新建济南至莱芜铁路JLZQTJ-1标
线下工程沉降变形观测实施方案
编制:
审核:
审批:
中铁十局集团有限公司济莱高铁JLZQTJ-1标项目部
2020年05月
目录
14.3沿铁路、公路及进入特殊地区作业安全措施 - 51 -
1.工作范围及概况
一工区施工里程:DK430+164.692~D4K3+445.323,共计3.554km。其中DK430+164.692~D2K2+218.074为济南东站站场范围,长度2.327km,主要施工内容为:地基处理、既有线路基帮宽、新建路基、路基附属、既有线框构桥涵接长、新建框构桥涵、站场设施等;D2K2+218.074~D4K3+445.323为济南东特大桥,长度1.227km,主要施工内容为:0#-40#墩,基础及墩台施工。
二工区承建范围为D4K3+445.323~D4K10+712.37,共计7267.047米(未计断链)。其中包含:1、济南东特大桥41#-222#台下部结构及连续梁,桥中心里程:D4K4+073,全长7771.112m。2、程家庄大桥下部结构:桥中心里程:D4K10+334,全桥长240.513m。3、区间路基:D3K9+993.952~D4K10+213.743、D4K10+615~D4K10+712.37为区间路基,全长219.791+97.37=317.161m。4、程家庄隧道:隧道进口里程D4K10+470,出口里程D4K10+605,全长135m。
三工区自DK10+712.370~DK19+590.000,正线长度8.878km。位于山东省济南市历城区与高新区境内。线路在港沟站特大桥设有港沟站,出站后一路向南,经港沟站特大桥,港沟跨京沪高速特大桥、有栏峪隧道、有栏峪跨京沪高速大桥、东村隧道,至本标段终点DK19+590.000。本工区管段港沟站特大桥桥长4170m,港沟跨京沪高速特大桥桥长2101m;有栏峪隧道长700m;有栏峪跨京沪高速大桥长458m;东村隧道长396m。
新建济南至莱芜高速铁路工程JLZQTJ-1标,线路位于济南市历城区、高新区境内,线路自济南东客站向东引出,上跨济青高铁、石济客专后于东绕城高速(京沪高速)折转向南,沿东绕城高速西侧依次上跨工业北路、既有胶济铁路、飞跃大道(规划)、世纪大道、经十东路后于潘庄村设港沟站,同时预留规划济南至泰安铁路接轨条件;线路出港沟站后于港沟镇东侧上跨东绕城高速、京沪高速(济莱高速)后折向东,到达本标段终点DK19+590,正线全长19.905km(DK432+629.969=DK2+150)。
本标段所处区域位于山前倾斜平原区和丘陵区,平原区总体地势南高北低,地面坡度一般0~5°,个别地段 5~10°。地表岩性主要为黄土状土、粉质黏土等,下伏砂砾石层,具二元结构。丘陵区地处山前倾斜平原与低山过渡地带,地面标高一般小于 200m,切割深度50m 左右,属剥蚀堆积区。山地前缘地带冲沟发育,自东向西分布有众多剥蚀残丘,地形变化较大;北部地形微起伏,地势平坦。
本标段沉降变形监测桥梁工程统计如下表:
序号桥梁名称起始里程结束里程墩台数量(个)连续梁(处)备注
1济南东特大桥D4K2+218.074DK9+993.9522277
2程家庄大桥DK10+213.743 DK10+454.25680
3港沟站特大桥DK10+712.370DK14+883.0291683
4港沟跨京沪特大桥DK15+497.417DK17+598.446573
5有栏峪跨京沪高速大桥DK18+357.636DK18+815.500121
涵洞及框架桥工程9处,统计如下表:
序号里程孔跨备注
1DK430+5912-8m
2DK430+8051-3m
3DK430+882.272-20m
4DK431+297.992-20m
5DK431+3731-3m
6DK431+731.51-2m
7DK432+592.52-10.03m
8DK19+325.0001-2*2.5m
9DK19+525.0001-2*2m
路基观测断面103个,里程范围如下:
序号起始里程结束里程断面数量(个)长度(m)备注
1DK430+550DK432+700(D4K2+218.074)602150
2DK9+993.952DK10+213.7437218
3DK10+615DK10+712.37329
4DK14+883.029DK15+497.41713614.4
5DK17+598.446DK17+630.000431.6
6DK18+330.000DK18+357.636427.6
7DK18+815.500DK18+859.000543.5
8DK19+255.000DK19+580.0007325
隧道3处,里程范围如下:
序号隧道名称起始里程结束里程隧道长度(m)备注
1程家庄隧道DK10+454.256DK10+615160.75
2有栏峪隧道DK17+630.000DK18+330.000700
3东村隧道DK18+859.000DK19+255.000395
[if !supportLists]2. [endif]技术依据
1.《铁路工程沉降变形观测与评估技术规程》(Q/CR 9230-2016);
2.《高速铁路设计规范》(TB10621-2014);
3.《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
4.《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006);
5.《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016);
6.《铁路客运专线竣工验收暂行办法》(铁建设[2007]183 号);
7.《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356-2009);
8.《高速铁路工程静态验收技术规范》(TB10760-2013);
9.新建济南至莱芜高速铁路设计文件;
10.济南交通发展投资有限公司、济莱高速铁路有限公司相关文件;
11.国家和中国国家铁路集团有限公司有关规范、规定。
本监测项目拟投入20人,其中项目负责人1人,技术负责人1人,数据处理3人,测量人员15人。
表3.1-1主要测量人员表
序号姓名职称工作年限岗位
1明武助理工程师3项目负责人
2王荣凯工程师10技术负责人
3肖珊珊工程师10数据处理
4张金刚工程师10数据处理
5葛书志高级测量工7数据处理
6刘宣高级测量工7测量员
7薛刚高级测量工7测量员
8刘飞高级测量工7测量员
9耿广朝高级测量工7测量员
组织机构设置图如下:
图3-1项目组织机构
1)项目负责人职责:公司拟派往本建设项目具备助理工程师职称,且具有高铁监控量测相关经历。受公司的委托全权负责所承担的监测任务,对所承担监测项目的监测质量、监测频率、安全、报表输出全面负责,对内对外负责组织协调工作。
2)项目技术负责人职责:拟往本建设项目的项目技术负责人具备工程师职称,具有高铁监测经验。对本建设项目的技术工作负主要责任,具体负责编制施工监测方案、组织测设水平及垂直控制网,负责和指导数据处理人员对监测数据进行处理、汇总和分析。保证监测质量、频率及报表及时输出。
3)数据处理人员职责:负责对监测数据进行处理、汇总和分析;负责数据报表的填写和报送。
4)外业组:在项目技术负责人领导下,按照监测方案实施监测工作。
3.3 主要测量设备
序号投入仪器设备型号仪器设备精度仪器数量
1电子水准仪天宝DINI03±0.3mm/km5台
23米条码尺天宝铟钢条码尺 3对
32米条码尺天宝铟钢条码尺 2对
41米条码尺天宝铟钢条码尺 1对
所有投入的仪器均经省级以上检定单位检定合格,且在有效期内。
沉降变形控制网分三级观测点:基准点、工作基点和沉降变形观测点,其布设按下列要求:
(1)基准点
每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点,埋设在沉降变形区以外的稳定地区。本标段基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点,增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。
(2)工作基点
要求这些点埋设在监测点以外的稳定区域,在观测期间稳定不变,测定沉降变形点时作为高程的传递点。工作基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工作基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的工作基点间距500m左右时,附合长度不大于1km,可基本保证线下工程垂直位移监测需要。工作基点埋深深度1.5m,不会破坏结构主体条件下,尽量稳固且不易破坏。
图:工作基点埋设标准图
图:控制点标准件图
图:控制点标识图
(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、桥涵等各专业布点要求进行。
济莱高速铁路线下工程沉降变形观测工作以建(构)筑物的垂直位移观测为主,直接采用线下精密高程控制网作为构筑物变形监测的基准网,并在其基础上加密工作基点,应对基准点和工作基点进行定期复测并对稳定性分析。本线沉降变形测量按三等规定执行,精度要求如下表。
表4.1 沉降变形测量精度要求
沉降变形测量等级垂直位移测量
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)
三等±1.0±0.5
线下工程垂直位移监测网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,垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。垂直位移监测网主要技术要求按表4.2执行。
(1)基准点建立在沉降变形区以外的稳定地区,基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点,增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。
(2)工作基点埋设在稳定区域,在观测期间稳定不变,测定沉降变形点时作为高程的传递点。工作基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工作基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的工作基点间距500m左右时,
水准测量附合长度不易大1KM,可基本保证线下工程垂直位移监测需要。工作基点埋设深度达到1.5米,不会破坏主体结构条件下,尽量稳固且不易破坏。
表4.2 垂直位移监测网观测技术要求
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1.00.30.6√n0.8√nDS05或DS1型仪器,按《高速铁路工程测量规范》二等水准测量的技术要求施测。
本项目监测网采用设计交付的CPI、CPII和水准控制点做基准点,基准点定期复测结合精测网复测同步进行。
(3)构筑物沉降变形点。按照设计图纸并结合实际情况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、桥涵等个设计专业布点要求进行。
1、每次工作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。当相邻工作基点(或基准点)间闭合差不能满足规范要求时,需对工作基点(或基准点)进行修正调整。
2、工作基点(或基准点)进行修正调整时,需以与其相邻的不少于两个基准点为基准,按照二等水准测量要求进行调整。
3、每期观测前,对所使用的仪器和设备应进行检验校正,并保留检验记录。
4、每次沉降变形观测时应符合:
(1)严格按二等水准测量规范的要求施测。首次(即零周期)观测应独立进行两次往返观测,满足限差要求时,取观测结果的中数,经严密平差处理后的高程值,作为变形测量初始值。
(2)参与观测的人员经过培训才能上岗,主要观测人员固定。
(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,观测过程实行“四固定”原则,即: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。
(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。观测路线要一次完成,中途不中断。
5、低矮桥墩、异型桥墩,可采用倒尺的方法,读取倒尺读数,不能满足倒尺读数要求时,定制1米短尺进行观测。
6、沉降监测数据出现异常时首先自查,应重测并分析工作基点的稳定性,必要时联测基准点进行检测,形成自查分析报告。
7、在观测过程中,重点信息进行记录,如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录,天气情况,地下水影响情况的记录,利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。
8、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。
观测时,视线长度≤50m,前后视距差≤1.5 m,前后视距累积差≤6.0 m,视线高度≥0.55m,最大读数小于1.80m(2m水准尺);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:使用数字水准仪读记至0.01mm。
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
9、每次测量应及时记录测量数值,并校核检验其误差值在容许范围内。
路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主。为有利于测点看护,集中观测,统一观测频率,各观测项目数据的综合分析,各部位观测点须设在同一横断面上。
根据不同的结构部位、填方高度、地基条件等具体情况来设置沉降变形观测断面。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。路基沉降监测断面根据不同的地基条件,不同的结构部位等具体情况设置。沉降监测断面的间距一般不大于50m,对于地势平坦、地基条件均匀良好、高度小于5m的路堤或路堑可放宽到100m。对地形、地质条件变化较大地段应加密断面,一般间距不大于25m,在变化点附近应设观测断面,以确保能够反映真实差异沉降。
不同结构物的连接处、不同地基处理措施相邻处应设置沉降观测断面,每个路桥过渡处设置3个观测断面:距离桥头1m-5m、 10m-20m、30m-50m处分别设置一个沉降观测断面,每个横向结构物每侧各设置一个观测断面,中间设1个。观测内容同相邻路堤。
6.2.观测断面及观测点的设置
各部位观测点宜设在同一横断面上,每断面设置3个沉降观测桩,布置于双线路基中心及左右两侧路肩处。
6.2.1路基沉降板、观测桩标识
[if !supportLists](1)[endif]沉降板接管过程路基填筑期间,在焊接钢筋笼上喷印断面信息:
图6.2.1路基沉降板标识样式示意图
[if !supportLists](2)[endif]路基本体填筑完成后,沉降板应低于路基表面,有利于沉降板的保护,如图下图
图:路基本体填筑完成后沉降板标识样式示意图
6.2.2点位的标识
桥梁徐变观测点、涵洞帽石沉降观测点等位于水平表面上的观测点,为了使点位更醒目,有利于标志保护,在测点周围用红色喷漆喷涂“圆形十字”标识,如下图所示。
图:水准表面上观测点标识样式示意图
路基水准路线观测按国家二等水准测量精度,要求形成附合水准路线,沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如下图所示:
图6.3 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图
6.4.1沉降观测桩
桩体选择Φ20mm不锈钢棒,顶部磨圆,待基床表层级配碎石施工完成后,通过测量埋置在监测断面设计位置,埋置深度0.3m,桩周0.15m用C15混凝土浇筑固定,完成埋设后按二等水准标准测量桩顶标高作为初始读数。
图6.4.1 路基沉降观测桩埋设布置图
6.4.2沉降板
在地基处理完成后埋设沉降板,由钢地板、金属测杆和保护套管组成。钢底板尺寸为50cm*50cm*1cm,测杆采用φ40mm厚壁镀锌铁管,通过四块肋板与底板焊接在垂直位置上,保护套管采用钢管套管。
图6.4.2路基沉降板埋设布置图
(1)沉降板埋设位置应按设计测量确定,埋设位置处可垫10cm砂垫层找平,埋设时确保测杆与地面垂直。
(2)放好沉降板后,回填一定厚度的垫层,再套上保护套管,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料稳定套管,完成沉降板的埋设工作。
(3)按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管,每次接长高度以1m为宜,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用螺丝套扣连接,保护套管用钢管外接头连接。避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度,顶帽高出碾压面高度不大于50cm。
(4)接长套管时应确保垂直,避免机械施工等因素导致套管倾斜。路堤填筑和运架梁期间应注意保护沉降板。
路堤地段从路基填土开始进行沉降观测。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时,应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。
沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的,填筑施工要与设备的埋设做好协调,做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行,不能影响路基填筑质量;路基施工不能影响到观测设备。
路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量,当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天、竖向位移大于10mm/天时,应及时通知项目部,并要求停止填筑施工,待沉降稳定后再恢复填土,必要时采用卸载措施。
观测精度要求:路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm,读数取位至0.01mm;剖面沉降观测的精度应不低于4mm/30m;位移观测测距误差±3mm;方向观测水平角误差为±2.5″。
一般情况下路基沉降观测的频次不低于下表的规定:
路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。
出现下列情况,应加密观测频次,必要时制定专项观测方案进行监测:
1.无砟轨道铁路,连续两次观测的沉降差大于4mm。
2.沉降发生突变。
3.地下水位变化、暴雨、地震、邻近施工等外部环境变化。
出现下列情况,可降低沉降观测频次:
1.冬休期。
2.填筑或堆载暂停超过10天。
特殊情况说明:为尽量减少轨道施工对观测标的影响,需对观测标进行调整。经设计批准同意后,方可将两侧距左右线各2m的沉降观测桩距离改为2.74m,中心的沉降观测桩需在两线中心的混凝土封闭层施工完成后转移至其表面,转移的观测标必须设置在原断面里程上,采用相同编号,不另行编号,并继续观测至铺设轨道。
7.1.1每个桥墩均设置墩身观测标
7.1.2墩身观测标埋设应符合下列规定:
1每个桥墩墩身应埋设两个观测标。
2桥墩观测标一般设置在墩底高出地面或者水位0.5m左右。当墩身较矮立尺困难时,桥墩观测标位置可降低或设置在对应墩身埋标位置的顶帽上。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则,确定相应的位置。桥墩上观测标的具体位置见图7.1.2
图7.1.2墩身观测标设置
7.1.3点号标识
为保障精测网复测及线下工程沉降观测规范化、标准化,
采用统一标准的观测点标志件及标识。统一标准如下图所示。
图7.1.3墩身标、涵洞标标准图件图及墩身标识牌
7.1.4梁体观测标
梁体徐变点设置于桥梁腹板处,位于轨道支承层两侧外30cm位置。
简支梁的一孔梁设置观测标6个,分别位于两侧支点及跨中;连续梁上的观测标,根据不同跨度,分别在支点、中跨跨中及边跨1/4跨附近设置,3跨以上连续梁中跨布置点相同,大跨度连续梁布点位置参照沉降观测设计文件。
图7.1.4梁体徐变观测标布置示意图
7.1.5桥台观测标
原则上应设置在台顶(台帽及背墙顶),测点数量不少于4处,分别设在台帽两侧及背墙两侧(横桥向),见图7.1.5
图7.1.5桥台观测标设置
7.1.6涵洞观测标
每座涵洞均要进行沉降观测,观测标原则上应设在涵洞两侧的边墙上,在涵洞进出口及涵洞中心分别设置,每座涵洞测点数量为6个。涵洞填土后观测点可从边墙位置移动到帽石上,涵洞进出口的帽石上各设置两个测点,位于帽石两侧位置。
图7.1.6涵洞观测标测点标志示意图
7.2.1桥台、梁体、涵洞观测标
桥台观测标、梁体观测标、涵洞观测标等采用φ20mm不锈钢原件,观测标设置可参考图7.2.1设置。顶部磨圆,后期钻孔埋入,埋置深度不小于0.1m,高出埋设地表3mm,埋设前需进行渗锌防腐处理(注:为了统一和美观,建议采用统一加工的观测标)。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
图7.2.1观测标埋设
7.2.2墩身观测标:
采用φ40mm不锈钢螺栓。见下图所示:
图7.2.2 墩身观测标设置(单位mm)
7.3.1梁体徐变水准观测路线
7.3.2墩台身水准观测路线
(1)水准测量是最常用的沉降测量方法。用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪,观测竖立在两点上的水准标尺,按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发,沿选定的水准路线逐站测定各点的高程,水准测量外业工作结束后,再计算各点间的高差,进行平差计算和调整高差闭合差,最后计算各点的高程。首期沉降观测应连续进行2次独立观测,取平均值作为初始值;从第二期开始,可采用单程附合路线进行观测。详细要求见 本方案第5章。
(2)墩台基础沉降观测一般根据下表中要求的时间间隔进行。
观测阶段观测期限观测频次平行观测频次备注
墩台施工到一定高度 1次1次设置观测点
墩台混凝土施工全程完成后1次完成后1次相应墩台
预制梁桥架梁前全程1次/月1次相应墩台
预制梁架设全程架梁前后各1次架梁后1次
桥位施工桥梁制梁前全程1次/月1次
上部结构施工中全程荷载变化前1次,荷载变化后前3天1次/天1次
架桥机(运梁车)通过全程首次通过前1次,首次通过后前3天1次/天,以后1次/周。 相应墩台
桥梁主体工程完工后第1~3个月1次/周1次/月
第4~6个月1次/2周2次
6个月以后1次/月
轨道铺设期间前后1次/
轨道铺设完成后第1个月1次/2周/工后沉降长期观测
第2~3个月1次/月/
4~12个月1次/3月/
12个月以后1次/6月/
(2)梁体徐变观测频次见下表:
观测阶段观测频次备注
观测期限观测周期
梁体施工完成//设置观测点
预应力张拉期间/张拉前后各1次测试梁体弹性变形
预应力张拉完成张拉完成后第1天1次
张拉完成后第3天1次
~轨道板(道床)铺设前张拉完成后第5天1次
张拉完成后1~3月1次/周
轨道铺设期间/铺设前后各1次
轨道铺设完成后0~3个月1次/月残余徐变变形
(3)涵洞观测频次见下表:
8.1观测断面及观测点的设置原则
8.1.1 隧道工程沉降观测是指隧道基础的沉降观测,即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛沉降变形等不列入沉降观测的内容。
8.1.2 隧道的进出口进行地基处理的地段,从洞口起每25米布设一断面。
8.1.3 隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定,Ⅱ级围岩段原则上不设变形观测点,必要时每800m设一处变形观测断面,III级围岩每400m、IV级围岩每300m、V级围岩每200m布设一个观测断面。
8.1.4 明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及沉降变形缝位置应至少布设两个断面。
8.1.5 地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带等不良和复杂地质区段,特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落加密布设。
8.1.6 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。
8.1.7 路隧分界点处,路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。
8.1.8 施工降水范围应至少布设一个观测断面。
8.1.9 长度大于20m的明洞,每20m设置一个观测断面。
8.1.10 每个观测断面测点应埋设于相应仰拱(底板)两侧及中间位置。
图8.1.1 隧道观测标埋设示意图
8.1.11 隧道水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线,沉降观测点位布设于仰拱(底板)两侧及中间,水准线路观测示意图如下图所示:
图8.1.2 隧道沉降观测水准路线图
8.2.1 观测点埋设参考图8.1.1设置。
8.2.2 无砟轨道铺设时隧道测点的转移技术要求。隧道的观测标设在两侧边墙处。在仰拱施工完成至底板施工期间,因观测标位置较高,难以实施观测,需要将观测标转移至下部仰拱便于观测处,待仰拱充填混凝土后,应及时将观测标转移至原测点位置,转移的观测标必须设置在原断面里程上,采用相同编号,不另行编号,并继续观测至铺设无砟轨道。
8.3.1 隧道沉降观测从仰拱施工结束后立即进行,观测时间不得少于3个月方可申请初评。初评与终评之间应有至少3个月的观测时间间隔。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时,应适当延长观测期。
8.3.2 隧道沉降观测水准的测量精度为±1mm,读数取位至0.01mm。
8.3.3 隧道沉降变形观测据下表中要求的时间间隔进行。每阶段的沉降观测在开始时可一般每周观测一次,以后可根据两次观测的沉降量调整沉降观测的频度,但两次的观测沉降量不宜大于1mm。
表8.3.3 隧道沉降观测频次表
观测阶段观测期限观测频次
仰拱施工完成后第1个月1次/周
第2~3个月1次/2周
3个月后1次/月
无砟轨道铺设后第1~3个月1次/月
4~12个月1次/3月
8.3.4 隧道洞内沉降观测路线,贯通前洞口基准点布置不少于两个,当洞内布设基准点有困难时,可直接利用两个洞口基准点形成附合水准观测路线。工作基点联测间距可以大于200米,但必须保证观测点高程中误差和相邻观测点的高差中误差达到《细则》规定要求。
9.1.1过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估,桥涵两端的过渡段需进行沉降观测。
9.1.2不同结构物起点处、距起点5m、 15m、35 m处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设置一个观测断面,沿涵洞轴线设路基观测断面。每个观测断面观测点设置参照路堤。
图9.1-1 路涵过渡段平面示意图
图9.1-2 路桥过渡段平面示意图
沉降观测点与剖面沉降管埋设参考路堤设置。
沉降精度与频次等技术要求同路基要求。
根据设计规定,监测变形量限制值Fs如下表所示:
序号类型限值备注
1墩台20mm无砟
30mm有砟
2路基50mm有砟350km/h
30mm无砟
3梁体徐变设计规定值
根据累计变形量不同,设立3个预警等级,不同等级采取不同处理措施,如下表所示:
等级采取措施
黄色预警(60%Fs)加密观测频次
橙色预警(75%Fs)上报项目监理单位、评估单位,加密观测频次,查清原因,消除隐患
红色预警(90%Fs)上报项目监理单位、评估单位、业主,加密观测频次,组织分析会,查清原因,消除隐患
有砟轨道铺设前,应对线下工程沉降作系统评估,确认工后沉降和变形符合设计要求。评估除采用曲线拟合法进行线下工程的单个测点评估外,同时应进行区段线下工程综合评估。
评估时发现异常现象或对原始资料存在疑问,应进行必要的检查。评估沉降无法达到设计标准时,应及时通知建设方、设计方、施工方、监理方,各方分析原因,并采取相应措施。
工程沉降评估流程图如下:
11.1.1评估内容
(1)当采用预压措施时,进行预压土卸载评估;
(2)无预压措施时,直接进行铺轨评估。
11.1.2判定标准
(1)根据路基填筑完成或堆载预压后不少于6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。
(2)无砟轨道路基及过渡段沉降变形应符合规定:
1、工后沉降不宜超过15mm。
2、沉降比较均匀且调整轨面高程后的竖曲线半径能够满足Rsh≥0.4V²sj时,允许的最大工后沉降量为30mm。
3、过渡段不同结构物间的预测工后差异沉降不应大于5mm,不均匀沉降造成的纵向折角不应大于1/1000。
(3)有砟轨道路基及过渡段沉降变形应符合下表。
(4)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的差值不应大于8mm。
(5)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(t):预测时的沉降观测值;
S(t=∞):预测的最终沉降值。
注:沉降和时间以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。
(6)设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10mm。
11.1.3评估方法
采用常用的双曲线、指数曲线、固结度对数配合法(三点法)、灰色理论、Asaoka等5种方法。一般选用两种评估方法进行对比分析,预测值与实测值之差计算的残差最小的评估方法作为本线有效的评估方法,另外一种方法作为参考。
11.1.4工后沉降的计算
设计工后沉降量按S工后=S1+S2计算,其中S1为路基铺轨后运营100年发生的沉降,采用曲线回归方法获得,S2为无砟轨道结构自重荷载发生的沉降,计算用压缩模量可根据观测资料反算获得。有砟轨道工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量30mm;沉降比较均匀、长度大于20m的路基,允许的最大工后沉降量为50mm,并且调整轨面高程后的竖曲线半径能满足下列要求:
Rsh≥0.4v2sj
式中:Rsh为轨面圆顺的竖曲线半径(m),vsj为设计的最高时速(km/h)。
11.1.5计算沉降和观测沉降的比较
(1)由于影响沉降计算的因素较多,沉降计算的精度无法达到要求,必须通过对沉降观测数据进行系统的综合分析评估,来验证和调整设计参数与措施。
(2)通过沉降观测和评估来确定路基的真实压缩模量Es,以确定无砟轨道结构自重产生的附加工后沉降;
(3)如观测到的沉降量超过设计沉降量计算值的20%时,经过排除人为错误与设备故障,可尽早检查设计,采取措施确保工后沉降满足设计要求。
11.2.1判定标准
(1)根据桥涵实际荷载情况及观测数据,应作多个阶段的回归分析及预测,综合确定沉降变形的趋势。首次回归分析时,观测期不应少于桥涵主体工程完工后6个月。
(2)墩台基础的沉降量应按恒载计算,其工后沉降量不应超过下表允许值:
超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外,尚应根据沉降差对结构产生的附加应力的影响确定。
(3)处于岩石地基等良好地质的桥粱,当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时,可判定沉降满足轨道铺设条件。
(4)设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。
(5)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。
(6)桥梁主体结构完工至轨道铺设前,沉降预测的时间应满足以下条件:
S(t)/S(t=∞)≥75%
式中:S(t):预测时的的沉降观测值;
S(t=∞): 预测的最终沉降值。
(7)预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定:
①终张拉完成时,梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。
②扣除各项弹性变形、终张拉60天后,L≤50m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm;L>50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L/7000或14mm。
③不能满足上述要求时,应根据梁体变形的实测结果,确定梁体的实际弹性变形及徐变系数,并按下式估算轨道的最早铺设时间t:
[ |Ф(∞)-Ф(t)|˙Δ弹性≤Δ允许F ×D £D
式中:Ф(∞):根据实测结果确定的混凝土徐变系数终极值;
Ф(t):根据实测结果确定的铺设轨道时混凝土徐变系数;
Δ弹性:实测梁体终张拉后的弹性变形;
Δ允许:L≤50m为10mm;L>50m为L/5000或20mm。
11.2.2评估方法
(1)对于一座桥不仅要进行单个墩台的沉降分析,同时也要对全桥作综合评估,控制相邻桥墩的不均匀沉降。当特大桥沉降观测区段可根据地质情况和施工进度划分部分区段分段评估。
(2)对于单一墩台的观测数据分以下四个阶段进行归纳、分析:架梁之前、架梁后至铺设二期恒载前、铺设二期恒载后至钢轨锁定前、钢轨锁定以后。综合评估时,对于预制梁桥,分桥墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行;对于原位施工的桥梁及涵洞,基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况,划分为基础施工完成~桥墩完成、架梁前后、架梁后至铺设钢轨之前、铺设钢轨至钢轨锁定之前、钢轨锁定之后至正式运营之前、正式运营之后等多个阶段。
(3)桥涵沉降预测采用的曲线回归法参照路基执行。
11.3.1判定标准
1、当地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时,可判定沉降满足无砟轨道铺设条件。
2、预测的隧道基础工后沉降值不应大于15mm。
3、申请隧道初次评估应有主体工程完工后不少于3个月的观测数据,初次评估与二次评估之间应有不少于3个月的观测时间间隔。
11.3.2评估方法
隧道基础的沉降预测评估方法参照路基执行。
10.4.1过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。
10.4.2对线路不同下部基础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段,应重点分析评估其差异沉降。
10.4.3判定标准
过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm,预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1000。
10.4.4评估方法
过渡段工程的沉降预测评估方法参照路基执行。
10.5.1按工期安排计划和施工单位管段进行区段划分,评估区段长度的划分应根据不同结构物的分布情况,结合架梁、铺轨等的具体情况综合确定。区段长度一般不宜少于5km,宜包括路基、桥涵、过渡段等不同结构物,并注意评估区段之间的衔接问题。
10.5.2在对路基、桥梁和过渡段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变形曲线,进行综合评估,确认其满足铺设轨道的要求。
10.5.3对于结构物沉降值超过设计要求,但沉降均匀且范围较长的地段,应进行专题研究确定评估标准。
10.6.1因工期要求,需缩短评估时间时,需由公司召开专家会进行论证。
10.6.2当测点沉降同时满足以下条件时,可直接判定满足无砟轨道铺设条件:
(1)主体工程完工后观测期大于6个月,无异常波动且沉降波动幅度在3.0mm之内,沉降量在±2mm之内;
(2)上报评估的最后四期观测数据(且观测时间不少于6个月)未出现连续下沉现象。
12.1.1观测数据处理文件:要求提供以下电子文件,每个月提交一次,其中观测手簿文件还需提供纸介质文件,于评估前一期提交。
(1)电子水准仪原始观测数据:
(2)控制点文件
(3)观测手簿文件
(4)高差文件、平差文件、高差闭合差统计文件、平差计算文件、平差成果文件。
12.1.2成果输出文件:要求提供以下电子文件,每个月提交1次;提供纸介质文件,每1年提交1次,作为最终《线下工程沉降变形观测工作报告》、《线下工程沉降变形平行观测报告》的组成部分。要求每次数据均从观测原点开始至提交时间。
(1)路基沉降观测记录表(沉降观测桩);
(2)路基沉降观测记录表(沉降板);
(3)沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录表;
(4)沉降观测记录表——路基边桩位移观测记录汇总表;
(5)桥梁承台沉降观测记录表;
(6)桥梁墩(台)沉降观测记录表;
(7)涵洞沉降观测记录表;
(8)桥梁梁部徐变观测数据录入表;
(9)测点荷载-时间-沉降曲线与荷载-时间-沉降速率图。
12.1.3特殊问题报告:施工单位对观测过程中发生的沉降值异常、测点破坏后恢复等情况应及时提交观测过程中特殊问题报告给建设单位和评估单位。
12.2.1数据传输要求有电子文件和纸介质文件。其中电子文件表格要求采用EXCEL( *.xls )格式,图形文件采用CAD(*.dwg) 格式,报告采用WORD(*.doc)格式;纸介质文件要求相关单位签署盖章。
12.2.2文件管理
图12.2.2 文件管理示意图
由沉降变形观测小组负责处理观测数据形成文件,逐级上报给分部和项目部,项目部汇总后按时提供建设单位和评估单位。
提交文件夹执行以下命名规则:
一级文件夹以标段号命名,命名为“一标段”。
二级文件以观测时间命名,如包含08年10月到08年11月数据,则命名为“200810-200811”。
三级文件夹以工区号命名,分别命名为“一工区、二工区…”。
四级文件夹以测量队命名,分别命名为“一测队、二测队…”。
五级文件夹以测量日期命名,如2009年3月4日观测则命名为090304;如当天有4台仪器观测数据需要处理,则按20090304(1)、20090304(2)、20090304(3)、20090304(4)命名。
五级文件夹内应包含电子水准仪的原始观测数据文件和控制点高程文件,以及观测数据处理过程中生成的观测手簿文件(*.xls)、高差文件、平差文件、高差闭合差统计文件、平差计算表文件、平差成果文件,说明文件(*.doc)。
12.2.3原始观测数据文件命名原则
以“标段号-工区号-测队号-观测日期.后缀名”的格式为准。例:一标段、2工区4项目部在08年10月11日进行的观测文件,文件名可命名为“1-2-4-BM1159&BM1160-20081011”。若同一天统一段落观测两次,则可分别命名为“1-2-BM1159&BM1160-20081011(1)”或“1-2-BM1159&BM1160-20081011(2)”。原始观测文件常见形式一种为Leica DNA 系列仪器生成的后缀名为GSI 格式的文件,另一种为Trimble Dini系列仪器生成的后缀名为DAT格式的文件,两种文件格式不同。后缀名根据仪器型号的不同由仪器自动生成,计算人员不得改变。BM1159&BM1160指观测中所用到的工作基点名称。
12.2.3其余文件命名原则
其余文件均根据原始观测文件与控制点文件进行计算得出,文件名均与观测文件名同名,根据不同文件的类型定义其不同的后缀名。
12.3.1观测点编号原则
观测点的编号是观测点的标识,简洁明了的反映该观测点所在里程、观测点的类型、观测点位置。为保证每个观测点的编号均为全线唯一的,同时便于在电子水准仪中输入,测点编号采用以下格式:
里程测点类型编码测点位置编号
里程采用6位阿拉伯数字,前3位为公里标,后3位为百米标(取整);测点类型编码采用1位英文字母;测点位置编号采用1位阿拉伯数字;测点编号共计8位。
各种测点类型编码及测点位置编号详见下表《测点类型英文字母编码及测点位置编号表》。
测点类型英文字母编码及测点位置编号表
12.3.2里程采用原则
桥梁承台和墩台的测点均采用相应墩台的中心里程;涵洞采用中心里程;梁体采用跨中里程。
12.3.3观测过程中的点号输入
在观测过程中,电子水准仪所有的点号均需要全名输入,不得有任何省略。
12.3.4转点输入
所有转点以“Z”字母表示,不得以任何其他类型的点号代替。
12.3.5观测点属性信息表录入要求
(1)工程类型:路基、桥梁、涵洞、过渡段。
(2)测点的类型有:沉降观测桩、沉降板、墩(台)观测标、梁体观测标、涵洞观测标。
(3)测点位置:按照下表《测点位置属性表》输入。
表10.3.5 测点位置属性表
测点类型可选的位置属性说明
沉降板基底、路基\
观测桩左、中、右\
位移边桩左、右\
承台观测标观测标1、观测标2观测标1指左侧小里程角处的观测标、观测标2指右侧大里程角处的观测标
墩(台)观测标观测标1、观测标2
观测标3、观测标4
对于墩身:观测标1为左侧观测标,观测标2为右侧观测标。对于桥台设置四个观测标,观测标1设置在小里程左侧,观测标2设置在小里程右侧,观测标3设置在大里程左侧,观测标4设置在大里程右侧。
梁体观测标左1、右2、左3
右4、左5、右6
左1指小里程端左侧,右2指小里程端右侧,左3指中间断面左侧,右4指中间断面右侧,左5指大里程端左侧,右6指大里程端右侧
涵洞观测标左1、右2、左3
右4、左5、右6
左1指线路左侧小里程的观测标、左2指线路左侧大里程的观测标,中1指线路中心小里程的观测标,中2指线路中心大里程的观测标,右1指线路右侧小里程的观测标,右2指线路右侧大里程的观测标;
隧道观测标左、右、中\
其他情况根据实际位置输如剖面管可输入“基底”、“基床底层顶面”。
(4)距线路中心:输入测点位置到中线的距离,单位为m。左侧为负值,右侧为正值,中心为0。
(5)填挖高度:当观测点所在位置的工程类型为路基、涵洞、过渡段时,输入该测点处路基面的填挖高度,单位为m。
(6)观测点处基底处理的类型:各种工程类型的基底处理类型按表《基底处理类型表》填入。
表12.3.5-1 基底处理类型表
工程类型可选的基底处理类型
路基强夯、换填、排水固结、搅拌桩、旋喷桩、CFG桩网(板)、管桩网(板)
桥梁明挖基础、嵌岩桩、摩擦桩
其它根据实际的地基处理类型填写
(7)压缩层厚度:输入观测点处基底压缩层的厚度,单位为m。
(8)处理深度:输入观测点处基底处理的深度,对于换填输入换填厚度、路基桩基输入桩长、桥梁桩基输入桩长,单位为m。
(9)工程名称:输入观测标所处工程段落的名称,如XX 大桥。
(10)测点属性填写要求:不同类型的观测点需录入的属性信息有所不同,需填写部分详见表11.3.5-2《观测点属性信息表填写要求》。
测点编号工程类型测点类型冠号里程测点位置距线路中心填挖高度基底处理类型压缩层厚度处理深度墩高涵顶填土高度围岩类别工程名称备注
注:表中标有“★”为必填属性,标有“☆”的为选填属性,空白的为不需要输入。
(11)施工阶段
输入各期次观测时的施工阶段(施工状态或者工况),各种工程类型的施工阶段可按下表填写。
工程类型施工阶段
路基
过渡段
填筑期间、填筑完成、堆载预压、堆载卸除、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成等。
桥梁桥墩台:
(1)预制梁桥:承台施工、墩台身施工、等待架梁、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。
(2)现浇梁桥:承台施工、墩台身施工、等待制梁、制梁完成、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。
梁体:终张拉前、终张拉后60天、等待架梁、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成。
涵洞涵洞施工完成、涵顶填土期间、涵顶填土完成、运梁车前期通过、等待铺轨、铺轨完成等。
隧道等待铺轨、铺轨完成。
13 质量保证措施
测量工作在施工中非常重要,它是指引施工的方向标。本着对工程负责、对单位负责、对个人负责的工作态度,认真的做好测量工作。在贯穿始终的施工测量过程中,坚持做到如下几点:
1、测量人员要定岗、定职、定员,分工明确。
2、测量主管要有责任心、上进心,对工作严格要求、精益求精、一丝不苟。
3、控制点每半年定期复核一次,沉降区域或基准点高程变化频繁区域每季度复测一次。
4、现场测量程序化,按设计和规范要求施测。
5、做好测量原始记录,以便复核或检查测量数据的准确性并存档。
6、测量仪器定期进行鉴定。
1、测量组长应加强日常用电、行车、餐饮等管理和监督检查,及时发现并消除一切不安全因素,防止火灾、人身伤亡、食物中毒等事故发生。
2、宿舍内严禁使用大功率耗电设备,严禁私拉乱接用电线路,外来人员未经批准,严禁借宿。
3、对于外业使用的测量仪器设备,应明确专人负责和保管,严防私自外借、破坏或丢失。
4、外业测绘员工应加强自我防范意识,离开宿舍时,应关好门窗和切断电源,防止私有或公用财物丢失或引起火灾。
5、做到讲究卫生,食品防腐、防投毒、防病菌,防止动物病菌传播毒源。不购买腐烂及不新鲜食物、生熟要隔离。
6、作业员要严格遵守组织纪律,不得在旅途和驻地参与赌博活动。业余时间不得单独外出,禁止擅自下河、湖洗澡。
7、在进入测区前,要充分了解当地防疫状况,尤其是针对特殊区域的地方病,要做好防疫知识的学习,配备必需的药品,预防疾病的传播。
14.2作业安全
1、严格遵守作业规程,出收工、装卸、运输、操作仪器时要严格执行仪器使用、保护制度。行程中携带仪器人员不得与仪器分离,要采取防震措施。作业过程中仪器操作员不准离开仪器,作业迁移及收工时要认真检查设备,以免发生损坏、丢失。
2、在施工现场作业严防踏空和高空坠物,避免人员伤亡。不卸掉仪器迁站时,要轻搬轻放,谨防地面羁绊物(钢筋、木板、杂物等),防止人员摔倒和仪器损伤。
3、在城镇道路上作业时,要放置警示牌,作业员要穿戴警示服,防止各种车辆冲撞作业员和仪器。
4、在高压线路下作业时,要特别谨慎、小心,必须保持人员、垂直杆、尺子等与电线之间的距离(高度)。
5、酷暑严寒天气,应做好防暑和保暖工作,合理安排作业时间,尽量避开高温或严寒时段让员工长时间在室外工作。
1、在铁路、公路上作业时,要事先征得有关部门同意,并严格遵守铁路和公路交通管理部门的有关安全规定。
2、沿铁路路基行进时,不得进入轨道内。火车通过时,要保持距离,站立等候,同时谨防车内向外丢弃物品被其砸伤。要尽可能缩短人员在路基上的作业时间。
3、在桥梁和隧道附近以及公路弯道和视线不清的地点作业时,应事先采取安全措施,安排专人担任安全指挥。
4、听力或视力不好的职工,禁止在铁路和公路上单独作业。
5、工间休息应尽可能离开铁路、公路路基,选择安全地点。
6、马路上作业时,要有明显的安全标志和专人担任安全指挥,必要时事先同交通民警取得联系,争取支持。
7、进入军事要地、边境或其他特殊地区作业时,要事先征得有关部门同意,并严守有关安全规定。