高速铁路沉降观测与控制

【摘 要】为了确保高速铁路的安全性和稳定性，需要对线下工程施工后的沉降进行观测与控制。结合兰新铁路第二双线工程实例，详细介绍了在铁路施工过程中的沉降观测精度、技术要求和评估方法，可为类似工程的沉降观测与控制提供借鉴。

【Abstract】In order to make sure of the safety and stability of high-speed railway, the settlement of ground be-neath the railway after the construction needs to be observed and well controlled. Combined with the project of Lanxin High-speed Railway, the accuracy and technical requirements and evaluation methods for settlement ob-servation of railway after the construction were expounded, which provides a reference to the settlement obser-vation and control for similar projects.

【关键词】高速铁路；沉降；观测；评估

【Key words】 high-speed railway; settlement; observation; evaluation

中图分类号：U416.1 文献标志码：B 文章编号：1000-033X(2012)0５-0051-03

0 引言

高速铁路是当代轮轨高新技术发展的结果，代表着世界铁路的发展方向。高速铁路具有速度高、密度大的特点，目标是安全性和乘坐舒适性高，因而要求轨道结构必须具备高平顺性和稳定性，其中重要的一点就是保证线下工程施工后的“零”沉降［1-3］。高铁采用了与普通铁路不同的无砟轨道，其维修、养护成本要远高于普通铁路，如果出现严重的沉降变形，将会给运营带来不可估量的损失。因此做好施工后的沉降观测工作，是保证高铁顺畅运营的必要条件。

现行规范规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、滑坡等均要进行沉降观测。特别是在高层建筑物施工过程中，更加需要应用沉降观测加强过程监控，合理地指导施工，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时地为勘察设计与施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降而造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。由此可见，沉降观测将成为工程建设领域中非常重要的工序。

1 兰新铁路第二双线实例

1.1 工程概况

兰新铁路新疆段LXTJ9标段线路长40.488 km，设计时速为250 km，属于无砟高速铁路。本段的主要工程项目包括路基28.401 km、桥梁10.426 km、隧道1.661 km。施工单位严格按有关规范、设计文件及相关要求进行了施工过程中的沉降变形观测［4-7］，保证了观测数据的真实性。

1.2 沉降变形测量

（1） 兰新铁路第二双线线下工程沉降变形观测以路基、桥梁、涵洞等结构物的垂直位移观测为主，水平位移监测根据路基（含过渡段）、桥涵的具体要求确定。

（2） 结构物的变形监测应建立独立的变形监测网，

覆盖范围一般不小于4 km。

（3） 结构物的变形监测应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。

（4） 用全球卫星定位系统（GPS）测量时，应符合铁道部现行全球卫星定位系统铁路测量技术的有关规定［8］。

1.3 测量等级及精度要求

本线的沉降变形测量按三等规范执行；对于技术特别复杂的路段，可根据需要按二等的规定执行。测量等级及精度要求如表1所示。

1.4 沉降变形测量点的布置要求

沉降变形测量点分为基准点、工作基点和观测点三类，其布设如图1所示。

1.5 测量工作的基本要求

使用水准基点时应做稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点，且应有一定数量的稳固、可靠的点以供校核。

每天观测前，对所使用的仪器和设备做检验校正，并保留检验记录。每次沉降变形观测应符合以下要求。

（1） 严格按水准测量规范的要求进行观测。首次（即归零期）观测应进行往返观测，并取观测结果的中数，以经严密平差处理后的高程值作为变形测量起始值。

（2） 参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并有固定的观测人员。

（3） 为了将观测时的系统误差减到最小，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准尺。必须按照固定的路线和方法进行观测，观测路线必须闭合，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。实行“五固定”，即固定水准基点和工作基点、固定观测人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法，以提高观测数据的准确性。

（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，中途不能中断。

（7） 当发现沉降监测数据出现异常时（如沉降突变、桥墩上升、桥墩左右侧差异沉降量过大、线路纵向相邻测点沉降差异较大等），必须首先自查，提交自查分析报告。在确保观测数据精度合格的前提下，应当在当天进行内页整理，针对异常数据进行分析，并及时采取处理措施，将其填写在观测数据处理文件的说明文档中。

1.6 观测技术要求

（1） 路堤地段从路基填土开始进行观测；路堑地段从级配碎石顶面施工完成开始观测。路基填筑完成或施加预压荷载后，有不少于6个月的观测期。