沉降观测与评估-GS.ppt
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1、线下工程沉降变形观测及评估,高 山,目的与要求,明确沉降观测与评估的职责与工作内容 了解基准点、工作基点、不同结构物测点布设原则 掌握不同结构物测量精度及频次要求掌握统一数据处理与数据提交方法,内容,沉降变形观测与评估的意义与原则沉降变形观测与评估的流程与各方职责沉降变形观测的具体细则沉降变形观测的测量方法与精度,1.沉降观测与评估的意义与原则,沉降评估的依据客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南(铁道部2006年158号文)关规定:为满足对无碴轨道线下基础变形评估的需要,确定铺设无碴轨道的铺设时机,应对客专本线桥梁、路基、隧道等线下工程进行变形监测。,1.沉降观测与评估的意义与原则,沉降评
2、估涉及的规范与规定客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定铁路客运专线竣工验收暂行办法客运专线无砟轨道铁路施工技术指南客运专线无砟轨道铁路设计指南国家一、二等水准测量规范建筑沉降变形测量规程工程测量规范合蚌客专铁路线下工程沉降变形观测及评估实施细则,1.沉降观测与评估的意义与原则,沉降评估的重要性服务施工建设铺轨时机的确定轨道平顺性的保证高铁安全性、舒适性的必然要求运营的需要长期、高效、稳定,1.沉降观测与评估的意义与原则,沉降评估不到位的实际问题不能正常按工期进行铺轨建设期的轨道底座板开裂运营期的轨道底座板开裂舒适性、安全性降低运营期的工程质量事故,1.沉
3、降观测与评估的意义与原则,沉降评估的意义变形观测与分析评估是一项系统工程,涉及到:设计措施与计算施工过程中的实施监测无砟轨道铺设条件的评估运营期间的观测验证与安全高速铁路必须进行沉降变形观测及评估线下工程沉降观测与评估运营期的沉降观测与评估,1.沉降观测与评估的意义与原则,沉降评估的总体原则总体原则:重点路基,兼顾桥隧,过程监控,信息化监测,快速传递数据,成果可控。观测实施的重点:“数据精确、准确、可靠、及时、连续、按频次”,规范元器件的埋设和保护,执行“三固定”原则。加强管理、规范管理、多方协调。,2.沉降观测与评估的流程与职责,总体工作流程设计单位沉降观测与评估技术交底咨询评估单位制定相应
4、实施细则施工单位的细则学习与沉降数据管理软件培训施工单位的沉降观测实施、监理单位全称监督检查、咨询评估单位与设计单位的技术辅助服务咨询评估单位出具线下工程评估意见,2.沉降观测与评估的流程与职责,重点工作内容的各方职责施工方:数据精准、可靠、及时、按频次”,元器件埋设规范、保护到位,观测“三固定”监理方:全程旁站、数据验算检查、平行抽检观测咨询方:提供观测过程的全方位技术支撑,评估观测数据(阶段性和最终结论)设计方:提供设计上的技术支持(设计原则、设计变更)建设单位:协调各方工作,完善沉降管理工作,2.沉降观测与评估的流程与职责,重点工作阶段的数据处理,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估
5、方法与流程评估除采用曲线拟合法进行线下工程的单个测点评估外,同时应进行区段线下工程综合评估;沉降预测评估方法较多,而每种预测方法均有其一定的适用范围,需要结合线下工程不同结构物和不同地质条件下的沉降观测情况,总结沉降变形特点,选择合适的预测方法;,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估方法与流程评估时发现异常现象或对原始资料存在疑问,应进行必要的检查;评估沉降无法达到设计标准时,应及时通知建设方、设计方、施工方、监理方,由业主组织各方分析原因,并采取相应措施;采用曲线回归法进行线下工程沉降评估,要求相关系数不得小于0.92;,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估方法与流程对线路不同下部基
6、础结构物之间以及不同地基条件或不同地基处理方法之间形成的各种过渡段,应重点分析评估其差异沉降;通过单点的沉降预测分析,最终将合蚌全线不同线下工程的沉降反应到线路纵断面上,完成区段沉降评估工作。,2.沉降观测与评估的流程与职责,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估流程与职责上的一些突出问题施工方观测进度滞后,观测点数完成情况不理想;观测频次未严格执行;存在测量误差超限情况;内业资料整理不规范;施工单位未及时对观测数据进行自检,对异常数据进行分析并补测;,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估流程与职责上的一些突出问题监理方监理单位平行观测未到位;旁站和测点埋设监督未到位;评估方动态评估渠道
7、不畅通;不能及时发现、掌握现场观测情况,解决存在的问题;,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降评估流程与职责上的一些突出问题评估方评估单位的意见不能及时贯彻;关键技术环节尚有待解决;设计方过程技术服务不到位;建设方建设指挥部不能全面掌握情况,管理机制不到位。,2.沉降观测与评估的流程与职责,沉降观测与评估工作是个技术工作,更是个管理工作。技术上实施容易,管理上实施困难;参建各部门内部的管理和建设单位(业主)的整理统筹管理;,3.沉降变形观测的具体细则,沉降观测的准备工作水准基点控制网建网选点、埋标施测方法,精度数据处理人员、仪器设备准备组织机构建立,3.沉降变形观测的具体细则,细则要解决的三个
8、问题点位布设问题-探测变形空间分布的情况测量精度问题-探测多大的变形量测量频率问题-探测何种规律变化的变形量,3.沉降变形观测的具体细则,三个问题的四点细化观测断面及观测点的设置;观测元件与埋设技术要求;观测水准路线、精度要求与其它方法规定;观测频次;,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测断面与测点断面类型路基(表)面沉降观测断面路基基底沉降观测断面路基深层分层沉降观测断面断面间距50m、100m;软土加密;过渡段重点、优先;等分间距测点布置沉降观测桩、沉降板(数量、位置、埋设方法)、位移边桩、沉降磁环、沉降剖面管,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测断面与测点,3.沉降变形观测的具体
9、细则,路基段-观测断面与测点,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测路线固定附合水准路线、往返、2个路基面断面,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测一般要求(精度与方法)国标二等水准测量规范;三固定零周期观测值的建立;路堤地段从路基填土开始进行沉降观测,路堑地段从级配碎石顶面施工完成开始观测;,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测频次一般情况路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测频次特别情况中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天,应及时通知项目部,并要求停止填筑施工,待沉降稳定后再恢复填土,必要时采用卸载措施;实际工作
10、进行时,观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率;当两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次;,3.沉降变形观测的具体细则,路基段-观测频次特别情况当出现沉降突变、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)应进行沉降观测;,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-观测断面与测点基础沉降桥墩:逐墩设观测断面(承台标、墩身标)涵洞:每个涵洞设观测断面(边墙、帽石)桥台+梁体梁体徐变桥台+梁体,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-观测断面与测点,3
11、.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-观测断面与测点,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-矮墩、异型桥墩、水中墩的测点设置问题短尺、倒尺承台标引出地面、墩身标上移不量仪器高的光电三角高程,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-基础沉降观测路线固定附合水准路线、2个桥墩、非传统往返,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-梁体徐变观测路线固定附合水准路线、一片梁为一个单元、非传统往返,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-梁体水准的高程上桥不量仪器高的二等光电三角高程测量,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-观测一般要求(精度与方法)参照国标二等水准测量规范;三固定零周期观测值的建立;承台施工完成就要开始进
12、行沉降首次观测。随施工的逐步进行依次进行墩身、桥台、梁体的变形观测;,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-基础沉降观测频次(桥墩)架桥机(运梁车)通过时观测要求:第一次通过和第二次通过前后均需要观测,其后每1次/1天,连续2次;其后每1次/3天,连续3次,以后1次/1周,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-基础沉降观测频次(涵洞)架桥机(运梁车)通过时观测要求:每1次/1天,连续2次;其后每1次/3天,连续3次,以后1次/1周。,3.沉降变形观测的具体细则,桥涵段-徐变观测频次(梁体),3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测断面与测点隧道工程完成后,每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观
13、测点、变形缝处每个观测断面设置4个沉降观测点,原则上设于高于水沟盖板0.3m处和变形缝前后各0.5m处;暗洞地段级围岩每400m、级围岩每300m、级围岩每200m布设一个观测断面;隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面;,3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测断面与测点隧线分界点处,线、隧两侧分别设置至少一个观测断面;明暗交界处、衬砌类型变化处以及变形缝两侧应至少布设两个断面;长度大于20m的明洞,每20m设置一个观测断面。当长度不足20m时,每段围岩或不同衬砌段应至少布置一个断面。,3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测断面与测点,3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测路线固
14、定附合水准路线、往返、2个断面,3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测一般要求(精度与方法)国标二等水准测量规范;三固定零周期观测值的建立:隧道沉降观测从仰拱施工结束后立即进行;观测时间不得少于3个月。当观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时,应适当延长观测期。,3.沉降变形观测的具体细则,隧道段-观测频次,观测断面和观测点的设置原则过渡段应考虑线路纵向平顺性和不同结构物差异沉降的观测和评估,桥涵两端的过渡段、路隧过渡段及堑堤过渡段均需进行沉降观测。不同结构物起点处、距起点510m、2030m处分别设置观测断面。每个横向结构物每侧各设置一个观测断面,沿涵洞轴线设路基观测断面。每个观测断
15、面观测点设置参照路堤。路堤和路堑分界处设置观测断面,观测点设置参照路堤。,A3 过渡段工程沉降变形观测技术要求,观测元件与埋设技术要求沉降观测点与剖面沉降管埋设参考路堤设置。观测技术要求沉降精度与频次等技术要求同路基要求。实际工作进行时,观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。当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应具有沉降观测数据。,A3 过渡段工程沉降变形观测技术要求,4.沉降变形观测的测量方法与精度,沉降变形观测的开展,(1)要求各施工单位、监理单位按照沉降评估细则相关要求,结合各自标段实
16、际观测工作量:配够专业观测人员,要求测量监测人员必须持证上岗;对于监理平行观测工作需要配置较高技术素质的测量人员;制定了相关人员的培训和管理制度,保证专业测量人员的相对稳定,掌握观测技术标准与要求,并给予相应的待遇。,落实观测人员及观测设施、仪器设备,沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展,(2)要求各施工单位配备了相应的监测仪器设备,包括元器件、电子测试系统和精密测量仪器,并满足沉降变形观测精度要求:对于成熟的、可靠的测量设备,采用高精度的电子水准仪,并按规定进行标定合格,在观测启动前,施工单位应经监理单位进行检查验收,以确保测量工作具备合格的工作基础;如对于单点沉降计、剖面沉降管数量较大
17、,技术指标、工作性能要求较高的元器件、监测仪器,按照建设程序进行了采购配置。,落实观测人员及观测设施、仪器设备,沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展,(1)施工单位在实施过程中应规范观测元器件、观测点埋设、保护措施和奖惩制度,加强其预防保护,以防止出现观测桩和元器件的损坏和失效,从而造成观测点和数据的缺失及不连续性。是施工过程加强控制的重点。(2)在观测过程中,规范测量技术操作与记录,及时整理测量数据,保证原始测量记录与观测汇总表中数据的一致性,并及时报监理单位核对确认,是保证数据准确的基础。(3)工作基点应定期与水准基点进行复核,当观测数据连续出现异常时应及时复测核对。,加强过程控制,保
18、证观测数据的连续性、准确性、可靠性,沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展,(4)在观测过程中,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。(5)在实施过程中对观测数据的异常现象,异常点及时分析原因,做好记录,并采取措施。(6)监理单位在施工单位沉降观测实施过程中,严格进行平行观测,切实加强监督、检查及观测数据的及时核对工作,真正在实施过程中起到监控作用,保证观测数据的可靠性。,加强过程控制,保证观测数据的连续性、准确性、可靠性,沉降变形测量,1、高速铁路线下工程沉降变形观测工作以桥梁、路基、隧道等建
19、(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、隧道工点具体要求确定。2、高速铁路工程测量的高程系统应采用1985国家高程基准。,监测网的坐标系和基准的选取遵循以下实际准则:变形体的范围较大且形状不规则时,可选择已有的大地坐标系统。其好处是已知系统的归化和投影改正公式,另一方面监测网也可得到检查。将监测网与已有的大地网连测或将大地控制网点直接作为参考点的方法可实现坐标系及基准的确定。,3、结构物的变形监测应充分利用CPI、CPII和水准基点作为水平和垂直位移监测的基准点或工作基点,建立独立的变形监测网。,沉降变形测量,测量等级及精度要求,本线沉降变形测量按三等规定执行,对
20、于技术特别复杂工点,可根据需要按二等的规定执行。表1 测量等级及精度要求,1、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变形等级三等的要求(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逐级控制等精度的方法布设。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。,测量等级及精度要求,变形监测网技术要求,(接上页)根据国家一、二、三等水准测量规范,往返测高差不符值、环闭合差 和检测高差较差的限差应不超过表的规定。,表2 往返测
21、各项限差要求,注:K测段,区段或路线长度,km;L 附合路线长,km;F 环线长度,km;R 检测测段长度,km,2、垂直位移监测网主要技术要求按下表:,注:n为测段的测站数,表3 垂直位移监测网技术要求,变形监测网技术要求,3、水平位移监测网建网方式: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网坐标的相互转换。4、水平位移监测网主要技术要求:本线水平位移监测按三等规定执行,对于技术特别复杂工点,可根据需要按二等的规定执行。,变形监测网技术要求,表4 水平位移监测网技术要求,变形监测网技术要求
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