线下工程沉降变形观测评估要点.pptx

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1、机械工业勘察设计研究院线下工程沉降变形观测评估要点1机械工业勘察设计研究院目录目录沉降变形观测在评估工作中的重要性沉降变形观测在评估工作中的重要性变形控制标准变形控制标准沉降变形观测的组织与实施沉降变形观测的组织与实施数据处理的规范与统一数据处理的规范与统一综合评估综合评估沉降变形观测过程中常见问题沉降变形观测过程中常见问题2机械工业勘察设计研究院一、沉降变形观测在评估工作中的重要性沉降变形观测在评估工作中的重要性随着我国铁路客运专线建设序幕的拉开，随着我国铁路客运专线建设序幕的拉开，尤其是无碴轨道技术在客运专线铁路的大尤其是无碴轨道技术在客运专线铁路的大规模应用，对规模应用，对变形控制变形控

2、制提出了更高的要求。提出了更高的要求。路基、桥隧的沉降控制作为铁路客运专线路基、桥隧的沉降控制作为铁路客运专线建设中的难点和关键受到各方的高度关注。建设中的难点和关键受到各方的高度关注。3机械工业勘察设计研究院无砟轨道具有以下特性：无砟轨道具有以下特性：良好的结构稳定性，连续性和平顺性。良好的结构稳定性，连续性和平顺性。良好性能的结构耐久性和少维修性能。良好性能的结构耐久性和少维修性能。减少公务养护，维修设施。减少公务养护，维修设施。减少客运专线特级道砟的需求。减少客运专线特级道砟的需求。免除高速行车条件下有砟轨道的道砟飞溅免除高速行车条件下有砟轨道的道砟飞溅 有利于适应地形选线，减少线路的工

3、程投资有利于适应地形选线，减少线路的工程投资 一旦基础变形下沉，修复困难，要求有坚实、一旦基础变形下沉，修复困难，要求有坚实、稳定的基础。稳定的基础。4机械工业勘察设计研究院 项目设计速度（km/h）高低轨向水平轨距扭曲(基长6.25m)350v20022112200222+1-23弦长（m）10-无砟轨道静态平顺度允许偏差（无砟轨道静态平顺度允许偏差（mmmm）5机械工业勘察设计研究院无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差序号项目允许偏差（mm）1轨面高程与设计比较一般路基+4-6在建筑物上紧靠站台+402轨道中线与设计中线差103线间距+100

4、6机械工业勘察设计研究院 高速铁路对轨道的平顺性要求主要有高速铁路对轨道的平顺性要求主要有两条：一是短波指标，即两条：一是短波指标，即10m弦长轨向和弦长轨向和高低偏差不大于高低偏差不大于2mm；二是长波指标，；二是长波指标，即量检验点间距离即量检验点间距离150m的轨向和高低偏的轨向和高低偏差不大于差不大于10mm。怎样才能保证高速铁路无砟轨道的平怎样才能保证高速铁路无砟轨道的平顺性，目前只有采用顺性，目前只有采用预估地基工后沉降评工后沉降评估和预测的方法。估和预测的方法。7机械工业勘察设计研究院预估地基沉降的两大思路：一是通过对路基的土样做试验来获取路基土的参数，根据固结理论，结合各种土的

5、本构模型，计算路基最终沉降量，如考虑非线性弹性模型及弹塑性模型的有限元法及大变形固结有限元法等；二是通过对实测的沉降数据进行处理，以获得沉降规律，从而预测沉降量。8机械工业勘察设计研究院 目前路基的工后沉降还没有一种可靠的理论方法来进目前路基的工后沉降还没有一种可靠的理论方法来进行计算，只能通过对无碴轨道铺设前路基沉降过程的观测，行计算，只能通过对无碴轨道铺设前路基沉降过程的观测，通过对观测数据进行回归分析，找出沉降曲线（经验公式）通过对观测数据进行回归分析，找出沉降曲线（经验公式）后，才能对无碴轨道铺设后路基工后沉降进行预测和评估。后，才能对无碴轨道铺设后路基工后沉降进行预测和评估。这种方法

6、属于经验方法，即采用与沉降观测曲线相似的曲这种方法属于经验方法，即采用与沉降观测曲线相似的曲线进行配合，然后外延求出最终沉降量。常用的有双曲线线进行配合，然后外延求出最终沉降量。常用的有双曲线法、三点法、指数曲线法、抛物线法、法、三点法、指数曲线法、抛物线法、AsaokaAsaoka法、泊松曲法、泊松曲线法、星野法和修正双曲线法。线法、星野法和修正双曲线法。要保证无碴轨道铺设后路基工后沉降预测和评估的准要保证无碴轨道铺设后路基工后沉降预测和评估的准确性，就必须要求施工过程中变形观测数据的真实可靠。确性，就必须要求施工过程中变形观测数据的真实可靠。才能得到接近实际的沉降曲线，从而保证轨道的平顺性

7、要才能得到接近实际的沉降曲线，从而保证轨道的平顺性要求。因此线下工程沉降变形观测工作非常的重要。求。因此线下工程沉降变形观测工作非常的重要。9机械工业勘察设计研究院根根据据已已颁颁布布的的客客运运专专线线铁铁路路无无渣渣轨轨道道铺铺设设条条件件评评估技术指南的规定：估技术指南的规定：1 1、路基、路基 路路基基在在无无砟砟轨轨道道铺铺设设完完成成后后的的工工后后沉沉降降应应满满足足扣扣件件调调整整和和线线路路竖竖曲曲线线圆圆顺顺的的要要求求，工工后后沉沉降降一一般般不应超过不应超过15mm15mm。沉沉降降预预测测的的可可靠靠性性应应经经过过验验证证，间间隔隔不不少少于于3 3个个月的两次预测

8、最终沉降量的差值不应大于月的两次预测最终沉降量的差值不应大于8mm 8mm。长长度度大大于于20mm20mm的的沉沉降降均均匀匀的的路路基基地地段段，允允许许最最大大工工后后沉沉降降量量为为30mm30mm，但但调调整整轨轨面面高高程程后后竖竖曲曲线线半半径应满足径应满足R Rshsh0.4v0.4v2 2sjsj。二、变形控制标准二、变形控制标准10机械工业勘察设计研究院 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：列条件：S(t)/S(t=)75%S(t)/S(t=)75%式中式中 S(t)S(t)预测时的沉降观测值预测时

9、的沉降观测值 S(t=)S(t=)预测的沉降观测值。预测的沉降观测值。设计预测总沉降量与通过实测资料的总沉降量之差值不宜大设计预测总沉降量与通过实测资料的总沉降量之差值不宜大于于10mm 10mm。根据路基填筑完成或根据路基填筑完成或堆载预压后不少于堆载预压后不少于3 3个月个月的实际观测数据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，曲线回归的相关相关系数不应低于系数不应低于0.920.92。11机械工业勘察设计研究院 2 2、桥涵、隧道桥涵、隧道 无无砟砟轨轨道道铺铺设设后后，桥桥梁梁墩墩台台的的均均匀匀沉沉降降量量不不应应超

10、超过过15mm,相相邻邻墩墩台的沉降量差不应超过台的沉降量差不应超过5mm.徐徐变变上上拱拱度度：终终张张拉拉60天天后后，L50米米梁梁体体跨跨中中徐徐变变上上拱拱度度不不应应大大于于7mm，L 50米梁体跨中徐变上拱度不应大于米梁体跨中徐变上拱度不应大于L7000或或14mm。利利用用两两次次回回归归结结果果预预测测的的最最终终沉沉降降的的差差值值不不应应大大于于8mm,两两次次预预测测的的时时间间间间隔隔一一般般不不少少于于3个个月月；对对于于岩岩土土地地基基等等良良好好地地质质的的桥桥涵涵，不不应应少于少于3个月。个月。桥桥梁梁主主体体结结构构完完工工至至无无砟砟轨轨道道铺铺设设前前，

11、沉沉降降预预测测的的时时间间应应满满足足以以下条件：下条件：S(t)/S(t=)75%S(t)/S(t=)75%式中式中 S(t)S(t)预测时的沉降观测值预测时的沉降观测值 S(t=)S(t=)预测的沉降观测值。预测的沉降观测值。设计预测总沉降量与通过实测资料的总沉降量之差值不宜大于设计预测总沉降量与通过实测资料的总沉降量之差值不宜大于10mm 10mm。12机械工业勘察设计研究院 涵身整体沉降：要求无渣轨道铺设后的工涵身整体沉降：要求无渣轨道铺设后的工后沉降量与相邻的路基相一致，且后沉降量与相邻的路基相一致，且15mm.15mm.涵节间的差异沉降：要求控制相邻涵节的涵节间的差异沉降：要求控

12、制相邻涵节的沉降量，不得大于沉降量，不得大于5mm5mm。涵路差异沉降：要求涵身沉降与过渡段的涵路差异沉降：要求涵身沉降与过渡段的沉降应基本一致，当不一致时，形成的差异沉沉降应基本一致，当不一致时，形成的差异沉降量不得大于降量不得大于5mm5mm。铺设无渣轨道的隧道基础工后沉降值一般铺设无渣轨道的隧道基础工后沉降值一般不得大于不得大于15mm15mm，轨道基础与路基、桥涵等结构，轨道基础与路基、桥涵等结构物间的工后差异沉降小于物间的工后差异沉降小于5mm,5mm,且折角小于且折角小于1/10001/1000。13机械工业勘察设计研究院三、三、变形观测的组织与实施 变形观测的依据是高速铁路工程测

13、变形观测的依据是高速铁路工程测量规范（量规范（TB106012009,J962-2009）,其主要技术参数如下：其主要技术参数如下：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）相邻变形点的高差中误差（mm）变形点点位中误差（mm）二等 0.5 0.33.0 三等 1.0 0.56.0 14机械工业勘察设计研究院1、变形观测的一般规定：每个独立的监测网应设置不少于3个稳定可靠的基准点，基准点间距不宜大于1Km。工作基点应选在比较稳定的位置，在基准点上能直接观测到变形观测点时可不设工作基点。变形观测点应设置在变形体上能反映变性特征的位置，并与建筑物稳定的连接在一起。每期变形观

14、测时要采用相同的网形或观测路线和观测方法。使用同一套仪器和设备 固定观测人员 固定基准点和工作基点 在基本相同的环境和观测条件下进行观测。15机械工业勘察设计研究院2、变形监测基准网的布设及要求 水平位移监测网可采用独立坐标系统一次布设，控制点尽量采用有强制归心装置的观测墩。主要技术要求如下表：等级相邻基准点的点位中误差（mm)平均边长（m）测角中误差（”）测边中误差(m)水平角观测测回数0.5”级仪器1.0”级仪器2”级仪器 二等 3.0 4001.02.0692001.82.046916机械工业勘察设计研究院垂直位移监测网的布设及要求 垂直位移监测网应布设成闭合环状、节点网或附合水准路线。

15、水准点应埋设在变形区域以外的基岩或原状土层上，也可利用稳定的建筑物设置墙上水准点。其主要技术指标见下表：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、观测要求二等0.50.150.3n0.4nDS05型型仪器仪器三等1.00.30.6n0.8nDS05或或DS1型仪器型仪器17机械工业勘察设计研究院3、路基、桥涵及隧道的变形观测 路基变形监测主要内容:路基面的沉降观测、地基沉降观测、路基坡脚位移观测和过渡段沉降观测。桥梁变形观测包括：桥梁承台、墩身和梁体徐变变形观测。涵洞变形观测包括：涵洞自身及涵顶填土层沉降观测。隧道

16、的变形观测应在隧道主体工程完工之后进行，观测期一般不少于3个月。内容包括：隧道洞口、明暗分界处和变形缝处均应进行沉降观测。各构筑物变形观测点的布设和观测频次，要符合高速铁路工程测量规范、兰新铁路基础工程沉降变形观测指导方案、客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南的相应规定。变形点的沉降观测可采用三等垂直位移精度要求施测，读数取位至0.1mm。18机械工业勘察设计研究院四、数据处理的规范与统一 兰新铁路无渣轨道的建设有很多家单位，各单位对线兰新铁路无渣轨道的建设有很多家单位，各单位对线下工程沉降变形观测所使用的仪器和平差软件各不相同。下工程沉降变形观测所使用的仪器和平差软件各不相同。为了能有效

17、、快捷的通过轨道铺设条件评估。由评估单位为了能有效、快捷的通过轨道铺设条件评估。由评估单位制订了兰新铁路无渣轨道沉降观测数据管理细则及制订了兰新铁路无渣轨道沉降观测数据管理细则及评估数据处理软件。评估数据处理软件。数数据据管管理理细细则则按按照照客客运运专专线线铁铁路路变变形形观观测测评评估估技技术术手手册册的的要要求求，编编制制了了统统一一的的观观测测记记录录手手簿簿、成成果果记记录录表、汇总表等。表、汇总表等。评估数据处理软件评估数据处理软件自动导入各种观测元件的记录自动导入各种观测元件的记录表，建立数据库；数据库有良好的可编辑性及稳定性；绘表，建立数据库；数据库有良好的可编辑性及稳定性；

18、绘出每个测点同步加载出每个测点同步加载-时间时间-沉降量曲线；沉降量曲线；能绘制用户所选定的拟合方法（双曲线法、固结度能绘制用户所选定的拟合方法（双曲线法、固结度对数配合法、抛物线法、指数曲线法、星野法、对数配合法、抛物线法、指数曲线法、星野法、AsaokaAsaoka法、法、泊松曲线法、修正双曲线法）的拟合曲线，并给出相应的泊松曲线法、修正双曲线法）的拟合曲线，并给出相应的相关系数、最终沉降量、剩余沉降量、相关系数、最终沉降量、剩余沉降量、S(t)/s(t=)S(t)/s(t=)等沉等沉降评估参数；降评估参数；19机械工业勘察设计研究院五、综合评估 根据铁建设根据铁建设20061582006

19、158号客运专线铁路无砟轨道铺设号客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南的规定无渣轨道铺设前必须对线下工条件评估技术指南的规定无渣轨道铺设前必须对线下工程的沉降变形进行评估。程的沉降变形进行评估。评估工作由建设单位牵头，组建无碴轨道铺设技术条评估工作由建设单位牵头，组建无碴轨道铺设技术条件评估组。评估组由建设、评估、设计、施工、平行观测、件评估组。评估组由建设、评估、设计、施工、平行观测、监理等单位的专家组成。评估组对设计单位提交的无碴轨监理等单位的专家组成。评估组对设计单位提交的无碴轨道铺设条件分析报告进行评估，必要时外聘有关专家进行道铺设条件分析报告进行评估，必要时外聘有关专家进行研讨，

20、决定是否铺设无碴轨道。评估单位根据评估组的意研讨，决定是否铺设无碴轨道。评估单位根据评估组的意见，编制无碴轨道铺设条件评估报告。见，编制无碴轨道铺设条件评估报告。通过大量沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过通过大量沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回归，程的具有一定实际应用价值的沉降变形规律进行曲线回归，以预测其沉降发展规律，因此曲线回归法是路基沉降评估以预测其沉降发展规律，因此曲线回归法是路基沉降评估最常用的方法。最常用的方法。为了能准确实际的进行评估工作，要求各施工单位提为了能准确实际的进行评估工作，要求各施工单位提交以下的沉降变形观测资

21、料交以下的沉降变形观测资料20机械工业勘察设计研究院1、路基工程沉降评估所需资料 1 1）路基沉降观测资料路基沉降观测资料。测量单位要按照观测时。测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格间要求，及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；式填写，所有测试数据必须真实准确，不得造假；记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签记录必须清晰，不得涂改；测试、记录人员必须签名，及时将采集的数据进行整理，以书面及名，及时将采集的数据进行整理，以书面及ExcelExcel电电子表格两种形式同时报送有关单位。子表格两种形式同时报送有关单位。2 2

22、）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等和压实检验情况等施工资料施工资料，路基施工各节点工期，路基施工各节点工期，包括路基填筑进度、堆载预压土、卸载预压土、基包括路基填筑进度、堆载预压土、卸载预压土、基床表层施工、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板床表层施工、轨道板底座施工、铺板时间、轨道板精调时间以及铺轨时间。精调时间以及铺轨时间。3 3）施工质量控制过程和抽检情况等）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料监理资料。21机械工业勘察设计研究院2、过渡段沉降评估所需资料（1 1）过渡段不同结构物的基础沉降观测资料。）过渡段不同结构物的基础沉降

23、观测资料。（2 2）过渡段区域的工程地质纵横断面图、设计图纸）过渡段区域的工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书等相关设计资料。和说明书等相关设计资料。（3 3）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和）施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。压实检验情况等施工资料。（4 4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。22机械工业勘察设计研究院3、桥涵工程沉降评估所需资料桥涵沉降及沉降变形观测资料。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

24、计算报告等相关设计资涵设计图纸和说明书、沉降计算报告等相关设计资料。料。施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。等施工资料。施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。23机械工业勘察设计研究院4、隧道工程沉降评估所需资料（1 1）隧道基础沉降观测资料。）隧道基础沉降观测资料。（2 2）隧道地段的线路设计纵断面图、工程地质纵）隧道地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、地质勘查报告、设计图纸和说明书等横断面图、地质勘查报告、设计图纸和说明书等相关设计资料。相关设计资料。（3 3）隧道开挖地质描述及开

25、挖围岩分级记录、）隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、级围岩地段基底承载力检测情况、施工监控级围岩地段基底承载力检测情况、施工监控量测资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资量测资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资料。料。（4 4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。24机械工业勘察设计研究院 在对路基（含过渡段）、桥梁和隧道在对路基（含过渡段）、桥梁和隧道等不同结构物的基础沉降变形预测评估完等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测沉降成后，应绘制区段或全线的沉降预测沉降变形曲线，确认其满足铺设无砟轨道的要变形曲线，确认其满

26、足铺设无砟轨道的要求。求。25机械工业勘察设计研究院沉降变形观测过程中常见问题沉降变形观测过程中常见问题1、点号混乱，不能进行自动处理或批处理、点号混乱，不能进行自动处理或批处理 注意观测点号的唯一性，按规范、细则注意观测点号的唯一性，按规范、细则要求编制观测点号，每个观测点按观测记录表内要求编制观测点号，每个观测点按观测记录表内容填写唯一的属性。容填写唯一的属性。2、基准点选择或埋设不妥，造成数据上升或下沉过大、基准点选择或埋设不妥，造成数据上升或下沉过大 （1）每个区段设单独的基准网，基准点（工作基点）每个区段设单独的基准网，基准点（工作基点）间距不大于间距不大于1km。（2）区段长度不宜

27、大于）区段长度不宜大于2km，以保证观测网最弱点，以保证观测网最弱点精度。精度。（3）基准网初测时，选择一个基准点作为起算点。）基准网初测时，选择一个基准点作为起算点。沉降观测至下次基准网复测期间，保持数据基准点不沉降观测至下次基准网复测期间，保持数据基准点不变。如发现基准点不稳，及时检测和更换基准点。变。如发现基准点不稳，及时检测和更换基准点。26机械工业勘察设计研究院3、观测质量差，数据波动较大 体现人员组织、仪器设备准备工作的重要性（1）提高观测人员素质（2）仪器检验常规化驻地建立仪器检验场27机械工业勘察设计研究院4、数据处理不及时，造成观测数据积累、数据处理不及时，造成观测数据积累 这是一种严重的错误，要严格控制，不得这是一种严重的错误，要严格控制，不得出现！否则会造成难以弥补的后果！出现！否则会造成难以弥补的后果！5、提交数据格式不能满足评估要求、提交数据格式不能满足评估要求 提交评估单位的数据表格随心所欲，没有按提交评估单位的数据表格随心所欲，没有按规范、手册要求形成固定文件格式。因规范、手册要求形成固定文件格式。因此，必须按统一标准形成文件，达到通用的目的。此，必须按统一标准形成文件，达到通用的目的。28机械工业勘察设计研究院互相交流，欢迎指正！谢 谢！29