高速铁路测量规范范文

导语：如何才能写好一篇高速铁路测量规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：高速铁路　沉降　变形　观测

一、研究背景

高速铁路建设在我国刚刚起步不久，目前我国对路基沉降位移观测的技术要求还尚未深入的研究，现在还处在总结经验时期，我国技术规程规定，路堤开始填筑后，应对路基沉降进行系统观测，沉降观测资料应及时整理，汇总分析。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以满足评估条件和设计要求的，应延长观测期或采取必要的措施加速或控制沉降。

二、路基沉降观测的具体要求

1.基准点、工作基点和控制网的布设

控制网的布设应该根据工程特点因地制宜建立相应的符合要求的观测网，观测网的好坏直接影响到沉降观测的质量和工作量的大小。

基准点、工作基点的选择直接影响到控制网的强度和可操作性，以及后期的维护工作，因此基准点应选择埋设在测区以外不受干扰已于使用和保护的地方，工作基点应该适当靠近测区，选在已于保护及使用的地方。

2.路基沉降观测测点布设

2.1沉降观测的断面布设类型分为路基面的沉降观测断面和路基基地沉降观测断面。

2.2路基沉降观测的测点布置，分为50m、100m，两种软土路基段应加密，过渡段应作为重点优先观测的对象。测点要等分间距布置

2.3应按设计要求的位置和数量布设足够的沉降板，位移和沉降观测桩。

3.路基沉降观测的路线

路基沉降观测的技术要求应该按照国家二等水准的技术要求和精度指标进行控制，采用固定的符合水准路线进行往返测量，并建立令周期的观测值

4.路基沉降观测的频次控制

5.路基沉降观测仪器的选择和测量等级精度

5.1水准仪型号和标尺类型应符合《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12896）的相关规定。

5.2全站仪应符合《精密工程测量规范》（GB/T 15314）的相关规定。

5.3变形测量等级和精度要求应符合下表要求

6.数据采集整理与分析

沉降变形观测应按设计或技术规范要求及时的进行观测作业。观测数据的格式应按要求填写整理，每次测完及时的对数据进行分析并将观测数据、沉降曲线同时报送变形评估单位和设计单位。

手工记录的数据应采用观测手薄，原始数据的记录要做到清晰整洁，不得涂擦修改。电子记录的数据应在采集完外业数据后进行内业复核，经核对无误后进行保存作为备查资料。

路基沉降预测应采用曲线回归法进行，当数据采集到不少于6个月的时候应做多途径的曲线回归分析，预测沉降变形趋势，曲线回归的相关系数不得低于0.92。沉降预测的数据间隔3~6个月的两次偏差不得大于8mm。

总之，在沉降观测过程中应该进行仔细认真的测量和记录，尽量避免人为错误或操作造成的返工，所有数据都应保持原始的记录状况和可追朔性。为后续的施工作业保留可靠地参考数据和经验，为铁路客车的运行安全提供充分的保障。

参考文献

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关键词：高速铁路 沉降 变形 观测

我国各地出现的岩溶塌陷事件增多，造成了人民生命财产的重大损失。由于地质情况的隐蔽性与复杂性，岩溶塌陷也给铁路路基施工带来了很大的难度以及重大的安全隐患，对岩溶段路基进行加固处理必不可少。结合山西中南部铁路通道ZNTJ-17标段岩溶段路基的工程实例，本文主要讨论的是高速铁路路基沉降变形问题、计算的方法以及处理方法。

1、研究背景

山西中南部铁路通道是国家规划的大能力运煤通道建设项目，是“十一五”期间国家重点工程，西起山西兴县瓦塘站，穿越吕梁山、太岳山、太行山、沂蒙山，途经山西、河南、山东3省12市，终点为山东省日照市，全长1260公里，其中山西、河南、山东3省境内分别为579公里、255公里和426公里。该铁路设计标准为国铁Ⅰ级、双线电气化，时速120公里，货运能力2亿吨/年，客车15对/日，项目总投资998亿元。高速铁路建设在我国刚刚起步不久，目前我国对路基沉降位移观测的技术要求还尚未深入的研究，现在还处在总结经验时期，我国技术规程规定，路堤开始填筑后，应对路基沉降进行系统观测，沉降观测资料应及时整理，汇总分析。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以满足评估条件和设计要求的，应延长观测期或采取必要的措施加速或控制沉降。

2、路基沉降观测的具体要求

2.1基准点、工作基点和控制网的布设

控制网的布设应该根据工程特点因地制宜建立相应的符合要求的观测网，观测网的好坏直接影响到沉降观测的质量和工作量的大小。基准点、工作基点的选择直接影响到控制网的强度和可操作性，以及后期的维护工作，因此基准点应选择埋设在测区以外不受干扰已于使用和保护的地方，工作基点应该适当靠近测区，选在已于保护及使用的地方。

2.2路基沉降观测测点布设

2.2.1沉降观测的断面布设类型分为路基面的沉降观测断面和路基基地沉降观测断面。

2.2.2路基沉降观测的测点布置，分为50m、100m，两种软土路基段应加密，过渡段应作为重点优先观测的对象。测点要等分间距布置

2.2.3应按设计要求的位置和数量布设足够的沉降板，位移和沉降观测桩。

2.3路基沉降观测的路线

路基沉降观测的技术要求应该按照国家二等水准的技术要求和精度指标进行控制，采用固定的符合水准路线进行往返测量，并建立令周期的观测值

2.4路基沉降观测仪器的选择和测量等级精度

水准仪型号和标尺类型应符合《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12896）的相关规定。全站仪应符合《精密工程测量规范》（GB/T 15314）的相关规定。变形测量等级和精度要求应符合下表要求。

2.5数据采集整理与分析

沉降变形观测应按设计或技术规范要求及时的进行观测作业。观测数据的格式应按要求填写整理，每次测完及时的对数据进行分析并将观测数据、沉降曲线同时报送变形评估单位和设计单位。手工记录的数据应采用观测手薄，原始数据的记录要做到清晰整洁，不得涂擦修改。电子记录的数据应在采集完外业数据后进行内业复核，经核对无误后进行保存作为备查资料。路基沉降预测应采用曲线回归法进行，当数据采集到不少于6个月的时候应做多途径的曲线回归分析，预测沉降变形趋势，曲线回归的相关系数不得低于0.92。沉降预测的数据间隔3～6个月的两次偏差不得大于8mm。

3、常见铁路沉降现场测试与理论计算方法

3.1应力路径法

荷载作用于软粘土的时候，形变和体变就是变化的两个过程。在刚刚开始加荷的时候，来不及排出的空隙水的压力就会上升，这和固结不排水过程是一样的，体积不会发生变化。水孔的压力变弱之后，体积就会被压缩，增加的是有效法向应力，不变的偏向应力。这和固结排水过程是一样的。这样的情况下沉降就可以分两个部分来计算了。在室内进行试验来进行测量。但是这个办法需要用高标准的取样和试验，因此运用的时候会受到很大的限制。

3.2数值分析法

现在科学技术水平在不断的提高，工程建筑规模也在不断的扩大，软度地基的沉降和路堤的稳定等问题成了工程中常见的问题。这样的问题也没有一个准确的方法进行计算，这个时候就可以借助于计算机里的近似数据来进行分析。其中发展较为迅速的是有限元法。

4、高速铁路路基沉降现场测试与理论计算的应用

根据施工经验与教训，不同地基沉降是不同的，因此处理办法也是不同的.因此，总结了一些常用的软弱地基的处理办法。换填碾压处理或换填砂垫层处理常用在地基浅层和较软弱的地方；深层的软基则有它自己的处理办法，比如. 采用袋装砂井、塑料排水板的排水固结加预压等等；铁路建设之后，地基还是沉降或者桥的过渡阶段，考虑到路基所处的地形和地质的处理和工程部门所拥有的资金，我们常常采用砂桩、碎石桩、粉喷桩、搅拌桩、旋喷桩等； 对于地震液化的粉土或粉细砂层的地基段，采用地基挤密砂桩处理方法。我们主要来说下现浇混凝土筒桩法。

筒桩是在沉管灌注桩的基础上所改进发展而成的一种新桩型，具有施工简易方便、可操作性强、便于施工质量控制、造价经济等优点。筒桩根据设计的壁厚，制成由内、外两层钢套管所组成的成孔器，内外护筒间净距等于设计的壁厚，套管上部特制的振动锤与机械相连接，成孔器与桩尖一起振动下沉，在成圆筒形孔的同时同步从内筒芯自动排出土体。在达到设计标高后，从内外筒间浇筑混凝土，通过拔管和振动，使筒桩成型。现浇混凝土筒桩法的施工设备主要由筒桩施工机具由桩架和成孔器组成。成孔器由高频振动锤、夹持器、环形桩尖、混凝土受料槽、桩管（内管、外管）及辅助设备等组成。施工工艺流程如下：整平施工场地筒桩测量放样桩尖预制及埋设桩机固定就位振动沉管浇注拔管桩机移位。根据各软土路基地段的地基沉降观测及侧向位移观测资料，对各观测断面的沉降采用双曲线法进行工后沉降的回归分析，对于软土路基段地基沉降曲线回归的相关系数R均大于0.92，至评估时沉降完成预测总沉降的（St/Sf）75%以上。满足路基的工后沉降量小于15cm控制标准及过渡段的工后沉降量小于8mm控制值，才能满足软土施工条件。

5、结束语

在沉降观测过程中应该进行仔细认真的测量和记录，尽量避免人为错误或操作造成的返工，所有数据都应保持原始的记录状况和可追朔性。为后续的施工作业保留可靠地参考数据和经验，为铁路客车的运行安全提供充分的保障。

参考文献

[1]杨广庆.高速铁路路基设计与施工[J].北京：中国铁道出版社，2010.3

[2]孙志骅.浅析铁路路基动力响应的场分布及影响因素[J]甘肃科技；2012.8

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关键词：职业教育铁路测量高速铁路新技术新规范变革

客运专线、高铁速度很快（200km/h～350km/h）给铁路建设维护中的工程测量带来很多新问题：客运专线、高铁高平顺性，线路变得更直，曲线长度变得更长；为了满足线路发展，隧道和桥梁必须增加；为了保证线路精度达到规范要求，建立了新的坐标控制网；轨道演变为无砟轨道；轨道板的铺设要求线下工程沉降必须很少；工务维护的测量的时间也要变成夜间；为了满足以上种种原因，测量的规范、方法、仪器都需要革新和变化。

一、高铁引发铁路测量的思考、发展方向

1.1线路变得更直、曲线长度变得更长高铁相对于普铁速度快了好几倍，所以曲线半径加大，缓和曲线加长。普铁的曲线测量由于误差会很大，将不能再适应高铁的需要。我们知道，曲线外矢距F=C2/8R式中C为弦长，R为半径。若按10m弦长3mm的轨向偏差（即用20m弦长的外矢距偏差）的轨向偏差来控制曲线，则铺轨时一个大弯道由几个不同半径的曲线组成，且半径相差几百米。由此可见，只采用10m弦长3mm（有碴）/10m弦长2mm（无砟）的轨向偏差来控制轨道的平顺性或许不构严密的，因此有人提出采用相对控制与坐标绝对控制相结合的方法来进行轨道铺轨控制。绝对坐标的应用涉及到全站仪坐标放样及GPS定点的大规模使用，这些都是我们高职院校在教学组织中相对欠缺的。我们必须将课程内容及训练方式进行调整，加强全站仪和GPS的学习和使用。

1.2隧道和桥梁的增加由于线路变直，曲线变长，同时为了保护有限的土地。在客运专线、高铁的建设中，桥梁和隧道所占的全线比重在加大。京津城际铁路有86%的线路建在桥梁上；武广高铁全线共有桥梁648座，总长度468公里，几乎占到线路总里程的一半,全线有隧道226座，总长度177公里。同时高铁的路基横断面加大，也使得桥梁和隧道的横断面尺寸加大。为满足列车高速通过隧道时产生的空气动力效应要求及旅客舒适度的要求，隧道断面净空有效面积达到100平方米，施工开挖断面达到160平方米。这些提醒了我们高职铁道工程类在以后教学过程中必须把桥梁和隧道的施工测量提升到一个新的层面，新技术、新规范、新工艺、新材料、新设备，都是我们要更新和关注的问题。

1.3轨道演变为无砟轨道测量为了满足客专、高铁的高速运行，我们的轨道现在已经向无砟轨道演变。对于无砟轨道，地基处理完成后，直接上面进行轨道板的施工，其后进行轨道铺设，轨道施工完成后基本不再具备调整的可能性。这就要求对施工精度有着较有碴轨道更严格的要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在规范许可内。轨道的定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。我们今后在教学过程中就必须强调让我们学生严格控制各个环节的控制，改变以前将误差留到后面才来处理的习惯，练习无砟轨道的仪器架设、使用方法。测量的标准也同样要求学生注意更换。

1.4测量控制网的变化我们把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。客运专线无砟轨道铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能不同分为了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。我们可以简称为“三网”。在客运专线无砟轨道的设计、施工及维护的各阶段均采用坐标定位控制，因此必须保证三网的坐标高程系统的统一，才能使无砟轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护工作顺利进行。客运专线勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网平面测量应以基础平面控制网CPⅠ为平面控制基准，高程测量应以二等水准基点为高程控制测量基准。

客运专线铁路工程测量平面控制网第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ）。

同样作为高等院校的我们也不能忽视这些新事物的出现和演变，我们需要紧跟技术发展，将这些介绍给我们学生；不能让学生输在起跑线上。

1.5沉降监控量测客专、高铁要求对地基沉降做了很多处理，但无砟轨道铺设后线下构筑物仍有可能发生不均匀沉降，这会给线路维修带来很多的问题。因此，客专、高铁无砟轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求相当严格。南广线在修建的过程中要求线下工程建好后必须有一年的时间进行沉降监控量测，一年后变形符合要求，才能进行轨道板的浇注施工。这要求我们在今后的教学中要加强沉降的检测量控的教学，我们以前在课本编写、教学组织方面都忽视了的这些东西。可以说沉降观测是我们很薄弱的一块。

1.6测量工作时间的变化以前普铁由于运行速度不是很快，故我们的工务人员可以在白天利用运营间隙进行既有线测量。而高铁白天运营时间是不允许人员进入线路的，天窗时间只有晚上或者专门停运才能进行既有线的测量，比如广局就是每天零晨零点至零晨四点。这就要求我们的学生以后可能要掌握夜间测量的技术。由于高铁的建设相对只是一时的，更多的时间是运营，所以大量的高铁的工务问题在今后有待我们进一步研究讨论、总结创新。

1.7测量使用规范、方法、仪器变化我们所使用的规范由《新建铁路工程测量规范》、《既有铁路工程测量规范》转向《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》；由武广高铁的各种测量细则、方案，转向《高速铁路工程测量规范》。我们的地球面是个椭球曲面，地面上的测量数据需投影到施工平面上，曲面和平面数据转换时，不可避免会产生变形误差。因此规定客专、高铁无砟轨道工程测量控制网采用工程独立坐标系，把边长投影变形值控制10mm/km，以满足无砟轨道施工测量的要求。同时客运专线无砟轨道高程控制网应按二等水准测量精度要求施测。铺轨高程控制测量按精密水准测量要求施测。这些变化都促使了我们使用的测量仪器淘汰升级。大量先进、精密的仪器在现场得到推广使用。这就要求我们职业院校必须更新引进新仪器，学习新仪器的使用，并教会学生熟练掌握。

二、结语

纵然现在客专、高铁也在我国的经济高速发展下得以快速发展。我国目前已经提出不久的将来北京到全国大部分省会城市将会形成8小时内交通圈。到2012年，新建高速铁路将达到1.3万公里。很快高铁就会走进我们的生活，作为铁路院校，我们应该也必须提高、改进、更新我们知识、设备，让铁路测量教学在各方面做好准备迈入高铁时代。为铁路职教书写新的篇章。

参考文献：

[1]《武广客运专线高速铁路测量技术总结》，中铁十五局集团第七工程处，作者未知，中国，2009.

[2]《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》(下称《评估技术指南》)，铁建设[2006]158号，铁道部，中国，2006.

[3]《新建时速度300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》(上、下)，铁建设[2007]47号，铁道部，中国，2007.

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关键词：高速铁路 线下工程 加密控制测量

中图分类号：P224 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0046-01

在高速铁路的建设过程中，线下工程控制测量的精度直接影响施工过程的测量放样工作的可靠性。进行科学有效的控制测量时必要的。所谓线下工程，是指路基填筑、地基处理、砌筑支挡建筑物或排水设施、桥隧涵洞施工等。与设计单位交接桩后，施工单位即展开平面控制网的复测工作，复测无误批复后方能进行控制点加密工作。加密控制测量可采用导线测量或GPS控制测量。

1 路基加密控制测量

复测成果批复以后，根据设计单位所交的GPS点、导线点对控制网进行加密，以满足路基板桩以及中线、边线和一般构筑物的施工放样的需要。加密控制点按四等导线测量精度进行控制，采用DJ2级全站仪施测，加密点起闭于设计单位所交的GPS点、导线点，角度采用方向观测法观测4测回，距离对向观测2测回并进行加乘常数改正、气象改正和投影改正。当施测条件困难时可采用跨河水准测量或光电测距三角高程测量施测。

水准点加密与导线点加密同步进行，采用二等水准测量，加密水准点起闭于设计水准基点。导线点加密与水准点加密测量采用严密平差法进行平差。

2 桥涵加密控制测量

特大桥、大桥及特殊结构须建立独立的的平面、高程控制网，平面控制网采用GPS C级控制网进行施测，控制点与线路的垂直距离一般应大于150 m，控制点位置选在不受施工干扰并且在施工沉降范围以外的地方，为避免对无线电信号的干扰，GPS点要尽可能远离高压线、一次或者二次变电所以及微波发射塔等地点；为有效接收卫星传来的信号，GPS点还要尽可能选择在上方视野开阔的地方。控制点埋设为混凝土铁芯桩，控制点间的距离约500～600 m，并沿桥轴线两侧布设。

在满足桥轴线测定和墩台中心定位精度的前提下，力求图形简单并有足够强度，以减轻外业工作负担和内业计算压力。施工控制网一般按三角锁或大地四边形形式布设，采用4台GPS接收机同时作业，每时段观测时间均≥60 min。观测严格执行测量计划，按规定时间进行同步观测作业。天线的对中精度为1 mm，每时段观测前后分别量取天线高，误差不大于2 mm，取两次平均值作为最终结果。

平面控制网的控制点选在便于施工放样，稳固可靠并且在施工影响范围以外的地方，图形可形成三角形、闭合或附合导线网。一般大桥按四等导线网施测，测角中误差为±2.5″，导线水平角度采用DJ1级全站仪施测，角度采用方向观测法观测4测回；一般特大桥（桥长500～1000 m）按三等导线网施测，测角中误差为±1.8″，导线水平角度采用DJ1级全站仪施测，角度采用方向观测法观测6测回。导线边长对向观测2测回并进行、加乘常数改正、气象改正和投影改正。

所有独立的平面、高程控制网必须定期与CPI、CPII控制点联测，保证独立控制网的准确性。

3 隧道加密控制测量

隧道洞外平面控制网应沿隧道两洞口连线方向布设，采用GPS C级控制网进行施测。将标定隧道中线的控制点纳入控制网，每个开挖洞口布设的控制点不少于3个并互相通视。点间距离300～600 m。

隧道GPS控制网布设成三角形或大地四边形。各控制点与隧道中线点直接构成GPS基线向量的观测值，每个点至少有2条GPS基线向量的观测值，多数点有3条以上GPS基线向量的观测值。隧道的C级GPS网的观测、数据采集及精度要求同特大桥C级GPS网测量。

洞内平面控制测量按四等导线精度施测，角度测量采用DJ2级测角仪器观测4测回，距离采用I级测距仪观测2测回，测角中误差为±2.5″，导线点布设在施工干扰小，稳固可靠的地方，点间视线离开洞内设施0.2 m以上。平均边长在200～300 m之间，洞内导线布设为导线环，每环边长为4～6条。长大隧道的平面、高程控制网必须定期与CPI、CPII控制点联测，保证独立控制网的准确性。

参考文献

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关键词：铁路；路基；沉降观测

中图分类号： U231 文献标识码： A

一、工程概况

我单位承担兰新客运专线DK1557+422-DK1600+000段沉降观测工作，全段为无碴轨道，需要在施工过程中进行沉降观测。本段路基共38km、桥梁4km，其中路基形式为路堤。

二、沉降观测方案

1、工作基准点的布置

基点以铁路勘察第一设计院提供的CPI、CPII高程点为基准，按二等水准测量的方法进行加密，水准基点沿线路300~400米设一个，水准基点要求有较高的稳定性，其埋设深度应在冻土层以下1.0m为宜，顶部应为不锈钢钢头。如下图：

2、沉降观测点布置原则

沉降观测点埋设在需要测定的沉降变形体上。点位应设在能反应沉降变形体的特征部位，不但要求牢固、便于观测、形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

2.1观测点的间距一般不大于50m，每三个Ⅰ型观测断面设置一个Ⅲ型观测断面。路堤段路基设Ⅰ型观测断面，应在基底位线路中心线上布沉降板；基床底层施工完毕预压土堆载之前在距左右线各5.0m位埋设沉降监测桩，基床表层施工完毕在距左右线各1.5m和线路中心线位埋设沉降监测桩。Ⅲ型观测断面横剖面管埋设于路基基底碎石垫层顶面处，由于本段路基有些路基为正改线并行，因此剖面管应贯穿与正改线路基，剖面管两侧设素混凝土保护墩；基床表层施工完毕后在距左右线各1.5m处和路堤中心埋设沉降监测桩。见附图：

2.2、路涵过渡段沉降标设置

涵洞每侧外边缘2m设置一个Ⅰ型沉降断面包括沉降板和沉降监桩，在涵洞顶部沿过渡段对角线方向埋设一个Ⅲ型断面，以观测涵洞本身的总沉降和差异沉降。见附图：

2.2、路桥过渡段沉降标设：

在距桥头1m处设置设一个Ⅱ型断面，0m设置一个Ⅲ型断面，10m、30m

处设2个Ⅰ型断面，具体见附图：桥台路桥过渡段沉降监测平面布置示意图

3、沉降观测标的制作

3.1、沉降监测桩：桩体选择Φ20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋在监测断面设计位，埋深度0.5m，桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。

3.2、沉降板：由底板、金属测杆（φ40mm镀锌铁管）及保护套（φ75mmPV管）组成。底板尺寸为50cm×50cm,厚5cm。按二等水准标准测量沉降板标高变化。

①沉降板埋设位应按设计测量确定，埋设位处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。

②放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。

③按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用螺丝套扣连接，保护套管用PVC管外接头连接。

3.3、定点式剖面沉降测试压力计：定点式剖面沉降测试压力计底板采用沉降板底板，埋设位应按设计测量确定；埋设位处可垫10cm砂垫层找平，埋设时确保底板水平，填土至0.6m高度碾压密后开一小凹坑将压力计放入坑内，用细粒土将坑填平后，继续施工路基填土。埋设完成后，将压力计监测线沿水平方向甩到坡脚后，在坡脚处设C20素混凝土保护墩(0.5 m×0.5 m×0.95m ) ，墩内预埋剖面管管材，监测线从管内穿出；墩旁设监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注，断面采用0.5 m×0.5 m×1.6m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头，监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。

3.4、剖面沉降管：路基基底剖面沉降管在地基加固及垫层施工完毕后，填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设，开槽宽度20～30cm，开槽深度至地基加固垫层顶面，槽底回填0.2m厚的中粗砂，在槽内敷设沉降管（沉降管内穿入用于拉动测头的镀锌钢丝绳），其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。Ⅳ型断面中剖面管在涵顶填土0.6m厚开槽施工埋设，原则同基底剖面管埋设方法。沉降管埋设位挡土墙处应预留孔洞。沉降管敷设完成后，在两头设0.5 m×0.5 m×0.95m C20素混凝土保护墩。并于一侧管口处设监测桩，监测桩采用C20素混凝土灌注，断面采用0.5 m×0.5 m×1.6m，并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头,监测桩用钢筋混凝土保护盒保护。待上部一层填料压实稳定后，连续监测数日，取稳定读数作为初始读数。

4、仪器及精度方法

4.1、观测仪器采用LEICA DNA03精密电子水准仪，及配套2m或3m铟瓦条码水准尺和7.5kg尺垫，水准仪和水准尺均在有效合格检定内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。仪器各种设正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

4.2采用单路线往返观测，一条路线的往返测必须使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897―2006）有关要求执行。

4.3观测时，视线长度≥3m且≤50m，前后视距差≤1.5m，

前后视距累积差≤6.0m，视线高度≥0.55m；测站限差:两次读数≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm；

观测读数和记录的数字取位：读数记至0.01mm。

4.4、观测时，每测段往测与返测的测站数均为偶数，往测时奇数站按后―前―前―后，偶数站前―后―后―前按顺序进行，返测时奇、偶站观测顺序与往测时偶、奇站相同，每一测段应为偶数测站。一组往返测宜安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，应互换前后尺再进行观测；

4.5观测前30min，将仪器于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。

4.6自动安平水准仪的圆水准器，严格平。在连续各测站上安水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位，一般为接近一条直线。

4.7观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用7.5kg的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

4.8、观测精度应符合下表规定

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

二等 0.5 0.13 0.3 n 0.5 n DS05 型仪器，按《高速铁路工程测量规范》一等水准测量的技术要求施测。

三等 1.0 0.3 0.6 n 0.8 n DS05 型仪器，按《高速铁路工程测量规范》二等水准测量的技术要求施测。

5、沉降观测频次的划分

5.1、路基沉降观测要求，如下表：

5.2、墩台观测频次

墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。如下表：

观测阶段 观测频次 备注

观测期限 观测周期

墩台基础施工完成 / / 设置观测点，进行首次观测

墩台混凝土施工 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周 承台回填时，临时观测点取消

预制梁桥 架梁前 全程 1 次/周

预制梁架设 全程 前后各1 次 架梁后除荷载变化观测外，每15 天应有一组观测

附属设施施工 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周

桥位施工桥梁 制梁前 全程 1 次/周

上部结构施工中 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周

附属设施施工 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周

架桥机（运梁车）通过 全程 前后各1 次 至少进行2 次通前后的观测

桥梁主体工程完工～无砟轨道铺设前 ≥6 个月 1 次/周 岩石地基的桥梁，一般不宜少于2 个

月

无砟轨道铺设期间 全程 1 次/天

0～3 个月 1 次/月 工后沉降 长期观测

无砟轨道铺设完成后 个月 24 4～12 个月 1 次/3 个月

注：1、观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

2、架桥机（运梁车）通过时观测要求：第一次通过和第二次通过前后均需要观测，其后每1 次/1天，连续2 次；其后每1 次/3天，连续3 次，以后1 次/1 周。 (2) 涵洞沉降观测据下表中要求的时间间隔进行，涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行。

5.3．涵洞沉降观测

涵洞施工完成后，应系统观测涵洞的沉降。各阶段观测频次要满足下表要求

观测阶段 观测频次 备注

观测期限 观测周期

涵洞基础施工完成 / / 设置观测点

涵洞主体施工完成 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周 测试点移至边墙两侧

洞顶填土施工 全程 荷载变化前后各1 次或1 次/周

架桥机（运梁车）通过 全程 前后 至少进行2 次通过前后的观测

涵洞完工～无砟轨道铺设前 ≥6 个月 1 次/周

无砟轨道铺设期间 全程 1 次/天

0～3 个月 1 次/月 工后沉降 长期观测

无砟轨道铺设完成后 个月 24 4～12 个月 1 次/3 个月

13～24 个月 1 次/6 个月

注：1、涵洞沉降变形观测时，应同时记录结构荷载状态、黄精温度及天气日照情况。

2、架桥机（运梁车）通过时观测要求：每1 次/1天，连续2 次；其后每1次/3天，连续3 次，以后1 次/1周。

6、观测资料整理

1、采用统一的《兰新第二双线客专铁路路基沉降观测记录表》做好观测数据的记录与整理。根据观测资料，及时绘制每个观测标志点的荷载――时间――沉降曲线。如下图：

桥涵沉降及沉降变形观测资料。

桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。

施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。

施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。

三、数据分析及成果

1、数据单一桥台

对于单一桥台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析：架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。

2、数据管段分析

对于一座桥不仅要控制每个墩台的沉降，同时也要控制相邻桥墩的不均匀沉降，从而得出全桥的整体分析。

3、数据评估分析

3.1桥涵沉降预测采用双曲线回归法。对于预制梁桥，基础沉降应按桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；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，划分为基础施工完成～桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。

3.2根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。

3.3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。

3.4桥梁主体结构完工至无砟轨道铺设前，沉降预测的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。

3.5设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。

3.6梁体

根据评估指南》中对预应力混凝土桥梁上部结构变形的规定：“终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍；扣除各项弹性变形、终张拉60d后，L≤50m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm；L>50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7000或14mm；不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁体的实际弹性变形及徐变系数，并估算无砟轨道的铺设时间。”

四、沉降观测的几点要求

1、观测工作基准点的准确性，应定期对基准点进行复测。

2、保证工作基准点在施工过程中不被移动和破坏，在埋设观测点过程当中应保证其垂直度，并保证连接杆件紧密，安装完成后应使用铁架或木架保护观测设施。

3、在观测过程中注意观测方法，观测应连续进行且固定观测线路，严格按二等水准测量精度进行。

4、如果在观测过程中土质比较软，尺垫无法踩实时应在路面上做牢固的混凝土标识以供在观测时当做工作转点传递高程使用。

5、原始观测数据及时处理，发现不合格数据及时剔除并补测。

五、沉降观测的未来发展

高速铁路的沉降观测，目前使用较多的是二等水准路线观测等。在目前监测工作中，也通常使用多种方法进行观测，从而对沉降结果进行相互对照和检核。当前，沉降观测的发展趋势是在已有观测技术方法的基础上不断引入其他学科的方法，研究发展学科交叉型技术方法，从而不断提高高速铁路沉降观测测的精度等技术指标，并适应长期高频率的对路基、桥涵等沉降情况的监测，符合经济合理的原则。同时，不断引入最新的现代卫星、电子、自动化、计算机等高新技术，使沉降观测不断向着高精度、实时、智能化的方向发展。

参考文献

1.《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；

2.《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》（铁建设[2006]189号）；

3．《国家一、二等水准测量规范》（GB12897―2006）；

4．《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）；

5．《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）；

6．《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）；

7．《工程测量规范》（GB0026－93）；

8．《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054－97）；

9．《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）；

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【关键词】高速铁路 桥梁 沉降 观测技术

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

近年来，随着我国铁路事业的发展，以及列车提速等多方面的要求，高速铁路的广泛修建已经成为我国铁路交通事业发展的必然趋势。由于时速达到200km/h 以上的高速铁路，其路基、隧道及桥梁的列车动力作用远大于普通铁路，轨道的不平顺对快速列车引起的列车振动也远比相同条件下普通列车的严重，即旅客感受到的舒适度程度因速度的提高而降低，因此高速铁路对轨道的高平顺性提出了更高的要求。在高速铁路工程的设计与施工中，桥梁沉降观测是测量工程中重要的管理项目之一，对于工程项目整体质量的实现具有重要的意义。

二、桥梁沉降观内容及测点的布置

1、桥梁工程的每个墩、台均要进行沉降观测,观测标志尽量靠近地面(水面) 。

2、承台

在承台对角两侧各设置1处观测点，主要观测墩身施工后沉降情况，同时，在墩身施工后，转移至墩身观测点测量。

3、桥墩

桥墩上横桥向两侧各设1个观测点，观测点距地面(水面)高度为1 m 左右,特殊情况可按照确保观测精度、方便观测、利于测点保护的原则根据具体情况确定。在墩身较矮，墩帽阻碍立尺的情况下，观测点设在墩高处，采用倒尺法测量。

4、桥台

观测点设在台顶(台帽及背墙顶) ,数量每台不少于4 处,分别设在台帽两侧及背墙两侧(横桥向) 。

5、梁体观测标埋设

（一）梁体徐变布设一般在梁体混凝土浇筑完且具有一定强度后布设,应有利于预埋钢筋的定位。

（二）预埋钢筋的材料主要是尺寸为1. 6 cm的钢筋,在埋设时混凝土上面预留出3 mm左右的长度以便于测设。

（三）梁体观测标埋设在梁端四角及梁体垂直中线上。

(四）梁体徐变观测

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孔选择一孔进行,不足30孔按30孔计。现场浇注的预应力简支梁,大于10孔时,每10孔选择1孔进行观测,不足10孔按10孔计。每座桥至少选择1孔进行梁体徐变观测。梁体徐变观测时间为终张拉后60 d以上。

5、观测精度及使用仪器

沉降监测网观测采用二等水准测量方法,使用精密水准仪进行测量。沉降水准的测量精度为±lmm,读数取位至0. 1 mm。水准仪精度等级为DS1级。

6、沉降观测频度

每阶段的沉降观测,在开始时一般可每周观测一次,以后视两次观测沉降量的变化情况,可适当调整沉降观测的频度,但两次的观测沉降量不大于1 mm为度。

(一) 桥梁墩台基础沉降观测频次。在架梁前的桥梁所有部位的沉降观测全程都是荷载变化前后各1次或1次/周;梁桥在架桥机通过前后各观测一次;桥梁主体工程完工～无碴轨道铺设前要求有至少6个月的沉降观测期,要求每周观测一次,岩石地基的桥梁,一般不少于2个月;无碴轨道铺设期间一天一次;无碴轨道铺设完成后的前三个月每月观测一次,一年内每3个月观测一次,两年之内每半年观测一次。观测墩台沉降时,应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

(二)梁体及梁体徐变观测量间隔时间。梁体在预应力张拉期间张拉前、后各观测1次;桥梁附属设施安装前、后各观测1次;预应力张拉完成～无碴轨道铺设前张拉完成后第1、3、5天各观测一次,张拉完成后1～3月,每7 d为一测量周期;无碴轨道铺设期间每天观测1次;无碴轨道铺设完成后第0～3月,每1个月为一测量周期,第4～12月,每1个月为一测量周期,第13～24月,每1个月为一测量周期,同时注意测量梁体徐变时,应同时记录环境温度及天气日照情况。

二、沉降观测要求

1、首次沉降观测

承台施工完成后，及时设置沉降观测点并做好标志，开始进行首次沉降观测。外业操作严格按二等水准测量规范执行，操作要严谨。

2、水准外业观测

在开工前和作业期间，按规定对仪器进行常规检校和经常性检查，保证仪器工作状态良好。

（一）在承台水准观测过程中，采用单路线附合往返观测，一条水准路线的闭合观测采用同一台仪器、同转点尺，电子水准仪自动记录。

（二）沿路线施测均使用大于5 kg 的铸铁尺垫，水准标尺采用与仪器配套的线条式铟瓦水准标尺，使用两根竹制撑扶尺，以保证水准尺气泡居中；前后视距用经鉴定的钢卷尺进行测量，并用电子水准仪自动测距，确定每测站前后视距相等；使用干湿温度计测定气温。

3、沉降观测时间、方法和精度要求

（一）测量按照二等水准精度观测，测量在每2 个测点间进行往返测，闭合差按二等水准小于4√K(k 为公里数)，往返测互差限差小于6√K；观测精度高于±1 mm，读数取位至0.01 mm。观测按后－前－前－后的顺序进行，每一测段均为偶数站；由往测转向反测时，互换前后尺再进行观测。

（二）观测要做到三固定，即固定人员观测和整理成果、固定使用电子水准仪及铟瓦水准尺、固定观测路线和工作基点。

4、数据处理

在每次外业结束后，对观测数据进行全面检查，然后进行复核和验算，检查各项指标是否符合规范要求，对超限部分及时进行外业补测，完毕后将观测数据传入计算机，然后进行内业计算，打印观测原始记录资料。内业计算包含下列内容：各测段的原始数据表格；各测段的高差及限差统计；水准网严密平差、精度评定和计算成果。

5、沉降量要求

墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：墩台均匀沉降量，对于有砟桥面桥梁≤30 mm，对于无砟桥面桥梁≤20 mm；静定结构相邻墩台沉降量之差要求，对于有砟桥面桥梁≤15 mm，对于无砟桥面桥梁≤5 mm；超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，应根据沉降差对结构产生的附加应力影响确定。

三、桥涵工程沉降评估

根据桥梁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。首次回归分析时，观测期应不少于桥涵主体工程完工后3 个月，对于岩石地基或良好地质的桥涵应不少于1 个月。评估时，将原始测量数据及用数据处理系统软件生成的各类表格分阶段提交评估单位，评估前应先递交评估申请报告。

四、沉降观测过程中存在问题分析

在观测数据处理的过程中发现有的曲线呈现不正常变化,如断高和隆起,原因主要有以下几个方面:基点因破环重新修复、测点破坏重新修复和测点转移导致变化；区域性地面沉降的不规则性导致的变化,特别是由于降水的增多,基点和测点沉降不同步,导致数据波动比较大；测点受到外力的打击导致的变化;对于这种情况发现之后及时对基准点重新测量,并及时修改测点的工况信息,以保证数据的真实可靠。

总结

高铁桥梁沉降观测是一个系统工程，涉及建设、设计、监理、施工、专业评估、其他信息化检测等各单位，测量与数据处理等均通过无纸化系统与互联网传输进行关联，测量及分析结果准确可靠，其结果将直接决定能否进行无砟轨道的铺设。京津城际铁路、武广高速铁路等施工技术成果表明，我国已经在高速铁路技术领域取得了举世瞩目的成就，并且对京沪高速铁路等在建重点工程技术进行深化完善，全面掌握长大桥梁及特殊桥梁的关键施工和监测技术，完善无砟轨道和高速铁路的施工技术，进一步提升高速铁路建造水平。此外，铁路信息化建设步伐也在加快，并将逐步建立健全中国高速铁路技术标准体系，中国高速铁路已吸引了世界各国的目光，铁路“走出去”的战略取得重要突破。

【参考文献】

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关键词：沉降观测；高速铁路；施工；应用

1.沉降观测的目的及趋势

在施工过程中进行沉降观测，分析数据随时掌握其变化规律，在不满足设计及相关要求时，及时采取措施加以控制，或是更改设计方案，直至满足沉降要求，确保施工质量，这就是沉降观测的主要目的。随着我国铁路事业的发展，高速铁路逐渐替代普通铁路，主要的特点就是高平顺性，高安全性，高舒适性等，沉降观测已经作为高速铁路正常施工、运营的一项不可或缺的重要指标。

2.沉降变形的测量控制

2.1 沉降观测的工作原理

沉降观测的高程依据是水准基点，即在水准基点高程不变的前提下，定期的测出监测点相对于水准基点的相对高差，并求出其高程，把不同周期的高程加以比较，即可得出监测点高程变化的大小及规律。

2.2 沉降观测控制网的建立

沉降观测监测网可根据需要独立建网，精度按二等水准测量精度控制，高程应采用施工高程控制网系统。不能利用水准基点的监测网，在施工阶段至少应与一个施工高程控制点联测，沉降观测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，应将沉降观测监测网与二等水准基点联测，将沉降观测监测网高程基准归化到二等水准基点上。沉降观测监测网应布置成闭合环状、节点或符合水准路线等形式。

2.3 工作基点及监测元器件的埋设

观测工作基点必须布设在便于长期保存和使用且不受施工影响的稳定地基内。工作基点元件插入基桩中，基桩应埋入当地冻结线以下不小于0.5m，采用混凝土浇注固定，并按顺序编号。监测点的埋设位置应符合设计要求，且标示准确、埋设稳定。观测期间应对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，务必使观测工作能善始善终，取得满意成果。

3 测量事项

3.1 测量实施要求

沉降观测采用二等水准测量，观测精度不低于±1mm，读数精度0.1mm，沉降观测时采用DS05型仪器观测，观测方法按国家一等水准测量的技术要求施测。

3.2 水准仪的精度要求

选择满足二等水准测量精度要求，不低于DS1精度的精密水准仪，配套铟瓦钢尺。

3.3 水准测量的主要技术指标

应满足《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中高程控制测量一二等水准测量等级有关指标。

水准观测精度

等级 每千米水准测量偶然中误差（mm） 相邻基准点高差中误差（mm） 每站高差中误差（mm） 测段较差、附和或环线闭合差（mm） 检测已测高差较差（mm）

一等 0.45 0.3 - 2√L/0.3√n 3√L/0.4√n

二等 1.0 1.0 0.3 4√L/0.6√n 6√L/0.8√n

注： L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km，n为站数。

水准观测主要技术要求

等级 水准尺

类型 水准仪

等级 视距

（m） 前后视距差（m） 测段的前后视距累积差（m） 视线高度（m）

一等 铟瓦 DS05 ≤30 ≤0.5 ≤1.5 下丝读数

≥0.5

二等 铟瓦 DS1 ≤50 ≤1.0 ≤3.0 下丝读数

≥0.3

DS05 ≤60

注： L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。

3.4水准测量记录表

水准测量记录表是长期保存和使用的基本资料，应做到认真、字迹清晰、整洁、格式统一。记录不得转抄或涂改，如观测、记录数据有误，应在观测记录时将错误划去，在其上方写上正确数字，正确数字及被划去数字均应清晰可辨认，手簿及其他资料图表应有专人保管，不得遗失。

3.5观测方法及注意事项

3.5.1观测方法及观测顺序

（1）往测时，奇数测站照准标尺分划的顺序为：

a. 后视标尺；

b. 前视标尺；

c. 前视标尺；

d. 后视标尺。

（2）往测时，偶数测站照准标尺分划的顺序为：

a. 前视标尺；

b. 后视标尺；

c. 后视标尺；

d．前视标尺；

（3）返测时，奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇站相同。

3.5.2观测注意事项：

（1）观测路线应组成闭合环、附合路线或带结点的观测网，并且至少联测两个以上高等级点。

（2）采用相同的观测路线和观测方法；

（3）同一路线使用同一仪器和设备；

（4）固定观测人员；

（5）在基本相同的环境和观测条件下工作；

3.6观测频次

3.6.1路基沉降观测频次

所有元器件埋设后必须测试初始读数；在路堤填筑前必须进行复测，作为初始读数，路基沉降观测频次见表3.6.1

表3.6.1路基沉降观测频次

观测阶段

观测频次

填筑或堆载 一般

1次/天

沉降量突变

2～3次/天

两次填筑间隔时间较长

1次/3天

堆载预压或

路基施工完毕 第1个月

1次/周

第2、3个月

1次/10天

3个月以后

1次/2周

6个月以后

1次/月

冬季：冻结期与冻融期 观测频次比平常期增加一倍。

无碴轨道铺设后 第1个月

1次/2周

第2、3个月

1次/月

3～12个月

1次/3月

3.6.2桥梁墩台沉降观测频次

表3.6.2 墩台沉降观测频次

观测阶段

观测频次 备注

观测期限

观测周期

墩台基础施工完成

/

/

设置观测点

墩台混凝土施工 全程

荷载变化前后各1次或1次/周 承台回填时，测点应移至墩身或墩顶

预制梁 桥 架梁前 全程 1次/周

预制梁架设 全程 前后各1次

附属设施施工 全程 荷载变化前后各1次或1次/周

桥位施工桥梁 制梁前 全程

1次/周

上部结构施工中 全程 荷载变化前后各1次或1次/周

附属设施施工 全程 荷载变化前后各1次或1次/周

架桥机(运梁车)通过

全程 前后各1次

至少进行2次通过前后的观测

桥梁主体工程完工～

无碴轨道铺设前 ≥6个月 1次/周 岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后 24个月 0～3个月 1次/月 工后沉降长期观测

4～12个月 1次/3个月

13～24个月 1次/6个月

注：观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

3.6.3涵洞沉降观测频次

表3.6.3 涵洞沉降观测频次

观测阶段

观测频次 备注

观测期限

观测周期

涵洞基础施工完成

/ / 设置观测点

涵洞主体施工完成

全程 荷载变化前后

或1次/周

观测点移至边墙两侧

洞顶填土施工 全程 荷载变化前后

或1次/周

架桥机(运梁车)通过

全程 前后 至少进行2次通过前后的观测

涵洞完工～

无碴轨道铺设前 ≥6个月

1次/周 岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月

无碴轨道铺设期间

全程

1次/天

无碴轨道铺设完成后 24个月 0～3个月 1次/月

工后沉降长期观测

4～12个月 1次/3个月

13～24个月 1次/6个月

注：测试涵洞沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。

3.6.4隧道沉降观测频次

隧道基础沉降观测的频次不低于表3.6.4的规定，沉降稳定后可不再进行观测。

表3.6.4 隧道基础沉降观测频次

观测阶段 观测频次

观测期限 观测周期

隧底工程完成后 3个月

1次/周

无碴轨道铺设后

3个月

0～1个月 1次/周

1～3个月

1次/2周

3.6.4过渡段沉降观测频次及要求

（1）过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，沉降观测期与路基相同，不少于6个月。

（2）过渡段必须在不同结构物的起点设置沉降观测断面，距结构物起点5m～10m、20m～30m、50m处分别设置观测断面。剖面沉降沿线路斜向对角线连续布置沉降管，并在沉降管口设置沉降观测桩。

（3）沉降观测水准的测量精度不低于1mm，读数取位至0.1mm。

（4）沉降观测的频次不低于表3.6.1路基沉降观测频次的规定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。

4.内业数据处理

（1）通过外业精度指标检核合格后，利用专用平差软件进行平差计算，通过历次高程变化，计算出本次沉降量与累计沉降量；本次沉降量=Hn-1- Hn , 累计沉降量=H1-Hn(Hn为本次观测高程，Hn-1为本次之前的观测高程，H1为第一次观测值或基准值)，隆起为“-”，下沉为“+”；

（2）特别注意关于观测阶段，工况的填写准确、真实，如堆载预压开始、路基填筑完成、架梁后第一次观测等标志性施工节点；

（3）加强工作基准点的校核及校核密度，发现工作基准点自身发生变形时，应及时分析原因，及时采取合理的方式进行数据处理，保持数据的连续性、过程的真实性；

（4）变形突变、异常时，及时组织复测，并报主管技术总工审核，必要时报送业主、设计、监理和评估单位。

（5）内业资料必须真实完善，坚决禁止弄虚作假，要以严谨的、客观的态度对待内业中发现的任何问题。

5.沉降观测结果的分析评估

5.1 路基沉降评估

（1）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，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。

（2） 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。

（3） 设计预计总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量的差值不宜大于10mm。

（4）路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥涵隧的沉降预测进行，预测的路基工后沉降值不大于15mm。

（5）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。

注 ：沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。

5.2 桥涵沉降评估

（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1个月。

（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1个月。

（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)― 预测时的的沉降观测值；

S(t=∞)― 预测的最终沉降值。

（4）设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。

（5）处于岩石地基等良好地质的桥涵，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，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。

（6）预测的桥梁基础沉降变形应满足《客运专线无砟轨道铁路设计指南》的要求。预测的涵洞工后沉降值不大于15mm。

5.3隧道沉降评估

（1）隧道基础沉降预测评估参考5.1节执行。

（2）地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。

（3）预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。

5.4 过渡段沉降评估

（1）过渡段沉降的预测评估参照5.1节执行。

（2）过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm，预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1000。

6.结论

沉降观测是一门实践性、技术性、专业性很强的工作，对工程的整体进度和质量都具有重要的影响，必须养成认真、负责、严格的实事求是的科学态度和工作作风，进而才能更好地服务于工程建设与管理。近年来，随着我国铁路事业的发展，高速铁路逐渐替代普通铁路，沉降观测作为高速铁路正常施工、运营的一项不可或缺的重要指标，必须得到相关部门、技术人员的高度重视。

参考文献：

［1］高速铁路工程测量规范 TB10601-2009 中国铁道出版社2010.4版

［2］客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南 铁建设〔2006〕158号中国铁道出版社2006

［3］客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定 铁建设〔2006〕189号中国铁道出版社2006

［4］国家一二等水准测量规范 GB/T 12897-2006

［5］铁道工程测量 中国铁道出版社2003

篇8

关键词：无砟轨道；施工

中图分类号： U445文献标识码：A

1.工程概况

1.1地质情况

兰新铁路DK930-DK1015，其地层岩特性如下：

圆细砾土：分布于地表层，厚度0.2~1.5m.

粗砂：分布于DK930-DK1015+000,地表层，厚度0-0.5m。

砾岩：厚5~10m灰白色，砾状结构，层状构造，钙质胶结，岩心多呈散粒状，局部呈碎块、短柱状。强~弱风化。

泥岩：局部地段分布，泥质结构，层状构造，泥质胶结，强~弱风化。

砂岩：局部地段分，泥质结构，层状构造，泥质胶结，强~ 弱风化。

1.2气候恶劣，施工难度大

我工区承建的兰新铁路第二双线双块式无砟轨道里程范围为DK930-DK1015+911，地处三十里强风区全年降雨量极少、早晚温差极大、气候干旱、夏季炎热冬季寒冷、环境极度恶劣。根据气象统计资料及2004～2005年气象资料，≥5级大风天数为105d，每次持续时间为4—7h。而精调作业对天气条件要求极为严格，光线强烈、温差过大、风力大于3级均对其都有影响。

1.3工艺参数“无史可鉴”

兰新铁路无砟轨道施工，相对于武广、京沪等大型项目的经验借鉴性很少，主要表现在测量控制、拆模时间、松扣件及调整螺杆时间、拆除工具轨时间、养护方案等方面。

1.4控制网布设

高速铁路工程施工测量具有线路长、精度高的特点，控制网的布设从设计勘察到施工及运行维护采用了三级网模式（CPI为基础平面控制网、CPII线路控制网、CPIII轨道控制网），高程控制网为两级布设，第一级为线路水准基点控制网，第二级为轨道控制网（CPⅢ）高程精密水准。融三网合一形式给无砟轨道施工期间沉降观测和后期运营维护提供了最好的基本技术保障。

沉降监测网由基准网和变形点测量网组成，基准网由基准点和工作基点组成；变形点测量网由工作基点和变形点组成。

1.5区内沉降观测观测断面布置

施工区段自DK930-DK1015+000共有245个沉降观测断面，观测点断面间距一般为50m左右，路涵和和路桥过渡段观测断面间距为5m，共计856个观测点（包含大桥和涵洞）。

2.沉降变形观测的执行标准

（1）《兰新铁路（甘青段）客运专线铁路线下工程沉降与变形观测及评估实施细则》；

（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）《高速铁路工程测量规范》TB 10601-2009；

（4）《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》。

（5）《国家一、二等水准测量规范》。GB/T12897-2006

（6）兰新铁路（甘青段）客运专线铁路工程设计文件。

3.沉降变形观测过程控制

沉降变形观测的施工顺序为：布设沉降观测点埋设观测原件进行沉降观测收集观测数据观测结果分析、评估。

3.1 沉降变形观测作业指导书

沉降变形观测之前必须根据设计规范要求，编制沉降变形观测系统实施细则，它是进行沉降变形观测作业的指导书，也是沉降变形观测的约束性文件，一切沉降变形观测工作必须以此为标准进行。

沉降变形观测系统实施细则编制内容包括编制依据、工程概况、沉降监测的目的原则及技术要求、沉降观测组织机构及仪器配置、沉降位移观测测量、沉降观测资料整理等等。

3.2沉降变形点的埋设、保护与观测

路堤沉降板（L1）在原地面清表和压（夯）实之后进行埋设，在路堤填筑过程中进行沉降观测，在进行沉降板埋设时保证板底土的压实度，板底不能留有残土砟。沉降板埋设完成以后必须安装保护装置，防止在路堤填筑过程中对沉降管的碰撞和破坏。对于沉降管顶口应加管套封口，钢管和塑料套管之间应用土工布封住，防止填土施工中填料进入塑料套管之中造成测量数据失真，每次接管都应保证沉降管的垂直。

沉降板主要是对路基地表夯实或进行软基处理后施工情况的检测，它的沉降量和沉降速率与每日填土高度及压实度有着密切的关联，要求路堤中心线地面沉降速率不大于10mm/d，所以，观测频次必须根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》中的要求进行。当两次连续观测的沉降值大于2mm时应加密观测频次，如发现沉降值超10mm/d应通知立即停止填筑。

当路基基床底层填筑完成以后需埋设G1、G2沉降观测桩，根据《客运专线铁路路基工程施工质量验收标准》相关要求工后最终沉降量不大于15mm，对于地质情况不太好的地方，设计会采用堆载预压（预压期不少于6个月）的方法来加快施工阶段的沉降速率以减少工后沉降，有堆载预压段设有L2沉降板。

L2埋设受预压土堆载影响很容易倾斜，在进行L2沉降管埋设时应特别注意加强施工现场管理，保证沉降管的垂直和套管中不落入沙土。

观测桩（G1、G2）是在基床底层顶部两侧，受风沙雨雪、季节变化和外界干扰因素较多，在埋设时必须按设计要求进行，埋设深度不能过深或过浅，过浅经过雨水侵泡或季节变化路基填料或少会有收缩膨胀，容易造成测量数据失真。

沉降观测外业测量受气温气压、风速、阳光照射等影响较大，应选择在早上10:00之前或下午16:00之后观测，确保观测数据的质量。每次测量必须做好外业工况记录，以备数据处理过程中出现沉降突变问题的查询。

3.3沉降观测数据的收集处理与分析

沉降观测数据收集必须遵循当天测量当天收集当天处理的原则，这样便于对出现沉降量发生突变的点进行分析、处理和对于超出规范要求的进行重新测量。

兰新二线（甘青段）沉降观测数据处理是由西南交通大学铁发公司提供的《高速铁路沉降观测与数据管理系统》软件进行严密平差计算与数据管理、报表打印。

对于沉降数据的分析主要以下几个方面：

（1）、相邻断面沉降沉降值相差不大于5mm。

（2）、同一断面沉降值相差不大于3mm。

（3）、正常频次观测情况下连续两次的沉降值不宜大于2mm。

（4）、过渡段不同结构物间的沉降差异不大于5mm。

（5）、沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1000.

（6）、沉降值有没有突变现象，查明形成的原因。

（7）、沉降曲线是否趋于平稳。

3.4沉降评估

兰新二线（甘青段）沉降评估是由西南交通大学负责的，在施工单位整理好评估数据和资料后提交给评估单位进行评估。

根据《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》要求，路基填筑完成或对载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种回归曲线分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。

4.无砟轨道具体施工情况

思路决定出路。2012年初复工动员会上，无砟轨道施工确定为工作的主线。面对80多公里的线路，项目采取扁平化管理模式，化段子、分任务，让大跨度的管理由粗放转化为集约，全线划分为三个分部，如同三个作战单元，配备相应的技术、管理人员与成套施工设备、装备，承担20到30公里的施工任务。平时各自为战，关键时刻按照项目要求相互合作，上下一盘棋，共推节点任务完成。

无砟轨道施工中，施工组织的科学与否决定了进度。项目第一时间成立了项目经理任组长的无砟轨道施工领导小组，安全总监任现场总指挥，曾参加过客专建设的他具有丰富的无砟轨道施工经验。在项目编写无砟轨道总体施工组织设计的基础上，各个分部编写自己的专项施工方案，确定了质量报检和安全防护等环节，集体讨论通过后实施，在实施中发现问题及时纠偏，避免出现决策失误造成重大损失。

为培养出技术合格、业务熟练的无砟轨道施工人员，项目加大员工培训力度，采取先培训后上岗，在组织内部培训的同时，还派技术骨干到外面学习取经。为了提高实战能力，项目在现场建立了两个无砟轨道培训基地，线外开设两个试验段。不但请来科研院所的专家、教授，项目的主要技术骨干也纷纷登台讲课，培养近百名无砟轨道施工的技术、质检、测量、试验和现场操作技术工人，达到每套施工排架、每个工点都有配套人员，满足无砟轨道施工对人的需求，源头上杜绝了由于不懂而蛮干造成的返工。

试验段施工中及时总结经验，为正式施工探索道路。通过反复比对，对施工工艺、混凝土配合比、养护方式等环节进行总结，确定作业控制要点，找到混凝土的配合比与养护方法以及每套排架作业人员的配备。项目总工程师主编了《无砟轨道施工操作要点》，系统叙述了无砟轨道施工中从基层面检查到测量等15个关键环节的施工方法和注意点，成为无砟轨道施工的“宝典秘籍”。

为解决技术难题，项目开展科技创新和攻关，成立了无砟轨道施工科技攻关组和无砟轨道施工综合组，分别对试验段的技术参数进行评估分析，对无砟轨道施工的作业面资源配置进行评定确定工地标准。三个分部设立QC科技攻关小组，针对极干旱环境下，无砟轨道混凝土容易产生裂缝的共性问题，在甘青公司、玉门指挥部及兰州交大监理站的指导下，由项目经理总牵头，总工程师带领技术干部展开科技创新及攻关，他们总结出在排架精调过程中采取建起精调防风棚来克服极干旱荒漠区大风、高温带来的天气影响，对无砟轨道养护使用内掺养护剂，对混凝土的振捣采取二次补捣以消除混凝土骨料沉淀及应力释放而导致裂纹的产生，混凝土收光抹面时在排架下部及轨枕周边采用压面收光，收光抹面后在混凝土表面均匀涂刷外养护剂，后用土工膜覆盖以防止混凝土内外温差而产生裂纹等，保证了混凝土质量。

为确保质量，项目以样板引路，先开4公里先导段，做到“高标准起步、高效率推进、高质量达标”，运用《干旱风沙地区混凝土和无砟轨道施工质量控制措施研究》课题的研究成果，积极推行标准化施工，落实甘青公司和玉门指挥部提出的“机械化、精细化、标准化、程序化”要求，在混凝土配合比设计上采用“三低一高”原则，在混凝土浇筑方式上采用斗送入模，采取二次振捣工艺，收面在作业棚内进行，采用喷洒养护液，覆盖棉被、土工布等措施养护，创出排架法施工日进度175.5单线米记录。

5.结语

过程控制标准化管理就是在施工全过程中依据规范编制的施工作业指导书进行施工作业，约束和规范操作人员的行为，提高各个施工环节中质量，提高施工测量管理的整体水平。

由于我们在沉降观测施工中严格执行了全过程控制标准化管理，将控制工作具体化、定量化，确保了沉降观测数据的真实性和可靠性，2011年5月，在兰新铁路第二双线（甘青段）率先并一次性通过专家对堆载预压卸载技术条件评估，给工程的后续工程施工赢得了时间。

参考文献：

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关键词:高速铁路;测量控制体系;测量常见问题

Abstract: the author in the jinghu high speed railway has experienced from the land expropriation, piling, frame beams, rail board to track the essence and laid the measurement process, measure the work from beginning to end in the construction of high-speed railway plays an important role, its main characteristic is accuracy, high intensity, the overall work consistency is strong. I focus from measurement and control system, measuring common problems in high speed railway engineering to talk about the measurement work characteristic, hope to engage in high speed railway engineering surveying industry colleagues can be reference.

Keywords: high speed railway; Measurement and control system; Measurement common problem

中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：

一、 京沪高速铁路概况

京沪高速铁路线路自北京南站西端南侧引出，经过天津、济南、徐州、蚌埠、南京、镇江、苏州、终到上海虹桥高速站。北京南站站中心至虹桥站站中心正线运营长度1308.598km。京沪高铁设计时速为350 公里/小时，即将于2011年6月建成通车。

全线路基段长235.5Km，占正线长度的17.9%；桥梁共268 座（不含公路及框构桥），长1117.5 折合双延米，占正线长度的80.9%；隧道20座，长度15.7km，占正线长度的1.2%。

二、 首期三级测量控制网概况

京沪高速铁路首期建立了三级控制网，其一是框架控制网（CP0），对整个工程提供首级控制。其二基础平面控制网（CPⅠ），主要为勘测和施工时段提供控制基准；其三是线路平面控制网（CPⅡ），同样是为勘测和施工时段提供控制基准。控制点精度及间距如下：

1) CP0：相邻点相对中误差20mm；点间距50KM；

2) CPⅠ：相邻点相对中误差10mm；点间距800M；

3) CPⅡ: 相邻点相对中误差8mm；点间距800M。

三、 测量控制体系建设

1. 前期准备阶段

此阶段测量主要是服务于征地、桥梁基础打桩工作。利用已有的CP0~CPⅡ等级控制网点，采用GPS方法进行测量。

若以现有的三级控制网点是远不能满足施工工作需要的，所以提前开展加密控制点工作。加密控制网，主要为线下各项施工提供控制基准。控制点一般沿着施工便道埋设，点间距100~150米，相互之间保持通视，埋深>60cm，基地夯实，浇筑上砼并加以围护，测量方法平面一般要求用四等导线测量, 每5KM左右进行分段测量，每相邻段导线有一条公共边相互联系，中间联测到CP级控制点加以约束，有约束整体性强，若与不约束时的结果比较有3cm左右的差异。高程用二等水准高程测量（部分点要做沉降监测网点用，所以一起用二等水准联测比较好），同样联测到CP级控制点并加以约束。

2. 线下施工阶段

进入桩基、承台、桥墩、路基处理及路基填筑等施工阶段，考虑到便道施工车辆扰动多，采取对沿线的加密点每半年进行一次全线复测的措施，平时则针对扰动多的地段单独进行复测或增补一些控制点。

进行垫石的施工前，因为垫石浇筑及下道架梁工序将使用垫石上的放样点为测量基准，所以对加密控制点进行了复测后才用于放样。

3. 线上施工阶段之二（精密测量）

此阶段时桥梁的底座板、路基的支承层陆续在完成，对完工的部分进行体态测量，检查是否存在超高现象，若是合格的工作面即可进入到GRN网建设阶段，不合格的就要等打磨处理完后再进行GRN网的建设。

GRN网（轨道基准网），主要为轨道板精调提供测量基准。精度要求：相邻轨道基准点间的高程相对精度不大于0.1mm，相邻点平面相对精度不大于0.2mm，点间距6.5m。GRN网经过放样、打孔、埋设后，利用CPⅢ的二次复测新成果进行GRN网的观测。

轨道板精调作业，测量人员使用带自动马达的仪器及内置精调软件的仪器，利用GRP(轨道基准点)作为基准点进行测量作业。精度要求：相邻轨道板间横向偏差0.4mm，相邻轨道板间竖向偏差0.4mm。轨道板调整到位后进行灌板作业，在拆除压板抠件后，对轨道板灌板后进行复测，并提交验收。方法是正倒镜式自由测站+标架，采集承轨台坐标数据。

轨道板验收完毕之后，进入轨道铺设工序阶段，就对CPⅢ控制网点进行第三次复测，再次将全线轨道精调的测量基准相互统一衔接起来。

这里列举我们第二次与第三次复测CPⅢ的部分高程数据对比如下：

CPⅢ复测高程成果比较表

二次成果 三次成果 较差/mm 相邻点高差较差/mm

可以看出点位的沉降变化量比较小，比较稳定。

轨道精调是采用正倒镜式自由测站后视4对CPⅢ进行设置，利用专业精调软件及轨道几何状态测量仪对每个承轨台所对应的轨道部位逐枕采集数据，经数据分析处理后，再在现场对侧向挡块及垫块根据分析的数据进行针对性地调整更换。这是个反复的过程，调整、采集、再调整、再采集。直至轨道精调验收合格，主体工作就基本上结束了。

四、 测量问题及相应措施

1. 内业计算方面

高铁测量数据计算量大，各个环节都容易出现计算上或这或那的问题。因此，校核工作十分重要，必须进行200%的数据校核。内业计算主要有：全线加密控制网、桥梁基础、墩身、垫石、防护墙、底座板（路基上称支承层）数据、CPⅢ控制网、GPN控制网、轨道板（站场设置道岔板）布板、轨道铺设参数(线路平面、纵断面设计参数和曲线超高值)等计算。

2. 质量意识方面

从线下到线上，给每个工序留的容许误差空间不多。如：垫石：0~-10mm、梁面：平整度≤3mm/4m , 相邻梁端桥面高差≤10mm、底座板（或支承层）：0～-20mm、轨道板（含道岔板）：0～-0.4MM、轨道（含道岔）：轨道中线和轨顶高程允许偏差均应不大于2 mm等等。一个工序环节超高，其余工序环节的调整空间就减小，修复工作难度就加大，这就要求全线上下的控制体系能良好地衔接、吻合，不得出现较大的突变，严格将每道工序的体态控制在容许范围之内。例如，底座板浇筑超高，打磨处理没到位，则在轨道板精调时出现跳板现象，只能停下来待吊车开来将轨道板调开并打磨处理完后，将轨道板重新就位，才能再次进行精调，大大影响工作进度。这就要求我们每位测量人员及相关部门的管理人员都加强质量观念。

3. 外业工作方面

1) CPⅢ测量方面

脚架没使用原装匹配脚架，仪器与脚架就会出现共震情况，导致2C或竖盘指标差超限。方法：使用原装匹配脚架。

测站经常出现超限。方法：一是仪器使用前检校；二是排除脚架、仪器原因外，可以前后左右移动一下，换个位置；或者换个时间段，推后几个小时再进行观测。

2) 底座板测量方面

CPⅢ的数据成果没经过认真核对，没有注意所用CPⅢ成果有没有扣除10mm的水准杆与棱镜杆差值的情况，就会出现高程问题。方法：认真核对纸质文件与仪器内存数据的一致性。

现场作业时仪器没进行检校，不能确保仪器是否处于良好的状态。方法：在测站进行仪器校核，对最远的CPⅢ控制点进行正倒镜检查竖直角的指标差，控制坐标z值的较差在2mm之内，超过则对仪器进行现场校正，忽视这点将影响我们对高程控制的精度。

3) GRN测量方面

仪器内部设置不正确：记录格式的设置，测量模式的设置、棱镜常数设置、温度气压设置等设置不正确，都会导致做无用功。方法：作业前检查仪器内部设置正确与否。

全站仪、棱镜小标架、数字水准仪、数码尺及水准测量杆未经检校就投入使用。方法：对仪器、工具全面检校后方可使用。

4) 轨道板精调测量方面

a) 测站超限

这个是GRP被破坏造成点号不对应而引起的。方法：主要通过外业数据检查来找出被破坏点，若仅有个别点位被破坏时，可以忽略跳过；若连续3个点被破坏时，就要重新埋设并观测后方可使用；

仪器因路途颠簸造成2C及竖直角指标差等误差超限。方法：作业前对仪器、检校后方可使用。

b) 成果超限

长期使用而没有对测量标架进行检校。方法：采用塞尺对标架在线路的直线段进行标架校正，调至宽度较差在0.2mmm内即可。

测量标架摆放不正确。方法：严格按要求正确摆放。

c) 出现跳板

主要是底座板（支承层）成型超高，使板腔厚度超过要求的2～4cm。方法：在浇筑时严格控制好砼体态，一般采用降低1cm控制。

d) 复测超限

对复测部位（承轨台）上的水泥、浮碴没清理干净。方法：随身携带小铲等工具，认真清除轨道板上的杂物。

5) 轨道数据采集方面

测站限差超限>0.7MM情况出现较多时，一方面会是控制点位移沉降问题。方法：可以换2个控制点作为后视点；另一方面会是仪器没有检校的问题，再一方面就会是测量标没有完全插入CPⅢ控制点孔内，针对性一一查找并解决。

轨道几何状态测量仪没进行标定及测量仪数据采集方法操作不当，还有测量仪轨轮粘上过多的污垢没有在测前及时清理，都会造成采集的数据不准确。

五、 结语：测量工作必须确保成果的稳定、精确与及时

采用正确的测量方法，按照规范及作业指导工作，并在实践中及时地改进、调整测量工艺，建立有效的管理激励机制，才能使高铁测量成果的稳定、精确与及时性得到有效保证。

下面这几点特别总结指出一下：

1) 负责观测的加密控制点、CPⅢ及GRN控制网点要埋设稳定、观测时要对约束点进行联测；

2) 各项数据的计算与校核提前做好准备并认真检查；

3) 全线水准网复测时要检查CP级点的稳定性，选择变化微小、较稳定的点作为以后的高程起算基准点；

4) 每次作业前都要进行仪器检校，以保证测量数据的准确。同时保证做到仪器及工具的日常检校，使工器具都处于良好的状态；

5) 施工垫石前，最好是进行了加密控制网的复测并要加上一些CP级点进行约束平差，采用新成果放样；

6) 施工底座板或支承层时，最好是使用CPⅢ控制网进行测量验收，不得已时才可用CPⅡ加密点进行测量验收，必须严格控制高程；

7) 轨道板精调开始前，要对CPⅢ进行恢复并加以第二次复测，采用二次复测的新成果作业；

8) 轨道精调开始前，要对CPⅢ对破坏的点全面加以恢复并进行第三次复测，采用三次复测的新成果作业；

9) 各项测量作业严格按规范及作业指导书进行测量；

10) 现场测量人员要对每项作业的各个细小环节进行仔细地检查，以排除影响测量精度的因素。

【参考文章】

《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）

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篇10

关键词: 非接触量测；监控量测；全站仪；新方法中图分类号：U238 文献标识码：A

1概述

合肥至福州铁路客运专线（闽赣段）土建工程HFMG-1标段第四项目部施工范围: DK376+759～DIK386+366(含断链61.949米),线路长9.669正线公里。主要包括七座隧道，合计3043延米。其中Ⅴ级围岩2028延米（含明洞），Ⅳ级围岩695延米，Ⅲ级围岩320延米。线路所经地区地层岩性复杂，出露下元古界～第三系沉积岩及变质岩、各时期的岩浆岩和第四系松散地层。多为偏压浅埋隧道，设计采用了复合式衬砌形式。根据规范要求，设计的初期支护形式是否可以满足围岩的变形压力，模筑砼最佳浇注时间都是要通过监控量测来确定。隧道开挖后，对已开挖的围岩及时进行初期支护，对初期支护的受力进行监控量测。通过观测拱顶沉降与周边位移变化情况，掌握围岩和支护的变化信息并对量测数据运用概率论与数理统计学原理，通过数学公式计算进行分析评估，并预测出围岩以后的发展趋势，以达到以下目的：

(1)了解隧道围岩、支护变形情况，以便及时调整支护形式，保证开挖坑道的稳定。

(2)依据量测数据的分析资料采取相应的支护措施和应急措施，保证施工安全 。

(3)为二次衬砌施工提供依据 。

然而，传统的隧道监控量测方法，周边位移一般采用钢尺式收敛计进行观测，拱顶下沉一般采用水准仪、水平仪、钢尺或测杆进行观测。虽然该方法具有成本低、操作简单和适 应恶劣施工环境的优点，但在隧道现场实施过程中存在以下问题：

(1)监控量测工作难度大，由于双线设计，隧道半径大，拱脚部位的收敛往往无法量测，拱顶挂尺也非常困难；

(2)量测时间长，施工干扰大，虽然监控量测已作为一道工序被安排在施工组织设计中，但还是希望时间越短越好；

(3)隧道进入中间段后，通风问题、照明问题、洞内不平整及积水问题往往成为制约监控量测工作的重要因素。

(4)对于大断面隧道，如紧急停车带，接触量测几乎不可能，即使勉强能够实施，量测精度也差，而这些段落往往是施工最危险段落。

(5)一般无法进行三维观测，当要了解隧道周边点的三维变化时，上述传统方法显得无能为力。

为了解决常规监控量测中存在的问题，我们首次在高速铁路隧道的监控量测中，研究采用了非接触量测方法。提出了隧道变形监测新技术—采用全站仪进行非接触三维观测(无尺量测，即用反射膜片)的研究。

2 监控量测的目的

控量测分为必测项目和选测项目两类。必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。选测项目应根据隧道建设规模、围岩的性质、隧道埋置深度、开挖方式等特殊要求进行的监控量测项目。

表1 监控量测必测项目

序号 监测项目 测试方法和仪表 测试精度 备注

1 二次衬砌前

净空变化 收敛计、全站仪 0.1mm 全站仪采用

非接触观测法

2 二次衬砌后

净空变化 收敛计、全站仪 0.01mm

3 地表沉降 水准仪、铟钢尺或全站仪 1mm 浅埋隧道必测

（Ho≤2B）

4 拱顶下沉 水准仪、钢挂尺或全站仪 1mm 一般进行

水平收敛量测

5 沉降缝两侧底板不均匀沉降 三等水准测量 1mm 沉降缝两侧底板(或仰拱填充层面)沉降

6 洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测 三等水准测量 1mm 洞口底板（或仰拱填充层面）与洞口过渡段的沉降

表2监控量测选测项目

序号 监测项目 测试方法和仪表 测试精度 备注

1 围岩压力 压力盒 0.001Mpa

2 钢架内力 钢筋计、应变计 0.1Mpa

3 喷混凝土内力 混凝土应变计 10με

4 二次衬砌内力 混凝土应变计、

钢筋计 0.1Mpa

5 初期支护与二次衬砌

接触压力 压力盒 0.001Mpa

6 锚杆轴力 钢筋计 0.1Mpa

7 围岩内部位移 多点位移计 0.1mm

9 爆破振动 振动传感器、记录仪 临近建筑物

10 孔隙水压力 水压计

11 纵向位移 多点位移计、全站仪 0.1Mpa

非接触量测方法采用全站仪自由设站原理远距离测量点位不同时段的三维坐标，经过处理输出测点的三维位移矢量或测点相对收敛值，可以代替传统的接触量测对拱顶下沉、周边收敛的量测。此方法可以方便、 准确、快速地为隧道施工提供参考数据。

3、监控量测的技术要求

3.1测点布设

拱顶下沉测点及净空水平收敛测点应布设在同一断面，测点应尽量对称布设，即“同面等高”，以便数据的相互验证。拱顶下沉及周边收敛量测的测点布设情况一般分为3种，如图1所示。

图1拱顶下沉及周边收敛量测的测点布设示意图

隧道监控量测的断面间距及净空变化量测的测线数，可参照表3、表4的要求来布置。

表3隧道监控量测的断面间距

围岩级别 断面间距(m)

V 5~10

Ⅳ 10 ~30

Ⅲ 30~50

注:Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

表4 净空变化量测的测线数

地段

开挖方法 一般地段 特殊地段

全断面法 一条水平测线 －

台阶法 每台阶一条水平测线 每台阶一条水平测线，两条斜测线

分部开挖法 每分部一条水平测线 CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线

3.2测点埋设

埋设测点时，应注意以下几点要求：

1.在布设测点处，用冲击钻钻出孔径为10 mm，深为150 mm的钻孔；

2.在钻孔中填满水泥砂浆后插入量测预埋件（见图2），尽量使左右两侧相对的预埋件处在“同面等高”的位置；

3.反射膜片应贴于经过清理和防锈处理后的钢板表面，以保证其与钢板紧密粘合，不易滑动、脱落；

4.将贴有反射膜片一面的钢板，朝向隧道出口，并尽量使其面向隧道中线，以保证监控量测时，全站仪能够接收到最强的反射信号；

5.待砂浆凝固后，即可量测，量测测点应牢固可靠、易于识别并妥善保护。

图2量测预埋件示意图

3.3全站仪自由设站方式工作原理

全站仪三维非接触围岩净空位移量测新技术，其基本原理是利用全站仪自由设站远距离测量点位不同时段的三维坐标，将测量数据输入算机通过软件进行后处理，最后输出测点的三维位移矢量或测点相对收敛值，准确、快速地为施工提供参考数据。即在监控量测中，将全站仪置于隧道中线附近的适当位置，采用极坐标测量的方法，直接对不同断面上的各监测点进行观测，获取各监测点在任意站心坐标系下的空间三维坐标，利用各监测点的空间三维坐标，间接得到同一断面上各监测点间的相对位置关系，并通过比较不同周期相同监测点间的相对位置关系的差异，来真实反映隧道的拱顶下沉及净空收敛变化量，如图3所示。

图3全站仪自由测站非接触量测示意图

3.4监控量测频率

根据传统的净空收敛、拱顶下沉的测定频率随着变位收敛的天数、变位量、开挖方法、日变位量、离掌子面距离的不同而变化， 大体上可根据位移速度及离开挖面的距离而定，见表 5。当采用台阶法进行隧道施工，下台阶到达时上面台阶测定频率要加大。本次试验三维位移量测频率采用与净空收敛、拱顶下沉的测定频率基本一致。

表5拱顶下沉及净空收敛量测频率

注：D 为隧道直径

3.5判定安全基准

从既有现场实测的位移一时间曲线可知，曲线有明显的负速率段、加速段、减速段和匀速段。从数据处理来看，若以位移量测信息作为施工监控的依据，则判断围岩稳 定性的依据应为位移量和位移速率，所以，在工程实践中根据实际情况规定容许位移 量和容许位移速率值是进行施工监控的基础，从而可根据位移一时间曲线来判断围岩 的稳定性。具体地说，基准值的设定方法见表 6。

表6变形管理基准的设定

注：U0—实测隧道周边位移值，拱顶为主要依据；Un—绝对位移控制基准值。

4 数据计算原理

4.1数据格式

根据量测数据及时绘制拱脚水平相对净空变化、拱顶相对下沉和地表下沉的时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图。对初期支护的时态曲线应进行回归分析，选择与实例数据拟合性好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移。

监控量测的原始数据为每测站量测的各监测点的空间三维坐标，案例如下表所示。

表7 某测站监控量测的原始数据

断面里程 日期： 2012.08.20 A B C D E

DK380+390 第一测回 盘左 X 13.5025 15.1692 19.8017 24.5381 26.0333

Y -35.7187 -34.8692 -32.2811 -30.0114 -29.1477

Z 4.0582 7.5195 9.7136 7.4321 3.9803

盘右 X 13.5023 15.1694 19.8025 24.5378 26.0329

Y -35.7176 -34.8677 -32.2794 -30.0101 -29.1468

Z 4.0592 7.5187 9.7144 7.4328 3.9799

第二测回 盘左 X 13.5009 15.1671 19.800 24.5382 26.031

Y -35.7179 -34.8695 -32.2815 -30.0117 -29.1484

Z 4.0588 7.5182 9.7141 7.4285 3.9805

盘右 X 13.5002 15.1669 19.7999 24.5336 2.0286

Y -35.7174 -34.8684 -32.2823 -30.0124 -29.1485

Z 4.0597 7.5181 9.7150 7.4280 3.9796

由于外业观察成果中不可避免得会引入误差或粗差，且各监测点在同一测站中有4个坐标观测值，因此，可采用具有一定抗差能力的中位数法来确定各监测点在同一测站中唯一的正确的空间三维坐标。

所谓中位数法，即是将同一测站各监测点的4个坐标观测值分别按三维坐标分量X、Y、Z从小到大或从大到小进行排序，如下所示：

，，

其中：、、为排序后，第个位置所对应的坐标分量观测值。舍去最小和最大的坐标分量观测值，将各坐标分量剩余的两个观测值取算术平均值，得各监测点在同一测站中唯一的空间三维坐标。加之，中位数只与观测值的排列顺序有关，不受观测极端值的影响，因此采用中位数法可得到各监测点在同一测站中唯一的正确的空间三维坐标。

监控量测的原始观测数据为每测站量测的各监测点的空间三维坐标，其直接以8位或16位字符的GSI格式进行存储，如图4所示。

图4隧道监控量测数据格式

由图4可以看出，各断面监测点都用“盘左”进行了两次照准、读数，因此，可采用取算术平均值的方法来确定各监测点在同一测站中唯一的空间三维坐标。

4.2净空变化计算原理

如图5所示，设A、B、C、D、E的空间三维坐标分别为、、、、，则净空水平收敛测线、

图5拱顶下沉及周边收敛量测的示意图

设第期净空水平收敛测线观测值为、，第期净空水平收敛测线观测值为、，则相邻两期净空水平收敛的变化量为、；而净空水平收敛的累积变化量 = 净空水平收敛测线的初始值 - 净空水平收敛测线的当前值。如遇特殊地段，应计算斜测线的变化量，其计算原理与净空水平收敛测线相同。

4.3拱顶下沉计算原理

设第期拱顶监测点C到净空水平收敛测线AE的空间距离为，则

其中：向量,向量为直线AE的方向向量，为向量的模，为两向量的叉积，可按下述过程计算：

设，，则

上式中分别表示X、Y、Z三个方向上的单位向量，则

为向量的模。

同理可得，第期拱顶监测点C到净空水平收敛测线AE的空间距离，则相邻两期拱顶下沉的变化量为，即拱顶下沉的变化量是通过不同周期拱顶监测点到最低净空水平收敛测线的空间距离的差值来反映的；而拱顶下沉的累积变化量 = 拱顶监测点到最低净空水平收敛测线的空间距离的初始值 - 拱顶监测点到最低净空水平收敛测线的空间距离的当前值。也可计算拱顶监测点相对于其他净空水平收敛测线的下沉变化量，以便数据的相互验证。

4.4地表下沉

对于地表下沉数据是将测量数据录入隧道沉降观测数据EXCEL表，绘制时间-沉降量散点图，根据散点图的数据进行回归分析。

5 案例分析

鉴于篇幅所限，本文就东岭隧道DK380+500断面的监测情况作一分析。

5.1 DK380+500断面数据采集

5.2 DK380+500断面拱顶下沉趋势图

东岭隧道DK380+500断面拱顶下沉趋势图

5.3 DK380+500、DK381+900、DK386+360断面净空水平收敛趋势图

东岭隧道DK380+500断面净空水平收敛趋势图

5.4 DK380+500断面斜测线变化敛趋势图

东岭隧道DK380+500断面斜测线变化敛趋势图

从图 5.2~图 5.4可以看出，DK380+500断面 拱顶下沉累计值开始增长比较明显，25天以后变化趋于稳定，这符合塘村隧道围岩区段断面的拱顶位移变化规律，与传统拱顶下沉变化规律相似。而隧道各测点在两个断面上的水平方向位移变深，相同围岩级别和相同开挖方式下隧道洞周位移变化规律一致。

从图 5.2~图 5.4可以看出，竖直方向绝对位移变化量累积值以拱顶的D点最大，而 水平方向绝对位移变化量累积值以拱顶的A点和G点最大，这是符合实际的。为了与传统洞周收敛位移量测数据进行更好的比较，把水平方向绝对位移以隧道同一高程上两个对应测点的绝对值之和作为在绝对坐标下测得相对收敛值（下同），再与传统位移量测洞周相对收敛值比较，可以很好的反映出隧道周边位移变化。

根据位移值、位移速率等分析、评定围岩和支护的稳定性。判别初期支护的工作状态安全，水平净空收敛、拱顶下沉量达到预测最终值的80%～90%，收敛速度小于0.1～0.2mm／天，拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm／天时，可认为围岩基本稳定进行下一道工序施工。

6 结语

由于隧道工程的特殊、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全必不可少的手段。应用全站仪自由设站非接触量测方式进行监控量测将取得事半功倍的效果。然而很多现有判定基准都是针对传统的拱顶下沉位移量和收敛相对位移值所制定的，在三维位移量测中我们所提取出来纵向位移速率还没有现成的判定基准，基于此合福铁路客运专线（闽赣段）土建工程HFMG-1标段第四项目部隧道工程实施实践中，根据总结的经验，控制隧道纵向稳定性的依据主要是纵向位移速率的变化情况。所以我们以纵向位移速率作为三维位移纵向判定基准来判断隧道纵向稳定性以及预测掌子面开挖前方围岩变化情况。

三维位移洞周收敛这种收敛位移的量测包括了传统的拱顶下沉及周边位移，且三 维位移量测利用全站仪一次性的把每个测点三个方向的变化量都测出来，这种方法较 之传统的方法简单易行，并具有可靠性，其量测精度能够满足量测目的的要求。在合福铁路客运专线（闽赣段）土建工程HFMG-1标段第四项目部隧道建设中，监控量测工作的开展实施主要工作便是三维位移洞周收敛量测，同时为了将量测得到的相关信息及时的反馈到施工中，在数据的处理中，针对不同的需要，处理重点也不同，对应的方法也不相同，在实际应用中，对于各种处理方法及相关标准的采用，都保证了隧道安全、合理的进行施工。

通过合福铁路客运专线（闽赣段）土建工程HFMG-1标段第四项目部隧道监控量测的现 场实施，选择全站仪自由设站非接触量测方式，进行量测是合理的，其测量速度快、对施工干扰小、量测精度高，并能实现隧道测点三维位移量测。同样能在公路隧道、水工隧道、城市地下通道、大基坑开挖、地下建筑、路基下沉、高边坡、高层建筑位移量测、水库库岸监测等领域有着广泛的应用前景。

参考文献

【1】《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；

【2】《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）条文说明；

【3】《客运专线无碴轨道铁路铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）；

【4】《精密工程测量规范》（GB/T 15314-94）；

【5】《铁路隧道监控量测技术规范》；TB10121-2007/ J721-2007

【6】《国家三角测量规范》GB/T 17942-2000；