沉降监测实施作业指导说明书.doc
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1、沉降监测实施作业指导说明书沉降变形观测作业指导书1 说明新建京霸铁路五标项目部三工区。轨道路基作为变形控制十分严格的土工构筑物,综合考虑路基填高的差异,地基土成因类型、地层结构的复杂性,地基沉降估算的复杂性和精度控制的难度,工后沉降控制标准以及有效控制工后沉降的艰巨性等,在施工过程中要求对全段路基进行沉降变形动态监测系统设计。在路堑基床和路堤基底、填筑层中、路基面布置监测点构筑纵横向立体监测网络,并在施工期间进行系统的沉降监测与系统的分析评估,以保证工后沉降量满足轨道对路基工后沉降的特殊要求。为了保证路基施工按照公司要求对路基沉降变形观测系统的实施,在轨道施工前提供合格的监测数据便于对路基的工
2、后沉降进行正确的评估,在进行变形观测系统实施时,要保证各种元器件按照要求进行埋设并保证功能正常,采集正确的能反应实际情况的沉降数据,因此制定本作业指导书。(1)高速铁路设计规范(TB10612014,J19422014);(2)铁路工程水文勘测设计规范(TB1001799);(3)国家一、二等水准测量规范(GB128972006);(4)建筑沉降变形测量规程(JGJ/T8-2007);(5)高速铁路桥涵工程施工质量验收标准TB107532010;(7) 京张城际铁路工程设计文件;(8) 铁道部有关规定。 观测项目 路基工程1) 基底沉降变形观测;2 ) 路堤本体沉降变形观测;3) 软土地基水平
3、位移观测;4) 路基面沉降观测;5) 深厚层地基分层沉降观测;6) 路堑高边坡地表位移观测;7) 路堑高边坡深部位移观测; 8) 过渡段沉降差、岩溶塌陷沉降差观测 桥梁工程 桥梁墩台沉降变形观测。2 观测作业流程沉降变形观测作业流程图施 工观 测数据处理、回归分析与警戒值对照安全否采取措施处理是否公司、监理工程师批准项目部三分部观测组编制观测方案、计划局指挥部观测组审核架子队各观测组设置测点整体施工结束后,对数据进行统计分析,对变形情况进行总体评估。进行轨道结构施工等后续作业变形稳定否否是继续观测或会同设计、监理、咨询、建设单位采取措施进行处理项目部观测组参与指导和监督3 观测断面设置路基沉降
4、变形观测应严格按照设计文件要求设置,选择相应的断面形式,观测断面沿线路方向的间距一般为3050m,应根据观测断面处的地形、地质特征及填筑材料选配并埋设相应的观测元件,具体按设计要求布置,过渡段和地形、地质条件变化大的地段适当加密。4 沉降变形测量 新建京霸铁路五标项目部三分部线下工程沉降变形观测工作以桥梁、路基等建(构)筑物的垂直位移观测为主,水平位移监测根据路基(含过渡段)、桥涵工点设计图纸而确定。 沉降与变形观测的高程系统应采用1985国家高程基准。 结构物的变形监测应建立独立的变形监测网,覆盖范围一般不宜小于4公里,基准点选择应优先考虑利用CPI、CPII和水准基点。 结构物的变形监测应
5、充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的工作基点。 用全球卫星定位系统(GPS)测量时,应符合铁道部现行全球卫星定位系统铁路工程测量技术的有关规定。 测量等级及精度要求 根据新建京霸铁路五标变形监测实施细则要求,沉降变形测量按沉降观测三等精度标准执行,对于技术特别复杂工点,可根据需要按沉降观测二等的规定执行。 测量等级及精度要求 沉降变形测量等级垂直位移测量水平位移观测沉降变形点的高程中误差(mm)相邻沉降变形点的高程中误差(mm)沉降变形点点位中误差(mm)二等0.50.33.0三等1.00.56.0 变形监测网技术要求 垂直位移监测网建网方式线下工程垂直位移监测一般按沉降
6、变形等级三等的要求(相当于国家二等水准测量)施测,根据沉降变形测量精度要求高的特点,以及标志的作用和要求不同,垂直位移监测网用分级布网等精度观测逐级控制的方法布设。对于技术特别复杂、垂直位移监测沉降变形测量等级要求二等及以上的重要桥隧工点,应独立建网,并按照国家一等水准测量的技术要求进行施测或进行特殊测量设计。4.2.2 垂直位移监测网技术要求等级相邻基准点高差中误差(mm)每站高差中误差(mm)往返较差、附合或环线闭合差(mm)检测已测高差较差(mm)使用仪器、观测方法及要求二等0.50.130.30.5DS05型仪器,按客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定一等水准测量的技术要求施测。三等1
7、.00.30.60.8DS05或DS1型仪器,按客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定二等水准测量的技术要求施测。 水平位移监测网建网一般按独立建网考虑,根据沉降变形测量等级及精度要求进行施测,并与施工平面控制网进行联测,引入施工测量坐标系统,实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。 水平位移监测网主要技术要求本标段水平位移监测按三等规定执行,对于软土地基等设计有特别技术要求的复杂工点,可根据需要按二等的规定执行。 水平位移监测网技术要求等级相邻基准点的点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差()最弱边相对中误差作业要求一等1.53000.71/按国家一等平面控制测量要求观测15
8、01.01/按国家二等平面控制测量要求观测二等3.03001.01/按国家二等平面控制测量要求观测1501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测三等6.03501.81/70000按国家三等平面控制测量要求观测2002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测四等12.04002.51/40000按国家四等平面控制测量要求观测 沉降变形测量点的布置要求 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: 基准点:要求建立在沉降变形区以外的稳定地区,基准点使用管段内的基岩点、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。
9、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。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、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 基准点标石埋设图 测量点的检测
10、。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。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
11、点和变形监测点的各期实测高程进行修正。 测量工作基本要求,并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点,并应有一定数量稳固可靠的点以资校核。,对所使用的仪器和设备应进行检验校正,并保留检验记录。 每次沉降变形观测时应符合:严格按水准测量规范的要求施测。首次(即零周期)观测应进行往返观测,并取观测结果的中数,经严密平差处理后的高程值,作为变形测量初始值。参与观测的人员必须经过培训才能上岗,并固定观测人员和观测的仪器设备。为了将观测中的系统误差减到最小,达到提高精度的目的,各次观测应使用同一台仪器和设备,前后视观测最好用同一水准尺,必须按照固定的观测路线和观测方法进行,观测路线必须形成附合或闭合路线
12、,使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。实行“五固定”即“固定水准基点、工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”,以提高观测数据的准确性。观测时要避免阳光直射,且在基本相同的环境和观测条件下工作。 成像清晰、稳定时再读数。随时观测,随时检核计算,观测时要一次完成,中途不中断。 针对低矮桥墩、异型桥墩,空间小,尺子不能直立的情况,采用倒尺的方法进行。 沉降观测均采用满足相应测量精度等级的电子水准仪。 测段观测完成后数据,必须及时整理观测数据。 当发现沉降监测数据出现异常时必须首先自查,应重测并分析工作基点的稳定性,必要时联测基准点进行检测,并提交自查分析报告
13、。,应做好一些重点信息的记录,如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录,天气情况,地下水影响情况的记录,利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。 测量工作的具体要求,对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线,严禁采用支水准路线或中视法,水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。 水准仪必须使用DS05级及其以上精度级别的数字仪器,仪器及配套水准尺均应在有效合格检定期内。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中,经常规检校合格,水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15。仪器各种设置正确,其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置,并在数据采集时自动控制,不满足要求的在现场进行提示并进行重
14、测。,沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006)二等水准有关要求执行。观测时,视线长度50m,前后视距差 m,前后视距累积差 m,视线高度,测站限差:两次读数差,两次所测高差之差 mm,检测间歇点高差之差 mm,观测读数和记录的数字取位:。 观测时,一般按后-前-前-后的顺序进行,对于有变换奇偶站功能的电子水准仪,按以下顺序进行:往测:奇数站为后前前后 偶数站为前后后前返测:奇数站为前后后前 偶数站为后前前后 每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞,避免阳光直射;扶尺时借助尺撑,使标尺上的气泡居中,标尺垂直。 观测前30分钟,将仪器置于
15、露天阴影处,使仪器与外界气温趋于一致;对于电子水准仪,进行不少于20次单次测量,达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳;避免视线被遮挡,遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光,对于电子水准仪,施测时均装遮光罩。 自动安平水准仪的圆水准器,严格置平。在连续各测站上安置水准仪时,使其中两脚螺旋与水准路线方向平行,第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外,每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置,一般为接近一条直线。 观测过程中为保证水准尺的稳定性,水准观测路线必须路面硬实,观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方,如果临时
16、有震动,确认震动源造成的震动消失后,再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直,确保水准尺垂直。 当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时,应重测并分析工作基点的稳定性,必要时联测基准点进行检测。 数据处理时,闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算,水准路线要进行严密平差,选用经鉴定合格的软件进行。 元件保护要求(1)项目部应成立专门小组,进行元器件的埋设、测量和保护工作,小组人员分工明确,责任到人。(2)元件埋设时应根据现场情况进行编号,有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。(3)凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压,不得采用大型机械推土及碾压,并配备专人负责指导,以
17、确保元器件不受损坏。(4)各施工队在施工过程中应制定稳妥的保护措施并认真执行,确保元器件不因人为、自然等因素而破坏,元器件埋设后,制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中,派专人负责监督观测断面的填筑。5 路基工程沉降变形观测技术要求,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。,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可放宽到100m。(2)对地形、地质条件变化较大地段应加密断面,一
18、般间距不大于25m,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)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。,同时应满足设计文件要求;(1)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。(2)一般路堤地段观测断面包括沉降观测桩和沉降板,沉降观测桩每断面设置3个,布置于双线路基中心及左右线中心两侧各2m处;沉降板每断面设置1个,布置于双线路基中心。(3)软土、松软土路堤地段观测断面一般包括沉降观测桩、沉降板和位移观测桩
19、。沉降观测桩每断面设置3个,布置于双线路基中心及两侧各2m处,沉降板位于双线路基中心,位移观测边桩分别位于两侧坡角外2m、10m处,并与沉降观测桩及沉降板位于同一断面上。 松软土地段观测断面布置图(示例)(4)沉降板设置应严格按设计文件要求执行,一般按以下原则设置: 对路堤填高小于3m且压缩层厚度小于5m地段,设置断面间距为200m; 对压缩层厚度大于20m地段,设置断面间距为50m; 其余情况根据具体情况,设置断面间距为50100m; 地面横坡或压缩层底横坡大于1:5时,横断面布置两处沉降板,一处位于路基中心,另外一处根据具体地形地质情况布置。(5)预压地段,预压期因基床表层尚未施工,路基顶
20、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)路堑地段观测断面分别于路基中心,左右中心线以外2m的路基面处各设1根沉降观测桩,观测路基面的沉降。(7)深厚层地基分层沉降监测:深厚层第四系土层地段、软土地段的桥路过渡段及不同地层结构附近设置。采用机动钻孔(108mm)引孔埋设PVC管(49mm)和沉降磁环,利用电磁式深层沉降仪进行观测。分层设置,厚度大于3m时,每3m增设一组,地层界面和加固底面设置磁环。具体布置断面和
21、布置位置按设计文件要求执行。(8)路堤基底设置剖面沉降管、单点沉降仪或沉降磁环进行全断面沉降观测时,严格按设计文件要求执行。 路基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观测元件与埋设技术要求 沉降观测桩:选择20mm钢筋,顶部磨圆,底部焊接弯钩,待基床表层级配碎石施工完成后,在观测断面通过测量埋置在设计位置,完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。 路基沉降观测桩埋设布置图 沉降板:应严格按设计要求进行埋设,一般情况如下:由底板、金属测杆(20镀锌铁管)及保护套管(49 PVC管)组成。钢筋混凝土底板尺寸为50cm50cm,厚3cm或钢底板尺寸
22、为30*30cm,。 路基沉降板埋设布置图(1)沉降板埋设位置处可垫10cm砂垫层找平,埋设时确保底板的水平与垂直度,确保测杆与地面垂直。(2)放好沉降板后,回填一定厚度的垫层,再套上保护套管,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料稳定套管,完成沉降板的埋设工作。(3)测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接,保护套管用PVC管外接头连接。(4)接长套管时应确保垂直,避免机械施工等因素导致套管倾斜。 位移边桩:采用C15钢筋混凝土预制,断面采用15cm1
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