第四篇沉降变形观测及评估.doc
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1、京津城际轨道交通工程第四篇 沉降变形观测及无砟轨道铺设评估分析第一章 沉降变形观测设计京津城际轨道交通工程路基长度16.3公里/6段,占全线长度的14%,工程分布于北京市二环内、新建的亦庄、永乐、武清车站及天津市内。桥梁长度100.5公里,占全线长度的86%,有五座特大桥,杨村特大桥长度最长达35.812公里;40座连续梁,其中主跨最大跨度128米。全线设七个预应力混凝土简支箱梁(跨度32m、24m、20m)预制场。为了满足全线铺设无砟轨道的技术条件,京津城际铁路公司组织施工单位对路基、桥梁的沉降和梁体变形进行了系统观测,铁三院对重点地段进行了平行观测,在对沉降变形观测数据分析的基础上,铺设轨
2、道板之前结合工程实际,对工程变形进行了评估分析;轨道铺设后继续进行沉降变形观测工作,直至移交运营单位,对沉降变形观测资料以评估报告附件的形式进行归档。第一节 路基工程沉降观测设计全线路基宽度(含车站)1338.5m,路堤高度在010m,路基通过地段涉及地表杂填土、素土;主要岩性有淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细纱等地层。为了给CRTS板式无砟轨道线路提供一个高平顺性、均匀和稳定的轨下基础,控制路基变形,路基设计中结合地质和环境条件采用CFG桩与C30钢筋混凝土板,或PHC管桩与C30钢筋混凝土板连接的复合地基加固方式,桩间距一般1.51.5m矩形,CFG桩长一般8.528.3m不等,
3、PHC管桩长2230m。在桩顶混凝土板或加筋垫层施工完毕后,路基填筑前埋设“TGCY-3-100滑动式剖面沉降测试压力计”剖面沉降管,路基基床表层不小于0.4m范围填筑级配碎石,基床底层及以下填筑A、B组土或改良土,并按照要求进行分层压实。堆载预压前于路基横断面中部设置沉降板,并采用堆载高度3.5m或进行超载预压(堆载高度加高1m)的预压方式促进路基工前沉降发生。路基扶壁式挡墙上,无砟轨道HGD层上均设观测标(见图一),全线结合路基具体设计情况共设337个观测断面。 第二节 桥梁、涵洞沉降观测设计全线每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。桥梁墩、台按照桥墩高度小于4m、414m、大于14m三种
4、情况在墩上埋设观测标,当墩高大于14m时,在墩身侧面(垂直线路方向)设两个观测标,墩身观测标设于地面线正常水位以上50cm处,并便于观测,当墩身较矮不足4m时,桥墩观测标可在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设;承台上的两个观测标埋设于底层承台顶面。37京津城际铁路有限责任公司图一:路基观测点布置图第三节 梁体变形观测设计 一、预制梁变形观测全线预制梁孔跨及数量如下表(括号内数值为梁体变形观测数量):梁场预制范围内桥名及里程起、讫墩号32m(片)24m(片)24m(低)(片)20m片七号北京环线特大桥DK4+760.18DK8+984.642415789(2)7(1)199(1)一号北京环线特大桥DK
5、9+267.14-DK19+444.85(津台)161474241(9)10(2)2515(1)亦庄高架站中桥DK20+285.50-DK20+612.6010二号凉水河特大桥DK21+457.52DK32+664.230349303(20)7(2)302(2)三号凉水河特大桥DK32+842DK43+015(津台)352667276(8)29(2)01四号杨村特大桥DK45+778.16(京台)DK69+563.411738680(26)8274五号杨村特大桥DK69+596.11DK81+225.58738津台343(12)333六号永定新河特大桥DK84+212.72DK105+334.
6、720646548(12)839(4)7(2)在梁面上埋设钢制镀锌观测标(深度5575mm)。点的布置纵向在支座轴线、跨中、四分之一跨处埋设,横向在梁中线、以及距中线左、右4.3m处各三列,共15个固定测量点(如下图)。每个制梁场每种跨度变形观测不少于3片。11 12 13 14 15北京天津21 22 23 24 2531 32 33 34 35二、现浇梁变形观测现浇简支梁和连续梁(支架法施工)进行变形观测,数量如下: 跨度单位324832m406440m488048m6010060m6012860m(拱)8012880m40m32m20m六局111121二局3126m(1)3大桥局3211
7、832418十七局11十八局2172m(1)2122合计9332115143其观测标布置形式如下:第四节 沉降观测一般技术要求 一、水准基点的引测当全线精密控制网建立后,应引用精密控制网中的高程点(其等级为二等水准点,点间距约150180m)进行沉降观测,沉降观测应从最近的水准基点引测,引测前应对引用的水准基点进行检核,检核采用复测方式,将前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比,当检测的高差值与原高差值的差值满足 mm(l为两相邻水准基点间的距离,单位km)时,可认为引测的水准基点是稳固的,否则应进一步复测,查明原因,消除问题后再进行引测。二沉降观测各项限差规定及精度要求(1)、水准
8、视线长度、视距差及视线高度要求如下:视线长度每站前后视距差视距累积差视线高度基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差50m1.0m2.0m0.3m0.4mm0.6mm(2)、观测的各项精度要求如下:每测站高差中误差0.5mm;每测段往返较差或附合路线允许闭合差:1n(mm)或4L(mm)(注:n为测站数;L为水准路线长度,以km计);沉降观测点相对于水准基点高差中误差1.0mm;三仪器设备要求应使用精度不低于1mm(每千米往返测高差中数的偶然中误差)的自动安平水准仪、气泡式水准仪或电子水准仪,水准标尺应采用与之配套的线条式铟瓦合金标尺(尺长根据现场情况可选择1m、2m或3m)或条形编码尺,水准仪和
9、水准标尺各项技术指标应符合国家一、二等水准测量规范(GB 12897-91)有关规定,在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对仪器和标尺进行检定。四沉降观测方法及要求观测方法主要有支路线法和附合水准路线法。(1)支路线法:沉降观测点的高程测量可采用从邻近的水准基点直接测至沉降观测点。A.当沉降观测点距引测的水准基点较近,且高差也相近时,应尽可能一次置镜测得沉降观测点与水准基点之间的高差。为避免单次测量可能产生的错误,应变换仪器高双次置镜观测,当双次置镜测得的高差值小于等于0.7mm时,取两次测量高差值的平均值作为最终值;当双次置镜测得的高差值大于0.7mm时,应重测,直至满足要求。B.当沉
10、降观测点距引测的水准基点较远、高差较大无法一次置镜测得沉降点与水准基点之间的高差时,可两次置镜测得沉降点与水准基点的高差,但最多允许置镜两次。为避免单路线测量可能产生的错误,应采取往返测的方式测量沉降观测点与水准基点之间的高差,当往返测的高差值小于等于1.0mm时,取其平均值作为最终高差值;当往返测的高差值大于1.0mm时,应重测,直至满足要求。(2)附合水准路线法:从一个水准基点测至沉降观测点,再闭合至邻近的另外一个水准基点。附合水准路线法往返测的高差之差及附合路线闭合差均应小于 mm,(L为两相邻水准基点间的水准路线长度,单位km),当高差之差或闭合差超限时,应分析原因,进行补测,直至满足
11、要求。五观测测量操作要求(1)沉降观测每测站观测程序及具体要求参照国家一、二等水准测量规范(GB12897-91)有关规定执行。(2)沉降观测时,置镜点、观测路线、观测人员、观测设备一般应固定,在成像清晰稳定的条件下进行观测,不得在日出后及日出前约半小时及其他不宜观测的天气情况下作业;作业中应经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查;在同一测站观测时,不得两次调焦,以确保观测成果的质量。(3)沉降观测记录沉降观测数据和有关记事项目,应在现场直接记录在观测手簿(纸质)中或由仪器自动记录在自备的电子文件中。电子记录应符合相关要求,观测完成后,应对电子记录成果形成硬拷贝。手工记录要求:原始观测值和
12、记事项目一律用铅笔直接记录于手簿中,记录的文字和数字应力求清晰端正,不得潦草模糊。手簿中的任何原始记录不得擦去或涂改。对原始记录有错误的数字(只限于米、分米的读数)与文字,应仔细核对后以单线划去,在其上方写出正确的数字和文字,并在备考栏内注明原因。同一测站内不得有两个相关原始数字的连环更改。对作废的连续测站的记录,应以单线划去,并注明重测原因及重测结果记于何处,重测记录加注“重测”二字。(4)沉降观测数据处理和计算沉降观测数据处理和计算主要包括:沉降观测手簿的计算;沉降观测成果的质量评定(计算每公里或每测站水准测量偶然中误差);沉降观测点每期沉降量、累计沉降量的计算和绘制t-s(时间、沉降量)
13、曲线;沉降趋势分析和预测;路基、桥梁铺设时机的评估。六、沉降观测成果精度评定方法为保证沉降观测的质量,要求各施工单位应分阶段按不同的施工段落(分部)、不同的测量仪器,对沉降观测成果进行精度评定;即根据观测高差不符值,计算每公里水准测量高差中数的偶然中误差或每测站水准测量偶然中误差。(1)每公里水准测量高差中数的偶然中误差M按下式计算:M=(/Ri/(4*n)0.5式中:测段往返测高差不符值,单位mm; n测段数; Ri测段长度,单位km。(2)每测站水准测量偶然中误差m站按下式计算:1)对于单测站情况: m站=(/(2*n)0.5式中:两次测量高差不符值,单位mm; n测站数; R测段长度,单
14、位km。2)对于多测站情况: m站=(/mi/(2*n)0.5式中:测段往返测高差不符值,单位mm; n测段数; mi每测段测站数第五节 沉降变形观测的难点路基工后沉降的控制是铺设无砟轨道的关键,客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南指出:“路基沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥(涵)隧的沉降预测情况进行,预测的路基工后沉降值不应大于15mm”,一般来说,应有不少于6个月的沉降观测数据才能进行路基工后沉降值预测,而本线由于受征地拆迁及工期因素的影响,路基堆载预压时间最长有6个月,最短不足1个月;作为第一条铺设无砟轨道的客运专线,路基变形观测技术方案及沉降评估方法无经验学习;沉降变形观测
15、工作技术要求高,设备仪器灵敏度高,施工单位测量人员也没有精密测量的工作经历,设备仪器都是新购置的;观测段落施工进度不一,大段落被划分许多小段落;有的观测标被盗,使观测数据不连续,这一切都无疑增加了沉降变形观测和评估工作的难度。第二章 沉降变形观测工作的管理第一节 工作依据及基本内容一、工作依据1、2006年08月17日,铁建设【2006】158号客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南;2、2006年08月25日,京津铁工管函【2006】166号;3、2006年10月16日,铁建设【2006】189号客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定;4、2007年02月28日,京津铁工管函【2007】39
16、号关于补充完善京津城际铁路工程沉降变形观测工作的通知;5、京津铁工管函200727号关于加强并统一京津城际铁路沉降观测元件保护措施的通知。6、7月31日博格公司预制梁变形测量的实施计划;7、8月4日关于预制箱梁变形观测及有关问题技术交底会会议纪要;8、8月25日博格公司关于预制箱梁变形测量的实施方案;二、工作基本内容1.沉降监测基准网的布设、测量及成果处理,形成稳固可靠的沉降观测基准网;2.按照线下工程沉降观测技术方案要求,布设沉降观测点及观测断面,埋设观测元器件;3.沉降观测点及观测断面的沉降观测;4.沉降观测数据的处理、审核、汇总;5.线下工程沉降变形图表的绘制、分析及沉降趋势预测;6.无
17、砟轨道铺设时机评估和相应措施建议。第二节 工作分工1、京津城际铁路公司负责组织对沉降变形观测技术方案、精度标准及设计单位提交的最终沉降观测成果报告进行审核确认,总体协调沉降变形观测评估工作中的组织协作问题。2、咨询单位负责线下工程沉降观测的具体协调工作。建立定期检查工作制度,原则上每月不少于一次,检查组人员由咨询、设计及监理单位人员组成,主要检查各施工单位对沉降观测方案的落实情况,进行技术指导及组织协调。每次工作检查均形成会议纪要,并报送京津城际铁路公司备案。 沉降工作检查 梁体变形工作检查3、设计单位负责沉降观测方案设计,提出测量精度标准和要求,解决沉降观测过程中出现的技术问题,并与博格公司
18、沟通一致;负责施工期间沉降观测基准网的建立和维护;负责培训、指导各施工单位的沉降观测测量工作;负责收集、汇总全线各施工单位沉降观测资料,对沉降观测资料进行分析和趋势预测,根据分析和预测结果提出相应的工程措施,负责提交各规定 阶段的沉降观测成果报告;负责履行技术负总责服务合同2.1条中约定的沉降观测资料移交职责,统计整理满足“沉降变形评估”需要的观测资料,并按规定时间移交博格公司。4、施工单位是京津城际线下工程沉降观测及梁体变形观测相关规定、文件的具体实施者。负责配备、组织沉降观测仪器和人员,负责沉降观测点及观测断面的布设、观测、观测数据的预处理及观测质量评估;负责每月按规定时间提交满足要求的沉
19、降观测资料给设计单位;配合、接受观测测量检查及统一协调工作。5、监理单位负责配合城际公司牵头开展的沉降变形观测工作;负责检查督促京津城际线下工程沉降观测及梁体变形观测相关规定、文件在各施工单位的落实,保证按计划开展测量观测工作,并按时提交观测资料;负责监控各施工单位观测测量工作的规范性,开展必要的符合性观测测量,对拟提交观测资料进行初审,确保观测资料数据的准确。6、博格公司负责对沉降观测技术方案、观测精度标准进行审核和确认;按技术负总责服务合同约定,对设计单位按月提供的沉降变形观测资料进行累加分析研究,如约开展“在施工期间对沉降和变形测量进行评估”、“对无砟轨道铺设前沉降和变形测量进行评估”、
20、“无砟轨道铺设后的监控与评估”工作,适时提出评估成果,明确有关施组安排或工程措施意见。第三节 沉降观测工作的组织准备1.建立沉降观测管理体系。由咨询单位负责组织构建,体系成员单位包括咨询、设计、施工、监理单位及博格公司,各单位确定工作组织(人员),指定工作负责人(联系人),在此基础上,全线建立沟通联系工作制度,保证沉降观测工作协调、有序开展。2技术培训。沉降观测工作启动前,对各参与单位的有关人员进行必要的技术培训(或交底)。组织工作由咨询单位负责,沉降观测体系成员单位人员参加,铁三院会同博格公司负责具体技术培训(或交底)工作。京津城际铁路公司发布了关于京津城际铁路沉降变形观测工作开展情况及存在
21、问题的通报(京津铁安质200740号),要求各单位结合自身问题限期整改完成;同时,铁三院航测分院对水准仪i角检较、二等水准观测方法进行了现场培训。咨询联合体在武清试验段组织天津市国达测控技术有限公司对“TGCY-3-100滑动式剖面沉降测试压力计”的使用进行了技术培训。 3观测设施及仪器设备的落实。各施工单位按京津城际线下工程沉降观测及梁体变形观测相关规定、文件要求布设沉降观测点及观测断面,埋设测观测量元器件,配备适应观测测量要求的有关仪器设备。观量测量工作启动前,施工单位应报请设计及监理单位对测点布置、元器件埋设、测量仪器等准备工作进行检查验收,以确保观测测量工作具备合格的工作基础。第四节
22、沉降变形观测数据的传递1.施工单位按京津铁工管函2006166号工程沉降观测相关规定实施沉降观测工作,按月汇总观测资料,并于次月2日前提供上月汇总资料(纸质及电子文档各1份)给咨询单位、铁三院或博格公司。资料应得到监理单位的初步审核确认。2.铁三院收到各施工单位沉降观测资料5日内完成全线汇总,并以电子文件形式提交给博格公司。同时,铁三院根据系统的沉降观测资料独立进行工程稳定分析和趋势预测,根据分析和预测结果提出相应的工程措施建议,按月整理形成沉降观测成果报告提交给京津城际公司。当月观测成果报告应于次月10日前提交。3.博格公司收到铁三院移交的全线沉降观测资料后,按技术负总责服务合同约定组织开展
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- 第四 沉降 变形 观测 评估
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