毕业设计论文高铁路基工程变形观测方案设计与实施(编辑修改稿)

毕业设计论文高铁路基工程变形观测方案设计与实施(编辑修改稿)内容摘要：

降观测 的内容及要求 沉降观测的内容 路基 1）路堤： 根据不同的路基高度和地基条件，路基沉降观测的主要内容有：路基面的沉降观测；路基基底沉降观测； 路基两侧 路 肩 的沉降观测 ；路基两侧坡脚的沉降观测。 2）路堑： 根据不同的路基高度和地基条件，路基沉降观测的主要内容有：路基面的沉降观测；路基基底沉降观测； 路基两侧 路 肩 的沉降观测。 过渡段 根据过渡段的设计形式，沉降观测的主要内容有：路桥过渡段沉 降观测；路堤与涵洞过渡段沉降观测；路堤与路堑过渡段沉降观测。 沉降观测的控制要求 高速铁路路基作为无碴轨道结构的基础，对路基的沉降变形非常敏感，要求沉降控制在非常小的范围之内。 工后沉降指的是路基上部关键部位竣工验收后整个构筑物体系所产生的沉降量，是路基沉降的主要控制对象。 我国拟建的高速铁路无碴轨道在汲取国外沉降控制经验的基础上，围绕线路运营、结构允许变形，从路基竣工后扣件可调整的总沉降量，20m结构长度范围内的不均匀沉降、路基与桥涵之间差异沉降形成的错台，以及轨道结构单元之间形成的折角等多方面对路 基变形都作出了严格规定，见表 21。 表 21 高速铁路无碴轨道路基工后沉降控制标准 Highspeed railway track settlement after ballast control standards 一般情况允许工后沉降 均匀地基长  20m允许工后沉降 不均匀沉降 差异沉降错台 折角  15mm  30mm 20mm/20m  5mm  1/1000 无碴轨道的工后沉降控制值，应从满足扣件可调整量、线路舒适运营、上部结构允许变形以及工程的长期稳定性综合考虑确定，以满足无碴轨道结构形式的要求。 根据德国铁路技术规范规定，对于调高量为 30mm的扣件，在施工中允许调高 +6mm和 4mm，那么只剩 20mm可以调整，再考虑运营期轨道结构变形要留有 5mm的余量，实际上可以用于路基沉降调整的仅有 15mm，路基的沉降不大于 15mm才能保证设计的轨道高程，这可是局部调辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 6 整的 极限。 对于 20m范围内路基的均匀沉降，德国规范的规定可以到 20mm，对于更大范围的情况，规定为扣件可调整范围的 2倍，即 30mm。 由于在不同结构物的连接处的差异沉降有时是不可避免的，在轨道结构中采用特殊的过渡措施可以承受 5mm的差异沉降，因此规定工后的差异沉降小于 5mm。 对于路桥、路涵等过渡段沉降造成的折角，日本新干线板式轨道线路规定不大于 1/1000，德国无碴轨道技术标准规定不大于 1/500，我国首次在路基上铺设无碴轨道，对铺轨工程完成后由于过渡段沉降而造成的折角，采用不大于 1/1000来控制。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 3 观测点布置 路堤和路堑观测断面和观测点的布置原则 路堤 一般情况下沿线路方向间隔不大于 50m布设一个观测断面，地基条件复杂、地形起伏大应适当加密， 25m布设一个断面。 一个沉降观测单元（连续路基沉降观测区段为一个单元）应不少于 2 个观测断面。 堆载预压时每个路堤观测断面应布设一组组合式沉降板，即在线路中心线布设一组（每组包括观测内容中要求的深度上的不同部位），路基两侧路肩布设变形观测桩，路基两侧坡脚外 1m 各埋设水平位移观测桩一处。 对地形横向坡度大或地 层横向厚度变化的路基工点应布设不少于 1 个横向观测断面，每个断面 3 组观测点，路堤堆载预压断面图见附录 C 图 1。 无堆载预压的段落，两侧路肩各设变形观测桩 1 个，路基两侧坡脚外 1m 各埋设水平位移观测桩一处，路堤无堆载预压断面图见附录 C 图 2。 路堑 一般情况下沿线路方向每 50m布设一个观测断面，地基条件复杂、地形起伏大（以设计文件为准）应适当加密， 25m布设一个断面。 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。 无堆载预压的段落，每个路堑断面在两侧路肩各设观测桩 1 个，路堑无堆载 预压断面图见附录 C 图 3。 采取堆载预压的段落，每个路堑断面在线路中心设沉降板一组，两侧路肩各设观测桩1 个，路堑堆载预压断面图见附录 C 图 4。 路堤和桥梁、涵洞过渡段观测断面和观测点的布置原则 路桥过渡段 1）于路肩两侧各设置一处观测桩，观测桩露出地表或基床，路基两侧坡脚外 1m各埋设水平位移观测桩一处，其埋设应能牢固可靠。 2）每个路桥过渡段设置 3 个观测断面，分别设置于与桥台连接处、距离桥台 5~10m、20~30m处。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 8 3）每个路基观测断面应布设一组组合式沉降板，即在线路中心线布设一组（ 每组包括观测内容中要求的深度上的不同部位）。 路堤与桥梁过渡段沉降观测断面图见附录 C 图 5。 路堑与桥梁过渡段沉降观测断面图见附录 C 图 6。 路涵过渡段 1）每个路基观测断面应布设一组组合式沉降板，于路肩两侧各设置一处观测桩，观测桩露出地表或基床，其埋设应能牢固可靠。 2）每个路涵过渡段路基设置 6 个观测断面，分别设置于涵洞与路基交界处、距离涵洞 5~10m处，距离涵洞 10~20m处。 路堤与涵洞过渡段沉降观测断面图见附录 C 图 7。 路堑与涵洞过渡段沉降观测断面图见附录 C 图 8。 路堤与路堑过渡 段 路堤与路堑过渡段分别在距离填挖分界点 5~10m处设置路堤、路堑观测断面各一处。 观测点布置汇总 根据本标段实际情况及设计资料要求，规划了整个标段的沉降变形观测点，具体如表 31 和标 32。 表 31 路基沉降变形观测统计表 单位工程 观测位置及点数 备 注 左侧路肩观测桩 左侧坡脚观测桩 基床底层沉降板 基底沉降板 右侧坡脚观测桩 右侧路肩观测桩 DK579+140～DK579+ 6 3 3 3 3 6 说明： 填筑期间每填筑一层观测一次 ,同时保证不超过 3 天观测 1次； 堆载预压至满足无碴轨道铺设要求期间：第 1～ 15 天每 3天观测 1次，第 16～90天每 7天观测 1次，第 90～ 180天每 15天观测 1 次； DK584+～DK585+ 32 32 6 12 32 32 DK586+～DK586+ 9 9 9 9 9 9 DK590+～DK591+ 17 14 15 15 14 17 DK591+～DK592+ 12 8 10 9 8 12 DK592+～DK593+ 13 11 9 9 11 13 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 续表 31 DK594+～DK595+ 20 18 13 19 18 20 预压土卸载、铺级配碎石至无碴轨道铺设期间：前 15 天每 3天观测 1次，第 15 天后每 7 天观测 1 次。 DK595+～DK595+ 9 7 7 7 7 9 DK597+～DK598+ 61 61 50 55 61 61 DK600+～DK602+ 63 63 44 50 63 63 合 计 242 226 166 188 226 242 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 10 4 沉降变形观测网的建立 沉降 变形 观测网的基本要求 沉降观测测量按《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求执行。 垂直位移观测网采用二等水准测量精度要求建立。 建立沉降观 测网，布设水准基点和工作基点。 水平位移观测网采用独立坐标系统按观测精度要求建立； 高程应用施工高程控制网系统并与施工高程控制网联测。 全线二等水准测量贯通后，将垂直位移观测网与二等水准点联测，统一归化为二等水准基点上（ 85 黄海高程基准）。 水平位移观测网与 CPⅠ或 CPⅡ控制点联测，引入客运专线无碴轨道铁路工程测量平面坐标系统，实现与施工平面控制网坐标的相互转换。 沉降变形观测网的建立方式 沉降观测网（高程控制网）由水准基点和工作基点组成。 沉降观测网的建立方式是在全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深 埋水准点及一般水准点的基础上，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来满足工点垂直位移监测的需要。 高程基准网点间距一般不宜大于 200m，以便于对沿线路基进行沉降观测。 在沉降观测水准网建立后，应对水准基点做好保护工作，发现丢桩或桩位有移动现象，应尽快恢复和补测桩点。 水平位移观测网（平面控制网）采用独立坐标系统按观测精度要求建立（平面控制点与高程控制点为同一点），利用 GPS 全球定位系统观测，按照国家三等平面控制的精度要求和施测方法观测。 水准基点 与 工作基点的布设 与观测 水准基点的布设 水准基点采用铁路设计院提供的 41 个Ⅱ等水准点。 这些水准基点是铁路设计院在规划设计阶段测的高等级点，其平面坐标按照国家二等平面控制的精度要求和施测方法观测，高程按照国家二等水准测量的精度要求和施测方法观测，点位精度高，保存完好。 工作 基点的布设 工作基点应选在比较稳定的位置。 位置适宜的水准基点也可作为工作基点使用，工作辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 基点距线路中心 50m~100m，沿线路方向间距不宜大于 200m。 工作基点布设在不受施工干扰的稳定土层内， 便于 长期保存和使用的地点，对观测条件较好或观测项目 较少的工程，不设立工作基点，在 水准基 点上直接测量变形观测点。 工作基点采用混凝土预制桩（预制时插入 Ф28mm长 60cm 顶端圆滑的钢筋），桩周上部 30cm 用混凝土浇注固定并编号，埋深不得小于 （本管段冻土层厚度 ），并应采取防护措施加以保护。 沉降 变形 观测网的 观测 水准基点和工作基点组成了沉降变形观测网。 把水准基点作为已知点， 工作基点 为未知点组成 GPS 平面控制网，按照国家三等平面控制（ GPS C 级网）的精度要求和施测方法观测 工作基点 的平面坐标；同样，把水准基点作为已知点， 工作基点 为未 知点组成高程控制网，按照国家二等水准测量的精度要求和施测方法观测 工作基点 的高程值。 工作基点的校核 沉降变形 观测 过程 中，工作基点应定期与水准基点进行校核。 当对沉降观测成果发生怀疑时，应随时进行复测校核。 哈大客运专线四平 段 TJ3 范围内的水准基点采用 41 个 Ⅱ 等水准点 ，工作基点（加密点）有 62 个。 沉降观测网的主要技术要求 垂直位移监测网应布设成闭合环状、结点或附合水准路线等形式。 水平位移观测网控制点宜采用强制归心装置的观测墩；照准标志应采用强制对中装置的觇牌或红外测距反射片。 沉降观 测 精度要求见表 41[3]，沉降 变形 观测网主要技术要求见表 42[4]，水平位移监测网主要技术要求见表 43[4]。 表 41 沉降观测精度 Settlement observation accuracy 垂直位移测量 变形观测点的高程中误差 /mm 177。 相邻变形观测点的高程中误差 /mm 177。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 12 表 42 沉降变形观测网的主要技术要求 Requirements of the settlement observation work 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 监测已测高差较差 /mm 使用仪器、观测方法和要求 二 等  n  n DS05 型仪器，按暂行规定 一 等水准测量的技术要求施测 表 43 水平 位移监测网的主要技术要求 Requirements of the horizontal displacement monitoring work 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 177。  350 177。  1/70000 按照国家三等平面 控制要求观测  350 177。  1/40000 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 5 沉降观测方案设计 路基沉降观测。