冻土地区路基沉降观测

摘 要:本文通过对哈大客运专线路基施工中沉降实践研究,对路基沉降观测的关键技术与要求进行了统计和探讨,以确保施工质量和运营安全,可为今后路基沉降测量提供参考。 关键词:客运专线 路基 沉降观测 中图分类号:tu7 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)04(a)-0100-02 引言

近年来,铁路不断提速,客运专线飞速发展,测量工作的技术要求不断提高,向更高更精的层面发展,并逐步走向了实际意义上的指导施工。路基是铁路线路工程的一个重要组成部分,是承受轨道结构重量和列车载荷的基础,也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节。路基沉降观测对控制铁路工程质量,确保工后沉降满足设计要求至关重要。为了做好客运专线施工期间的沉降观测,能够及时有效的指导施工,本文通过对路基的沉降观技术要求,观测方法,以及观测中对现场的一些保护措施进行了简单的探讨。 1 沉降观测要求

为达到路基沉降观测的目的,建立沉降与时间的关系,了解产生沉降的部位,沉降观测应考虑如下要求。

(1)为了观测到各部位的总沉降,从路基填土开始,沉降观测也随即进行。

(2)沉降标志的埋设是在施工过程中进行的,施工单位的填筑施

工要与标志的埋设作好协调,做到互不干扰、影响。

路堤的填筑进度要及时告知负责埋设沉降板的人员,避免错过最佳埋设机会。观测设施的埋设及沉降观测工作应按本方案所要求,不能影响路基填筑质量的均匀性。

(3)在沉降板埋设基本不影响施工的条件下,路基的施工应作到碾压的均匀性,质量的一致性,使沉降观测资料具有良好的代表性。 (4)为了分析施工期沉降和工后沉降、施工期沉降与总沉降的关系以及验证推算工后沉降方法的准确性,对部分有代表性路基(暂定工程试验段),进行运营期间的长期沉降观测,以期得到最终沉降量。

(5)沉降水准的测量精度为±1mm,读数取位至0.1mm。 2 观测断面和观测点的布置 2.1 观测断面布置

2.1.1 沉降观测断面的间距一般不应大于50m。地形、地质条件变化较大地段应适当加密(以设计文件为准),应不大于25m布设一个断面。

2.1.2 对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的路基工点应布设不少于1个横向观测断面。

2.1.3 一个沉降观测单元(连续路基沉降观测区段为一单元)应不少于2个观测断面。 2.2 观测点布置

2.2.1 沉降观测可在线路两侧地基、路肩和线路中心设置观测桩

或在线路中心设置沉降板。

2.2.2 对于路堤观测断面,在线路中心线布设一组沉降板,路肩两侧布设变形观测桩。

2.2.3 有预压土路堑地段,每个路堑断面在线路中心设沉降板一组,两侧路肩各设观测桩1个。无预压土路堑地段,每个路堑断面在两侧路肩各设观测桩1个。

2.2.4 组合式沉降板对于减少路基填筑的施工干扰有优势,实施前应制定操作细则、做好培训。

2.2.5 沉降变形观测点设计图和埋设要求,设计单位结合具体设计方案并参照《无碴轨道铺设条件评估技术指南》,在实施性沉降观测设计方案中明确。 3 沉降观测的频度

沉降观测分为四阶段进行,每个阶段的沉降观测的频次应根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定,一般应按照如下观测频度进行。

第一阶段:路基填筑施工期间的观测,主要观测路基填土施工期间地基与堤身的沉降变形以及路堤坡脚边桩位移与沉降。本阶段沉降观测应与施工配合,每填筑一层应观测一次;同时应保证不超过3天观测1次。

第二阶段:路基填筑施工完成且预压土方施加后,自然沉落期的沉降观测,该阶段应对路基基床底层顶面的沉降及路基基底沉降进行系统的观测,直到工后沉降评估可满足铺设无碴轨道的要求为

止。本阶段的沉降观测频度为:第1～15天每3天一次,第16～90天每7天一次,第90～180天每15天一次。

第三阶段:预压土方卸载、铺设基床表层(级配碎石层)、无碴轨道铺设期间及正式运营前的观测。本阶段的沉降观测频度为:前15天每3天一次,第15天后每7天一次。

第四阶段:试运营期间的观测(对于需进行运营期进行沉降观测的路基)。本阶段的沉降观测主要进行路基面观测桩的观测,一般每月1次,必要时进行路基本体沉降及地基土沉降的观测。 实际工作进行时,观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率,两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。 4 沉降观测方法 4.1 基准值的建立

基准值的建立一般分三种情况:以初始值为基准(即以监测对象未受荷载前原始状态下的观测值);以首次值为基准值(一般要求独立测两次,取平均值为基准值);以某次测值作基准值(如某工况达到观测条件时)。沉降变形监测网主要利用现有全线二等水准网成果,可根据需要独立建网,按二等水准精度测量要求控制,高程系统按设计文件规定的进行(如:1985 国家高程基准、黄海高程系),根据需要,局部可采用独立或施工高程系统,但必须保持连接段的系统一致或确立各高程系统之间的正确换算关系。根据哈大铁路首级控制网的分布情况,沉降变形监测网加密点至少应与本工程首级高

程网二个二等水准基点联测(cpⅱ),且使用时应做稳定性检测,加密点应每季度进行1次稳定性检测。 4.2 观测程序及注意事项

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。观测采用单路线往返测。可根据路线土质选用尺一般情况下,观测还应注意以下事项:采用相同的观测路线和观测方法;同一路线使用同一仪器和设备;固定观测人员;在基本相同的环境和观测条件下工作。在进行往测时,奇数测站照准标尺分划的顺序为后前前后,偶数测站照准标尺分划的顺序为,前后后前;返测时,奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇站相同。 5 沉降观测的保障措施

(1)组织现场技术员及施工人员学习相关作业指导书,提高对沉降观测标的保护意识,以科学、严谨和实事求是的态度,从严从细做好原位测试及施工期观测的各项工作,正确地监控、检验和指导工程施工。

(2)施工过程中为了保护监测点,防止车辆碾撞,填筑施工时现场技术员进行协调,周围用50cm×50cm的沉降保护架围起来,做到互不干扰、影响,沉降管周围的填料采用人工夯实,现场方面派专人进行巡察,如发现有缺失,破坏的沉降观测点及时上报并加以处理。 (3)由测量专业工程师组织集体学习,培训后上岗,按照规范要求,采用相同的观测方法和路线,进行观测,及时的收集整理数据,保证数据的及时可靠性。

(4)加强仪器设备的检查、维护工作,确保监测工作正常进行。一旦发现仪器、设备受损,除即报告项目负责人外,应及时修复或更换,所有观测仪器严格按仪器说明书或监理工程师的指示预先进行校正率定,禁用不合格的仪器。

(5)制定奖罚制度,对于现场保护到位的的作业队伍给与奖励,各个观测小组进行月度考核,对于按规定要求完成的小组进行奖励,以提高观测人员的积极性。 5.1 评估标准

(1)根据实测沉降观测资料推算的路基工后沉降量不超过扣件允许的沉降调高量15mm;

(2)沉降比较均匀的路基,推算最大工后沉降量不超过30mm,并且调整轨面高程后圆顺的竖曲线半径应不小于(为设计最高速度,km/h);

(3)路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm,过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。 5.2 适用范围

本方法适用时速大于200km/h的客运专线的路基工程的沉降观测。当时速小于200km/h的时,宜可以按相关规定降低观测精度,等级,以及频次的方法观测,但要满足设计等相关要求。 6 结语

本文通过对哈大客运专线季节性冻土路基沉降监测的技术要求、规范要求、埋点要求及观测的方法进行了系统的整理和分析,在施

工和监测过程中不断总结经验,提高了沉降监测数据的真实性,有效性和可指导性。并对观测成果进行统计,建立模型回归分析,及时指导施工,预计工后沉降,为今后路基沉降监测提供了技术依据和理论依据。 参考文献

[1] 王志祥,赵文昌,李刚,如何避免路基不均匀沉降问题的探讨[j].公路工程,2005.6.15.

[2] 《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(铁道科学研究院,2006年8月17日).

[3] 《哈大铁路客运专线沉降变形观测系统实施细则》(哈大客专工程[2008]88号).

[4] 《哈大铁路客运专线线下工程沉降评估工作基本程序规定》(哈大客专工程[2009]95号).