1、石武鐵路客運專線湖北段沉降變形觀測方案、元件埋設及保護中科院石武客專湖北段沉降變形評估項目部2009年9月,一、沉降變形觀測內容 二、線下結構沉降變形觀測 三、觀測元件的埋設與保護 四、沉降變形測量技術要求,提 綱,1 路基1.1 路基面的沉降變形觀測 1.2 路基基底沉降觀測1.3 路堤本體的沉降觀測（改良土路基） 2 橋梁 2.1 橋各墩、臺基礎沉降2.2 預應力混凝土梁的徐變上拱變形,一、沉降變形觀測內容,3 涵洞1.1 涵洞基礎沉降 1.2 洞頂路基沉降4 隧道 隧道口仰拱、隧道一般地段和不良、復雜地址區(qū)段沉降5 過渡段路橋、路隧、路涵、堤塹過渡段沉降,一、沉降變形觀測內容,二、線下結

2、構沉降變形觀測,1 路基 1.1 觀測斷面及觀測點的設置原則 （1）路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主。沉降變形觀測斷面應根據不同的地基條件，不同的結構部位等具體情況設置；測點的設置位置應滿足設計要求，同時還應針對施工掌握的地質、地形等情況調整或增設。 （2）路基面和地基沉降觀測點應設在同一橫斷面上。 （3）路基面觀測斷面沿線路方向的間距一般不大于50m, 地勢平坦、地基條件均勻良好的路塹、高度小于5m的路堤 可放寬到100m；地形、地質條件變化較大地段應適當加密 觀測斷面。 （4）測點及元器件的埋設位置應符合設計要求，且標設準確、埋設穩(wěn)定。,二、線下結構沉降變形觀測,1.2 觀測斷

3、面及觀測點的設置及元件布設 觀測斷面的設置及觀測斷面的觀測內容、元件的布設應根據地形、地質條件、地基壓縮層厚度、路堤高度、地基處理方法、堆載預壓等具體情況，結合沉降預測方法和工期要求具體確定。分以下幾種布設形式：,二、線下結構沉降變形觀測,（1） 路堤填高3m，且地基壓縮層厚5m地段,二、線下結構沉降變形觀測,（1） 路堤填高3m，且地基壓縮層厚5m地段,低路堤沉降觀測剖面元件布設示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,（2）路堤下地基壓縮層厚5m地段及路堤填高3m、地基壓縮層厚5m地段,二、線下結構沉降變形觀測,高路堤沉降觀測剖面元件布設示意圖,（2）路堤下地基壓縮層厚5m地段及路堤填高3m、地基

4、壓縮層厚5m地段,二、線下結構沉降變形觀測,改良土路堤沉降觀測剖面元件布設示意圖,（2）路堤下地基壓縮層厚5m地段及路堤填高3m、地基壓縮層厚5m地段,二、線下結構沉降變形觀測,（3）路堤加載預壓地段 路基面沉降觀測在路提填筑到基床底層表面后，在基床底層表面兩側設觀測樁，在路基面中間設沉降板后，加載預壓進行沉降觀測。待預壓卸除基床表層填筑后，在路基面兩側及線路中心設置沉降觀測樁。,加載預壓路堤沉降觀測剖面元件布設示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,（4）土質路塹地段 土質路塹(含基巖全風化層)一般地段只設路基面沉降觀測樁2-3個/斷面，斷面間距50m，地勢平坦、地基條件良好地段間距100m。,路

5、塹地段沉降觀測剖面元件布設示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,（4）土質路塹地段 當地基地層為紅黏土、膨脹土時，同時在換填底面埋設單點沉降計觀測地基沉降或隆起情況。,膨脹土路塹地段沉降觀測剖面元件布設示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,1.3 觀測頻次,二、線下結構沉降變形觀測,1.5 軌道鋪設后沉降觀測點的移設及觀測頻次,路基沉降觀測點移設示意圖,線下結構沉降變形觀測,1.5 軌道鋪設后沉降觀測點的移設及觀測頻次 （2）觀測斷面間距及頻次 一般地段間距為50m，地勢平坦、地基條件均勻的路塹，高度小 于5m的路堤，間距可為100m；橋路、隧路過渡段在原不同結構物起 點及距起點520m內各設置一個觀

6、測斷面，涵洞頂及兩側520m內 各設置一個觀測斷面；在過渡段原設點斷面處設置觀測點。 路基及過渡段沉降觀測在評估期內，且觀測期大于3個月的，每月一次。 軌道鋪設期間：支承層鋪設前后各一次；道床板鋪設前后各一次；軌道鋪設前后各一次。 軌道鋪設后：第1個月，1次/2周；第23個月，1次/月；第312個月，1次/3個月,二、線下結構沉降變形觀測,2 橋涵 2.1 觀測數量 （1）橋梁變形觀測應以墩臺基礎的沉降和梁體徐變上拱變形為主，涵洞 除應進行自身的沉降觀測外，尚應進行洞頂填土的沉降觀測。 （2）橋梁變形觀測應逐跨、逐墩(臺)布置測點，涵洞應逐個布置。巖石 地基、嵌巖樁基礎的橋涵可選擇典型墩(臺)

7、、涵進行觀測。對原材料變 化不大，預制工藝穩(wěn)定、大批量生產的預應力混凝土預制梁，徐變變形 觀測可每30孔選擇1孔進行；其余橋梁變形觀測應逐跨、逐墩(臺)布置測 點，涵洞應逐個布置。 （3）橋涵主體工程完工后，沉降觀測期一般不應少于6個月；巖石地基 良好地質區(qū)段的橋梁，沉降觀測期不應少于60天，觀測數據不足或工后 沉降評估不能滿足設計要求時，應適當延長觀測期。,二、線下結構沉降變形觀測,2.2 觀測點布置 （1）橋梁墩臺沉降 墩臺觀測點位一般布置在墩臺的承臺四個角位上，如承臺埋設在地 面下較深，則在墩、臺身施工完成后再將觀測樁移設到離地0.5m的墩、 臺身兩側各設一個觀測點繼續(xù)進行觀測。,墩臺沉

8、降觀測點布置圖,二、線下結構沉降變形觀測,（2）梁體徐變 預應力混凝土梁 梁徐變上拱變形觀測點設置在箱梁四個支點和跨中截面兩側腹板梁頂 處，每孔梁的測點數應不少于6個，測點布置見圖。,預應力簡支梁梁體變形觀測點布置,二、線下結構沉降變形觀測,（2）梁體徐變 連續(xù)梁或大跨度梁 梁體變形觀測點設置在連續(xù)梁或大跨度梁的四個支點和1/4處、1/2、 3/4截面兩側腹板梁頂處，每跨梁的測點數應不少于10個(含4個支點處)。 對于跨度大于80m的連續(xù)梁或大跨度梁，觀測點應適當加密。,連續(xù)梁或大跨度梁觀測點布置,二、線下結構沉降變形觀測,（3）涵洞 每個涵洞均要進行沉降觀測，布設在涵洞邊墻兩側帽石頂上，每個

9、涵洞測點數不少于4個。 若在涵頂填土，且涵洞較長，在涵頂埋設表面樁和沉降板，具體布設可參考路基布設方案,涵洞測點布置,二、線下結構沉降變形觀測,2.3 觀測頻次 （1）墩臺沉降觀測，開始一般每周觀測一次，以后視兩次觀測沉降 量的變化情況，適當調整沉降觀測的頻度，但兩次的觀測沉降量不 宜大于1mm，具體要求見下表 。,二、線下結構沉降變形觀測,二、線下結構沉降變形觀測,（2）預應力混凝土及連續(xù)梁或大跨度梁的徐變上拱觀測頻次見下表,預應力混凝土梁體豎向變形觀測頻次,二、線下結構沉降變形觀測,（2）預應力混凝土及連續(xù)梁或大跨度梁的徐變上拱觀測頻次見下表,連續(xù)梁或大跨度梁體豎向變形觀測頻次,二、線下結

10、構沉降變形觀測,（3）涵洞觀測頻次,二、線下結構沉降變形觀測,2.4 鋪軌后沉降觀測點的移設及觀測頻次 （1）橋墩臺、涵洞帽石上沉降觀測點一般不移設，原點繼續(xù)觀測。 （2）橋的徐變觀測點設置 由于無碴軌道鋪設和橋梁防水層、保護層施做，原觀測點被覆蓋需移設 的，移設分兩步：第一步，將原設在腹板頂的徐變觀測點臨時轉移到同一斷 面的防撞墻頂，防水層、保護層施工前后各測一次；第二步，橋面保護層施 做后，在距防撞墻內側500mm處保護層上設徐變觀測點。觀測點采用15 20、L=70mm且上端為圓頭的不銹鋼件埋(植)入保護層內，上端露出保護 層3mm，并在設點處相應防撞墻內側下端標注紅色“”標記。,二、線

11、下結構沉降變形觀測,（3）橋墩臺沉降及梁的徐變觀測頻次 軌道鋪設前：1次/1周；橋面附屬設施施做前后各觀測一次；橋面防水層、保護層施做前后各一次。 軌道鋪設期間：1次/2天，道床板鋪設前后各一次；軌道鋪設前后各一次。 軌道鋪設后：第13個月，1次/月；第412個月，1次/3個月；第1324個月，1次/6個月,徐變觀測點移設位置示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,3 隧道 3.1 觀測斷面的布設 （1）一般情況下，級圍巖每400m、級圍巖每300m、級圍巖每200m 布設一個觀測斷面。地應力較大，斷層破碎帶，膨脹土等不良和復雜地 質區(qū)段適當加密布設。 （2）隧道洞口至分界里程范圍內應至少布設一個觀

12、測斷面。 （3）隧底工程完成后，每個觀測斷面在相應于兩側邊墻處設一對沉降觀 測點(兩側水溝電纜槽未施工前，宜設置在距隧底填充層頂面70-80cm位 置，施做后，最后移設到距蓋板頂面以上50cm)。,二、線下結構沉降變形觀測,隧道斷面測點布置示意圖,二、線下結構沉降變形觀測,3.2 觀測頻次,隧道基礎沉降觀測頻次,二、線下結構沉降變形觀測,3.3 鋪軌后沉降觀測點的移設及觀測頻次 （1）沉降觀測點設置 隧道內原設在兩側邊墻處的沉降觀測點，如在電纜溝槽頂面以上， 則觀測點不變；如在電纜溝槽頂面以下，觀測點應移設在隧道邊墻電纜 溝槽頂面以上。 （2）沉降觀測頻次 軌道鋪設前后各測一次；無碴軌道鋪設后

13、3個月內，1次/2周。,二、線下結構沉降變形觀測,4 過渡段 (1) 過渡段沉降觀測應以路基面沉降和不均勻沉降觀測為主，觀測期與路 基相同，不少于6個月。 (2) 分別在路橋、路涵、路隧過渡段的結構物起點、距結構物起點510m 處、1525m處、50m處各設一個觀測斷面，沿涵洞軸線設路基面觀測斷面， 每個觀測斷面設3個觀測樁。 (3) 路堤和路塹過渡段在分界處設路基面觀測斷面，每個觀測斷面設3個觀 測樁。 (4) 過渡段觀測點設置參照路堤，原則上采用剖面沉降管(或采用沉降 板)。剖面沉降管在樁頂墊層施工完畢后，填土至0.6m高度碾壓密實后切槽埋 設，其上夯填中粗砂至碾壓面。剖面沉降管鋪設完成后

14、，在兩頭設置 0.5m0.5m0.95m素混凝土保護墩，并于管口處設置觀測樁。 (5) 沉降觀測水準的測量精度不低于1mm，讀數取位至0.1mm。 (6) 沉降觀測的頻次按路基沉降觀測頻次進行。當環(huán)境條件發(fā)生變化或數 據異常時應及時觀測。 (7) 鋪設后沉降觀測點的移設及觀測頻次參考路基移點方案。,二、線下結構沉降變形觀測,路橋過渡段斷面測點布置圖,二、線下結構沉降變形觀測,路涵過渡段斷面測點布置圖,三、觀測元件的埋設與保護,1、元件埋設 路基 （1）沉降觀測樁 采用20mm底端帶彎頭的鋼筋，鋼筋原長不小于40cm，底部做成帶彎鉤狀。一般路基填筑至基床表層頂面，加載預壓路堤填筑到基床底層頂面后

15、，挖坑埋置于設計位置，坑深30cm，邊長15cm，采用砂漿澆筑固定。路基面觀測樁一般設在距左右線路中心3.2m處。埋設形式見下圖，觀測點鋼筋頭為半球形，高出埋設表面5mm，表面作好防銹處理。采用水準儀按國家一等精密水準測量方法測量沉降監(jiān)測樁標高變化。,三、觀測元件的埋設與保護,三、觀測元件的埋設與保護,（2） 沉降板 由底鋼板(50cm50cm，厚1cm)、金屬測桿(40mm厚壁鍍鋅鐵管)及保護套管(直徑不小于75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管)組成。 沉降板埋設位置應按試驗設計測量確定，沉降板埋在褥墊層頂部并嵌入其內10cm，采用中粗砂回填密實，再套上保護套管，保護套管略低于沉降板測桿，

16、上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應填料穩(wěn)定保護套管，完成沉降板的埋設工作。 采用水準儀按國家一等精密水準測量方法測量埋設就位的沉降板測桿桿頂標高作為初始讀數，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護套管，每次接長高度以1m為宜，接長前后測量桿頂標高變化量確定接高量。金屬測桿用內接頭連接，保護套管用PVC管外接頭連接。 沉降板埋設后，制作相應的標示旗或保護架插在上方，凡沉降板附近一米范圍內土方應采用人工攤平及小型機具碾壓，不得采用大型機械推土及碾壓，并配備專人負責指導，以確保沉降板不受損壞。,三、觀測元件的埋設與保護,沉降板及埋設,三、觀測元件的埋設與保護,（3） 剖面沉降管 采用專用PVC塑

17、料硬管，其抗彎剛度應能適應被測土體的豎向位移要求，柔韌性好，不易壓碎，導管內十字導槽應順直，管端接口密合。剖面沉降測量是將剖面沉降儀探頭導輪卡至于預埋剖面沉降管的十字導槽內，從一端按一定間隔依次讀數，起始端管口標高采用水平儀按國家一等精密水準測量方法進行測量，再通過數據處理計算求出不同位置處地基的沉降量。,三、觀測元件的埋設與保護,埋設要點： (1) 用全站儀測定觀測斷面的中心里程及埋設方向。 (2) 剖面沉降管埋設在基底碎石墊層頂部，在碎石褥墊層頂面開槽埋設，在垂直線路方向開挖出寬20，深30的溝槽，槽底采用5cm左右中粗砂找平，剖面管頂面回填5cm中粗砂并與褥墊層相平。 (3) 剖面沉降管

18、埋設時，應按設計用螺釘進行組裝，導管用外接頭連接至大于埋設長度約2m(兩端各伸出1m左右)，兩端用管蓋封住，并預先在導管內穿一條鍍鋅鋼絲繩作測試時來回牽引沉降儀用。 (4) 剖面沉降管內十字導槽方向應與地面垂直，兩頭應砌筑觀測井(井壁厚30，井內斷面尺寸90120，井深100)，以方便觀測并對孔口進行長期保護，同時應做好井內及其周圍的排水。,三、觀測元件的埋設與保護,(5) 剖面沉降管連接時要特別注意導線槽的對正，不得扭曲。連接方法如下：每節(jié)測斜管上套入連接管的長度的一半，對正連接管上的槽接下一節(jié)管，檢查各節(jié)管的連接良好及導向槽對接正確后才能鋪設，為防止泥砂從連接管段進入管內，在路堤外面的測斜

19、管接管均應以重300克的無紡土工布包裹，外用塑料繩扎緊，無紡土工布接口處用電工膠布粘接。 (6)剖面沉降管鋪設時，一對導槽要垂直放置，另一對導槽要水平放置，并預先在測斜管內穿入測繩(或細鋼絲繩)一根，用于測量時拉測頭用。 (7) 待上部一層填料壓實穩(wěn)定后，連續(xù)監(jiān)測數日，取穩(wěn)定讀數作為初始讀數。,剖面沉降管設置示意圖,剖面沉降管現(xiàn)場埋設圖,三、觀測元件的埋設與保護,（4） 單點沉降計 單點沉降計是一種埋入式電感調頻類智能型位移傳感器，由電測位移傳感器、測桿、錨頭、錨板及金屬軟管和塑料波紋管等組成。采用鉆孔引孔埋設，孔深應達到硬質穩(wěn)定層（最好為基巖），孔口應平整密實。觀測路塹換填基底沉降或隆起變形

20、埋設在換填基底面，表面應平整密實；觀測路基本體變形按設計斷面圖埋設。,三、觀測元件的埋設與保護,三、觀測元件的埋設與保護,橋涵 （1） 橋梁墩臺沉降 為進行橋梁墩、臺的沉降觀測，在橋梁施工時必須事先用圓頭錨釘埋設 沉降觀測點，在常年有水的河流中的橋梁，沉降觀測點必須埋設在臺帽上，如果是枯水河流可將沉降觀測點埋設在承臺上，一般在混凝土澆筑結束后，初凝前埋設。當每個墩、臺上的沉降觀測點埋設穩(wěn)定后，用不低于二等水準測量的精度對各埋設的沉降觀測點進行精密水準測量，確定各沉降觀測點的起始高程。 橋涵變形觀測點鋼筋頭為半球形，高出埋設表面3mm，表面做好防銹處理。,三、觀測元件的埋設與保護,三、觀測元件的

21、埋設與保護,（2） 橋梁徐變 在梁體混凝土澆注完成后，及時在梁頂按規(guī)范要求埋設沉降觀測樁，并安排專人對梁體進行徐變觀測。,三、觀測元件的埋設與保護,（3） 涵洞 對于涵洞結構的沉降監(jiān)測，不但要監(jiān)測其洞身基礎沉降，而且要監(jiān)測其上土體沉降，一般情況，客運專線涵洞結構的沉降變形監(jiān)測元件都是觀測樁，其埋設及注意事項可參看橋梁墩臺及路基面的相關要求。,涵洞帽石上觀測點埋設圖,三、觀測元件的埋設與保護,隧道,隧道觀測點埋設圖,三、觀測元件的埋設與保護,2、元件保護 測試元件是否完好直接關系測量成果的可靠性與準確性，應加強保護。 (1) 各工程項目部應成立專門監(jiān)測測試小組，進行元器件的埋設、觀測和保護工作，

22、小組人員分工明確，責任到人。 (2) 元件埋設前應根據現(xiàn)場情況進行編號，有導線的元件應將導線引出至路基坡腳觀測箱內，并做好觀測箱的保護。 (3) 所有監(jiān)測元件埋設時或監(jiān)測過程中損壞應及時補埋或經設計、監(jiān)理確認采取其它替代措施。 (4) 各監(jiān)測單位可根據具體情況制定穩(wěn)妥的保護措施并認真執(zhí)行，確保元器件不因人為、自然等因素而破壞。下圖為幾種簡單實用的元器件保護措施。,三、觀測元件的埋設與保護,四、沉降變形測量技術要求,1、建立垂直位移監(jiān)測網 （1）沉降變形觀測根據客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南、客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定的要求，應建立沉降變形觀測網，布設水準基點（基準點）和工作基點；高程應采用施工高程控制網系統(tǒng)并與施工高程控制網聯(lián)測，并統(tǒng)一到二等水準測量。 （2）變形觀測網按三等變形測量等級技術要求建立（即國家二等水準測量），沉降變形觀測點的水準測量采用二等變形觀測測量技術要求（即國家一等精密測