）由于铁路线路施工区域是一个狭长的带状地形，基准点与观测点之间的距离较短，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。4、变形观测点选设变形观测点设在变形体上能反映变形特征的位置并与结构物稳固地连接成为一个整体。基准点和工作基点应定期进行复核、校正。2.3.2水平位移监测网的布设（1）水平位移监测网利用CPI和CPII控制点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；（2）变形控制点宜埋设为有强制归心装置的观测墩；第9页共33页（3）照准标志应采用强制对中装置的觇牌或红外线测距反射片，平均边长约400m。2.3.3垂直位移监测网的布设（1）垂直位移监测网可根据需要独立建网；（2）高程应采用施工高程控制网系统；（3）在施工阶段至少应与一个施工高程控制点联测；（4）使垂直位移监测网与施工高程控制网高程基准一致；（5）全线二等水准贯通后，应将垂直位移监测网与二等水准基点联测；（6）将垂直