【文章內(nèi)容簡介】 及作業(yè)過程中須定期進行水準儀視準軸與水準管軸平行性檢驗（即 i角檢驗），要求對于二等水準 i? 15。 人員組織 為提高質(zhì)量，要求每個觀測小組每組至少 4 人，其中組長、副組長各 1 人，負責主測和內(nèi)業(yè)處理，其余人員負責立尺和跑點選線。此外，技術(shù)負責人 1 人，主要負責總體技術(shù)方案確定，外業(yè)觀測路線選定，觀測成果質(zhì)量檢查以及各作業(yè)組每日觀測工作量和內(nèi)容安排、安全等工作。 技術(shù)要求 沉降觀測采用二等水準測量，觀測精度不低于 1mm，讀數(shù)取位至 ，其主要技術(shù)指標見表 52[4]。 陳亮 :高鐵路基工程變形觀測方案設(shè)計與實施 16 表 52 二等水準測量主要 技術(shù)指標 Requirements of the secondclass leveling 等級 儀器 視線長度 /m 視線高度（下絲讀數(shù)） /m 前后視距差 /m 前后視距累計差 /m 基、輔面讀數(shù)較差 /m 基、輔高差較差 /m 往返較差、附合或環(huán)線閉合差 /m 二等 1DS 、05DS ? 50 ? ? ? ? ? 1n或 4L 注： L 為水準路線長度，單位為 km； n 為測站數(shù)。 作業(yè)方法 1） 一般要求 ① 所使用的儀器和設(shè)備應(yīng)進行定期檢查并作出詳細記錄；每次測量采用同一儀器，固定觀測人員，采用相同的觀測路線和觀測方法，在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作 。 ② 各種原始測量記錄應(yīng)真實、可靠，并有可追溯性；計算成果和圖表清晰、簽署齊全，并妥善保存。 2） 觀測方法 ① 二等水準測量采用單路線往返觀測，且測站數(shù)為偶數(shù)，水準測量觀測程序是： 往測觀測順序是：前視基本分劃 ——后視基本分劃 ——后視輔助分劃 ——前視輔助分劃 返測時，觀測順序與往測時相反，是 “ 后前前后 ” [6]。 ② 注意事項 a、水準路線應(yīng)盡量沿坡度平緩的交通道路布設(shè)； b、選擇標尺分劃成像清晰、穩(wěn)定和氣溫變化小的時間觀測； c、觀測前二十分鐘將儀器置于露天陰涼處，晴天觀測要打傘，遷站時罩上儀器罩； d、視線長 度、視線高不能超限，每站的前、后視距基本相等； e、安置腳架應(yīng)使兩腳與水準路線方向平行，第三腳輪換置于路線的左、右兩側(cè)，觀測員繞第三腳于半米外走動； f、一測段水準路線上 (兩個水準點之間 )的測站數(shù)必須是偶數(shù)。往、返測的前、后標尺必須交換。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 g、各測段應(yīng)沿同一路線、用同類儀器與尺承進行往返測，最好是往、返測的測站和尺承位置相同； h、相鄰測站觀測程序相反。 3） 觀測成果整理方法與要求 觀測成果整理按如下步驟、方法和要求進行整理： ① 按實際觀測的水準路線繪出附和或閉合環(huán)草圖，作為計算高差閉合差的工作底圖。 ② 每 日外業(yè)觀測結(jié)束當天，各組須立即把本組的電子觀測記錄手簿傳輸?shù)接嬎銠C中，并用平差軟件計算觀測成果。打印出觀測記錄和觀測成果經(jīng)檢查確認無誤后簽字歸檔，并將電子資料在電腦里做好備份。 ③ 平差計算前對水準網(wǎng)所用高差加入水準尺長度誤差改正 δ 和正常水準面不平行改正ε 等項改正，具體改正方法見 《國家一、二等水準測量規(guī)范》（ GB12897—91）水準測量外業(yè)高差改正數(shù)計算章節(jié) 。 ④ 平差計算： 水準網(wǎng)的解算及平差計算采用同濟大學開發(fā)的《水準網(wǎng)平差軟件》，分別進行整體評差。 陳亮 :高鐵路基工程變形觀測方案設(shè)計與實施 18 6 觀測資料的整理 資料整理要求 1） 所有測試數(shù)據(jù)應(yīng)真實、可靠，并有可追溯性；記錄必須清晰，不得擦改；測試、記錄人員必須簽名。 2） 所自動采集的觀測數(shù)據(jù)應(yīng)及時在計算機內(nèi)備份。沉降觀測資料及時輸入沉降觀測管理信息系統(tǒng)，以保證各相關(guān)單位在觀測過程中時時監(jiān)控。觀測中有沉降異常情況應(yīng)及時通知有關(guān)各方及時處理 [7]。 3） 按照資料提交要求及時對測試數(shù)據(jù)進行整理、分析、匯總，繪制有關(guān)分析曲線及完成有關(guān)報告。 在路基面觀測第三個月末、六個月末及無碴軌道鋪設(shè)前以書面和電子文件將每個斷面（點）的路基面、地基面沉降觀測資料、沉降觀測結(jié)果分析報送評 估單位。 對于 路基 工程，在無碴軌道鋪設(shè)前以書面和電子文件將沉降觀測資料、沉降觀測結(jié)果分析報送評估單位。 4） 路基填筑過程中應(yīng)及時整理中心沉降監(jiān)測點的沉降量，當路堤中心地基處沉降觀測點沉降量大于 10mm/天時，應(yīng)及時上報，并停止填筑施工，待沉降穩(wěn)定后再恢復填筑，必要時采用卸載措施 [8]。 5） 觀測數(shù)據(jù)及觀測報告作為鋪設(shè)無碴軌道前評判路基工后沉降是否滿足要求及作為工程竣工驗收的依據(jù)。 提交資料 1） 沉降觀測資料表格 沉降觀測資料表格有：工點沉降觀測斷面、點布置表；沉降板觀測資料匯總表；路基面沉降觀測資料 匯總 表 ；剖面沉降管測試資料匯總表；路堤施工過程和完成后填土高 h—時間 t—沉降 s 曲線格式；路基面沉降時間 t—沉降 s 曲線格式 [11]。 2） 觀測點的平面、縱斷面和橫斷面布置圖，控制點平面布置圖 。 3） 標石、標志規(guī)格 及 埋設(shè)圖 ， 儀器檢測及校正資料 。 4） 觀測記錄本（簿） 。 5） 平差計算、成果質(zhì)量評定資料及測量成果表 。 6） 沉降變形過程及變形圖表 。 7） 沉降變形評估分析成果資料 。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 7 沉降觀測結(jié)果的分析與評估 路基 路基沉降需要經(jīng)過一個較長的過程，在施加荷載的初期，沉降速率由小到大，隨著 時間增長，沉降的速度由大變小，沉降過程趨于穩(wěn)定。填土高度不同的路基，沉降曲線的斜率不同。沉降速率越大，沉降穩(wěn)定需要的時間越長。但當路堤達到設(shè)計高度后，其沉降可以某種曲線方程描述。路基沉降在荷載保持穩(wěn)定條件下的地基沉降可用下列兩種曲線來擬合： 雙曲線 ： )1()( ateStS ?? ?? （ 71） 指數(shù)曲線： ]1[)( )(0 0ttbeaStS ?????? （ 72） 1） 繪制沉降曲線 路基施工至設(shè)計預壓標高后，持續(xù)監(jiān)測不少于 6 個月，將監(jiān)測數(shù)據(jù)分剖面繪制成 ―時間—填土高 —沉降量 ‖曲線，如圖 71 所示。再按實際沉降推算法推算總沉降量、工后沉降值及后期的沉降速率，根據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合工期要求，驗證設(shè)計、調(diào)整措施使沉降滿足施工控制要求。 圖 71 時間 — 填土高 — 沉降量曲線 Curve of timefilling highsettlement 2） 沉降推算方法 利用實測數(shù)據(jù)推算最終沉降量的，常用方法有，雙曲線法、三點法（對數(shù)曲線法 ）、沉降速率法、星野法（指數(shù)曲線法）及修正有雙曲線法等。根據(jù)現(xiàn)有的 積 究成果，推算方法陳亮 :高鐵路基工程變形觀測方案設(shè)計與實施 20 與實際沉降對比，積累經(jīng)驗較多的推算方法主要有雙曲線法和沉降速率法。 3） 沉降推算 ① 推算總沉降量和不同時期的沉降，宜采用雙曲線法和指數(shù)曲線法。 a、 指數(shù)曲線法 推算最終沉降量的公式為： )()()()( 2312232123 tttttttttt SSSSSSSSSSS ???????? （ 73） 推算任意時刻沉降量的公式為： BtdBtt AeSAeSS ??? ??? ]1[ （ 74） 式中： 2 1 3 2211 ( ) ( ) ( )t t t tB t t In S S S S? ? ? ? ? （ 75） )e x p ()]e x p (1[ 111 tttd BABASSS ????? ? （ 76） 28π?A （ 77） b、 雙曲線法 推算最終沉降量的公式為： )]()[()( 12 1212 tt StStttS ???? （ 78） 推算任意時刻沉降量的公式為： ???? StatSt )( ， 112 tt SSta ???? （ 79） ② 沉降速率法 根據(jù)實際的監(jiān)測數(shù)據(jù)計算，確定地基沉降速率，公式為： v= t??S= 121t??2 （ 79） 通過沉降速率的推算 ，便可計算出滿足工后沉降所需的預壓時間 t 時刻對應(yīng)的沉降速率，以此作為控制路基沉降穩(wěn)定與否的依據(jù)。 4） 沉降分析評估的內(nèi)容與要求 根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)推算沉降，推算的準確性必須經(jīng)過評估。系統(tǒng)的分析評估目前主要有以下三部分內(nèi)容： ① 監(jiān)測數(shù)據(jù)和趨勢確定的檢驗 檢驗監(jiān)測數(shù)據(jù)與擬合的沉降雙曲線之間趨勢的符合性。當兩者之間的相關(guān)關(guān)系 r，滿遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 足相關(guān)系數(shù) r? 時為 “ 優(yōu) ”。 ② 預測穩(wěn)定性檢驗 根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和擬合的沉降曲線，推算一定時期（一般為 6 個月 ）后的沉降，擬合曲線的推導一般以三個月為周期反復進行以不斷逼近路基的真實變形狀況。具體的說，在路堤完成填筑、安裝沉降觀測樁后，按規(guī)定的周期測定三個月后可根據(jù)三個月測定的沉降觀測結(jié)果推導第一個擬合曲線 S1(t)。根據(jù)這個沉降擬合曲線可外推（預測）六個月后的沉降S1（ t=6 個月）然后繼續(xù)觀測三個月，并檢查第一次預測結(jié)果是否合理。然后根據(jù)總共六個月觀測的結(jié)果推導第二個更接近時間的沉降擬合曲線 S2(t)，以這種方式不斷逼近真實的路基變形發(fā)展。當間隔不少于 3 個月的兩次預測最終沉降的差值不應(yīng)大于 8mm，認為預測的穩(wěn)定性 達到了 “ 優(yōu) ” 。 ③ 預測準確性的要求 當預測的時間滿足條件 %75)()( ???tStS 時，預測才是準確的。 式中： S(t)：預測時的沉降觀測值； S(t=∞)：時間 t 時預測的最終沉降值 過渡段 1） 一般規(guī)定 過渡段工后沉降的分析評估應(yīng)沿線路方向考慮各觀測斷面和各種結(jié)構(gòu)物之間的關(guān)系綜合進行。對線路不同下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物之間以及不同地基條件或不同地基處理方法之間形成的各種過渡段，應(yīng)重點分析評估其差異沉降。 2） 過渡段沉降的預測、評估方法 過渡段 沉降的預測、評估方法同路基的預測、評估方法。 3） 過渡段鋪設(shè)無碴軌道技術(shù)條件的評定 過渡段不同結(jié)構(gòu)物間的預測差異沉降不應(yīng)大于 5mm，預測沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于 1/1000。 評估資料上交 1）單元評估申請表： 包括 評估單元的里程范圍、全長、 評估單元 分段情況、 工程概況、過渡段分布情況等；申請的原因是 路基填筑完畢、路基堆載預壓完畢、涵洞成形以后沉降變形觀測期已按設(shè)計要求達到 6 個月， 沉降變形已經(jīng)趨于穩(wěn)定；進行簡單的沉降數(shù)據(jù)采集，采集此 評估單元 斷面分布情況和涵洞分布情況； 根據(jù)匯總表反映出 此 評估單元 各分段 基陳亮 :高鐵路基工程變形觀測方案設(shè)計與實施 22 底、基床、路肩的最大和最小沉降量。 2）單元評估申批表：監(jiān)理單位、評估單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位對此評估單元的意見和結(jié)論。 3）單元自評報告： 包括 此評估單元的工程概況、過渡段分布情況、評估單元各分段堆載或填筑開始及完成日期、各分段和過渡段的基礎(chǔ)形式等； 評估依據(jù)及評估所引用的資料；評估單元各分段堆載或填筑前后的觀測期數(shù)及最大、最小沉降量；各過渡段最大、最小差異沉降量。 4）累計沉降量匯總表：各斷面從開始觀測日期到評估預定日期各觀測周期的累計沉降量、斷面里程、路基形式及接管日期等。 5）設(shè)計觀測斷面： 設(shè)計 觀測斷面是由鐵道部設(shè)計預定的，不能隨便更改的（除非各承包方向鐵道部申請更改）設(shè)計材料。它反映出了 各 觀測斷面 的 里程、斷面間距、路基形式、各觀測斷面的觀測點布設(shè)和過渡段形式。 6）沉降曲線相關(guān)系數(shù)匯總表：根據(jù)雙曲線型法算出 各 觀測斷面和過渡段的所有觀測點的沉降曲線相關(guān)系數(shù)。 7） 堆載（填筑、架梁）完成后累計沉降量統(tǒng)計表 ： 各觀測斷面和過渡段的所有觀測點的堆載或填筑完成前累計沉降量、統(tǒng)計期累計沉降量、 堆載 或 填筑完成后至統(tǒng)計期累計沉降量 、堆載或填筑完成后日期和總沉降量累計日期。 8）觀測日期、期數(shù)、天數(shù)統(tǒng)計表：各觀測斷 面和過渡段的所有觀測點的初始日期、堆載或填筑完成日期及期數(shù) 和天數(shù) 、計算日期、堆載或填筑完成后 期數(shù)及天數(shù)、總觀測期數(shù)。 9）相鄰點差異沉降量匯總表：各觀測斷面基底的沉降量和過渡段平均沉降量及相鄰點差異沉降量。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 8 實測數(shù)據(jù)分析 路基基礎(chǔ)沉降分析評估采用曲線回歸法 。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，采取多個階段的回歸分析及預測，綜合確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不低于 。 哈大客運專線四平段三岔河 —八棵樹（ TJ3017） 路基 以半填半挖形式通過，位于微丘狀剝蝕平原區(qū)，該處地勢較為開闊，地形起伏較大， 泥巖為主，夾有薄層砂巖。泥巖呈紫紅色，以黏土礦物為主，含少量砂礫，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層理構(gòu)造，可見結(jié)核，成巖較差，風化