高速鐵路路基沉降與變形觀測控制技術(shù)研究

趙斌

[摘要]文章分析高速鐵路路基沉降變形觀測的意義和目的，介紹目前比較常用的幾種路基沉降變形觀測方法，分析路基沉降觀測的工作原理以及路基觀測斷面和觀測點的具體設(shè)置要求，提出了觀測控制技術(shù)的要求，以供參考。

[關(guān)鍵詞]高速鐵路;路基沉降;變形觀測

文章編號：2095-4085（2019）03-0093-02

近年來隨著我國高速鐵路工程建設(shè)里程的不斷增加以及列車速度的不斷提高，高速公路工程的覆蓋范圍也在不斷擴大，且對工程施工質(zhì)量也提出了更高的要求。高速公路工程施工中，路基施工是決定其整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，要求其具有足夠的強度和規(guī)定范圍內(nèi)的沉降量來滿足其軌道對行駛列車的支撐要求。而路基施工中的難點就是對路基沉降量的控制。路基在鋪軌之前發(fā)生與預(yù)留沉降量不符的沉降，則會導(dǎo)致線路的整體高程不符合要求，這就需要在施工中加強對高速鐵路路基沉降變形的觀測，并采取一定的措施來對路基沉降量進行控制。

1高速鐵路路基沉降變形觀測的意義

在高速鐵路路基施工中對其沉降量進行觀測，主要就是對沉降量等數(shù)據(jù)進行分析來實時掌握其變化規(guī)律，一旦出現(xiàn)沉降量不符合要求的情況就需要針對性采取措施進行處理。也就是說通過路基沉降變形觀測可以對填土速率進行調(diào)整，并且對沉降趨勢進行預(yù)測，以此可以對預(yù)壓卸載時間和其他部分的施工時間進行確定，以及對施工期間的沉降土方量進行計算。在對施工之后的沉降量進行預(yù)測之后，就可以采取相應(yīng)措施將其控制在允許的范圍之內(nèi)，還可以對設(shè)計方案的合理性進行驗證以及在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計方案的優(yōu)化。

2常用沉降變形觀測方法

2.1沉降板

沉降板主要由鋼板、連接管以及套護管等組成，通常所用鋼地板的尺寸為30cmx30cm，厚度為8mm，在對沉降板標(biāo)高變化進行測量時需要其符合二等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用此方法需要在路基中心進行沉降板的設(shè)置，而且在基地鋪設(shè)碎石墊層的路段則需要在墊層頂面上進行設(shè)置，而如果底板為混凝土，則需要在底板頂面進行設(shè)置。不僅如此，在對沉降板進行設(shè)置時需要進行10cm砂墊層的設(shè)置并進行找平，而且要確保測桿與地面保持垂直。在沉降板設(shè)置完成之后需要進行一定厚度墊層的回填并進行保護套管的設(shè)置，確保保護套管的高度要比沉降板測桿的高度略低。在保護套管設(shè)置完成之后需要在管口上口的位置進行加蓋封口，且使用填料來對其周圍進行填筑以確保套管的穩(wěn)定性。在上述步驟完成之后利用沉降板進行沉降變形觀測時，起始讀數(shù)應(yīng)為沉降板測桿桿頂?shù)臉?biāo)高讀數(shù)，而且在施工中隨著路基填筑施工的進行也需要對沉降板測桿和保護套管進行接長，而且每次接長的高度應(yīng)控制在0.5m～1m的范圍內(nèi)，通過對接長前后對桿頂標(biāo)高變化量的測量來對接長量進行計算和確定。此外還要確保在上述接長過程中套管的垂直度符合要求。

2.2沉降觀測樁

沉降觀測樁所用的材料為C15混凝土，形狀為方形或者是圓形，前者的邊長以及后者的直徑都為0.1m，在此觀測樁中進行直徑為16mm鋼筋的埋設(shè)，樁的長度為0.6m，樁埋入機床表層以下的深度為0.55m。待基床表層級配碎石完成施工以后，通過測量埋置在設(shè)計位置，樁周0.15m用C15混凝土澆注固定，埋設(shè)完成后用水準(zhǔn)儀按照二等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)測量樁頂標(biāo)高作為起始讀數(shù)。

3路基沉降觀測的工作原理與觀測方案

3.1路基沉降觀測的工作原理

在進行路基沉降觀測時，要以水準(zhǔn)基點為依據(jù)，而且在保持高程不變的情況下定期對高程的測出監(jiān)測點相對高差進行計算，以及對水準(zhǔn)基點的相對高程進行計算。通過上述觀測和計算就可以得出不同期間監(jiān)測點的高程變化規(guī)律。

3.2路基觀測斷面設(shè)置原則

路基沉降變形觀測的主要方面就是路基面沉降觀測以及基地沉降觀測。而且在進行觀測時需要按照地質(zhì)條件及結(jié)構(gòu)部位等不同來進行具體設(shè)置，在對觀測斷面進行調(diào)整或增設(shè)時，也需要按照施工過程中的地質(zhì)以及地形變化情況來確定。除了需要按照一般的原則來對觀測斷面進行設(shè)置之外，還需要滿足以下設(shè)計要求。一是針對基地沉降觀測來說，通常將觀測斷面的間距設(shè)置為200m，而如果是松軟土地基則需要縮小間距為40m，而且在每個工點的位置將觀測斷面增加到2個。針對路橋過渡段進行基地沉降觀測，還需要在起始位置分別進行觀測斷面的設(shè)置。此外，針對路基面沉降觀測來說，需要將觀測樁設(shè)置在路基面中心以及左右兩側(cè)的路肩位置，而且所設(shè)置的觀測樁需要采用C15混凝土來進行灌注，觀測斷面的設(shè)置間距為100m，每個工點的位置需要進行1個或以上的觀測斷面的設(shè)置。二是針對路堤與不同結(jié)構(gòu)物的連接位置，需要在路橋過渡段以及路基橫向結(jié)構(gòu)物兩側(cè)分別進行沉降觀測斷面的設(shè)置。三是在一個沉降觀測單元中需要設(shè)置至少2個觀測斷面。四是如果所在地形的橫向坡度在1：5以上或者是此地段的底層橫向厚度發(fā)生變化，則需要在此位置進行至少一個橫向觀測斷面的設(shè)置。五是在對軟土以及松軟土路堤進行填筑時，沿著線路的縱向進行觀測斷面的設(shè)置時應(yīng)控制間距為50m，而且在兩側(cè)坡腳的位置之外2m以及10m的位置分別進行觀測樁的設(shè)置。

3.3觀測點的設(shè)置原則

在對觀測點進行設(shè)置時，需要滿足便于進行觀測點看護和集中、統(tǒng)一觀測的要求，而且為了便于對不同觀測項目的數(shù)據(jù)進行綜合分析，需要在觀測點設(shè)置時在同一個斷面上進行設(shè)置，而且可以滿足反映路基準(zhǔn)確沉降情況的要求。這就需要將沉降觀測點在最能反映沉降特征并且便于進行觀測的位置，而且還要避免在施工各種對其造成破壞或者是掩埋的問題，確保其觀測的連續(xù)性和有效性。在對路基水準(zhǔn)路線進行觀測時則需要滿足國家二等水準(zhǔn)測量精度的要求來形成附和水準(zhǔn)路線。

4觀測控制技術(shù)要求

首先要求技術(shù)人員在進行觀測時要對所需要對數(shù)據(jù)進行綜合采集和實時處理，準(zhǔn)確記錄初測值以及測量后期測量結(jié)果之間的差距，通過數(shù)據(jù)來掌握沉降路基的基本規(guī)律。其次就是為了確保測量精度，要選擇合適的水準(zhǔn)儀等儀器和工具，確保所用設(shè)備的精度，且在無故障的情況下對全線進行往返測量，確保精度滿足規(guī)范要求。此外還要在對數(shù)據(jù)進行綜合處理時要結(jié)合項目實際情況，并且通過位移觀測差值與觀測初始位移來對項目累積沉降量進行準(zhǔn)確計算，然后通過計算機來對上述數(shù)據(jù)進行處理，并進行地質(zhì)位移沉降曲線和曲線圖的繪制。對于標(biāo)高等測量精度需要控制在1mm的精度要求之內(nèi)，讀數(shù)需要精確到0.01mm，測距觀測位移誤差應(yīng)控制在3mm以內(nèi)，水平角方向誤差為2.5°。

5 結(jié)語

為了確保高速鐵路路基施工質(zhì)量以確保工程施工整體的質(zhì)量和安全，需要通過路基沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用和控制來實現(xiàn)對沉降量的掌握和控制，通過應(yīng)用合適的變形觀測方法以及滿足一定的變形觀測和控制技術(shù)要求，實現(xiàn)高速鐵路路基沉降與變形控制的目的，保證工程施工的質(zhì)量和安全。

參考文獻：

[1]張萬濤，高速鐵路路基幫填沉降變形控制及監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2017，（04）：50-53.

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