DCM沉降觀測系統在磨憨車站路基沉降監測中應用

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，位于臘縣磨憨經濟開發區，車站路基設計范圍：D1K502+794.47～D1K505+925，全長3 130.53 m，為鐵路區段站兼口岸站，承擔國內、國際(老撾)的旅客列車及貨物列車到發作業，并設置貨運中心。磨憨車站總占地為2 464.1畝，車站內設旅客列車到發線、國際貨車到發場、國內貨車到發場近、邊檢場設作業線、國際貨物列車監管區預留作業線、國內盡頭式貨物列車線以及設軍事站臺貨物線數十條。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”構想、推進與周邊國家互聯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。目前路基沉降監測技術主要有基于光纖光柵傳感技術的光纖沉降計、合成孔徑雷達干涉測量技術、GPS監測技術、DCM沉降監測技術、大規模分布式光纖傳感技術和人工觀測技術等[1-5]。

本文主要采用DCM沉降監測技術開展磨憨車站路基沉降監測，建立磨憨車站DCM結構沉降自動監測系統，對路基填埋過程的沉降量進行實時監測，對超限沉降進行預警，提升車站路基施工質量與效率。

1 DCM結構沉降自動監測系統

DCM結構沉降自動監測系統是通過物位計對液體和氣體的壓差的測量，將壓力信號轉化為電信號，實時計算垂直高程，高程數據通過采集卡和信號線路傳輸到數據處理平臺，數據平臺將多次測量得到的數值進行運算獲得垂直位移高程，系統內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為自動化監測系統工作流程圖，系統主要包括測量系統、數據傳輸系統、數據采集系統、數據分析處理系統和沉降預警系統。

本文采用的DCM沉降監測系統監測點精度±0.5 mm；量程范圍500 mm；測量設備工作環境：-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，保證數據正常。

2 磨憨車站路基施工過程沉降監測數據分析

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據進行采集與分析。圖2，圖3分別為DCM-E1,DCMS1,DCM-N1和DCM-W1四個測點實時監測的路基測點差高、溫度和沉降時程數據，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據。由圖2可以看出，因車站路基施工范圍大且巖土含水量不同，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，整個監測時間段，變化趨勢基本一致。

圖4為各個測點監測路基沉降量，可以看出在整個監測過程中，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。

3 結語

基于DCM沉降監測系統構建了磨憨車站路基沉降監測自動監測系統，并對車站路基范圍內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控。基于監測數據分析，可以知道四個測點位置的沉降量經歷緩慢下沉—沉降量加速—緩慢下沉—沉降趨于平緩幾個狀態，正確反映了路基填埋后路基的沉降狀態，對于及時了解路基施工質量和效率具有重要的工程意義。