新建铁路
杭州至长沙铁路客运专线（江西段）站前工程HKJX-5标段沉降变形观测实施方案
中铁十六局沪昆客专江西段站前工程HKJX-5标项目经理部
二○一一年三月
目录
1、编制依据〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 6
2、工程概况〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 6
3、沉降、位移变形观测的目的和意义〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 7
3.1 客运专线无砟轨道变形控制原则〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 7
4、沉降、位移变形观测范围、内容〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 7 4.1 路基观测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 7 4.2 桥涵观测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 8
4.3 过渡段〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 8
5、组织机构、职责分工及管理规定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 8 5.1组织机构〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 8 5.2职责分工〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 8
5.3管理规定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 11
6、路基沉降、位移变形观测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 11 6.1 设计观测断面及点的设臵原则〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 12 6.2 路基沉降变形观测断面及点的设臵、元件布设〃〃〃〃〃〃〃 12 6.3 观测元件的选取、埋设〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 18
6.3.1 观测元件的选取〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 18
6.3.2 观测元器件及数据采集仪〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 18
6.3.3 观测元件的埋设、防护及数据采集〃〃〃〃〃〃〃〃 20
6.3.4 观测断面的设臵和观测点数量〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 26
6.4 观测精度控制〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 26
6.5 路基沉降观测频次〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 27
7、桥涵沉降、位移变形观测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 27
8、过渡段沉降观测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38 8.1 过渡段沉降观测期〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38 8.2 过渡段沉降观测点布臵〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38 8.3 堤堑过渡段观测断面及观测点设臵〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38 8.4 过渡段沉降观测精度〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38
8.5 过渡段沉降观测频次〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 38
9、沉降、位移变形测量〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 39 9.1 要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 39 9.2 观测水准基点、工作基点的布设〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 39
9.2.1 观测水准基点的布设〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 39
9.2.2 工作基点的布设〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 40
9.2.3 校核和复测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 40 9.3 沉降、位移变形观测主要技术要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 40
9.3.1 沉降、位移变形观测网主要技术要求〃〃〃〃〃〃〃 40
9.3.2 沉降、位移变形观测点的精度要求和观测方法〃〃〃〃 40
9.3.3 一、二等水准测量仪器及主要技术要求〃〃〃〃〃〃〃 40 9.4 测量观测资料整理及提交资料〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 41
9.4.1 要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 41
9.4.2 资料整理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 41
9.4.3 提交资料〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 42
10、沉降观测结果的分析、评估〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 43 10.1 路基〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 43
10.1.1 一般规定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 43
10.1.2 计算和实测沉降的比较〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 43
10.1.3 推导各观测断面沉降、位移变形拟合曲线〃〃〃〃〃 45
10.1.4 各观测断面工后沉降的预测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 46
10.1.5 铺设无砟轨道技术条件的评定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 48 10.2 桥涵〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 49
10.2.1桥涵基础沉降分析评估方法〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 49
10.2.2 铺设无砟轨道技术条件的评定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 50 10.3 过渡段〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 51
10.3.1 一般规定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 51
10.3.2 过渡段沉降的预测、评估参照10.1节路基部分。〃〃 51
10.3.3 过渡段铺设无砟轨道技术条件的评定〃〃〃〃〃〃〃 51
10.4 区段铺设无砟轨道技术条件综合评定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 52
11、无砟轨道铺设审定〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 52
12、评估报告的汇编〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 52 12.1评估报告〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 52
12.2评估报告的内容〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 52
13、施工单位职责及要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 53 13.1 负责线下工程沉降、位移变形的观测。〃〃〃〃〃〃〃〃〃 53
13.2 参与制定沉降、位移变形观测及评估工作实施细则。〃〃〃 53 13.3 变形观测网的建立。〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 53 13.4 数据采集与提交〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 53 13.5 负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。〃 53 13.6 负责《无砟轨道铺设条件的评估报告》的汇编工作。〃〃〃 53 13.7工后沉降分析与评估〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 53
沪昆客运专线HKJX-5标沉降变形观测实施方案1、编制依据
1.1《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设【2006】158号;
1.2《高速铁路工程测量规范》；
1.3《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）;
1.4《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）;
1.5《客运专线铁路变形观测评估技术手册》2009
1.6《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函【2005】754号）；
1.8,；2010年12月业主发《新建沪昆铁路杭长江西段线下工程沉降观测评估实施细则》；
1.9；铁道部部颁文件和有关会议纪要
2、工程概况
中铁十六局集团承建站前工程5标线位于南昌市境内，起点里程DK569+839.17,终点里程DK638+468.75，标段全长68.630km。路基工程长约23.633km，以挖方为主。桥梁44.932km/29座（其中特大桥41.429km/19座，大中桥3.503km/10座），涵洞2247m/99座。
沪昆客运专线线下、轨道工程设计行车速度目标值均为350km/h，采用双线无砟轨道，正线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计。对线下工程的技术条件尤其是工后沉降、箱梁线形控制提出了极高的标准。
3、沉降、位移变形观测的目的和意义
客运专线无砟轨道对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求严格、标准高，设计中对土质路基、桥梁墩台基础等均进行了沉降、位移变形计算，采取了相应的设计措施。施工期必须按设计要求进行系统的沉降、位移变形动态观测。通过对沉降观测数据系统综合分析评估，验证或调整设计措施，使路基、桥涵、隧道工程达到规定的变形控制要求。分析、推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无砟轨道开始铺设时间，确保客运专线无砟轨道结构铺设质量。
3.1 客运专线无砟轨道变形控制原则
客运专线无砟轨道路基变形控制十分严格，工后沉降一般不应超过无砟轨道铺设后扣件允许的沉降调整高量 15mm，路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于 1/1000。无砟轨道路基施工中应进行沉降变形动态观测，在路基完成或施加预压荷载后应有 6～18个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足无砟轨道铺设要求后方可铺设无砟轨道。3.2 沉降观测基准点的平差计算资料、水准路线图、点之记要上报监理机构和沉降观测评估方审核备案。
4、沉降、位移变形观测范围、内容
4.1 路基观测
①路基沉降观测（路基面的沉降变形观测；路基基底沉降观测；路堤本体的沉降观测）；
②复合地基观测；
③路堑动态稳定观测；
④路堑高边坡位移观测；
4.2 桥涵观测
桥梁变形观测包括桥梁承台、墩身和梁体徐变变形观测；涵洞变形观测包括涵洞自身及涵顶填土沉降观测。
4.3 过渡段
路桥、路隧、路涵、堤堑过渡段沉降观测。
5、组织机构、职责分工及管理规定
5.1组织机构
我标段按照两级管理模式，局项目部设立沉降变形观测控制领导组，工区设立沉降观测分析组和测量小组、数据采集小组及传感器埋设防护施工队。具体组织结构体系如下。
5.2职责分工
①局项目部总工：
局项目部沉降、位移变形观测控制领导组组长，总体负责路、桥、隧、涵、过渡段沉降、位移变形观测的领导与实施工作。
②局项目部路基工程师：
局项目部沉降、位移变形观测控制领导组成员，负责路、桥、隧、涵、过渡段沉降位移变形观测的总体方案布臵和技术交底，组织、协调、指导相关各方工作，收集、汇总工区各观测实施组
沉降变形观测组织机构体系图
的观测成果，并对相关数据进行段落分析处理。
③局项目部测量工程师：
局项目部沉降、位移变形观测控制领导组成员，总体负责观测网的布臵和实施，负责组织进行需要全站仪和精密水准仪测量的沉降板、沉降观测桩、位移桩以及桥、隧、涵桩点的布设、观测和数据收集、整理、分析并将初步分析结果报路基工程师。
④局项目部轨道工程师：
局项目部沉降、位移变形观测控制领导组成员，负责向沪昆公司传送提交观测成果和数据及后期无砟轨道铺设评审报告。
⑤工区总工：
观测实施组长，具体负责组织和落实各自工区路、桥、隧、涵、过渡段沉降位移变形观测的人员、队伍安排和实施，并对本工区所有观测成果的真实性负责。
⑥工区路基工程师：
观测实施组成员，负责本工区各种路基沉降、位移变形等需预埋传感器并采用二次仪表采集的观测工作的现场指导、具体技术交底、现场布臵和数据采集和整理，并对相关观测成果的真实性负责。
⑦工区测量工程师：
观测实施组成员，具体负责本工区观测网的布臵和实施，以及本工区需要全站仪和精密水准仪测量的路基沉降板、沉降观测桩、位移桩以及桥、隧、涵桩点的布设、观测和数据收集、整理，并对相关观测成果的真实性负责。
⑧工区轨道工程师：
工区观测实施组成员，负责完成本工区各项观测数据的整理、汇总以及初步分析、并上报局项目部。
⑨埋设防护施工队：
在工区观测实施组的领导和组织下，进行路基沉降、位移变形观测需要的各种元器件及数据电缆的埋设、防护和维护，避免施工过程中的人为损坏和观测过程中被盗；负责需要全站仪和精密水准仪测量
的各种观测桩点的埋设和防护。
5.3管理规定
沉降、位移变形观测各负责、实施人员在局项目部总工的统一领导下，分工协作，严格按照《指南》及时、准确进行观测和分析工作，为工后沉降分析积累原始数据，按照各自工作范围不同，工区数据采集和测量人员对数据的真实性和完整性负责。
5.3.1 局项目部总工负责进行沉降变形观测人员和实施队伍的分工和总体安排，对沉降观测工作起主导作用。
5.3.2 局项目部路基工程师和测量工程师负责进行总体的沉降观测实施方案和技术交底，对预埋的传感器和综合数据采集仪的使用，联系相关生产、供应厂家进行技术指导。对工区沉降观测工作进行检查，对观测数据进行复核确保数据真实、可靠、有效。
5.3.3 工区观测实施组成员在工区总工的领导下，具体负责预埋元器件和综合数据采集仪的需求计划、接受、存储和保护，数据的采集和测量、以及工后沉降的初步分析，并按照局项目部的统一要求，及时、准确上报原始资料和初步分析结果。
5.3.4 路基预埋的传感器和综合数据采集仪由供货厂家负责对工区观测组和实施组进行全方面交底。
5.3.5 对于路基预埋的传感器和综合数据采集仪，工区成立完整、专职的技术人员，对于观测桩点，工区设立专职测量人员，并由局项目部统一联系组织技术培训。
6、路基沉降、位移变形观测
6.1 设计观测断面及点的设臵原则
6.1.1 路基沉降观测路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降、位移变形观测断面根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设臵；测点的设臵位臵应满足设计要求，同时还应针对施工过程中掌握的地质、地形等情况调整或增设。
6.1.2 尽量将观测点设在同一横断面上，以有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，便于各观测项目数据的综合分析。
6.1.3 路基面观测断面沿线路方向的间距按设计要求设臵（一般不大于50m，地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m），地形、地质条件变化较大地段应适当加密观测断面。
6.1.4 一般地段路基填筑至路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤填筑至基床底层表面后，在路基面设观测桩，进行路基面沉降观测，时间不少于6个月。根据观测结果，分析评价地基的最终沉降量完成时间，及时调整设计措施使地基处理达到预定的控制要求。同时作为竣工验收时控制沉降量的依据。
6.1.5 测点及观测元器件的埋设位臵符合设计要求，且标设准确、埋设稳定。观测期间对观测点采取有效的保护措施，防止施工机械的碰撞，人为因素的破坏，确保观测工作善始善终，取得满意成果。
6.2 路基沉降变形观测断面及点的设臵、元件布设
6.2.1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
等具体情况来设臵沉降变形观测断面。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。
6.2.2观测断面一般按以下原则设臵，同时应满足设计文件要求。
1. 沿线路方向的间距一般不大于50m；对地势平坦且地基条件均匀良好的路堑、填方高度小于5m且地基条件均匀良好的路堤及路堑可放宽到100m。
2.对于地形、地质条件变化大的地段应适当加密，在变化点附近应设观测断面，以确保能够反映真实差异沉降。
3.一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）原则上应不少于2个观测断面。
4. 对地形横向坡度大于1：5或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。
6.2.3观测点设臵原则
1. 为有利于测点看护、集中观测、统一观测频率、观测数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上。
2. 断面观测点包括沉降观测桩、沉降板、单点沉降计等设备。其中沉降观测桩和沉降板需要进行水准测量，一般按图6.2.
3.1布臵，其余剖面沉降管、分层沉降计等设备用于特殊观测项目，由设计单位根据工程情况和地质情况明确设臵位臵、规格型号、观测技术要求及成果输出格式，在设计文件中说明并对施工单位、监理单位进行技术交底。
图6.2.3.1
一般路基填方断面观测桩、单点沉降计、沉降板布置示意图
3.路基面沉降观测
一个观测断面共设3个观测点，分别在路基中心、两侧路肩各设一个观测桩，于路基成形后设臵。
本线一般不采用预压措施。当路基有预压土时，在中心两侧向外3.5m处增设2个沉降板，位于基床底层顶部，并将基底沉降观测的中心沉降板接管至预压土顶部，预压期间按规定要求进行观测；预压土卸除后，将基底沉降板截管至基床表层高度，两侧沉降板拆除，待级配碎石填筑完成后，再设沉降观测桩。
4.基底沉降观测
（1）一般情况于线路中心预埋1个单点数码沉降计，单点沉降
计的
图6.2.3.2
一般路基填方断面观测桩、单点沉降计布臵示意图
埋设深度原则上应将沉降计的锚固端埋设至强风化岩面，当强风化岩埋深很大，单点沉降计的埋设深度应根据路堤填高等确定，即黏性土地基单点沉降计应埋至附加应力等于0.1倍自重应力的深度处，砂类土、碎石类土地基单点沉降计应埋至附加应力等于0.2倍自重应力的深度处，路堤基底单点沉降计的顶面应至路基基底垫层底面。一般基地沉降观测如图6.2.3.2所示。
每隔一观测断面增设沉降板进行校核观测，其布臵示意图如6.2.3.1所示。
（2）当路堤基底地面横坡或下卧土层横坡大于1：5时，于线路中心及填方较高侧或压缩层较厚侧左（或右）线外侧3.1m处预埋1个单点数码沉降计，其布臵示意图如6.2.3.3、6.2.3.4所示。
（3）除基床不换填的硬质岩路堑外，一般进行路基面沉降观测，路堑有地基加固及红黏土、膨胀土地段，不仅路基面要进行沉降观测，且应对地基沉降或隆起进行观测，于线路中心换填底面埋设单点沉降计进行基底沉降观测，基岩埋深＜15m时，单点沉降计应锚固至基岩无压缩层，当覆盖土层厚＞15m，单点沉降计锚固深度为15m。
图6.2.3.3 横坡路基填方断面观测桩、单点沉降计布置示意图
图6.2.3.4 横坡路基填方断面观测桩、单点沉降计、沉降板
布置示意图
5.软土、松软土路堤地段除设臵沉降观测设施外，还应设臵位移观测桩。外移观测桩设臵与两侧坡脚外2m处，并与沉降观测桩、观测板等位于同一断面上。
5.1 路基水准路线观测按国家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
6.2.4所示。
图6.2.4 沉降观测点位布设及水准路线观测示意图
6.3 观测元件的选取、埋设
6.3.1 观测元件的选取
智能数码单点沉降计及相应的综合采集仪采用长沙金码高科技实业公司的产品；采购招标中严格按照招投标程序，重点审查各厂家相应的全国工业产品生产许可证、计量器具许可证和质量等证明文件，并要求具有良好的工程应用业绩和信誉评价。确保满足工后沉降的评估需要以及精度要求。各种沉降观测桩、位移观测桩和沉降板按照设计标准，自行加工制作。
6.3.2 观测元器件及数据采集仪
为确保沪昆客运专线路基变形观测安全有效，所采集的数据真实可靠，正确合理分析路基工后沉降，预测铺轨道施工时间，在满足本线相关技术要求以及部、公司相关规定的基础上，按照设计要求现对路基变形观测的主要元器件的技术指标以及相关技术要求补充如
下。
6.3.2.1主要观测元器件的技术指标
6.3.2.2观测元器件的补充说明
①力传感器系列适应锚索计、荷载计等测力传感器；压力传感器系列适应土压力盒、孔隙水压计和渗压计等测压力的传感器；应力传感器系列适应于钢筋计、锚杆计等测试应力的传感器；应变传感器系列适应于结构表面和内部测量应变的传感器；位移传感器系列适应于单点沉降计、静力水准仪、柔性位移计等采用位移传感器原理测量结构体变形的传感器；配套读数仪器适应人工采集和自动采集等专用配套仪器和设备。
②单点沉降计、静力水准仪、柔性位移计、土压力盒、锚索计、孔隙水压计和渗压计等主要产品必须是智能记忆型数码传感器。每个传感器自动记录并储存不少于400组数据，每组数据必须具有传感器电子编号、测量时间和相对应的数据值。该原始数据不可更改，且便于第三方复查。
③人工现场采集数据的读数仪必须也是汉化智能读数仪，可自
动记录不少于两千组的采集数据，每组数据应包括传感器电子编号、测量时间和相对应的数据值，且具备自动下载传感器历史数据的功能，并能将数据自动上载到路基沉降观测软件的数据库。
④主要产品必须具有生产资质《制造计量器具生产许可证》（CMC 证）和《全国工业生产许可证》，每个生产许可证必须分项明确，如力、压力、应力、应变、位移和配套读数仪器等。
⑤产品技术和生产工艺成熟（非实验品和试制品）。且具有成功的工程应用业绩，并经过工程测试使用期不少于两年的考验。
⑥各标段监理应参与产品验收、安装旁站、数据复查和相关管理工作，确保产品合格、使用安装正确、设备保护规范、数据真实有效。
6.3.3 观测元件的埋设、防护及数据采集
6.3.3.1 沉降观测桩（点）
在一般路基填筑至基床表层顶面，加载预压路堤填筑到基床底层顶面后，埋设沉降观测桩（点），路基面两侧观测桩一般设在距左右线路中心3.2 m处。埋设规格见附图6.3.2.1，观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理。沉降观测桩采用精密电子水准仪测量并积累数据。
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