凍土地區路基沉降觀測的探討

摘 要:本文通過對哈大客運專線路基施工中沉降實踐研究，對路基沉降觀測的關鍵技術與要求進行了統計和探討，以確保施工質量和運營安全，可為今后路基沉降測量提供參考。

關鍵詞:客運專線 路基 沉降觀測

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0100-02

引言

近年來，鐵路不斷提速，客運專線飛速發展，測量工作的技術要求不斷提高，向更高更精的層面發展，并逐步走向了實際意義上的指導施工。路基是鐵路線路工程的一個重要組成部分，是承受軌道結構重量和列車載荷的基礎，也是線路工程中最薄弱最不穩定的環節。路基沉降觀測對控制鐵路工程質量，確保工后沉降滿足設計要求至關重要。為了做好客運專線施工期間的沉降觀測，能夠及時有效的指導施工，本文通過對路基的沉降觀技術要求，觀測方法，以及觀測中對現場的一些保護措施進行了簡單的探討。

1 沉降觀測要求

為達到路基沉降觀測的目的，建立沉降與時間的關系，了解產生沉降的部位，沉降觀測應考慮如下要求。

(1)為了觀測到各部位的總沉降，從路基填土開始，沉降觀測也隨即進行。

(2)沉降標志的埋設是在施工過程中進行的，施工單位的填筑施工要與標志的埋設作好協調，做到互不干擾、影響。

路堤的填筑進度要及時告知負責埋設沉降板的人員，避免錯過最佳埋設機會。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按本方案所要求，不能影響路基填筑質量的均勻性。

(3)在沉降板埋設基本不影響施工的條件下，路基的施工應作到碾壓的均勻性，質量的一致性，使沉降觀測資料具有良好的代表性。

(4)為了分析施工期沉降和工后沉降、施工期沉降與總沉降的關系以及驗證推算工后沉降方法的準確性，對部分有代表性路基(暫定工程試驗段)，進行運營期間的長期沉降觀測，以期得到最終沉降量。

(5)沉降水準的測量精度為±1mm，讀數取位至0.1mm。

2 觀測斷面和觀測點的布置

2.1 觀測斷面布置

2.1.1 沉降觀測斷面的間距一般不應大于50m。地形、地質條件變化較大地段應適當加密(以設計文件為準)，應不大于25m布設一個斷面。

2.1.2 對地形橫向坡度大或地層橫向厚度變化的路基工點應布設不少于1個橫向觀測斷面。

2.1.3 一個沉降觀測單元(連續路基沉降觀測區段為一單元)應不少于2個觀測斷面。

2.2 觀測點布置

2.2.1 沉降觀測可在線路兩側地基、路肩和線路中心設置觀測樁或在線路中心設置沉降板。

2.2.2 對于路堤觀測斷面，在線路中心線布設一組沉降板，路肩兩側布設變形觀測樁。

2.2.3 有預壓土路塹地段，每個路塹斷面在線路中心設沉降板一組，兩側路肩各設觀測樁1個。無預壓土路塹地段，每個路塹斷面在兩側路肩各設觀測樁1個。

2.2.4 組合式沉降板對于減少路基填筑的施工干擾有優勢，實施前應制定操作細則、做好培訓。

2.2.5 沉降變形觀測點設計圖和埋設要求，設計單位結合具體設計方案并參照《無碴軌道鋪設條件評估技術指南》，在實施性沉降觀測設計方案中明確。

3 沉降觀測的頻度

沉降觀測分為四階段進行，每個階段的沉降觀測的頻次應根據沉降的發生與發展規律及沉降大小確定，一般應按照如下觀測頻度進行。

第一階段:路基填筑施工期間的觀測，主要觀測路基填土施工期間地基與堤身的沉降變形以及路堤坡腳邊樁位移與沉降。本階段沉降觀測應與施工配合，每填筑一層應觀測一次;同時應保證不超過3天觀測1次。

第二階段:路基填筑施工完成且預壓土方施加后，自然沉落期的沉降觀測，該階段應對路基基床底層頂面的沉降及路基基底沉降進行系統的觀測，直到工后沉降評估可滿足鋪設無碴軌道的要求為止。本階段的沉降觀測頻度為: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。

第三階段:預壓土方卸載、鋪設基床表層(級配碎石層)、無碴軌道鋪設期間及正式運營前的觀測。本階段的沉降觀測頻度為:前15天每3天一次，第15天后每7天一次。

第四階段:試運營期間的觀測(對于需進行運營期進行沉降觀測的路基)。本階段的沉降觀測主要進行路基面觀測樁的觀測，一般每月1次，必要時進行路基本體沉降及地基土沉降的觀測。

實際工作進行時，觀測時間的間隔還要看地基的沉降值和沉降速率，兩次連續觀測的沉降差值大于4mm時應加密觀測頻次。當出現沉降突變、地下水變化及降雨等外部環境變化時應增加觀測頻次。

4 沉降觀測方法

4.1 基準值的建立

基準值的建立一般分三種情況:以初始值為基準(即以監測對象未受荷載前原始狀態下的觀測值);以首次值為基準值(一般要求獨立測兩次，取平均值為基準值);以某次測值作基準值(如某工況達到觀測條件時)。沉降變形監測網主要利用現有全線二等水準網成果，可根據需要獨立建網，按二等水準精度測量要求控制，高程系統按設計文件規定的進行(如:1985 國家高程基準、黃海高程系)，根據需要，局部可采用獨立或施工高程系統，但必須保持連接段的系統一致或確立各高程系統之間的正確換算關系。根據哈大鐵路首級控制網的分布情況，沉降變形監測網加密點至少應與本工程首級高程網二個二等水準基點聯測(CPⅡ)，且使用時應做穩定性檢測，加密點應每季度進行1次穩定性檢測。

4.2 觀測程序及注意事項

觀測路線應組成閉合環、附合路線或帶結點的觀測網，并且至少聯測兩個以上高等級點。觀測采用單路線往返測。可根據路線土質選用尺一般情況下，觀測還應注意以下事項:采用相同的觀測路線和觀測方法;同一路線使用同一儀器和設備;固定觀測人員;在基本相同的環境和觀測條件下工作。在進行往測時，奇數測站照準標尺分劃的順序為后前前后，偶數測站照準標尺分劃的順序為，前后后前;返測時，奇、偶測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇站相同。

5 沉降觀測的保障措施

(1)組織現場技術員及施工人員學習相關作業指導書，提高對沉降觀測標的保護意識，以科學、嚴謹和實事求是的態度，從嚴從細做好原位測試及施工期觀測的各項工作，正確地監控、檢驗和指導工程施工。

(2)施工過程中為了保護監測點，防止車輛碾撞，填筑施工時現場技術員進行協調，周圍用50cm×50cm的沉降保護架圍起來，做到互不干擾、影響，沉降管周圍的填料采用人工夯實，現場方面派專人進行巡察，如發現有缺失，破壞的沉降觀測點及時上報并加以處理。

(3)由測量專業工程師組織集體學習，培訓后上崗，按照規范要求，采用相同的觀測方法和路線，進行觀測，及時的收集整理數據，保證數據的及時可靠性。

(4)加強儀器設備的檢查、維護工作，確保監測工作正常進行。一旦發現儀器、設備受損，除即報告項目負責人外，應及時修復或更換，所有觀測儀器嚴格按儀器說明書或監理工程師的指示預先進行校正率定，禁用不合格的儀器。

(5)制定獎罰制度，對于現場保護到位的的作業隊伍給與獎勵，各個觀測小組進行月度考核，對于按規定要求完成的小組進行獎勵，以提高觀測人員的積極性。

5.1 評估標準

(1)根據實測沉降觀測資料推算的路基工后沉降量不超過扣件允許的沉降調高量15mm;

(2)沉降比較均勻的路基，推算最大工后沉降量不超過30mm，并且調整軌面高程后圓順的豎曲線半徑應不小于(為設計最高速度，km/h);

(3)路橋或路隧交界處的差異沉降不應大于5mm，過渡段沉降造成的路基與橋梁或隧道的折角不應大于1/1000。

5.2 適用范圍

本方法適用時速大于200Km/h的客運專線的路基工程的沉降觀測。當時速小于200Km/h的時，宜可以按相關規定降低觀測精度，等級，以及頻次的方法觀測，但要滿足設計等相關要求。

6 結語

本文通過對哈大客運專線季節性凍土路基沉降監測的技術要求、規范要求、埋點要求及觀測的方法進行了系統的整理和分析，在施工和監測過程中不斷總結經驗，提高了沉降監測數據的真實性，有效性和可指導性。并對觀測成果進行統計，建立模型回歸分析，及時指導施工，預計工后沉降，為今后路基沉降監測提供了技術依據和理論依據。

參考文獻

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