京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案.doc

京沪高速铁路线下工程

沉降变形观测及评估实施方案

二〇〇八年五月
第一章 总则
为指导京沪高速铁路做好无砟轨道的铺设工作，通过对路基（含过渡段）、桥梁、涵洞、隧道等线下工程的沉降变形进行观测，并对观测资料进行分析，包括预测工后沉降，以便对无砟轨道的铺设条件进行评估，从而确定合理的无砟轨道铺设时机，确保无砟轨道结构的安全。
无砟轨道铺设条件评估的重点应是线下工程的沉降变形，评估应综合考虑沿线路方向各种结构物间的沉降变形关系，以标段为单位实施。设计单位按照本指导方案，以标段为单位制定沉降观测设计方案。
无砟轨道铺设条件的评估数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况。
沉降变形观测、评估过程是确定铺设无砟轨道的关键时间节点和关键工序的主要依据之一，必需加强“零观测”（即初始值）的过程控制。
一、适用范围
本方案适用于京沪高速铁路路基（含过渡段）、桥梁、涵洞、隧道工程施工过程中的沉降变形观测及评估。
二、工作依据
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）；
10．京沪高速铁路工程设计文件；
11．铁道部有关规定。

第二章 组织管理
一、职责分工
京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及其评估工作，是一项系统工程，需要参建各方各负其责、密切配合，确保观测数据及评估结果的真实、可靠。
（一）建设单位
建设单位负责沉降变形观测及其评估工作的领导和协调，并对过程进行监督检查。
1．总指挥部负责全线线下工程的沉降变形观测及其评估工作的领导和协调工作，对沉降变形观测及其评估过程进行监督检查。
2．各指挥部负责各自管段内线下工程的沉降变形观测及其评估的组织工作，对沉降变形观测及其评估过程进行监督检查。
3．必要时组织专家对评估报告进行评审。
（二）施工单位
施工单位是沉降变形观测的实施责任主体，必须严格按有关规范、设计文件及总指要求做好各项工程施工过程的沉降变形观测，对观测数据的真实性负责。
1．负责沉降变形监测网的建立及其保护工作。
2．负责各种监测设备、仪器、管线的购置与埋设，及其观测设施的保护工作。
3．配置专业人员，按规定监测项目和频率进行全过程监测和记录，并按规定格式和内容提交观测数据，确保其真实性、可靠性和全面性。
4．负责观测数据库的数据录入工作。
5．参与沉降变形观测及评估方案的制定工作。
6．参与和配合建设单位或评估单位组织的沉降变形观测评估工作。
（三）监理单位
监理单位对沉降变形观测过程进行全部监理，并派专业人员进行平行观测，对监理工作和平行观测数据的真实性负责。
1．对施工单位沉降变形监测网的建立及其保护、各种监测设备、仪器、管线的购置与埋设进行全面核查，确保观测准备工作符合规范和设计要求（见附表1）。
2．派专业人员对施工单位的沉降变形观测全过程进行旁站和平行观测，并将路基和过渡段作为监测的重点。其中：
（1）平行观测数量要求：一般地段为施工单位总测数的10%，地质复杂、沉降变化大以及过渡段为施工单位总测数的20%。
（2）平行观测方法要求：由专业监理人员采用与施工单位观测人员“换手复测”的方式同步进行。
（3）做好旁站记录并对观测记录进行签认。
3．参与沉降变形观测及评估方案的制定工作。
4．参与和配合建设单位或评估单位组织的沉降变形观测评估工作。
（四）设计单位
设计单位对沉降变形观测有关设计资料的准确性负责，并对沉降变形观测过程进行指导。
1．提交线下工程沉降变形观测断面、观测点布置、沉降变形计算报告等设计资料。
2．对沉降变形观测设计要求进行技术交底。
3．根据沉降变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将设计预测的结果提交指挥部。
4．参与沉降变形观测及评估实施方案的制定工作。
5．参与施工单位沉降变形观测实施细则的指导工作。
6．参与和配合建设单位或评估单位组织的沉降变形观测评估工作，对观测结果是否符合设计目标和要求提出意见。
（五）咨询单位
1．参与沉降变形观测及评估实施方案的制定工作；
2．对沉降变形观测过程进行咨询和指导。
（六）评估单位
1．编制分析、评估计算机软件；
2．建立线下工程沉降变形观测和评估数据库，并负责对施工单位数据库录入工作的培训与指导；
3．对线下工程各阶段沉降变形观测及时进行分析、预测、评估，并提交评估报告。
二、工作程序
（一）施工单位
1．根据本实施方案，按单位（单项）工程分别编制沉降变形观测实施细则，报监理单位批准后实施。
2．经监理按附表1核查同意后，根据批准的沉降变形观测实施细则，按照设计文件要求，选派专业队伍和人员进行设备布设和观测。
3．严格按沉降变形观测实施细则，以及有关规定进行观测和记录，确保记录数据真实、可靠。每次的观测记录必须经监理专业人员进行签认。
4．每个单位（单项）工程沉降变形观测完成后，7天内提交评估申请（附沉降变形观测报告），经监理签认后，报指挥部及设计单位，由指挥部通知评估单位进行评估。
（二）监理单位
1．按附表1要求，核查施工单位沉降变形观测准备工作。
2．派专业人员对施工单位的沉降变形观测进行旁站和平行观测，并将路基和过渡段作为监测的重点。其中：
（1）平行观测数量要求：一般地段为施工单位总测数的10%，地质复杂、沉降变化大以及过渡段为施工单位总测数的20%。
（2）平行观测方法要求：由专业监理人员采用与施工单位观测人员“换手复测”的方式同步进行。
（3）做好旁站记录，并对每次的观测记录进行签认。
（4）观测过程中，如有问题，组织有关单位共同研究处理。
3．每个单位（单项）工程沉降变形观测完成后，督促施工单位在7天内提交观测报告，并进行审核签认，报指挥部通知评估单位组织进行评估。
（三）设计单位
1．单位（单项）工程开工前14天，应提交线下工程沉降变形观测断面、观测点布置、沉降变形计算报告等设计资料；开工前7天，按照沉降变形观测设计要求，对施工和监理单位进行技术交底。
2．观测过程中，现场配合人员要经常深入现场，发现问题及时纠正，对有关记录进行签认。根据变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将修正后的结果提交指挥部。
3．收到沉降变形观测报告后，组织专业人员进行分析研究，对观测结果是否符合设计目标和要求提出具体意见，在评估之前报指挥部。
（四）咨询单位
对沉降变形观测和评估进行咨询。
（五）评估单位
1．熟悉和了解全线工程沉降变形观测的特点，提出评估方案报总指挥部审批后实施。
2．根据指挥部提供的单位（单项）工程沉降变形观测评估计划，编制评估实施计划，报指挥部审批。
3．每项工程沉降变形观测评估后7天内，向指挥部提交正式评估报告，明确沉降变形观测结果是否符合设计目标值和要求，是否可以进行轨道施工，提出相关意见和建议。
（六）建设单位
1．各指挥部
（1）督促各单位按各自职责和分工做好工程沉降变形观测和评估工作，协调有关问题，如有重要问题要及时向总指报告。
（2）收到施工单位评估申请后，及时通知评估单位进行评估，并报总指备案。
（3）审批评估单位的评估计划。
2．总指挥部
（1）督促各单位按各自职责和分工做好工程沉降变形观测和评估工作，协调解决有关重要问题。
（2）审批评估单位的评估方案。

第三章 通用要求
京沪高速铁路线下工程沉降变形观测工作以桥梁、路基、隧道等建（构）筑物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据桥梁、路基、隧道工点具体要求确定。
一．沉降变形测量等级及精度要求
本线沉降变形测量等级及精度要求按下表规定执行：
沉降变形测量等级
垂直位移测量
水平位移观测
沉降变形点的高程中误差（mm）
相邻沉降变形点的高程中误差（mm）
沉降变形点点位中误差（mm）
三等
±1.0
±0.5
±6.0
二．沉降变形监测网主要技术要求及建网方式
1．垂直位移监测网
（1）垂直位移监测网主要技术要求
垂直位移监测网主要技术要求按下表执行：
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
三等
1.0
0.3
0.6
0.8
DS05或DS1型仪器，按《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。
（2）垂直位移监测网建网方式
线下工程垂直位移监测一般按沉降变形等级三等的要求（国家二等水准测量）施测，根据沉降变形测量精度要求高的特点，以及标志的作用和要求不同，垂直位移监测网布设方法分为三级：
1）基准点。要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性，其平面控制点一般应设有强制归心装载。基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点；
2）工作点。要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点，同基准点一样，其平面控制点应设有强制归心装置。工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。
3）沉降变形点。直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，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。
监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行，按施工期4年考虑，计复测8次，每次观测水准路线长度往返按2800km。
对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点，应独立建网，并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。
2．水平位移监测网
（1）水平位移监测网主要技术要求
水平位移监测网主要技术要求按下表执行：
等级
相邻基准点的点位中误差（mm）
平均边长（m）
测角中误差（"）
最弱边相对中误差
作业要求
一等
±1.5
＜300
±0.7
≤1/250000
按国家一等平面控制测量要求观测
＜150
±1.0
≤1/120000
按国家二等平面控制测量要求观测
二等
±3.0
＜300
±1.0
≤1/120000
按国家二等平面控制测量要求观测
＜150
±1.8
≤1/70000
按国家三等平面控制测量要求观测
三等
±6.0
＜350
±1.8
≤1/70000
按国家三等平面控制测量要求观测
＜200
±2.5
≤1/40000
按国家四等平面控制测量要求观测
四等
±12.0
＜400
±2.5
≤1/40000
按国家四等平面控制测量要求观测
（2）水平位移监测网建网方式
水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测，并与施工平面控制网进行联测，引入施工测量坐标系统，实现水平位移监测网坐标与施工平面控网坐标的相互转换。
三．沉降变形测量点的布置要求
沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设按下列要求：
1．每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。
2．工作基点应选在比较稳定的位置。对观测条件较好或观测项目较少的项目，可不设立工作基点，在基准点上直接测量沉降变形观测点。
3．沉降变形观测点应设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。
四．沉降变形监测测量工作基本要求
1．水准基点使用时应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。
2．每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录。
3．每次沉降变形观测时应符合：
（1）严格按水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测均进行两次读数。
（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。
（3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水平尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。
（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。
（7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
五．沉降变形监测观测具体要求
1．水准网的观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。
2．水准仪使用DS05或DS1型仪器，仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。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″。仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，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。
3．外业测量一条路线的往返测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》（GB/T 12897-2006）有关要求执行。观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0 m（光学），≤1.5 m（电子）；前后视距累积差≤3.0m（光学），≤6.0 m（电子）；视线高度≥0.3m（光学），≥0.5m（电子）；测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪读记至0.01mm。
4．观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行：
（1）往测：奇数站为后—前—前—后
偶数站为前—后—后—前
（2）返测：奇数站为前—后—后—前
偶数站为后—前—前—后
5．每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
6．观测前30min，将仪器置于露天阴影处，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。
7．自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置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置，一般为接近一条直线。
8．观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用2.5kg以上的尺垫，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置在容易震动的地方，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。
9．对于宽度较宽的河、湖水中的沉降测量，按照《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）跨河水准测量要求进行观测。
10．数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，主水准路线要进行严密平差，选用经鉴定合格的软件进行。
六．沉降变形监测平行检测工作
根据《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》，在施工单位线下工程沉降变形监测工作的基础上，还要委托咨询单位或专业队伍全过程对沉降变形进行平行观测，在京沪高速铁路中应将北京至济南、丹阳至上海段作为重点。平行观测的数量，一般地段应不少于其沉降变形监测工作总量10%，对于地质复杂、沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于20%，以确保线下工程沉降变形监测工作质量满足无砟轨道评估技术要求。
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