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1、浅谈客运专线无砟轨道路基段沉降观测路基无砟轨道技术 【摘要】客运专线无砟轨道铁路施工中对路基（含过渡段）、桥梁、涵洞、隧道等线下工程进行沉降变形观测。沉降变形观测是确定铺设无砟轨道关键时间节点和关键工序的主要依据，本文通过对路基段沉降变形观测标志布设及测量方法进行讨论，为今后的路基沉降测量提供参考。 【关键字】无砟轨道路基沉降观测观测方法 1、概述 随着我国经济建设的飞速发展，高速铁路也正在大规模地进行建设,然而速度达到200km/h以上的高速铁路，其路基轨道和桥梁的列车动力作用远大于普通铁路，轨道的不平顺对于快速行车引起的列车震动也远比相同条件下普通速度的列车严重，即乘客感受的舒适度以速度的
2、提高反而减小，因此高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车载荷的基础，也是线路工程中最薄弱的不稳定环节。路基沉降观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定无砟轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无砟轨道结构的安全。 2、路基沉降控制标准 按照客运专线无砟轨道铁路设计指南4.1.4条：路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降，应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大
3、工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求： Rsh 式中：轨面圆顺的竖曲线半径（m）； 设计最高速度（km/h）。 3、测量等级及精度要求 变形测量按建筑沉降变形测量规程中三等精度标准执行，对于技术特别复杂工点，可根据需要按二等精度标准的规定执行。 表3.1测量等级及精度要求 变形测量等级垂直位移测量水平位移观测 变形点的高程中误差（mm）相邻变形点的高程中误差（mm）变形点点位中误差（mm） 二等0.50.33.0 三等1.00.56.0 4、沉降变形测量点的布置 沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点三类，其布设按下列要求： 4.1基准点：要求建立在
4、沉降变形区以外的稳定地区且易于保存，基准点使用全线的基岩点、深埋水准点、CPI、CPII和二等水准点，增设时按国家二等水准测量的相关要求执行。基准点标石埋设规格应符合图一的规定。 4.2工作基点：要求这些点埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点。工作基点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。 4.3沉降变形点：直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢
5、固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。 注：1盖；2砖；3素土；4贫混凝土；5冻土线 图一基准点标石埋设图 4.4测量点的检测：监测网基准点和工作基点由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网基准点和工作基点的稳定性，应对其进行定期检测。设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期复测，定期复测按每半年进行一次，尽可能结合精测网复测进行。在区域沉降地区应每季度进行一次复测。 每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点。基准点应选设在沉降变形影响范围以外便于
6、长期保存的稳定位置。 工作基点应选在比较稳定的位置。在区域沉降地区内，应对工作基点的沉降量进行监测，如果在两次复测期间，发现工作基点变形超出两倍中误差应及时通知建设单位和评估单位，并提交观测资料。经核实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。 5、观测断面及观测点的设置原则 路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主，应根据不同的结构部位、填方高度、地基条件、堆载预压等具体情况来设置沉降变形观测断面。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。 5.1观测断面一般按以下原则设置： 一般情况下沿线路方向每间距50m设置一个路基面沉降变形观测断面。软土及松
7、软土和岩溶及采空区地基地段沿线纵向每30m左右一个沉降观测断面；过渡段的断面设置按过渡段的技术规定执行。 对地形、地质条件变化大的地段可根据实际情况，按25米的间距加密设置路基面沉降变形观测断面，且地形、地质条件发生变化的点位的附近1米处必须设加密观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。 因过渡段观测断面或加密断面的设置而导致一般路基区段间距不足50m时，不设断面；超过50m而不足100m时，按等分间距设置断面；超过100m时，按50m倍数的四舍五入原则来设置断面数量，断面间距宜一致均匀。 一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个路基面沉降变形观测断面。 基底沉降观测断面每间
8、距两个路基面沉降观测断面设置一个，过渡段和有加密路基面沉降观测断面的优先设置基底沉降观测断面。 5.2观测点一般按以下原则设置： 为有利于测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上，偏差不超过5cm。 路基面沉降变形观测断面设置沉降观测桩，沉降观测桩每断面设置3个，布置于路基中心和两侧。 基底沉降观测断面在路基面沉降观测断面之间居中设置，包括1个沉降板，布置于路基中心。过渡段的基底沉降观测断面包括3个沉降板，布置于路基中心和两侧。 路堑地段路基面沉降变形观测断面分别于路基中心及两侧路肩设置观测桩。路堑地段不做地基沉降观测，不设基底沉降观测断面。
9、预压地段，预压期因基床表层尚未施工，路基顶面沉降观测应在预压土方底部（基床底层顶面）布置沉降元件进行，即在基床底层顶面临时布置沉降板，位移观测以及基底沉降观测布置与无预压段完全一致，预压土方卸除时临时沉降板随之拆除，基床表层施工后，于路基面上设置正式沉降观测桩。 6、观测方法 路基沉降水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设及水准路线观测示意图如图二所示： 图二沉降观测点位布设及水准路线观测示意图 6.1横剖面沉降观测方法 采用横剖仪和水准仪进行横剖面沉降观测。每次观测时，首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程，再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值，然后用横剖仪测量
10、各测点。区间每2.0m测量一点，车站内测点间距可为3.0m。 6.2沉降板观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测沉降板测杆顶面测点高程。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆为宜，测量帽上部以中心为一半球型的测点。在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程。 6.3路肩沉降观测桩观测方法 采用水准测量方法，按测量精度要求和频次定期观测路肩观测桩顶面测点高程。 7、观测测量精度及频次 7.1观测精度 路基沉降观测水准测量的精度为1.0mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降观测的精度应不低于4mm/30m。 7.2观测频次 为了观测到各部位的沉降，
11、从路基填土开始，沉降观测也随即进行。预压地段按照相关要求在基床底层顶面设置临时沉降观测桩，非预压地段，此时基床表层的级配碎石也未填筑，在路基中心及两侧各2m范围内设置临时沉降观测桩，临时沉降观测桩的材质，埋置要求及观测标准与正式的沉降观测完全相同，待预压土卸载时，临时沉降观测桩随之拆除或废弃沉降板测杆随之降低，待基床表层的级配碎石铺设完成后，按照相关要求埋设正式的沉降观测桩，开始观测路基沉降。 实际工作进行时，观测时间的间隔要看地基的沉降值和沉降速率，两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。路基施工各节点时间（包括路基堆
12、载预压土前后、卸载预压土前后、运梁车架桥机通过前后、基床表层施工、轨道板底座施工、铺板、轨道板精调以及铺轨时间）应具有沉降观测数据。观测过程中及时整理绘制“填土时间沉降”曲线图，观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。具体频次参见表一。 表一路基沉降观测频次表 填筑或堆载一般1次/天 沉降量突变23次/天 两次填筑间隔时间较长1次/3天 堆载预压或路基施工完毕第13个月1次/周 第46个月1次/2周 以后1次/月 轨道铺设后 第1个月1次/2周 第2、3个月1次/月 312个月1次/3月 8、结束语 沉降观测用于控制施工速度，预测无砟轨道线工后沉降，确定无砟轨道铺设时间，评估线下基础工程工后沉降控制效果具有重要意义。通过观测得到的数据一方面可以观测施工过程中地基的稳定性，从而控制施工速率；另一方面可据此推测地基的沉降变形规律，控制基础工程的工后沉降。路基施工过程中的沉降观测，可以指导路堤填土速率，调整施工方案，避免盲目施工，确保施工质量。 参考文献 (1)客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）； (2)客运专线无砟轨道铁路设计指南（铁建设2005754号）； (3)高速铁路工程测量规范（xxxx-2009）； (4)建筑沉降变形测量规程（JGJ/T8-2007）； 第 9 页 共 9 页