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1、线下工程沉降变形观测评估要点,1,目录,沉降变形观测在评估工作中的重要性 变形控制标准 沉降变形观测的组织与实施 数据处理的规范与统一 综合评估 沉降变形观测过程中常见问题,2,一、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，尤其是无碴轨道技术在客运专线铁路的大规模应用，对变形控制提出了更高的要求。路基、桥隧的沉降控制作为铁路客运专线建设中的难点和关键受到各方的高度关注。,3,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 有利
2、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、稳定的基础。,4,无砟轨道静态平顺度允许偏差（mm）,5,无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差,6,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10m弦长轨向和高低偏差不大于2mm；二是长波指标，即量检验点间距离150m的轨向和高低偏差不大于10mm。 怎样才能保证高速铁路无砟轨道的平顺性，目前只有采用预估地基工后沉降评估和预测的方法。,7,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
3、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,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，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。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。常用的有双曲线法、三点法、指数曲线法、抛物线法、Asaoka法、泊松曲线法、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
4、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。,9,根据已颁布的客运专线铁路无渣轨道铺设条件评估技术指南的规定： 1、路基 路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求，工后沉降一般不应超过15mm。 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量的差值不应大于8mm 。 长度大于20mm的沉降均匀的路基地段，允许最大工后沉降量为30mm，但调整轨面高程后竖曲线半径应满足Rsh0.4v2sj。,二、变形控制标准,10,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
5、(t)预测时的沉降观测值 S(t=)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10mm 。 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。,11,2、桥涵、隧道 无砟轨道铺设后，桥梁墩台的均匀沉降量不应超过15mm,相邻墩台的沉降量差不应超过5mm. 徐变上拱度：终张拉60天后，L50米梁体跨中徐变上拱度不应大于7mm，L 50米梁体跨中徐变上拱度不应大于L7000或14mm。 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；对于岩土地基
6、等良好地质的桥涵，不应少于3个月。 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以下条件： 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10mm 。,12,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15mm. 涵节间的差异沉降：要求控制相邻涵节的沉降量，不得大于5mm。 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，形成的差异沉降量不得大于5mm。 铺设无渣轨道的隧道基础工后沉降值一般不得大于15mm，轨道基础与路基、桥涵等结构物间的工后差异
7、沉降小于5mm,且折角小于1/1000。,13,三、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量规范（TB106012009,J962-2009）,其主要技术参数如下：,14,1、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
8、。,15,2、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：,16,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。 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：,17,3、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。 隧道的变形观测应在隧道主体工
9、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。,18,四、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、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评估数据处理软件。 数据管理细则按照客运专线铁路变形
10、观测评估技术手册的要求，编制了统一的观测记录手簿、成果记录表、汇总表等。 评估数据处理软件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；绘出每个测点同步加载-时间-沉降量曲线； 能绘制用户所选定的拟合方法（双曲线法、固结度对数配合法、抛物线法、指数曲线法、星野法、Asaoka法、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、S(t)/s(t=)等沉降评估参数；,19,五、综合评估,根据铁建设2006158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程的沉降变形进行评估。 评估工作由建设单位牵头，组建
11、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、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。 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，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。 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料,20,1、路基工程沉降评估所需资料,1）路基沉降观测资料。测量单位要按照观测时间要求，及时进行沉降观测。观测
12、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；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Excel电子表格两种形式同时报送有关单位。 2）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，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。 3）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。,21,2、过渡段沉降评估所需资料,（1）过渡段不同结构物的基础沉降观测资料。 （2）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。 （3）施工过程、施工
13、核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。 （4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。,22,3、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。,23,4、隧道工程沉降评估所需资料,（1）隧道基础沉降观测资料。 （2）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相关设计资料。 （3）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
14、监控量测资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资料。 （4）施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。,24,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求。,25,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 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 （1）每个区段设单独的基准网，基准点（工作基点）间距不大于1km。 （2）区段长度不宜大于2km，以保证观测网最弱点精度。 （3）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，保持数据基准点不变。如发现基准点不稳，及时检测和更换基准点。,26,3、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,27,4、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。因此，必须按统一标准形成文件，达到通用的目的。,28,互相交流，欢迎指正！ 谢 谢 ！,29,
