邻近营业线施工监测规程.docx

=三三sT/CECSXXX-20XX中国工程建设标准化协会标准邻近营业线施工监测规程TechnicalSpecificationforMonitoringofOperatingHigh-speedRailwayInfrastnicturcswithAdjacentConstructions（征求意见稿）（在提交反馈意见时，请将知道的相关专利和支持性文件一并附上）XXX出版社中国工程建设标准化协会标准邻近营业线施工监测规程TechnicalSpecificationforMonitoringofOperatingHigh-speedRailwayInfrastnictureswithAdjacentConstructions（征求意见稿）T/CECSXXX-20XX主编单位：中国铁路设计集团有限公司中国铁路经济规划研究院有限公司批准单位：中国工程建设标准化协会施行FI期：20XX年XX月XX日XXXX出版社20XX年北京中国工程建设标准化协会公告第Xn号关于公布邻近营业线施工监测规程的公告根据中国工程建设标准化协会关于印发2020年第批协会标准制订、修订计划的通知（建标协字2020014号文）的要求，由中国铁路设计集团有限公司等单位编制的邻近营业线施工监测规程，经本协会铁道分会组织审查，现批准发布，编号为TCECS*-20XX,自20XX年*月*日起施行。中国工程建设标准化协会XXX年XX月XX日前言根据中国工程建设标准化协会关于印发2020年第一批协会标准制订、修订计划的通知（建标协字2O2OOI4号文）的要求，标准编制组经广泛调查研窕，认其总结实践经的，参考国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。本规程共分9率和4个附录，其内容包括总则、术语和符号、基本规定、监测项目及要求、监测方法、自动化监测系统、监测频率与报警、数据处理与反馈、安全管理.请注意本标准的某些内容可能直接或间接涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本规程由中国工程建设标准化协会铁道分会归口管理，由中国铁路设计集团有限公司负责具体技术内容的解拜。本标准在使用过程中如有需要修改或补充之处，谙将有关资料和建议寄送解称单位（地址：天津自贸试验区（空港经济区）东七道109号：邮政编码：300308）,并抄送中国工程建设标准化协会铁道分会（北京市海淀区三里河路9号，邮政编码：100038）,以供修订时参考。本规程主编单位：中国铁路设计集团有限公司中国铁路经济规划研究院有限公司本规程参编单位：哈尔滨工业大学天津大学天津铁三院实业有限公司本规程主要起草人员：本规程主要审查人员（按章节顺序排序）：目次1总则12 术语和符号22.1 术语22.2 符号43 基本规定54 监测项目及要求81.1 1般规定81.2 桥梁81.3 路基91.4 隧道105监测方法125.1 般规定125.2 精密水准人工监测145.3 静力水准自动化监测155.4 全站仪监测175.5 其他监测176自动化监测系统191.1 一般规定191.2 系统功能要求1963系统性能要求201.4 系统设计211.5 安装与调试221.6 系统维护运营与管理237 监测频率与报警258 数据处理与反馈299 安全管理31附录A桥梁静力水准仪测点布置32附录B桥梁全站仪及棱镜测点布置33附录C比测指标34附录D沉降监测静力水准仪现场精度测试试验35本规范用词说明36引用标准名录37Contents1 GeneralProvisions12 Ter三sandsymbols22.1 Tenns22.2 Symbols43 Basicstipulations54 Monitoringitensandrequirents81.1 1Generalprovisions81.2 Bridge81.3 Subgrade91.4 Tunnel105 Monitoringmethod125.1 Generalprovisions125.2 Preciselevelingmanualmonitoring145.3 HydrostaticlevelingautomaticInoniloring155.4 Totalstationmonitoring175.5 Othermonitoring176 AutooaticBonitoringsystem196.1 Generalprovisions196.2 Systemfunctionalrequirements196.3 Systemperformancerequirements206.4 Systemdesign216.5 Installationandcommissioning226.6 Installationandcommissioningsystemmaintenance.OPCnUionandmanagement237 Monitoringfrequencyandalarm258 Dataprocessingandfeedback299 Securitynanagnent31Appendix A 1.ayoutofmeasuringpointsofbridgestaticlevel32Appendix B 1.ayoutofbridgetotalstationandprismHeasuringpoints33Appendix C Cooparisonindex34Appendix D FieldprecisiontestofstaticlevelforSettleaentonitoring35Explanationofwordinginthiscode371.istofreferencedstandards38I总则1.0.1为统邻近高速铁路营业线施工监测技术要求，保证监测质量满足邻近工程施工影响下的高速铁路,营业线桥梁、路基、磁道等上建结构安全要求，同时适应邻近工程建设需要，制定本规程。1.0.2本规程适用范围包括受邻近工程施工影响的高速铁路营业线桥梁、路密、股道等结构监测。1.0.3邻近高速铁路营业线施工，应开展安全评估工作，经安全评估后开展邻近营业线施工监测，确定施工监测的内容和范围，并由具备相关资质和营业线监测经验的监测单位承担。1.0.4邻近高速铁路营业线施工监测应综合考虑邻近工程设计和防护方案、高速铁路营业线桥梁、路基、隧道等结构设冲及运营情况、建设场地的工程地质条件、周边环境条件、施工方案、施工组织等因素，综合制定合理的监测方案，精心策划、组织和实施监测.1.0.5对于邻近的城市轨道交通、基坑等工程自身的监测项目，应按照S城市轨道交通工程监测技术规范GB50911、建筑基坑工程监测技术规范GB50497等相关行业和地方标准实行.1.0.6邻近高速铁路营业线施工监测除应符合本规程外，尚应符合国家及铁路行业现行有关标准和规范的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 高'速铁路high-speedrailway新建设计速度为250knvh-350k11Vh,运行动车组列车的标准轨距客运专线铁路,设计速度分为25OknVh、30Okm350kmh三级2.1.2 营业线operatingrailway办理客货运输业务的铁路线。2.1.3 邻近高速铁路营业线施工constructionofadjacentoperatinghigh-speedrailway在高速铁路营业线邻近区域，影响或可能影响铁路营业线设备稳定、使用和行车安全的作业。2.1.4 变形deformation结构在荷载作用下产生的形状或位置变化的现象.可分为沉降和位移两大类.沉降指蓝向变形，包括下沉和上升：而位移是除沉降外我他变形的统称，包括水平变形、帧斜、挠度、裂缝、收敛变形、风振变形和日照变形等。2.1.5 白动化监测系统automaticsetlieinentmonitoringsystem由安装在结构物特定位置处的传感器及数据采集与传输、数据处理与管理等软硬件构成，对结构物变形参数进行测量、收集、处理、分析，并对结构物正常使用水平与安全状态进行预警的系统。2.1.6 安全评估safetyassessment通过理论计莫及监测数据分析，综合评价邻近营业线施工对高速铁路营业线桥梁、路基、隧道的安全静响。2.1.7 传感器sensor能感受规定的被测量指标并按照一定的规律转化成可用信号的器件或装置，通常有敏感元件和转换元件组成。2.1.8 耐久性durability监测系统元器件抵抗自身和自然环境双重因索长期破坏作用的能力。2.1.9 预警值alarmingvalue根据高速铁路桥梁、路基、隧道外部环境及自身结构构件变形可能出现的不同程度的异常或危险，所设定的各监测点传感潺监测参数警戒值。2.1.10 预警warning监测系统在监测数据特征值超过预警值时，发出异常情况警告的行为。2.1.11 数据归零zeroing通过调整自动化监测计算参数，使监测指标的输出值为零的操作。2.1.12 数据浦波datafiltering剔除监测异常数据的分析方法。2.1.13 数据平滑datasmoothing对不断获得的实际数据和原预测数据给以加权平均，使预测结果更接近于实际情况的预测方法，乂称光滑法或递推修正法。2.1.14 数据平差dataadjustment为了消除各观测值间的矛盾，用最小二乘怯原理处理各种观测结果的理论和计算方法.2.1.15 测点HIOniIoringpoint直接或间接设置在监测对象匕并能反映监测对象变形特征的监测点。2.1.16 转点turningpoint直接或间接设置在监测对象上，在测量中起到传递沉降变形作用的点，又叫中继点。2.1.17 基准点referencepoint为进行变形测量而布设的桎定的、长期保存的测量点。根据变形测量的类量，可分为沉降基准点和位移基准点.2.1.18 工作基点workingreferencepoint为便于现场变形观测作业而布设的相对程定的测量点。根据变形测量的类型,可分为沉降工作基点和位移工作基点。2.1.19 监测频次monitoringfrequency单位时间内数据采集次数。2.1.20 初始值initialvalue测点位置处的初始高程和平面坐标。2.2 符号r某段时间：J1某段时间内采集的第一个监测数据：d,某段时间内采集的监测数组：N中位数的取值点数：a>某段时间内采集的监测数据采用中位数法处理后的数组;m采用中位数法处理后的数据中的第个：med中位数算法：i原始测量数组中的第i个数：j-原始测量数组中的第j个数：M原始测很数组中的第M个数。3基本规定3.0.1设计阶段,新建邻近工程设计单位应考虑营业线施工监测措施。必要时,应进行专项设计。3.0.2邻近高速铁路营业线工程施工前，监测单位应编制监测方案，监测方案需经建设单位、设计单位、安全评估单位、高速铁路营业线产权单位及设符管理单位等认可。监测方案宜与邻近营业线工程的施工组织计划同期编制，同期审铿.3.0.3施工阶段,建设单位、设计单位、安全评估单位、施工单位、监测单位、营业线运营管理单位、监理单位应重视邻近高速铁路营业线施工监测工作，并与高速铁路营业线日常的轨道检测工作的安全信息充分交流，形成多方联动机制。3.0.4监测工作宜按下列步骤进行：1接受委托。2收集资料，现场踏勘。3制定监测方案并通过审查.4按照设备单位管理规定，与设备管理单位签订相关协议，包括安全协议、配合协议等，并办理相关手续，组织人员培训等。5监测设符、仪器校验和元滞件标定，监测现场实施与5佥收.6现场监测。7监测数据的处理、分析及信息反馈。8提交阶段性监测成果和报告。9监测工作结束后，对设备进行拆除和场地恢更。IO提交监测成果报告.3.0.5监测单位在资料收集、现场踏勘阶段的主要工作应包括下列内容：1 了解建设方和高速铁路营业线设备管理单位的具体要求,收集和掌握高速铁路营业线设备管理单位的管理规定。2收集和熟悉现场勘察资料、气象资料、邻近营业线工程的设计资料以及施工组织设计（或项目管理规划等。3收集和熟悉高速铁路营业线桥梁、路基、陵道的原始设计资料、既有变形资料等。必要时可采用拍照、录像等方法保存有关资料或进行必要的现场测试或测垃取得有关资料.道路，实践证明，专业化有利的促进了监测工作和监测技术的健康发展。1.0.4邻近高速铁路营业线工程涉及因素极多,施工监测需要对总体情况进行全面掌握，以便有针对性的制定监测方案。邻近工程的设if-方案，如管道、地铁、道路等的设计和防护方案将影响到监测范围的神定：高速铁路营业线结构设计和运营情况,包括既有结构体系、既有结构变形设计值、既有结构已发生的变形（沉降、差舁沉降、水平变形）、轨道的平顺性和扣件调整该等相影响到监测布点和预警值的确定，针对有祚轨道高速铁路路基还可能存在电缆及光缆影响布点的问题：建设场地的工程地质条件和周边环境条件，如地下水是否丰富、是否软土地区、是否抽水等是工程的风险源，影响到监测重点和监测关槌期：施工方案和施工组织则是施工监测方案编制的主要依据,除常规的编制监测方案外,当采用自动化监测系统时，还应特别注意自动化监测系统的布置，因为自动化监测系统一般需要超前于邻近工程安装，应特别注意测点等监测设备和采集仪、连接线、供电及通讯设备等是否与拟施工的邻近工程存在交叉干扰，并采取绕避和保护措施，从源头避免后期施工对自动化监测系统的破坏，以保证监测的连续性和施工的顺利进行。因此，邻近高速铁路营业线施工监测方案需要综合考虑上述的种种因素，在实施前进行详尽的调查,综合制定合理的监测方案,并精心策划、组织和实施监测。1.0.5本规程主要针对高速铁路营业线桥梁、路基、隧道的变形监测，针对城市轨道交通及基坑工程自身的监测，包括监测内容、监测方法及其他技术要求仍应按照相关技术规范执行。4监测项目及要求4.2 桥梁4.2.3 2014年，由原铁三院、京沪高速铁路股份有限公司、石济铁路客运专线有限公司、北京铁路局、济南铁路局联合承担了原铁路总公司重点课题可铁路线桥隧工程建造技术深化研究石济在专并行京沪育铁施工监控及防范综合技术研究，课即针对新建石济客专并行京沪高铁的影响进行了仿真吐算，并给出了线间距控制指标及监测范用指标。经过大量的计算最终确定的石济客专并行京沪高铁段落的合理线间距取值为：(1)既有京沪高铁为32m荷支梁，而济客专修建桥梁，推荐相邻线线间距为25米。(2)既有京沪高铁为(48+8078m)大跨连续梁，石济客专修建(48+80+48m)大跨连续梁，推荐相邻线线间距为35米。(3)既有京沪育铁为刚构中桥，石济客专修建刚构中桥,推荐相邻线线间距为50米.(4)既有京沪高铁为路基,石济客专修建桥梁,推荐相邻线线间距为35米。该线间距取值适用于：对于桩身及桩尖范围内十U由粉质粘土(14(260kPa)、粉土(130'210kPa)、细砂(300kPa)、粉砂(200kPa)、黏土(220kPa)等互层组成，无不良地演，地下水位埋深为1.5“2.4m范用内情况。当线间距小于或等于上述控制值时，应进行施工监测，该研究成果被推广应用至通辽连接线并行京沈高铁、太焦铁路并行大西客专、京雄城际并行京沪高铁、南沿江铁路并行宁杭客专、昌景黄铁路并行沪昆高铁、邯长邯济铁路并行石济客专、郑济铁路并行京沪高铁等多个项目中。由于地质条件、荷载、结构形式等不同，因此对于不同的并行情况和监测范困仍需要通过仿真计算和安全评估综合酶定，以上结论可供借鉴和参考.4.2.5 人工沉降监测及自动化沉降监测的人工发测的测点往设置在墩身，宜利用桥墩原有的沉降观测标，以便与原始沉降进行数据衔接，同时减小二次安装测点对墩身结构的损伤。4.3 路基4.3.5以上测点间距制定原则系总结d铁路工程沉降变形观测与评估技术5监测方法5.1 一般规定5.1.1 发生意外情况时为保证数据能顺延，自动化变形监测系统应与水准测量进行互校。5.1.3 本条要求与高速铁路工程测量规范TBIO601第8.1.7条和G公路与市政工程下穿高速铁路技术规程BTB10182第11.0.4条保持一致。5.2 精密水准人工监测5.2.4为保证测点稔定且与基床表层变形的一致性，路基面测点宜设置混凝土基础。5.3 静力水准自动化监测5.3.1 流体静力水准测域是五卜年代末在丹麦首都哥本哈根首次进行试的的，20公里的中误差为±1.0三.此后，流体静力水准测量在各种高程测量和精密工程测砥中推广使用。当前国内外制造的多种型号的流体静力水准仪，可用于工程建筑物和沉陷观测，地悠和大型机械安装测量等。经实践，当软管长30'40111,而且测量条件较好时，测高精度可达±005m。静力水准系统具仃结构简单，视测迅速，可以连续观测（其最高监测频次甚至可以达到100次s）的特点，便于实现自动化监测，在邻近高速铁路营业线自动化监测中得到广泛应用。5.3.2 静力水准测量目前有连通管式静力水准和压力式静力水准两种装置,其原理图如说明图5.3.2所示。'，三三三三二二三斗三肤后骂岂ZZZ=ZZZZz-II二二二二二二二二D¼-4MAD转换空（幻普通连通管式静力水准系统（b）压力式静力水准系统说明图5.3.2连通管式与压力式静力水准原理图目前在用的静力水准测殳系统多为连通管式静力水准，其利用相连容器中静止液而在重力作用下保持同一水平这一特征来测量各监测点间的高差。各监测点间的液体通过管路连通，称为连通管法，其特点是各个容器中的液体是连通的，存在液体流动和交换。压力式静力水准系统其容器间的液体被金属膜片分断，不存在液体间的相互交换，通过压力传感测量金属膜片压力差的变化可计算监测点间的高差，又称为压差式、差压式、晶硅Tj硅压阻式、压阻式、液压式静力水准传感器，有时也被称为位测计、位移计、沉降计。量程和精度是静力水准的两个重要指标。对于同型号的传感器，精度为员程的百分数，如0.05%F.S,0.1%F.S,0.2%F.S.如某款静力水准传感器其标称量程为50mm,精度为0.1%F.S,则测量精度为±50mX0.l*±0.05m11u目前常用的连通管式液体踊力水准仪有2011m'200mm多种量程，绝对精度高，可达到±0.02'+0.2mm,而压力式静力水准传感器的量程一般较大，可以达到600mm、1200m、180Omm甚至300Omnb相应的精度则相对较低,为±06m11±30mm,因此，针对待测量的精度耍求和用程要求进行合理的传感器选型极为重耍，对下需要研究变形过程的监测项目，建议优先采用连通管式静力水准仪。目前，无论是连通管式静力水准还是压力式静力水准,均无相应的国家标准，时下压力式静力水准，其测量原理更类似于化工行业的差压变送器，该类型的传感器已有国家标准£物联网差压变送器规范GB/T34037,建议参考并部分借鉴。对于连通管式静力水准，目前的标准为电力行业的部分规范，建议参考并部分借鉴。由于目前铁路行业尚无静力水准仪的标准，本技术规程中结合其他行业标准并结合实践经险编制技术要求及忒验方法。监测设备的生产和验收应按照此标准执行，本标准未涵盖的技术指标，由委托方和生产厂家另行约定，并鼓励在此基础上不断提高粘度和质蚊。当委托方无用于试验和验收的设备时，可采取派出险收代表，在生产厂家平行见证的方式进行验收，生产厂家应保证委托方代表可不受阻碍的见证试验过程，保证试监验收成果的真实性5.3.3 由于高速铁路变形监测精度要求极高，沉降测量应采用固定式仪器，并可靠安装，保证传感器与待测结构的变形一致。5.3.5 我国幅员辽阔，为了保证自动化监测系统的持续稳定运行，应根据所在地区的气候条件和历史温度选择合适的元器件。本条规定了静力水准系统对于量程和精度的选型原则.5.3.6为了保证液体的流动性，每条液体通路的长度不宜超过350m。连通管式静力水准系统要求所有测点的液面都位于个水准而上，初始安装时要求各传感器安装在同一高度，安装高度的偏差直接影响沉降测量的量程。压力式静力水准系统的高差限制较宽，但也有相应要求。对r有纵坡的线路结构，常常需分段分组安装测线，相邻测线交接处应在同一结构的上、下设置两个传感器作为转接点（说明图5.3.6）,变形测量作业现场，静力水准的参考点很难布设到稳定区域，点位校定性很难满足基准点的要求，应定期进行水准联测.«I林力水小仲厚*与点0Hrt说明图S.3.6静力水准姣路分组安装示意图5.3.7 静力水准系统的整体粘度不但受传感器的精度影响，还受其连通管、液体介质等多种闪素影响,其连通管材质和灌注的液体介痂（如防冻液等）均应符合各自的国家标准和行业标准。应保证管路内液体的流动性，在环境温度可能达到冰点的安装现场，用充液应采用防冻液或其他不会冻结的液体.实践表明，能力水准系统内所灌注液体的温度密度关系将极大的影响测试系统整体的精度和稳定性，因此，建议对所灌注的液体按照批次或型号委托专业检测进行严格的温度-密度标定，以便修正由液体密度的湿度误差所带来的系统测试误差。5.3.8 该条是在多年的静力水准仪的应用实践经验中总结并结合精密水准规范和相关的安装手册而来的，防液体蒸发可采用添加硅油或液体石蜗等措施：防气泡除了在灌注过程中需要小心以外，还应该采用将液体介质静置一天以上或煮沸15分钟以上，以排净气泡“防混凝物可采用在液体介施中添加硫酸铜或采用防冻液的方法。防漏液应采用可靠的连接并定期检查。5.3.9 管路和传感器应采用措施，如反射、保温、遮挡、避免阳光直射等措施以保证同一系统内温度的一致性，避免局部温度不一致造成过大的温度误差。可采用外包铝箔的保温棉，应严格注意不应有局部的漏包或者破损情况，特别是保温棉之间的接头处以及管线与设备的接头处.5.3.10 尽管在室外安装时应采取措施应采取措施保证全部连通管管路温度均匀，避免阳光直射，监测过程中仍不可避免的由于环境温度变化引起液体密度、管线尺寸、仪器自身的温飘等造成监测误差，因此在实际监测过程中，应根据实际情况进行温度补偿。5.3.11 对连通管式静力水准系统，同测段内静力水准测量的沉降观测值按下列计算：-<1-<)-(A-;)(说明式5.3.11)式中：1一一k测点第i次测域相对于测点g第j次测量的沉降量(mm)；/>；k测点第i测次相对于蓄液内液面安装高度的距离(mm):K一一g测点第i测次相对于蓄液罐内液面安装高度的距离(mm):M一一k测点第j测次相对于蓄液排内液面安装高度的距离(mm):M一一k测点第j测次相对于蓄液器内液面安装高度的距离(mm)；经验表明，液面受外界强迫振动影响显著。经对安装在箱梁内的一台振弦式冷力水准液面高度进行了跟踪观测，列车开过前后典型的液面振荡曲线见说明图5.3.1k该图表明，当采集数据的时刻与列车通过的时刻求合时，可能由于列车震动引起采集的数据异常，该异常值的大小与靛动的大小有关，其值的大小并无规律且是无意义的，列车经过后，采集的数值恢复正常，该值应该通过人工判断或采用中位数滤波法滤除舍弃。静力水准观测时间应选在气温最稳定的时段，观测读数应在液体完全呈静态下进行。IQSMS1.h111时问说明图5311列车震动引起数据突变Il6自动化监测系统6.1 一般规定6.1.2高速铁路变形监测信息安全极为亚要，因此，根据信息安全要求网络安全等级保护测评要求3GB/T28448,制定本条规定。6.5 安装与调试6.5.4 由于目前基本上所有的高速铁路桥梁均为预应力混凝土结构，在箱梁上打孔可能损害预应力孔道的危险和预应力筋，对箱梁的强度造成削弱，引起安全事故，另外，还可能对箱梁混凝土的耐久性造成伤害，因此，制定本条规定。同时，为了保证粘接强度，对胶结剂的性能和施工工艺进行了规定。6.5.7 静力水准系统的综合精度不但与设备精度有关，还与所处的环境条件、安装质量、液体密度、管线材质等相关，因此，在系统安装完成后应及时进行综合精度测试试验，以保证系统工作精度。6.5.8 净力水准浮子上、下的活动范围有限，传感器的安装高度应统一，较大的差异直接影响其量程。静力水准测量误差源主要有液面高度（受外界环境影响）、液压读取元件等两方面。液面高度受外界环境影响又分为：1）非均匀温度场卜管路内液体不均匀膨胀，导致液面高度变化：2）不同气压、风力导致局部液面压力异常，导致液面高度变化：3）液面受外界强迫振动影响，如箱梁内安装的静力水准系统受列车运行的振动影响。为保证睁力水准系统的安装质信和综合精度，综合实践经验，制定本条规定。6.6 系统维护运营与管理1.1 .1自动化监测系统在长期运营期间，难免发生系统性能的降低，如静力水准系统液体蒸发引起的液面卜降、个别传感器损坏、局部管路渗漏，长时间阳光照射不足导致供电系统亏电等情况，应定期对其进行维护。7监测频率与报警1.2 .2该条与公路与市政工程下穿高速铁路技术规程BTBlOl82第11.0.8条保持一致。7.0.32012年2020年，中国铁设开展了达700余项邻近高速铁路营业线安全评估和施工监测的工程实践，并承担石济冰专并行京沪高铁施工监控及风险防范综合技术研究和高速铁路立交工程关键技术研究等多项国铁集团重点课题。困难条件，如邻近工程规模大、地质情况较差等情况下,可结合轨道平厥性情况、扣件的调整余量、己发生的沉降和变形情况、高速铁路营业线结构（简支梁/连续梁/框构）情况，将新增加的邻近施工作为一种附加工况，登加到原设计工况进行重新检算和安全评估后，综合确定安全预警值。7.0.5本条与邻近铁路营业线施工安全监测技术规程TBIo314第7.2.1条规定一致。7.0.6本条给出r监测预警后的应急措施.