任廣濤 馬亮亮

摘要：本文通過對(duì)徐鹽高速鐵路橋梁的沉降觀測內(nèi)容及控制標(biāo)準(zhǔn)分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步分析和闡明了沉降觀測的基本要求，以此來討論了沉降觀測的具體執(zhí)行程序、應(yīng)用以及勛在的一些相關(guān)問題，希望能夠?qū)Τ两涤^測技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鐵路工程；沉降觀測；基本要求；應(yīng)用問題

引言：

沉降觀測在高速鐵路橋梁建設(shè)中起著相當(dāng)重要的作用。高速鐵路橋梁沉降觀測工作是測量橋梁各階段下線結(jié)構(gòu)的沉降值和沉降趨勢。為在線項(xiàng)目的建設(shè)提供數(shù)據(jù)，以最大限度地測量高速鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)。

1.沉降觀測內(nèi)容及控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）沉降觀測的主要內(nèi)容是：通過布置控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)相關(guān)精度要求，按施工等級(jí)加載，并定期觀察橋梁等建筑物垂直位移的沉降。項(xiàng)目完成并被接受后，該設(shè)施將被移交給使用公司。

（2）對(duì)于高速鐵路橋梁基礎(chǔ)的沉降控制，應(yīng)根據(jù)靜載荷計(jì)算橋墩基礎(chǔ)的沉降量，施工后沉降量不得超過下列允許值。墩臺(tái)均勻沉降量：對(duì)于有砟橋面橋梁≤30mm；對(duì)于無砟橋面橋梁≤20mm。靜態(tài)確定結(jié)構(gòu)的相鄰基臺(tái)的沉降之間的差異：對(duì)于有砟橋面橋梁≤15mm；對(duì)于無砟橋面橋梁≤5mm。

對(duì)于高速鐵路，橋梁沉降的控制主要是施工后沉降，由于各種因素往往高度偏向。因此，有必要進(jìn)行實(shí)際的測量驗(yàn)證并累積觀測數(shù)據(jù)。

2.沉降觀測的基本要求

2.1 儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求

應(yīng)使用精度不低于0.3 mm且條形碼銦瓦數(shù)的電子水平儀。儀器和秤應(yīng)在沉降觀察前和沉降觀察過程中的規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)人員素質(zhì)要求也有一定的要求，要求相關(guān)的操作人員必須經(jīng)過專業(yè)的學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)，從而熟練地掌握儀器中的操作程序，并能正確分析與使用。還必須按時(shí)按量地做好每一次的觀測任務(wù)。

2.2 觀測時(shí)間的要求

第一次觀測必須按時(shí)進(jìn)行，否則其原始觀測資料不能從沉降觀測中獲得，其他階段的觀測必須根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，在觀測期間按照項(xiàng)目的進(jìn)度進(jìn)行，千萬不能出現(xiàn)漏測的情況。

2.3 觀測點(diǎn)的布設(shè)要求

沉降測量點(diǎn)分為三類：工作基點(diǎn)、沉降變形觀測點(diǎn)以及基準(zhǔn)點(diǎn)，他們的具體操作要求如下：

2.3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)

要求在沉降變形區(qū)外建立穩(wěn)定區(qū)域，參考點(diǎn)使用基巖點(diǎn)，深埋水平點(diǎn)，CPI，CPII和二級(jí)水平點(diǎn)的整條線，如圖1。增加時(shí)，應(yīng)按照國家二級(jí)計(jì)量的有關(guān)要求實(shí)施。

（圖1：基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石埋沒圖）

2.3.2 工作基點(diǎn)

這些點(diǎn)需要埋在穩(wěn)定區(qū)域，該區(qū)域在觀察期間是穩(wěn)定的，并且在確定沉降變形點(diǎn)時(shí)用作高程轉(zhuǎn)移點(diǎn)和坐標(biāo)。除了使用普通水平點(diǎn)外，工作基點(diǎn)還根據(jù)國家二級(jí)水平測量的技術(shù)要求進(jìn)一步加密水平基點(diǎn)或設(shè)置工作基點(diǎn)，以滿足工作點(diǎn)的垂直位移監(jiān)測需求。當(dāng)加密基點(diǎn)（包括工作基點(diǎn)）的距離約為200m時(shí)，基本保證了離線工程的垂直位移監(jiān)測。

2.3.3 沉降變形點(diǎn)

它直接嵌入待測量的沉積變形體中。該點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在能夠反映沉降變形體沉降變形的特征部位，其沉降變形點(diǎn)是根據(jù)橋梁等各種部件的分布要求進(jìn)行的。

2.5 沉降觀測等級(jí)及精度要求

該線路的沉降變形測量按照三級(jí)規(guī)定進(jìn)行，具體如表1所示。

2.6 沉降觀測成果整理要求

根據(jù)觀察數(shù)據(jù)處理文件提交一個(gè)月的電子文件，并在三個(gè)月內(nèi)提交紙質(zhì)文件；結(jié)果輸出，電子文件每月提交一次，紙質(zhì)文件每年提交一次，作為最終離線項(xiàng)目沉降變形觀測分析報(bào)告的一部分。為評(píng)估單位的有效評(píng)估打下良好基礎(chǔ)。

3.沉降觀測具體程序和應(yīng)用

3.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

高速鐵路離線工程的觀測工作主要是基于橋梁等建筑物的垂直觀測，高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985年的國家標(biāo)高基準(zhǔn)。應(yīng)設(shè)立單獨(dú)的安置監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，其檢測范圍通常都不應(yīng)該低于4公里。

3.2 建立固定的觀測路線

按照沉降觀測工作相應(yīng)的規(guī)章制度，根據(jù)沉降觀測點(diǎn)的嵌入要求來進(jìn)一步確定沉降觀測點(diǎn)的具體位置。在控制點(diǎn)和沉降觀測點(diǎn)之間建立固定的觀測路線，并在豎立儀器現(xiàn)場和轉(zhuǎn)折點(diǎn)標(biāo)記樁，以確保每個(gè)觀測遵循統(tǒng)一的路線。

3.3 沉降觀測

完成承臺(tái)的建造之后，將開始第一次沉降觀察，并將承臺(tái)的觀察標(biāo)記作為臨時(shí)觀察。當(dāng)正常使用墩體觀測標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，蓋帽觀察標(biāo)記將不與基坑回填一起使用。墩身和基臺(tái)的沉降觀察將會(huì)按照順序進(jìn)行觀測。

（1）現(xiàn)場測量路線沿同一路線使用相同類型的儀器和轉(zhuǎn)向點(diǎn)。

（2）每一測段均為偶數(shù)測站。在陽光明媚的觀察期間將儀器遮住，以避免陽光直射；使用標(biāo)尺時(shí)，標(biāo)尺用于使標(biāo)尺上的氣泡居中，標(biāo)尺是垂直的。

（3）在進(jìn)行觀測的30min之前，必須要將觀測的相關(guān)儀器擋在有陰影的露天之地，令儀器內(nèi)部的的溫度和環(huán)境溫蒂大致相同；而如果是數(shù)字式的水準(zhǔn)儀，則需要提前使用該儀器測量20次，其作用是令該儀器預(yù)熱；同時(shí)，在進(jìn)行測量的時(shí)候還需要最大化的避免把儀器的望遠(yuǎn)鏡直面太陽以此來避免視線被遮擋的情況發(fā)生。

（4）相關(guān)儀器的的圓水準(zhǔn)器，必須最大程度的放平。除了路線轉(zhuǎn)彎之外，儀器的三個(gè)位置以及每個(gè)站的前后視覺比例通常接近直線。

（5）為了確保觀察過程中水準(zhǔn)規(guī)則的穩(wěn)定性，選擇2.5kg或更大的墊。平整觀察路線必須堅(jiān)硬而堅(jiān)固。如果有暫時(shí)振動(dòng)，請(qǐng)確認(rèn)振動(dòng)源引起的振動(dòng)消失，然后激活測量按鈕。通過尺子矯直水平尺，以確保水平尺是垂直的。

（6）使用儀器自動(dòng)記錄格式記錄所有觀察數(shù)據(jù)。

（7）必須準(zhǔn)確無誤的填寫測量結(jié)果中的各種施工條件信息。

3.4 數(shù)據(jù)收集

測量數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線從儀器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)由西南交通大學(xué)評(píng)估單位開發(fā)的專用調(diào)整軟件進(jìn)行檢查。自檢通過后，根據(jù)定期報(bào)告的評(píng)估單位審查數(shù)據(jù)。

4.分析沉降觀察過程中的問題

在觀察數(shù)據(jù)處理過程中，發(fā)現(xiàn)一些曲線表現(xiàn)出異常變化，例如高度和凸起。（1）由于破壞的重新修復(fù)，測量點(diǎn)的重新修復(fù)以及測量點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，基點(diǎn)發(fā)生變化。（2）測點(diǎn)受到外力的打擊導(dǎo)致的變化；在發(fā)現(xiàn)這種情況后，及時(shí)重新測量參考點(diǎn)，并及時(shí)修改測量點(diǎn)的工作狀態(tài)信息，以確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

5.結(jié)束語

總而言之，高速鐵路工程線（橋墩）的沉降觀測是一個(gè)新課題，在高速鐵路建設(shè)中起著非常重要的作用。沉降觀測工作是測量各階段（如框架梁，底板施工，軌道板鋪設(shè)等）下線結(jié)構(gòu)的沉降值和沉降趨勢。為在線項(xiàng)目的建設(shè)提供數(shù)據(jù)，以最大限度地測量高速鐵路無碴軌道的結(jié)構(gòu)。

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（作者單位：中交二航局第四工程有限公司）