鐵路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)3

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　自1925年世界上第一條鐵路誕生以來，世界各國重視鐵路研究工作的專家、學(xué)者，始終在為提高列車的行車速度作不懈的努力。在我國鐵路“十五計(jì)劃”編制中已明確指出，要加強(qiáng)快速客運(yùn)專線的建設(shè)，逐步建成以北京、上海、廣州為中心，連接各省會城市和其它大型城市間鐵路快速客運(yùn)系統(tǒng)。高速鐵路對軌道的平順性提出了更高的要求，而路基是鐵路線路工程的一個(gè)

2、重要組成部分，是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車荷載的基礎(chǔ)，它也是線路工程中最薄弱最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)，路基幾何尺寸的不平順，自然會引起軌道的幾何不平順，因此需要軌下基礎(chǔ)有較高的穩(wěn)定性和較小的永久變形，以確保列車高速、安全、平穩(wěn)運(yùn)行。從德、法、日三國針對我國高速鐵路設(shè)計(jì)咨詢結(jié)果來看，德、法強(qiáng)調(diào)控制路基的不均勻沉降，其追求沉降的目標(biāo)是不均勻沉降為零。工后沉降的指標(biāo)相對而言較為嚴(yán)格，如何確保路基沉降變形滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求成為路基工程的重點(diǎn)課題。我國從很早開始

3、對高速鐵路基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究，在借鑒國外高速鐵路大量理論、試驗(yàn)和建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，相繼制定了相關(guān)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定和設(shè)計(jì)指南，初步形成了具有中國特色的高速鐵路技術(shù)體系，建設(shè)世界一流水平的高速鐵路。2005年1月5日，國務(wù)院批</p><p>　　本設(shè)計(jì)是根據(jù)鐵道部建設(shè)司2006年4月10日下發(fā)的《關(guān)于盡快開展〈無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南〉編寫工作的通知》[1]的要求和《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量技術(shù)暫行

4、規(guī)定》[2]中對線下構(gòu)筑物的變形測量提出的相關(guān)規(guī)定，借鑒國外高速鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件的相關(guān)評估技術(shù)要求，進(jìn)行編制的。</p><p>　　1 哈大客運(yùn)專線四平段概述</p><p><b>　　1.1 工程概況</b></p><p>　　哈大鐵路客運(yùn)專線被列為我國“十一五”期間東北地區(qū)鐵路建設(shè)重點(diǎn)工程，是我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱四橫

5、”客運(yùn)專線網(wǎng)中“北京～沈陽～哈爾濱（大連）”客運(yùn)專線的重要組成部分，全長約900公里。中鐵十九局集團(tuán)哈大客運(yùn)專線管段位于吉林省四平市境內(nèi)，為新建鐵路哈爾濱至大連客運(yùn)專線站前土建工程Ⅲ標(biāo)DK579+140～DK602+407.3段工程，線路全長23.2667km，其中橋梁長13.77807km，占59.22%，路基長9.48923 km，占40.78%。工程投資6.86億元。路堤結(jié)構(gòu)形式為級配碎石，中粗砂、AB組填料、改良土，地基采用CF

6、G樁或水泥攪拌樁進(jìn)行處理。</p><p>　　沉降和變形觀測里程起始于DK579+140，終止于DK602+407.3，其中包括八棵樹大橋、三叉河大橋、英城大橋、龍王廟大橋等10座大橋，DK597+224、DK597+713、DK598+250等10個(gè)涵洞和靠山屯—八棵樹路基、八棵樹—三岔河路基等10段路基。</p><p>　　1.2 作業(yè)區(qū)自然狀況</p><p

7、>　　1.2.1 地形、地貌</p><p>　　本區(qū)段可分為三大地貌單元，即起點(diǎn)到DK579+333為屬低山緩丘區(qū)，地勢起伏較大，地勢總體北高南低，北部有一陡坎，高差約13m；向北為微丘狀剝蝕平原區(qū)。該段地勢上形成中部高南北低，東西向較為平坦，地形縱向起伏較大；DK600+400～DK602+407.3位于蘇臺河一、二級階地，地勢平坦、開闊，相對高差0～12.14m。</p><p&

8、gt;　　1.2.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況</p><p><b>　　1）工程地質(zhì)概況</b></p><p>　　本區(qū)段地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積、殘積粉質(zhì)黏土層，厚1～15m，堅(jiān)硬-硬塑，局部軟塑。中更新統(tǒng)黏質(zhì)黃土厚1～20m，硬塑，粉質(zhì)黏土呈層狀分布于黏質(zhì)黃土層下部，厚度2～6m。底部為白堊系泥巖，風(fēng)化層厚10～30m。部分地段見第三系富峰山期玄武巖、石灰

9、系大理巖。沿線存在季節(jié)性凍害問題，白堊系泥巖及泥巖夾砂巖，抗風(fēng)化能力差、強(qiáng)度低、易崩解、屬極軟巖，具膨脹性。沿線露出的第四系中更新統(tǒng)黏質(zhì)黃土、全新統(tǒng)殘積粉質(zhì)黏土都含有親水性黏土礦物，具有弱-中等膨脹性。</p><p><b>　　2）水文地質(zhì)概況</b></p><p>　　沿線地下水主要為第四系松散堆積層孔隙潛水，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水、河水、人工地表水垂直入滲

10、。第四系孔隙潛水廣泛分布于河流漫灘及階地的砂礫石層中，漫灘及一級階地地下水位較淺，一般為1～10m ，二級階地為5～20m；黃土臺地地下水位差異較大，孔隙水附存于黏質(zhì)黃土及砂礫石透鏡體中，埋深3～20m ，局部可達(dá)30m以上?；鶐r裂隙水主要分布于剝蝕微丘地帶，該地區(qū)巖層的構(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙發(fā)育，為地下水的儲存創(chuàng)造了條件，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，一般埋藏深度大于10m，隨季節(jié)變化明顯，年水位變化幅度為2～5m。沿線部分地段地表水和地下水

11、對混凝土結(jié)構(gòu)具有侵蝕性，以硫酸侵蝕、二氧化碳侵蝕為主，環(huán)境作用等級一般為H1。</p><p>　　1.2.3 氣象特征</p><p>　　本區(qū)段屬于中溫帶亞濕潤氣候區(qū)，年平均氣壓995.9mb；年平均氣溫6.7℃，極端最高氣溫37.3℃，極端最低氣溫-34.6℃；年平均絕對濕度9.0mb，日最大絕對濕度34.5mb，日最小絕對濕度3mb；年平均降水量632.7mm，年最大降水量778

12、.3mm，年最小降水量448.1mm，年平均蒸發(fā)量1226.0mm，年最大蒸發(fā)量1392.0mm，平均風(fēng)速2.8m/s（主導(dǎo)風(fēng)向SW），最大定時(shí)風(fēng)速20m/s（主導(dǎo)風(fēng)向SW），年最大積雪深度22cm；最大凍結(jié)深度148cm。</p><p>　　1.2.4 地震動(dòng)參數(shù)</p><p>　　據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB18306-2001《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》的劃分、《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)

13、范》（GB50111-2006）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及工程設(shè)置的實(shí)際情況，本區(qū)段地震動(dòng)峰值加速度值采用0.05g，相當(dāng)于地震基本烈度六度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期采用0.35s。</p><p>　　1.2.5 地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造</p><p><b>　　1）地層巖性</b></p><p>　　本區(qū)段自上而下地層為第四

14、系全新統(tǒng)殘積粉質(zhì)黏土、白堊系下統(tǒng)泥巖夾砂巖。工程地質(zhì)特性描述如下：</p><p>　　第四系全新統(tǒng)：粉質(zhì)黏土（Q4el），呈層狀分布于地表，淺灰色~灰黃色，硬塑為主，Ⅱ級普通土бo=150KPa。</p><p>　　白堊系下統(tǒng)：泥巖夾砂巖（K1Ms+Ss），泥巖為主，夾有薄層砂巖。泥巖紫紅色，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(fēng)化產(chǎn)物為土狀。砂巖以灰色、紫紅色為主，鈣

15、質(zhì)膠結(jié)，成巖較差，風(fēng)化產(chǎn)物為砂狀，巖層走向NE，傾向WN，傾角小于5°，бo=200～400KPa。泥巖具弱膨脹性。</p><p><b>　　2）地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　本區(qū)段構(gòu)造單元屬黑褶皺系，位于新華夏系第二隆起帶（張廣嶺隆起帶）西緣與第二沉降帶東部（松遼平原）兩個(gè)一級構(gòu)造單元的銜接復(fù)合部位，第三紀(jì)以來以下沉坳陷為主，但不同地區(qū)的沉降幅

16、度具有明顯的差異。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　自1925年世界上第一條鐵路誕生以來，世界各國重視鐵路研究工作的專家、學(xué)者始終在為提高列車的行車速度作不懈的努力。高速鐵路的實(shí)際應(yīng)用發(fā)源于日本，自1964年日本建成第一條高速鐵路后，鐵路煥發(fā)了新的生機(jī)，進(jìn)入二十世紀(jì)90年代，世界上掀起了高速鐵路建設(shè)熱潮，日本、法國、德國、意大利、西班牙等多個(gè)國家相

17、繼發(fā)展了高速鐵路。1964年10月1日，日本東海道新干線正式開通營業(yè)，全長515公里，高速列車運(yùn)行速度達(dá)到210公里1小時(shí)。這條專門用于客運(yùn)的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)軌距的雙線鐵路，代表了當(dāng)時(shí)世界第一流的鐵路高速技術(shù)水平，并標(biāo)志著世界高速鐵路由試驗(yàn)階段跨入了商業(yè)運(yùn)營階段。第一條高速鐵路的問世，使一度被人們認(rèn)為“夕陽產(chǎn)業(yè)”的鐵路，出現(xiàn)了生機(jī)，顯示出強(qiáng)大生命力，預(yù)示著“鐵路第二個(gè)大時(shí)代”的來臨。高速鐵路發(fā)展是長期努力的結(jié)果，高速鐵路技術(shù)不是一項(xiàng)過時(shí)和停

18、滯的技術(shù)，而是在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。高速鐵路集中反映了當(dāng)代新型牽引動(dòng)力、高性能輕型車輛、高質(zhì)量線路、高速運(yùn)行指標(biāo)、高速運(yùn)輸組織和經(jīng)營管理方面的技術(shù)進(jìn)步，代表了鐵路技術(shù)的最高成就，是當(dāng)代技術(shù)進(jìn)步的結(jié)晶。</p><p>　　我國在《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“九五”規(guī)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中，給出了中國高速鐵路發(fā)展戰(zhàn)略：堅(jiān)持高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，堅(jiān)持廣泛吸收引進(jìn)國際先進(jìn)成熟技術(shù)與自主研發(fā)、創(chuàng)新相結(jié)合，博采眾長，

19、系統(tǒng)集成，走跨越式發(fā)展道路，形成具有中國特色的高速鐵路技術(shù)體系，建設(shè)世界一流水平的高速鐵路。2005年1月5日，國務(wù)院批準(zhǔn)了《鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃》，從此拉開了高速鐵路建設(shè)的序幕。</p><p>　　1.4 沉降和變形觀測的目的</p><p>　　客運(yùn)專線無碴軌道對路基的工后沉降要求嚴(yán)格、標(biāo)準(zhǔn)高，設(shè)計(jì)中對土質(zhì)路基基礎(chǔ)和過渡段形式等均進(jìn)行了沉降變形計(jì)算，采取了相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。而影響沉降計(jì)

20、算的因素較多，沉降計(jì)算的精度不足以控制無碴軌道工后沉降。施工期必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)的沉降變形動(dòng)態(tài)觀測。通過對沉降觀測數(shù)據(jù)系統(tǒng)綜合分析評估，驗(yàn)證或調(diào)整設(shè)計(jì)措施，使路基達(dá)到規(guī)定的變形控制要求。分析、推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定無碴軌道開始鋪設(shè)時(shí)間，確?？瓦\(yùn)專線無碴軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)質(zhì)量。</p><p>　　2 沉降觀測的內(nèi)容及要求</p><p>　　2.1 沉降觀測的內(nèi)容</

21、p><p><b>　　2.1.1 路基</b></p><p>　　1）路堤：根據(jù)不同的路基高度和地基條件，路基沉降觀測的主要內(nèi)容有：路基面的沉降觀測；路基基底沉降觀測；路基兩側(cè)路肩的沉降觀測；路基兩側(cè)坡腳的沉降觀測。</p><p>　　2）路塹：根據(jù)不同的路基高度和地基條件，路基沉降觀測的主要內(nèi)容有：路基面的沉降觀測；路基基底沉降觀測；路基

22、兩側(cè)路肩的沉降觀測。</p><p>　　2.1.2 過渡段</p><p>　　根據(jù)過渡段的設(shè)計(jì)形式，沉降觀測的主要內(nèi)容有：路橋過渡段沉降觀測；路堤與涵洞過渡段沉降觀測；路堤與路塹過渡段沉降觀測。</p><p>　　2.2 沉降觀測的控制要求</p><p>　　高速鐵路路基作為無碴軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對路基的沉降變形非常敏感，要求沉降控

23、制在非常小的范圍之內(nèi)。工后沉降指的是路基上部關(guān)鍵部位竣工驗(yàn)收后整個(gè)構(gòu)筑物體系所產(chǎn)生的沉降量，是路基沉降的主要控制對象。我國擬建的高速鐵路無碴軌道在汲取國外沉降控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞線路運(yùn)營、結(jié)構(gòu)允許變形，從路基竣工后扣件可調(diào)整的總沉降量，20m結(jié)構(gòu)長度范圍內(nèi)的不均勻沉降、路基與橋涵之間差異沉降形成的錯(cuò)臺，以及軌道結(jié)構(gòu)單元之間形成的折角等多方面對路基變形都作出了嚴(yán)格規(guī)定，見表2-1。</p><p>　　表2-1

24、高速鐵路無碴軌道路基工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　Tab.2-1 High-speed railway track settlement after ballast control standards</p><p>　　無碴軌道的工后沉降控制值，應(yīng)從滿足扣件可調(diào)整量、線路舒適運(yùn)營、上部結(jié)構(gòu)允許變形以及工程的長期穩(wěn)定性綜合考慮確定，以滿足無碴軌道結(jié)構(gòu)形式的要求。根據(jù)德國鐵路技術(shù)規(guī)范

25、規(guī)定，對于調(diào)高量為30mm的扣件，在施工中允許調(diào)高+6mm和-4mm，那么只剩20mm可以調(diào)整，再考慮運(yùn)營期軌道結(jié)構(gòu)變形要留有5mm的余量，實(shí)際上可以用于路基沉降調(diào)整的僅有15mm，路基的沉降不大于15mm才能保證設(shè)計(jì)的軌道高程，這可是局部調(diào)整的極限。對于20m范圍內(nèi)路基的均勻沉降，德國規(guī)范的規(guī)定可以到20mm，對于更大范圍的情況，規(guī)定為扣件可調(diào)整范圍的2倍，即30mm。由于在不同結(jié)構(gòu)物的連接處的差異沉降有時(shí)是不可避免的，在軌道結(jié)構(gòu)中采

26、用特殊的過渡措施可以承受5mm的差異沉降，因此規(guī)定工后的差異沉降小于5mm。對于路橋、路涵等過渡段沉降造成的折角，日本新干線板式軌道線路規(guī)定不大于1/1000，德國無碴軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于1/500，我國首次在路基上鋪設(shè)無碴軌道，對鋪軌工程完成后由于過渡段沉降而造成的折角，采用不大于1/1000來控制。</p><p><b>　　3 觀測點(diǎn)布置</b></p><p

27、>　　3.1 路堤和路塹觀測斷面和觀測點(diǎn)的布置原則</p><p><b>　　3.1.1 路堤</b></p><p>　　一般情況下沿線路方向間隔不大于50m布設(shè)一個(gè)觀測斷面，地基條件復(fù)雜、地形起伏大應(yīng)適當(dāng)加密，25m布設(shè)一個(gè)斷面。一個(gè)沉降觀測單元（連續(xù)路基沉降觀測區(qū)段為一個(gè)單元）應(yīng)不少于2個(gè)觀測斷面。</p><p>　　堆載預(yù)

28、壓時(shí)每個(gè)路堤觀測斷面應(yīng)布設(shè)一組組合式沉降板，即在線路中心線布設(shè)一組（每組包括觀測內(nèi)容中要求的深度上的不同部位），路基兩側(cè)路肩布設(shè)變形觀測樁，路基兩側(cè)坡腳外1m各埋設(shè)水平位移觀測樁一處。對地形橫向坡度大或地層橫向厚度變化的路基工點(diǎn)應(yīng)布設(shè)不少于1個(gè)橫向觀測斷面，每個(gè)斷面3組觀測點(diǎn)，路堤堆載預(yù)壓斷面圖見附錄C圖1。</p><p>　　無堆載預(yù)壓的段落，兩側(cè)路肩各設(shè)變形觀測樁1個(gè)，路基兩側(cè)坡腳外1m各埋設(shè)水平位移觀測樁

29、一處，路堤無堆載預(yù)壓斷面圖見附錄C圖2。</p><p><b>　　3.1.2 路塹</b></p><p>　　一般情況下沿線路方向每50m布設(shè)一個(gè)觀測斷面，地基條件復(fù)雜、地形起伏大（以設(shè)計(jì)文件為準(zhǔn)）應(yīng)適當(dāng)加密，25m布設(shè)一個(gè)斷面。一個(gè)沉降觀測單元（連續(xù)路基沉降觀測區(qū)段為一單元）應(yīng)不少于2個(gè)觀測斷面。</p><p>　　無堆載預(yù)壓的段落

30、，每個(gè)路塹斷面在兩側(cè)路肩各設(shè)觀測樁1個(gè)，路塹無堆載預(yù)壓斷面圖見附錄C圖3。</p><p>　　采取堆載預(yù)壓的段落，每個(gè)路塹斷面在線路中心設(shè)沉降板一組，兩側(cè)路肩各設(shè)觀測樁1個(gè)，路塹堆載預(yù)壓斷面圖見附錄C圖4。</p><p>　　3.2 路堤和橋梁、涵洞過渡段觀測斷面和觀測點(diǎn)的布置原則</p><p>　　3.2.1 路橋過渡段</p><p

31、>　　1）于路肩兩側(cè)各設(shè)置一處觀測樁，觀測樁露出地表或基床，路基兩側(cè)坡腳外1m各埋設(shè)水平位移觀測樁一處，其埋設(shè)應(yīng)能牢固可靠。</p><p>　　2）每個(gè)路橋過渡段設(shè)置3個(gè)觀測斷面，分別設(shè)置于與橋臺連接處、距離橋臺5~10m、20~30m處。</p><p>　　3）每個(gè)路基觀測斷面應(yīng)布設(shè)一組組合式沉降板，即在線路中心線布設(shè)一組（每組包括觀測內(nèi)容中要求的深度上的不同部位）。</

32、p><p>　　路堤與橋梁過渡段沉降觀測斷面圖見附錄C圖5。路塹與橋梁過渡段沉降觀測斷面圖見附錄C圖6。</p><p>　　3.2.2 路涵過渡段</p><p>　　1）每個(gè)路基觀測斷面應(yīng)布設(shè)一組組合式沉降板，于路肩兩側(cè)各設(shè)置一處觀測樁，觀測樁露出地表或基床，其埋設(shè)應(yīng)能牢固可靠。</p><p>　　2）每個(gè)路涵過渡段路基設(shè)置6個(gè)觀測斷面，

33、分別設(shè)置于涵洞與路基交界處、距離涵洞5~10m處，距離涵洞10~20m處。</p><p>　　路堤與涵洞過渡段沉降觀測斷面圖見附錄C圖7。路塹與涵洞過渡段沉降觀測斷面圖見附錄C圖8。</p><p>　　3.2.3 路堤與路塹過渡段</p><p>　　路堤與路塹過渡段分別在距離填挖分界點(diǎn)5~10m處設(shè)置路堤、路塹觀測斷面各一處。</p><

34、p>　　4 沉降變形觀測網(wǎng)的建立</p><p>　　4.1 沉降變形觀測網(wǎng)的基本要求</p><p>　　沉降觀測測量按《客運(yùn)專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》、《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》的要求執(zhí)行。垂直位移觀測網(wǎng)采用二等水準(zhǔn)測量精度要求建立。</p><p>　　建立沉降觀測網(wǎng)，布設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)。水平位移觀測網(wǎng)采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)按

35、觀測精度要求建立；高程應(yīng)用施工高程控制網(wǎng)系統(tǒng)并與施工高程控制網(wǎng)聯(lián)測。全線二等水準(zhǔn)測量貫通后，將垂直位移觀測網(wǎng)與二等水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，統(tǒng)一歸化為二等水準(zhǔn)基點(diǎn)上（85黃海高程基準(zhǔn)）。</p><p>　　4.2 沉降變形觀測網(wǎng)的建立方式</p><p>　　沉降觀測網(wǎng)（高程控制網(wǎng)）由水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成。沉降觀測網(wǎng)的建立方式是在全線二等精密高程控制測量布設(shè)的基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)及一般水準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上

36、，按照國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進(jìn)一步加密水準(zhǔn)基點(diǎn)或設(shè)置工作基點(diǎn)以至滿足工點(diǎn)垂直位移監(jiān)測需要。高程基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)間距一般不宜大于200m，以便于對沿線路基進(jìn)行沉降觀測。在沉降觀測水準(zhǔn)網(wǎng)建立后，應(yīng)對水準(zhǔn)基點(diǎn)做好保護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)丟樁或樁位有移動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)盡快恢復(fù)和補(bǔ)測樁點(diǎn)。</p><p>　　水平位移觀測網(wǎng)（平面控制網(wǎng)）采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)按觀測精度要求建立（平面控制點(diǎn)與高程控制點(diǎn)為同一點(diǎn)），利用GPS全球定位系統(tǒng)觀測，按照國家

37、三等平面控制的精度要求和施測方法觀測。</p><p>　　4.3 水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)的布設(shè)與觀測</p><p>　　4.3.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)</p><p>　　水準(zhǔn)基點(diǎn)采用鐵路設(shè)計(jì)院提供的41個(gè)Ⅱ等水準(zhǔn)點(diǎn)。這些水準(zhǔn)點(diǎn)是鐵路設(shè)計(jì)院在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測的高等級點(diǎn)，其平面坐標(biāo)按照國家二等平面控制的精度要求和施測方法觀測，高程按照國家二等水準(zhǔn)測量的精度要求和施測方法

38、觀測，點(diǎn)位精度高，保存完好。</p><p>　　4.3.2 工作基點(diǎn)的布設(shè)</p><p>　　工作基點(diǎn)應(yīng)選在比較穩(wěn)定的位置。位置適宜的水準(zhǔn)基點(diǎn)也可作為工作基點(diǎn)使用，工作基點(diǎn)距線路中心50m~100m，沿線路方向間距不宜大于200m。工作基點(diǎn)布設(shè)在不受施工干擾的穩(wěn)定土層內(nèi)，便于長期保存和使用的地點(diǎn)，對觀測條件較好或觀測項(xiàng)目較少的工程，不設(shè)立工作基點(diǎn)，在水準(zhǔn)基點(diǎn)上直接測量變形觀測點(diǎn)。工作

39、基點(diǎn)采用混凝土預(yù)制樁（預(yù)制時(shí)插入Ф28mm長60cm頂端圓滑的鋼筋），樁周上部30cm用混凝土澆注固定并編號，埋深不得小于2.0m（本管段凍土層厚度1.6m），并應(yīng)采取防護(hù)措施加以保護(hù)。</p><p>　　由于點(diǎn)位的選擇對保證觀測工作的順利進(jìn)行、可靠地保證測量結(jié)果及后期對工程應(yīng)用的方便具有重要意義，所以，在選點(diǎn)工作開始之前，應(yīng)收集和了解測區(qū)的地形情況以及原有測量標(biāo)志點(diǎn)的分布及保存情況，以便確定合理的測點(diǎn)位置。選

40、點(diǎn)應(yīng)遵守的原則是：</p><p>　　1）測站點(diǎn)應(yīng)選在遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓電線外，以避免其周圍磁場對GPS信號的干擾；</p><p>　　2）測站點(diǎn)應(yīng)選在易于安置接收機(jī)的地方，且視野開闊，其周圍障礙物的高度角一般應(yīng)大于；</p><p>　　3）測站點(diǎn)應(yīng)選在交通方便的地方，并且便于用其它測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展；</p><p>　　

41、4）兩水準(zhǔn)基點(diǎn)之間沿線路方向按間距不大于200m，距路基中心距離小于100m布設(shè)工作基點(diǎn)；</p><p>　　5）點(diǎn)位選定后，應(yīng)按規(guī)定繪制點(diǎn)之記。</p><p>　　4.3.3 沉降變形觀測網(wǎng)的觀測</p><p>　　水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成了沉降變形觀測網(wǎng)。把水準(zhǔn)基點(diǎn)作為已知點(diǎn)，工作基點(diǎn)為未知點(diǎn)組成GPS平面控制網(wǎng)，按照國家三等平面控制（GPS C級網(wǎng)）的

42、精度要求和施測方法觀測工作基點(diǎn)的平面坐標(biāo)；同樣，把水準(zhǔn)基點(diǎn)作為已知點(diǎn)，工作基點(diǎn)為未知點(diǎn)組成高程控制網(wǎng)，按照國家二等水準(zhǔn)測量的精度要求和施測方法觀測工作基點(diǎn)的高程值。沉降變形觀測過程中，工作基點(diǎn)應(yīng)定期與水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行校核。當(dāng)對沉降觀測成果發(fā)生懷疑時(shí)，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行復(fù)測校核。</p><p>　　哈大客運(yùn)專線四平段TJ-3范圍內(nèi)的水準(zhǔn)基點(diǎn)采用41個(gè)Ⅱ等水準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)（加密點(diǎn)）有62個(gè)。</p><p&

43、gt;　　4.4 沉降觀測網(wǎng)的主要技術(shù)要求</p><p>　　垂直位移監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)狀、結(jié)點(diǎn)或附合水準(zhǔn)路線等形式。水平位移觀測網(wǎng)控制點(diǎn)宜采用強(qiáng)制歸心裝置的觀測墩；照準(zhǔn)標(biāo)志應(yīng)采用強(qiáng)制對中裝置的覘牌或紅外測距反射片。沉降觀測精度要求見表4-1[3]，沉降變形觀測網(wǎng)主要技術(shù)要求見表4-2[4]，水平位移監(jiān)測網(wǎng)主要技術(shù)要求見表4-3[4]。</p><p>　　表4-1 沉降觀測精度&l

44、t;/p><p>　　Tab.4-1 Settlement observation accuracy</p><p>　　表4-2 沉降變形觀測網(wǎng)的主要技術(shù)要求</p><p>　　Tab.4-2 Requirements of the settlement observation network </p><p>　　表4-3 水平位移監(jiān)測網(wǎng)的

45、主要技術(shù)要求</p><p>　　Tab.4-3 Requirements of the horizontal displacement monitoring network</p><p>　　5 沉降觀測方案設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 路基沉降觀測</p><p>　　5.1.1 觀測斷面及觀測點(diǎn)的設(shè)置原則</p>

46、<p>　　1）路基沉降觀測應(yīng)以路基面沉降和地基沉降觀測為主。沉降變形觀測斷面應(yīng)根據(jù)不同的地基條件，不同的結(jié)構(gòu)部位等具體情況設(shè)置；測點(diǎn)的設(shè)置位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還應(yīng)針對施工掌握的地質(zhì)地形等情況調(diào)整或增設(shè)。</p><p>　　2）觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在同一橫斷面上，這樣有利于觀測點(diǎn)的看護(hù)，便于集中觀測，統(tǒng)一觀測頻率，更重要的是便于各觀測數(shù)據(jù)的綜合分析。</p><p>　　3）路基

47、面觀測斷面沿線路方向的間距一般不大于50m；地勢平坦、地基條件均勻良好的路塹、高度小5m的路堤可放寬到100m；地形條件變化較大地段應(yīng)適當(dāng)加密觀測斷面。</p><p>　　4）一般路基填筑至路基基床表層頂面，加堆載預(yù)壓的路堤填筑至基床底層表面后，在路基面設(shè)觀測樁，進(jìn)行路基面沉降觀測，觀測時(shí)間不少于6個(gè)月。根據(jù)觀測結(jié)果，分析評價(jià)地基的最終沉降量完成時(shí)間，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)措施使地基處理達(dá)到預(yù)定的控制要求。</p&

48、gt;<p>　　5）測點(diǎn)及觀測元器件的埋設(shè)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，且標(biāo)設(shè)準(zhǔn)確、埋設(shè)穩(wěn)定。觀測期間應(yīng)對觀測點(diǎn)采取有效的保護(hù)措施，防止施工機(jī)械的碰撞，人為因素的破壞，務(wù)必使觀測工作能善始善終，取得滿意成果。</p><p>　　5.1.2 觀測斷面及點(diǎn)的設(shè)置、元件布設(shè)</p><p>　　觀測斷面的設(shè)置及觀測斷面的觀測內(nèi)容、元件的布設(shè)應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件、地基壓縮層厚度、路堤高度

49、、地基處理方法、堆載預(yù)壓等具體情況，結(jié)合沉降觀測方法和工期要求具體確定。每個(gè)工點(diǎn)觀測斷面及觀測點(diǎn)的數(shù)量，埋設(shè)觀測元件的種類、數(shù)量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)原則由設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理方在現(xiàn)場核查確定。</p><p>　　5.1.3 沉降觀測元件的選取、埋設(shè)</p><p><b>　　1）觀測元件的選取</b></p><p>　　觀測元件應(yīng)滿足工后沉

50、降的評估需要及精度要求。路基面采用觀測樁觀測，地基面采用沉降板相結(jié)合進(jìn)行觀測。</p><p><b>　　2）觀測元件的埋設(shè)</b></p><p>　　觀測元件除沉降觀測樁外，均應(yīng)在地基加固完成后，路基填筑施工前埋設(shè)。</p><p>　　圖5-1 路基面沉降觀測樁參考圖（單位：mm）</p><p>　　Fig.5

51、-1 Subgrade settlement observation pile reference surface (unit: mm)</p><p><b>　?、俪两涤^測樁</b></p><p>　　采用 100mm×100mm×1100mm規(guī)格的C15混凝土預(yù)制樁，埋入鋼筋原長不小于40cm，直徑不小于20mm，底部做成帶彎鉤狀，露出混凝

52、土面5mm打磨成半球狀表面作好防銹處理。一般路基填筑至基床表層頂面，加載預(yù)壓路堤填筑到基床底層頂面后，挖坑埋置于設(shè)計(jì)位置，采用砂漿澆筑固定。路基面觀測樁一般設(shè)在距左右線路中心3.2m基床底層頂面，埋設(shè)規(guī)格見圖5-1，采用水準(zhǔn)儀按國家二等水準(zhǔn)測量方法測量沉降監(jiān)測樁標(biāo)高變化；路堤地段位移樁埋設(shè)于堤腳外1m處，用全站儀測量位移樁水平位移變化。</p><p><b>　?、诔两蛋?lt;/b></

53、p><p>　　沉降板由底鋼板（50cm×50cm，厚1cm）、金屬測桿（φ40mm厚壁鍍鋅鐵管）及保護(hù)套管（直徑不小于φ75mm、壁厚不小于4mm的硬PVC管）組成。 </p><p>　　沉降板埋

54、設(shè)位置應(yīng)按設(shè)計(jì)測量確定，沉降板埋在褥墊層頂部并嵌入其內(nèi)10cm，采用中粗砂回填密實(shí)，再套上保護(hù)套管，保護(hù)套管略低于沉降板測桿，上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應(yīng)填料穩(wěn)定保護(hù)套管，完成沉降板的埋設(shè)工作。</p><p>　　采用水準(zhǔn)儀按國家二等水準(zhǔn)測量方法測量埋設(shè)就位的沉降板測量桿頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護(hù)套管，每次接長高度以1m為宜，接長前后測量桿頂標(biāo)高變化量確定接高量。金屬測

55、桿用內(nèi)接頭連接，保護(hù)套管用PVC管外接頭連接。</p><p>　　5.1.4 監(jiān)測方法及要求</p><p><b>　　1）觀測頻次要求</b></p><p>　?、偎性裨O(shè)后，必須測試初始讀數(shù)，在路堤正式填筑前，必須對所有元件進(jìn)行復(fù)測，作為正式初始讀數(shù)。</p><p>　?、诼坊┕じ麟A段沉降觀測頻次見表

56、5-1要求。</p><p>　　表5-1 路基沉降觀測頻次</p><p>　　Tab.5-1 Frequency of settlement observation to the road</p><p>　?、蹨y試過程中發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，必須及時(shí)查明原因，盡快妥善處理。</p><p>　　2）觀測方法及測量精度要求</p>

57、<p>　　所有標(biāo)高水準(zhǔn)測量應(yīng)滿足二等變形等級測量技術(shù)要求，測量精度：±1mm，讀數(shù)取位至0.1mm。</p><p><b>　　3）元件保護(hù)要求</b></p><p>　　①根據(jù)沉降變形觀測監(jiān)測組的工作安排，各小組成員按分工在管區(qū)內(nèi)進(jìn)行元器件的埋設(shè)、觀測和保護(hù)工作。</p><p>　?、谠裨O(shè)前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況以及

58、元件自身編號作好記錄。</p><p>　　③所有監(jiān)測元件埋設(shè)時(shí)或監(jiān)測過程中損壞應(yīng)及時(shí)補(bǔ)埋或經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理確認(rèn)采取其它替代措施。</p><p>　?、艹两蛋迓裨O(shè)后，制作相應(yīng)的標(biāo)示旗或保護(hù)架插在上方，凡沉降板附近一米范圍內(nèi)土方應(yīng)采用人工攤平及小型機(jī)具碾壓，不得采用大型機(jī)械推土及碾壓，并配備專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)，以確保沉降板不受損壞。</p><p>　?、莞魇┕り?duì)?wèi)?yīng)制定穩(wěn)妥的

59、保護(hù)措施并認(rèn)真執(zhí)行，確保元器件不因人為、自然等因素而破壞。</p><p>　　5.2 過渡段沉降觀測</p><p>　　1）過渡段沉降觀測應(yīng)以路基面沉降和不均勻沉降觀測為主，沉降觀測期與路基相同，不少于6個(gè)月。</p><p>　　2）分別在路橋、路涵過渡段的結(jié)構(gòu)物起點(diǎn)、距結(jié)構(gòu)物起點(diǎn)5～10m處、20～30m處、50m處各設(shè)一個(gè)觀測斷面。剖面沉降沿線路斜向?qū)?/p>

60、線連續(xù)布置沉降管，并在沉降管口設(shè)置沉降觀測樁。</p><p>　　3）路堤和路塹過渡段在分界處設(shè)路基面觀測斷面，每觀測斷面設(shè)3個(gè)觀測樁。</p><p>　　4）沉降觀測水準(zhǔn)的測量精度不低于1mm，讀數(shù)取位至0.1mm。</p><p>　　5）沉降觀測的頻次按路基沉降觀測頻次進(jìn)行。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化或數(shù)據(jù)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)觀測。</p><p>

61、;　　5.3 作業(yè)方法與技術(shù)要求</p><p>　　5.3.1 使用儀器</p><p>　　依據(jù)水準(zhǔn)測量規(guī)范和本單位實(shí)際情況，本次水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測采用瑞士生產(chǎn)的萊卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀及配套一對因瓦條形碼水準(zhǔn)尺進(jìn)行測量。儀器標(biāo)稱精度為每公里觀測高差中誤差0.3mm。儀器使用前須經(jīng)儀器檢定部門鑒定合格。</p><p>　　作業(yè)前須對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢校，

62、作業(yè)前、后及作業(yè)過程中須定期進(jìn)行水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸平行性檢驗(yàn)（即i角檢驗(yàn)），要求對于二等水準(zhǔn)i15"。</p><p>　　5.3.2 人員組織</p><p>　　為提高質(zhì)量，要求每個(gè)觀測小組每組至少4人，其中組長、副組長各1人，負(fù)責(zé)主測和內(nèi)業(yè)處理，其余人員負(fù)責(zé)立尺和跑點(diǎn)選線。此外，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，主要負(fù)責(zé)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

63、日觀測工作量和內(nèi)容安排、安全等工作。</p><p>　　5.3.3 技術(shù)要求</p><p>　　沉降觀測采用二等水準(zhǔn)測量，觀測精度不低于1mm，讀數(shù)取位至0.1mm，其主要技術(shù)指標(biāo)見表5-2[4]。</p><p>　　表5-2 二等水準(zhǔn)測量主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　Tab.5-2 Requirements of the sec

64、ond-class leveling </p><p>　　注：L為水準(zhǔn)路線長度，單位為km；n為測站數(shù)。</p><p>　　5.3.4 作業(yè)方法</p><p><b>　　1）一般要求</b></p><p>　?、偎褂玫膬x器和設(shè)備應(yīng)進(jìn)行定期檢查并作出詳細(xì)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

65、路線和觀測方法，在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。</p><p>　?、诟鞣N原始測量記錄應(yīng)真實(shí)、可靠，并有可追溯性；計(jì)算成果和圖表清晰、簽署齊全，并妥善保存。</p><p><b>　　2）觀測方法</b></p><p>　　①二等水準(zhǔn)測量采用單路線往返觀測，且測站數(shù)為偶數(shù)，水準(zhǔn)測量觀測程序是：</p><p>　

66、　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</p><p>　　返測時(shí)，觀測順序與往測時(shí)相反，是“后前前后”[6]。</p><p><b>　　②注意事項(xiàng)</b></p><p>　　a、水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿坡度平緩的交通道路布設(shè)；</p><p>　　b、選擇標(biāo)尺分劃成像清晰、穩(wěn)定和氣

67、溫變化小的時(shí)間觀測；</p><p>　　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(shí)罩上儀器罩；</p><p>　　d、視線長度、視線高不能超限，每站的前、后視距基本相等；</p><p>　　e、安置腳架應(yīng)使兩腳與水準(zhǔn)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(dòng)；</p><p>　　f、一

68、測段水準(zhǔn)路線上(兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間)的測站數(shù)必須是偶數(shù)。往、返測的前、后標(biāo)尺必須交換。</p><p>　　g、各測段應(yīng)沿同一路線、用同類儀器與尺承進(jìn)行往返測，最好是往、返測的測站和尺承位置相同；</p><p>　　h、相鄰測站觀測程序相反。</p><p>　　3）觀測成果整理方法與要求</p><p>　　觀測成果整理按如下步驟、方法和要求

69、進(jìn)行整理：</p><p>　?、侔磳?shí)際觀測的水準(zhǔn)路線繪出附和或閉合環(huán)草圖，作為計(jì)算高差閉合差的工作底圖。</p><p>　?、诿咳胀鈽I(yè)觀測結(jié)束當(dāng)天，各組須立即把本組的電子觀測記錄手簿傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，并用平差軟件計(jì)算觀測成果。打印出觀測記錄和觀測成果經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后簽字歸檔，并將電子資料在電腦里做好備份。</p><p>　　③平差計(jì)算前對水準(zhǔn)網(wǎng)所用高差加入水準(zhǔn)尺

70、長度誤差改正δ和正常水準(zhǔn)面不平行改正ε等項(xiàng)改正，具體改正方法見《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB12897—91）水準(zhǔn)測量外業(yè)高差改正數(shù)計(jì)算章節(jié)。</p><p>　　④平差計(jì)算：水準(zhǔn)網(wǎng)的解算及平差計(jì)算采用同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的《水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件》，分別進(jìn)行整體評差。</p><p>　　6 觀測資料的整理</p><p>　　6.1 資料整理要求</p>

71、<p>　　1）所有測試數(shù)據(jù)應(yīng)真實(shí)、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。</p><p>　　2）所自動(dòng)采集的觀測數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)在計(jì)算機(jī)內(nèi)備份。沉降觀測資料及時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控。觀測中有沉降異常情況應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)各方及時(shí)處理[7]。</p><p>　　3）按照資料提交要求及時(shí)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、匯總

72、，繪制有關(guān)分析曲線及完成有關(guān)報(bào)告。在路基面觀測第三個(gè)月末、六個(gè)月末及無碴軌道鋪設(shè)前以書面和電子文件將每個(gè)斷面（點(diǎn)）的路基面、地基面沉降觀測資料、沉降觀測結(jié)果分析報(bào)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(bào)送評估單位。</p><p>　　4）路基填筑過程中應(yīng)及時(shí)整理中心沉降監(jiān)測點(diǎn)的沉降量，當(dāng)路堤中心地基處沉降觀測點(diǎn)沉降量大于10mm/天時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)，并停止填筑施

73、工，待沉降穩(wěn)定后再恢復(fù)填筑，必要時(shí)采用卸載措施[8]。</p><p>　　5）觀測數(shù)據(jù)及觀測報(bào)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(yàn)收的依據(jù)。</p><p><b>　　6.2 提交資料</b></p><p>　　1）沉降觀測資料表格</p><p>　　沉降觀測資料表格有：工點(diǎn)沉降觀測

74、斷面、點(diǎn)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(yuǎn)—時(shí)間t—沉降s曲線格式；路基面沉降時(shí)間t—沉降s曲線格式 [11]。</p><p>　　2）觀測點(diǎn)的平面、縱斷面和橫斷面布置圖，控制點(diǎn)平面布置圖。</p><p>　　3）標(biāo)石、標(biāo)志規(guī)格及埋設(shè)圖，儀器檢測及校正資料。</p><p>　　4）觀測

75、記錄本（簿）。</p><p>　　5）平差計(jì)算、成果質(zhì)量評定資料及測量成果表。</p><p>　　6）沉降變形過程及變形圖表。</p><p>　　7）沉降變形評估分析成果資料。</p><p>　　7 沉降觀測結(jié)果的分析與評估</p><p><b>　　7.1 路基</b></p

76、><p>　　路基沉降需要經(jīng)過一個(gè)較長的過程，在施加荷載的初期，沉降速率由小到大，隨著時(shí)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(shí)間越長。但當(dāng)路堤達(dá)到設(shè)計(jì)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：</p><p><b>　　雙曲線：</b>&

77、lt;/p><p><b>　　指數(shù)曲線：</b></p><p><b>　　1）繪制沉降曲線</b></p><p>　　路基施工至設(shè)計(jì)預(yù)壓標(biāo)高后，持續(xù)監(jiān)測不少于6個(gè)月，將監(jiān)測數(shù)據(jù)分剖面繪制成“時(shí)間—填土高—沉降量”曲線，如圖7-1所示。再按實(shí)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

78、，驗(yàn)證設(shè)計(jì)、調(diào)整措施使沉降滿足施工控制要求。</p><p>　　圖7-1 時(shí)間—填土高—沉降量曲線</p><p>　　Fig.7-2 Curve of time-filling high-settlement</p><p><b>　　2）沉降推算方法</b></p><p>　　利用實(shí)測數(shù)據(jù)推算最終沉降量的，常用

79、方法有，雙曲線法、三點(diǎn)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，推算方法與實(shí)際沉降對比，積累經(jīng)驗(yàn)較多的推算方法主要有雙曲線法和沉降速率法。</p><p><b>　　3）沉降推算</b></p><p>　　①推算總沉降量和不同時(shí)期的沉降，宜采用雙曲線法和指數(shù)曲線法。</p><p><b

80、>　　a、指數(shù)曲線法</b></p><p>　　推算最終沉降量的公式為： </p><p>　　推算任意時(shí)刻沉降量的公式為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　b、雙曲線法</b></p><p>　　推

81、算最終沉降量的公式為：</p><p>　　推算任意時(shí)刻沉降量的公式為：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　?、诔两邓俾史?lt;/b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際的監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算，確定地基沉降速率，公式為：</p><p><b>　　v

82、==</b></p><p>　　通過沉降速率的推算，便可計(jì)算出滿足工后沉降所需的預(yù)壓時(shí)間t時(shí)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)。</p><p>　　4）沉降分析評估的內(nèi)容與要求</p><p>　　根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)推算沉降，推算的準(zhǔn)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：</p><p>　?、?/p>

83、監(jiān)測數(shù)據(jù)和趨勢確定的檢驗(yàn)</p><p>　　檢驗(yàn)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(dāng)兩者之間的相關(guān)關(guān)系r，滿足相關(guān)系數(shù)r0.92時(shí)為“優(yōu)”。</p><p><b>　?、陬A(yù)測穩(wěn)定性檢驗(yàn)</b></p><p>　　根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和擬合的沉降曲線，推算一定時(shí)期（一般為6個(gè)月）后的沉降，擬合曲線的推導(dǎo)一般以三個(gè)月為周期反復(fù)進(jìn)行以不斷逼近

84、路基的真實(shí)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(gè)月后可根據(jù)三個(gè)月測定的沉降觀測結(jié)果推導(dǎo)第一個(gè)擬合曲線S1(t)。根據(jù)這個(gè)沉降擬合曲線可外推（預(yù)測）六個(gè)月后的沉降S1（t=6個(gè)月）然后繼續(xù)觀測三個(gè)月，并檢查第一次預(yù)測結(jié)果是否合理。然后根據(jù)總共六個(gè)月觀測的結(jié)果推導(dǎo)第二個(gè)更接近時(shí)間的沉降擬合曲線S2(t)，以這種方式不斷逼近真實(shí)的路基變形發(fā)展。當(dāng)間隔不少于3個(gè)月的兩次預(yù)測最終沉降的差值不應(yīng)大于8mm，認(rèn)為預(yù)

85、測的穩(wěn)定性達(dá)到了“優(yōu)”。</p><p><b>　?、垲A(yù)測準(zhǔn)確性的要求</b></p><p>　　當(dāng)預(yù)測的時(shí)間滿足條件時(shí)，預(yù)測才是準(zhǔn)確的。</p><p>　　式中：S(t)：預(yù)測時(shí)的沉降觀測值；</p><p>　　S(t=∞)：時(shí)間t時(shí)預(yù)測的最終沉降值</p><p><b>　

86、　7.2 過渡段</b></p><p><b>　　1）一般規(guī)定</b></p><p>　　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(jìn)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(diǎn)分析評估其差異沉降。</p><p>　　2）過渡段沉降的預(yù)測、

87、評估方法</p><p>　　過渡段沉降的預(yù)測、評估方法同路基的預(yù)測、評估方法。</p><p>　　3）過渡段鋪設(shè)無碴軌道技術(shù)條件的評定</p><p>　　過渡段不同結(jié)構(gòu)物間的預(yù)測差異沉降不應(yīng)大于5mm，預(yù)測沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于1/1000。</p><p>　　7.3 評估資料上交</p><p>

88、　　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(yù)壓完畢、涵洞成形以后沉降變形觀測期已按設(shè)計(jì)要求達(dá)到6個(gè)月，沉降變形已經(jīng)趨于穩(wěn)定；進(jìn)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底、基床、路肩的最大和最小沉降量。</p><p>　　2）單元評估申批表：監(jiān)理單位、評估單位、設(shè)計(jì)

89、單位、建設(shè)單位對此評估單元的意見和結(jié)論。</p><p>　　3）單元自評報(bào)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。</p><p>　　4）累計(jì)沉降量匯總表：各斷面從開始觀測日期到評估預(yù)定日期各觀測周

90、期的累計(jì)沉降量、斷面里程、路基形式及接管日期等。</p><p>　　5）設(shè)計(jì)觀測斷面：設(shè)計(jì)觀測斷面是由鐵道部設(shè)計(jì)預(yù)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(jì)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(diǎn)布設(shè)和過渡段形式。</p><p>　　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(diǎn)的沉降曲線相關(guān)系數(shù)。</p

91、><p>　　7）堆載（填筑、架梁）完成后累計(jì)沉降量統(tǒng)計(jì)表：各觀測斷面和過渡段的所有觀測點(diǎn)的堆載或填筑完成前累計(jì)沉降量、統(tǒng)計(jì)期累計(jì)沉降量、堆載或填筑完成后至統(tǒng)計(jì)期累計(jì)沉降量、堆載或填筑完成后日期和總沉降量累計(jì)日期。</p><p>　　8）觀測日期、期數(shù)、天數(shù)統(tǒng)計(jì)表：各觀測斷面和過渡段的所有觀測點(diǎn)的初始日期、堆載或填筑完成日期及期數(shù)和天數(shù)、計(jì)算日期、堆載或填筑完成后期數(shù)及天數(shù)、總觀測期數(shù)。&l

92、t;/p><p>　　9）相鄰點(diǎn)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(diǎn)差異沉降量。</p><p><b>　　8 實(shí)測數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　　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(gè)階段的回歸分析及預(yù)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0.92。</p>

93、<p>　　哈大客運(yùn)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(fēng)化產(chǎn)物為土狀，砂巖以灰色、紫紅色為主，泥質(zhì)膠結(jié)，成巖較差，風(fēng)化產(chǎn)物為砂狀，泥巖具弱膨脹性。本設(shè)計(jì)就此段路基中的DK597+214和DK598+242斷面做實(shí)例分析。</p>

94、<p>　　實(shí)例一 斷面DK597+214開始于2009年6月10日（在此之前也有觀測，因種種原因觀測樁遭破壞導(dǎo)致重新觀測）堆載開始于2009年11月25日，結(jié)束于2009年11月30日。根據(jù)累計(jì)沉降量匯總表，求出a=26.0602；b=0.3054；相關(guān)系數(shù)r=0.9792（其中a和b為負(fù)荷不再變化時(shí)的數(shù)據(jù)代入方程組和求得的系數(shù)）。推算出最終沉降量=4.1mm。劃出的曲線圖為8-1。</p><p&g

95、t;　　圖8-1 DK597+214斷面基底曲線圖</p><p>　　Fig.8-1 DK597+214 section curve base</p><p>　　實(shí)例二 斷面DK598+242開始于2009年6月10日（在此之前也有觀測，因種種原因觀測樁遭破壞導(dǎo)致重新觀測）。根據(jù)累計(jì)沉降量匯總表，求出a=28.5931；b=0.3636；相關(guān)系數(shù)r=0.9988。推算出最終沉降量=3.

96、0mm。劃出的曲線圖為8-2。</p><p>　　圖8-2 DK598+242斷面基底曲線圖</p><p>　　Fig.8-2 DK598+242 section curve base</p><p>　　根據(jù)兩種不同形式的路基的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)作回歸分析及預(yù)測，確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.92。沉降預(yù)測的可靠性應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證，間隔不少于3各月的兩

97、次預(yù)測最終沉降的差值不應(yīng)大于8mm。路基填筑完成或堆載預(yù)壓后，最終的沉降預(yù)測時(shí)間應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　　式中：s(t)：預(yù)測時(shí)的沉降觀測值；</p><p>　　s(t＝∞)：預(yù)測的最終沉降值。</p><p><b>　　9 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析</b></p><p>　　隨著中國社會發(fā)展和改革開放的不斷深入

98、，中國工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)舞臺也不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代工業(yè)工程的內(nèi)涵也有原來的單一工程建設(shè)，擴(kuò)大發(fā)展成多元化、多層次、多空間的工程項(xiàng)目。其中的科學(xué)技術(shù)的內(nèi)涵已作為工業(yè)工程的主要內(nèi)容，主導(dǎo)著現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和順應(yīng)改革潮流的命脈，關(guān)系到現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)核心競爭力的強(qiáng)弱，關(guān)系到現(xiàn)代工業(yè)工程的成敗?，F(xiàn)代企業(yè)要發(fā)展，就需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，增加企業(yè)核心競爭力。而所有的技術(shù)創(chuàng)新都離不開技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和綜合評價(jià)。其中，對工程技術(shù)的先進(jìn)性和可行性研究是整個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分

99、析的前提，而對其財(cái)務(wù)效益分析和國民經(jīng)濟(jì)分析是我們技術(shù)分析的最終目的。</p><p>　　根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌稣{(diào)查和銷售預(yù)測，確定工程達(dá)到的目的和要求。組織和開發(fā)有關(guān)的單位和人員，提出技術(shù)方案；搜集和準(zhǔn)備相關(guān)的材料，確定技術(shù)方案的指標(biāo)體系的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；分析方案的先進(jìn)性和可行性；計(jì)算方案的財(cái)務(wù)效益和國民經(jīng)濟(jì)效益。把工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、政治及社會等各方面的因素聯(lián)系起來，對技術(shù)方案進(jìn)行綜合評價(jià)。</p><

100、p>　　作者根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀磺闆r和無碴軌道沉降觀測的要求設(shè)計(jì)了施測方案，從觀測內(nèi)容到觀測點(diǎn)的布置，再到網(wǎng)的建立以及成果評估都嚴(yán)格遵守國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其精度和可靠性也完全可以符合無碴軌道鋪設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在技術(shù)方面上，該設(shè)計(jì)可以付諸實(shí)施。</p><p>　　本設(shè)計(jì)依據(jù)最優(yōu)化原則，合理的設(shè)計(jì)了施工方案，其點(diǎn)的埋設(shè)、設(shè)備要求和人員配備都既保證了工程質(zhì)量，又節(jié)約了成本，因此，可使獲得最大效益。</p>&

101、lt;p><b>　　10 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　10.1 結(jié)論</b></p><p>　　安全是鐵路永恒的主題，我國客運(yùn)專線建設(shè)由于地質(zhì)條件復(fù)雜，面臨的問題較多，尤其是如何有效預(yù)測工后沉降長期困擾著工程界。因此，科學(xué)、有效地分析和預(yù)測線下工程工后沉降量是無碴軌道鋪設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)針對哈大客運(yùn)專線四平段的

102、沉降觀測進(jìn)行闡述，介紹了當(dāng)?shù)氐淖匀磺闆r，詳細(xì)制定了觀測目的、觀測內(nèi)容、觀測方法并設(shè)計(jì)了控制點(diǎn)、觀測基點(diǎn)及布設(shè)圖紙，為以后的工程建設(shè)提供了可參考的依據(jù)。由于本人實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)尚少，思維不夠縝密，所以本設(shè)計(jì)還存在一些缺陷，需要在施工中不斷提出，不斷解決，不斷完善，以達(dá)到理想的效果。在完成本文的工作后，還存在著許多問題值得進(jìn)一步研究與探討：</p><p>　　1）路基沉降的精確計(jì)算是有效控制沉降的重要前提，如何結(jié)合現(xiàn)場

103、實(shí)測資料，改進(jìn)路基沉降計(jì)算方法，提高計(jì)算精度，獲得適用面更廣、精度較高的理論計(jì)算公式，對開展路基沉降控制工作是非常有意義的，也是今后我國大規(guī)模新建高速鐵路要求深入研究的重要課題；</p><p>　　2）在哈大高速鐵路路基底沉降擬合與預(yù)測的基礎(chǔ)上，以路基填筑完成后路基面觀測樁的觀測數(shù)據(jù)，繼續(xù)開展路基工后沉降的預(yù)測與評估，并根據(jù)哈大高速鐵路鐵路無碴軌道的鋪設(shè)條件，確定合理的鋪軌時(shí)間。</p><

104、p>　　10.2 進(jìn)一步研究展望</p><p>　　沉降預(yù)測結(jié)果要采用現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證是否準(zhǔn)確，路基的最終沉降量往往要通過長時(shí)間的現(xiàn)場觀測，而鐵路客運(yùn)專線線下路基的沉降評估只要求填土完成后觀測不少于6個(gè)月，因此，本文的沉降預(yù)測模型究竟哪種方法最為合理還有待于實(shí)測數(shù)據(jù)最終的檢驗(yàn)，鑒于此，鐵路客運(yùn)專線路基沉降預(yù)測還有諸多問題有待于進(jìn)一步的研究。</p><p>　　1）對于鐵路客運(yùn)

105、專線路基最終沉降量的預(yù)測，究竟哪一種方法最為合理還要通過長時(shí)間的現(xiàn)場觀測，經(jīng)過預(yù)測數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)的對比才能總結(jié)出正確的結(jié)論。</p><p>　　2）本文所做的研究大多是是針對一些常用的預(yù)測模型，因此適合于鐵路客運(yùn)專線沉降特征的新方法有待于進(jìn)一步的研究、發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　3）沉降預(yù)測模型的軟件化與網(wǎng)絡(luò)化。為了滿足我國鐵路客運(yùn)專線的建設(shè)需要，實(shí)現(xiàn)沉降預(yù)測的軟件化以及建立基于網(wǎng)絡(luò)平臺

106、的沉降評估系統(tǒng)是非常必要的;這能夠保證沉降觀測數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，并且沉降評估人員很容易獲得數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)，有利于沉降評估工作的順利進(jìn)展。</p><p>　　我國的沉降觀測技術(shù)基本發(fā)育成熟，但是尚有不足之處，這就需要我們測量人員不斷地技術(shù)改革，技術(shù)創(chuàng)新，并積極借鑒國外先進(jìn)的理論技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以完善自我，使我國的測量技術(shù)達(dá)到新的高峰。</p><p><b>　　致謝<

107、;/b></p><p>　　本論文自始至終都是在指導(dǎo)老師xx的悉心指導(dǎo)下完成，本論文無論是在選題、資料收集、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和理論分析中，xx都給予我耐心的啟發(fā)和引導(dǎo)。他嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、質(zhì)樸謙和的學(xué)者風(fēng)范、淵博的知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及誨人不倦的師德是我今后工作和學(xué)習(xí)的楷模。</p><p>　　感謝王書記給我提供了在xx實(shí)習(xí)的機(jī)會，讓我在四平學(xué)到很多學(xué)業(yè)上和實(shí)踐上的東西。同時(shí)也感

108、謝碩士研究生孟凡帥學(xué)長在四平給予我論文上和學(xué)業(yè)上的幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 關(guān)于加強(qiáng)客運(yùn)專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估工作地通知[R].工管技[2007]7號</p><p>　　[2] 客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定[S].鐵建設(shè)[2006]189號</p><p

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