徐鹽高速鐵路橋梁沉降觀測技術的應用

任廣濤 馬亮亮

摘要：本文通過對徐鹽高速鐵路橋梁的沉降觀測內容及控制標準分析的基礎之上進一步分析和闡明了沉降觀測的基本要求，以此來討論了沉降觀測的具體執行程序、應用以及勛在的一些相關問題，希望能夠對沉降觀測技術應用的進一步發展作出貢獻。

關鍵詞：鐵路工程；沉降觀測；基本要求；應用問題

引言：

沉降觀測在高速鐵路橋梁建設中起著相當重要的作用。高速鐵路橋梁沉降觀測工作是測量橋梁各階段下線結構的沉降值和沉降趨勢。為在線項目的建設提供數據，以最大限度地測量高速鐵路橋梁的結構。

1.沉降觀測內容及控制標準

（1）沉降觀測的主要內容是：通過布置控制網絡，根據相關精度要求，按施工等級加載，并定期觀察橋梁等建筑物垂直位移的沉降。項目完成并被接受后，該設施將被移交給使用公司。

（2）對于高速鐵路橋梁基礎的沉降控制，應根據靜載荷計算橋墩基礎的沉降量，施工后沉降量不得超過下列允許值。墩臺均勻沉降量：對于有砟橋面橋梁≤30mm；對于無砟橋面橋梁≤20mm。靜態確定結構的相鄰基臺的沉降之間的差異：對于有砟橋面橋梁≤15mm；對于無砟橋面橋梁≤5mm。

對于高速鐵路，橋梁沉降的控制主要是施工后沉降，由于各種因素往往高度偏向。因此，有必要進行實際的測量驗證并累積觀測數據。

2.沉降觀測的基本要求

2.1 儀器設備、人員素質的要求

應使用精度不低于0.3 mm且條形碼銦瓦數的電子水平儀。儀器和秤應在沉降觀察前和沉降觀察過程中的規定時間內進行驗證。對人員素質要求也有一定的要求，要求相關的操作人員必須經過專業的學習和技能培訓，從而熟練地掌握儀器中的操作程序，并能正確分析與使用。還必須按時按量地做好每一次的觀測任務。

2.2 觀測時間的要求

第一次觀測必須按時進行，否則其原始觀測資料不能從沉降觀測中獲得，其他階段的觀測必須根據相關規定進行，在觀測期間按照項目的進度進行，千萬不能出現漏測的情況。

2.3 觀測點的布設要求

沉降測量點分為三類：工作基點、沉降變形觀測點以及基準點，他們的具體操作要求如下：

2.3.1 基準點

要求在沉降變形區外建立穩定區域，參考點使用基巖點，深埋水平點，CPI，CPII和二級水平點的整條線，如圖1。增加時，應按照國家二級計量的有關要求實施。

（圖1：基準點標石埋沒圖）

2.3.2 工作基點

這些點需要埋在穩定區域，該區域在觀察期間是穩定的，并且在確定沉降變形點時用作高程轉移點和坐標。除了使用普通水平點外，工作基點還根據國家二級水平測量的技術要求進一步加密水平基點或設置工作基點，以滿足工作點的垂直位移監測需求。當加密基點（包括工作基點）的距離約為200m時，基本保證了離線工程的垂直位移監測。

2.3.3 沉降變形點

它直接嵌入待測量的沉積變形體中。該點應設置在能夠反映沉降變形體沉降變形的特征部位，其沉降變形點是根據橋梁等各種部件的分布要求進行的。

2.5 沉降觀測等級及精度要求

該線路的沉降變形測量按照三級規定進行，具體如表1所示。

2.6 沉降觀測成果整理要求

根據觀察數據處理文件提交一個月的電子文件，并在三個月內提交紙質文件；結果輸出，電子文件每月提交一次，紙質文件每年提交一次，作為最終離線項目沉降變形觀測分析報告的一部分。為評估單位的有效評估打下良好基礎。

3.沉降觀測具體程序和應用

3.1 建立水準控制網

高速鐵路離線工程的觀測工作主要是基于橋梁等建筑物的垂直觀測，高程系統應采用1985年的國家標高基準。應設立單獨的安置監測網絡，其檢測范圍通常都不應該低于4公里。

3.2 建立固定的觀測路線

按照沉降觀測工作相應的規章制度，根據沉降觀測點的嵌入要求來進一步確定沉降觀測點的具體位置。在控制點和沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在豎立儀器現場和轉折點標記樁，以確保每個觀測遵循統一的路線。

3.3 沉降觀測

完成承臺的建造之后，將開始第一次沉降觀察，并將承臺的觀察標記作為臨時觀察。當正常使用墩體觀測標準時，蓋帽觀察標記將不與基坑回填一起使用。墩身和基臺的沉降觀察將會按照順序進行觀測。

（1）現場測量路線沿同一路線使用相同類型的儀器和轉向點。

（2）每一測段均為偶數測站。在陽光明媚的觀察期間將儀器遮住，以避免陽光直射；使用標尺時，標尺用于使標尺上的氣泡居中，標尺是垂直的。

（3）在進行觀測的30min之前，必須要將觀測的相關儀器擋在有陰影的露天之地，令儀器內部的的溫度和環境溫蒂大致相同；而如果是數字式的水準儀，則需要提前使用該儀器測量20次，其作用是令該儀器預熱；同時，在進行測量的時候還需要最大化的避免把儀器的望遠鏡直面太陽以此來避免視線被遮擋的情況發生。

（4）相關儀器的的圓水準器，必須最大程度的放平。除了路線轉彎之外，儀器的三個位置以及每個站的前后視覺比例通常接近直線。

（5）為了確保觀察過程中水準規則的穩定性，選擇2.5kg或更大的墊。平整觀察路線必須堅硬而堅固。如果有暫時振動，請確認振動源引起的振動消失，然后激活測量按鈕。通過尺子矯直水平尺，以確保水平尺是垂直的。

（6）使用儀器自動記錄格式記錄所有觀察數據。

（7）必須準確無誤的填寫測量結果中的各種施工條件信息。

3.4 數據收集

測量數據通過數據線從儀器傳輸到計算機，數據由西南交通大學評估單位開發的專用調整軟件進行檢查。自檢通過后，根據定期報告的評估單位審查數據。

4.分析沉降觀察過程中的問題

在觀察數據處理過程中，發現一些曲線表現出異常變化，例如高度和凸起。（1）由于破壞的重新修復，測量點的重新修復以及測量點的轉移，基點發生變化。（2）測點受到外力的打擊導致的變化；在發現這種情況后，及時重新測量參考點，并及時修改測量點的工作狀態信息，以確保數據的真實性。

5.結束語

總而言之，高速鐵路工程線（橋墩）的沉降觀測是一個新課題，在高速鐵路建設中起著非常重要的作用。沉降觀測工作是測量各階段（如框架梁，底板施工，軌道板鋪設等）下線結構的沉降值和沉降趨勢。為在線項目的建設提供數據，以最大限度地測量高速鐵路無碴軌道的結構。

參考文獻

[1]張麗娜，靳自強. 沉降觀測技術在某高鐵無砟軌道路基中的應用[J]. 江西建材，2013（5）：192-193.

[2]李聰，羅滿建，潘元進，等. 沉降觀測技術在滬寧高鐵中的應用[J]. 城市勘測，2011（5）：129-132.

[3]李白露. 改進的“三點法”預測模型在高速鐵路橋梁沉降觀測中的應用研究[J]. 高速鐵路技術，2014（4）：52-56.

[4]蔡君君，王星華. 高速鐵路橋梁群樁基礎工后沉降的計算與預測[J]. 鐵道勘測與設計，2008（6）：29-34.

（作者單位：中交二航局第四工程有限公司）