DCM沉降觀測系統(tǒng)在磨憨車站路基沉降監(jiān)測中應用

王 永 亮

(中鐵二局昆明工程公司，云南 昆明 650000)

2015年中國與老撾簽訂政府鐵路合作協(xié)議，標志著中老鐵路正式進入實施階段，成為泛亞鐵路中線的重要組成部分。中老鐵路中國段(玉溪至磨憨)，即玉磨線，正線全長508.53 km。云南磨憨車站作為玉磨線中國段最后一個車站，位于臘縣磨憨經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，車站路基設計范圍：D1K502+794.47～D1K505+925，全長3 130.53 m，為鐵路區(qū)段站兼口岸站，承擔國內(nèi)、國際(老撾)的旅客列車及貨物列車到發(fā)作業(yè)，并設置貨運中心。磨憨車站總占地為2 464.1畝，車站內(nèi)設旅客列車到發(fā)線、國際貨車到發(fā)場、國內(nèi)貨車到發(fā)場近、邊檢場設作業(yè)線、國際貨物列車監(jiān)管區(qū)預留作業(yè)線、國內(nèi)盡頭式貨物列車線以及設軍事站臺貨物線數(shù)十條。磨憨車站是云南省通往老撾、泰國的重要國際鐵路通道的連接樞紐，是云南省融入國家“一帶一路”構(gòu)想、推進與周邊國家互聯(lián)互通的重大建設項目的重要組成部分。

磨憨車站路基屬于軟土路基且雨水量充足，路基施工期預計沉降量大，需要施工人員對整個路基填埋過程進行長期沉降觀測，指導路基填埋施工，確保車站建成運營期間的安全性。目前路基的沉降計算還沒有一個統(tǒng)一的標準，尤其軟土路基沉降更是受諸多因素的影響，只能依靠設備進行精密觀測。目前路基沉降監(jiān)測技術(shù)主要有基于光纖光柵傳感技術(shù)的光纖沉降計、合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)、GPS監(jiān)測技術(shù)、DCM沉降監(jiān)測技術(shù)、大規(guī)模分布式光纖傳感技術(shù)和人工觀測技術(shù)等[1-5]。

本文主要采用DCM沉降監(jiān)測技術(shù)開展磨憨車站路基沉降監(jiān)測，建立磨憨車站DCM結(jié)構(gòu)沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)，對路基填埋過程的沉降量進行實時監(jiān)測，對超限沉降進行預警，提升車站路基施工質(zhì)量與效率。

1 DCM結(jié)構(gòu)沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)

DCM結(jié)構(gòu)沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)是通過物位計對液體和氣體的壓差的測量，將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，實時計算垂直高程，高程數(shù)據(jù)通過采集卡和信號線路傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理平臺，數(shù)據(jù)平臺將多次測量得到的數(shù)值進行運算獲得垂直位移高程，系統(tǒng)內(nèi)可設定基準點和測點，測點相對基準點的垂直位移高程就是相對沉降值，多次測量和計算可得到累計沉降值。圖1為自動化監(jiān)測系統(tǒng)工作流程圖，系統(tǒng)主要包括測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)和沉降預警系統(tǒng)。

本文采用的DCM沉降監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點精度±0.5 mm；量程范圍500 mm；測量設備工作環(huán)境：-30 ℃～+60 ℃，測量頻次最高為1 Hz。DCM基準點安裝方法：基準點位置向下鉆孔15 m，通過基準桿硬性連接到基準板，基準點安裝在基準板上。基準點要用水泥做50 cm～80 cm平臺或者鉆基巖。基準桿不能用大型設備碰撞，保證數(shù)據(jù)正常。

2 磨憨車站路基施工過程沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

本文對磨憨車站路基東南西北四個有代表性測點的沉降數(shù)據(jù)進行采集與分析。圖2，圖3分別為DCM-E1,DCMS1,DCM-N1和DCM-W1四個測點實時監(jiān)測的路基測點差高、溫度和沉降時程數(shù)據(jù)，測試時間是2018年4月3日，0點35分～2018年5月2日8點38分，總計一個月的時程數(shù)據(jù)。由圖2可以看出，因車站路基施工范圍大且?guī)r土含水量不同，故相應的溫度場有較大的差異。圖3為各個測點的差高時程曲線，整個監(jiān)測時間段，變化趨勢基本一致。

圖4為各個測點監(jiān)測路基沉降量，可以看出在整個監(jiān)測過程中，路基緩慢下沉且在2018年4月14日路基沉降曲線有一個加速的過程，車站路基南部測點DCM-S1沉降速率最大。同時可以看出在經(jīng)歷650 h后(2018年4月30日)，東南西北四個測點的沉降量分別為7.521 14 mm,9.784 46 mm,6.270 9 mm和5.984 35 mm，然后各個測點的沉降量趨于穩(wěn)定。到2018年5月2日，四個測點的最終沉降量分別為7.681 mm,9.776 83 mm,6.269 9 mm和5.990 3 mm，各個測點變化量在1 mm以內(nèi)。

3 結(jié)語

基于DCM沉降監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建了磨憨車站路基沉降監(jiān)測自動監(jiān)測系統(tǒng)，并對車站路基范圍內(nèi)東西南北四個方位的代表性測點進行了為期一個月的實時監(jiān)控。基于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，可以知道四個測點位置的沉降量經(jīng)歷緩慢下沉—沉降量加速—緩慢下沉—沉降趨于平緩幾個狀態(tài)，正確反映了路基填埋后路基的沉降狀態(tài)，對于及時了解路基施工質(zhì)量和效率具有重要的工程意義。