铁路预压土卸载沉降平行观测及分析报告.doc

铁路预压土卸载沉降平行观测及分析报告铁路预压土卸载沉降平行观测及分析报告2目录一、项目概况1二、工程地质及水文地质概况2三、平行观测的依据2四、平行观测的方法34.1人员资质34.2仪器设备44.3平行观测数据采集及处理方法44.4平行观测的精度要求5五、平行观测情况说明65.1观测断面的布设65.2沉降观测的情况75.3平行观测精度分析8六、路基观测成果12七、对比分析137.1 沉降板曲线137.2 路肩观测桩曲线13附件：附件1：基底沉降板对比曲线图 共1页附件2：临时沉降板对比曲线图 共1页附件3：路肩观测桩对比曲线图 共2页附件4：人员持证上岗证书、仪器设备检定证书 共 5页附件5：DK 163+837DK165+450段平行观测线路示意图 共 2 页17一、项目概况本次路基线下基础工程路基预压土卸载评估段落由中交一航局承建的某铁路第二双线兰州至西宁段站前工程XX标段DK163+837DK165+450段路基工程，总评估长度1521m，其中有DK164+160、DK164+410、DK165+150、DK165+330四个涵洞。评估区段内DK164+370DK164+918段2010年11月17日开始路基本体填筑，2011年3月25日所有路基基床底层填筑完成，2011年4月1日完成所有预压土堆载。DK164+918DK165+450段2010年12月1日开始路基本体填筑，2011年4月4日所有路基基床底层填筑完成， 2011年4月26日完成所有预压土堆载。截止2011年12月10日，两段路基段的堆载预压时间均已超过6个月堆载预压时间。DK163+837 DK164+370段于2011年8月2日完成路基基础表层以下主体填筑施工，2011年8月10日完成预压土堆载施工。通过四个月堆载预压期沉降观测数据分析，路基沉降变化已趋于稳定。本段到2012年2月10日堆载预压到期，考虑本段长度比较短，仅有533m且本标段其他路基堆载到期时间最早到5月份，时间间隔较长为了不影响后续施工，特将本段路基纳入本次评估范围。为了保证本段路基的预压质量，评估后本段路基不进行预压土卸载，并按细则要求继续观测，待预压时间到期后，将后期观测数据上报评估单位进行分析，并且由评估单位将分析结果报与专家审核，审核通过后经建设单位同意再进行该段路基的卸载工作。XX标本次预压土卸载评估段落里程为DK163+837DK165+45段。路基总长度1521m，平行观测共选取560m，平行观测在DK163+837DK165+45段内选择164+560DK165+120段。该段路基按照施工设计图要求共布设观测断面14个，实测完成堆载预压段落路基包括：14个基底沉降板，14个临时沉降板，28个路肩观测桩。二、工程地质及水文地质概况工点范围属于典型的干旱浅山山区，为黄土高原丘陵沟壑区第四副区发育后期地貌，间有第三纪红土交错出露，现代侵蚀发育程度中等。工区范围主要为第四系全新统冲积黏质黄土、沙质黄土，卵石土，上第三系泥岩。本段大部分黄土土体厚度为3100 m，黄土层下方为河道冲刷堆积形成的卵石层。工点地震动峰值0.10g（相当于地震基本烈度七度）,地震动反应谱特征周期为0.40s。水文地质：工点范围属于青藏高原和黄土高原的过渡地带，属大陆性高原气候区，年平均降水量为508mm，其中69月降水量占全年降水量的80% 以上，且暴雨频繁；热量资源水平分布不均，年平均气温4.0， 10积温2037。工点右侧100200m为湟水河，常年流水，水量较大，流量随季节变化而变化，沿线地表水主要为河水、主要补给来源为大气降水和融雪，水质良好，对圬工无侵蚀性。地下水主要补给来源为大气降水、融雪以及湟水河河水补给，地下水类型主要为第四系孔隙潜水、地下水位埋深0.54m，最大冻结深度1.05m。工程地质：根据中铁第一勘察设计院集团有限公司前期的勘察设计和现场的施工情况，工点的工程地质特征如下：砂质黄土：分布于地表，厚1m，灰黄色，以粉粒为主，土质不均，稍湿，稍密，级普通土，0=120KPa；细砂：局部地区分布，厚1m，灰色，成份以石英、长石为主，颗粒不均，砂质不纯，含个别砾石。稍湿，稍密，级松土，0=110KPa；细圆砾土：局部段落分布，厚1.2-11.1m，青灰色，成份以花岗岩、石英岩为主，石质坚硬，圆棱状，磨圆度较好。粒径大于20mm约占5%，25mm约占10%，510mm约占35%，1020mm约占20%，余为砂土充填，稍湿-潮湿、密实为主，级硬土，0=500KPa；粗圆砾土：本段主要地层，厚度大于30m，青灰色、褐棕色，成份以花岗岩、石英岩、砂岩为主，石质坚硬，浑圆状，磨圆度较好。粒径：2040mm约占35%，4060mm约占20%，个别大于60mm，余为砂土充填，稍湿-潮湿，密实为主，级软石，0=600KPa。三、平行观测的依据(1)客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）；(2)高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）；(3)国家一、二等水准测量规范（GB128972006）； (4)铁路客运专线竣工验收暂行办法（铁建设2007183号）；(5)客运专线无砟轨道铁路施工技术指南（TZ216-2007）；(6)工程测量规范（GB 500262007）(7)客运专线无砟轨道铁路设计指南（铁建设函2005754号）；(8)客运专线铁路变形观测评估技术手册工管技200977号；（9）某铁路第二双线（甘青段）线下工程沉降变形观测评估实施细则（10）新建某铁路第二双线（甘青段）基础工程沉降观测指导方案(11)铁道部有关规定。四、平行观测的方法本工程平行观测采用与施工单位相同的水准路线，利用先进的仪器设备和技术手段，独立开展观测，对施工单位的沉降观测起到了督促指导和检查作用。整个观测过程中观测点相对固定并独立提交观测数据报表，在平行观测实施过程中，若发现自身的测量数据与施工单位的测量数据存在较大差值时，查找原因并及时进行重测或补测。 4.1人员资质根据指挥部要求及现场实际工作量需要，本标段配置了平行观测人员一组，现场投入人员情况见下表：序号姓 名职 称岗 位持证上岗情况1刘兆慧高级工程师项目经理测绘作业证2刘哲强工程师管段负责人测绘作业证3王宁波技术员组长、资料员测绘作业证4万小贤技术员司仪测绘作业证5田吉爱工程测量工司尺测绘作业证6贺缠峰中级工司尺测绘作业证注：相关证件见附件5。4.2仪器设备本测段采用DiNi03型精密电子水准仪（编号：734541），由美国天宝公司生产，标称精度0.3mm/km。配套3米铟钢水准尺。 本次平行观测工作所使用的水准仪、铟钢水准尺经国家法定测绘仪器检定单位检定合格，并在合格有效期内使用。为了保证测量数据的真实有效性，平行观测人员进驻现场后，建立了水准仪检校场。在观测过程中，除了日常的检校维护外，每月定期对水准仪进行i角检验，检测结果均满足规范要求。各次检验结果见表4.2：水准仪i角检测统计表表4.2次数检测时间i角检测结论备注12010-11-173.1合格i角小于15为合格22010-12-157.8合格32011-1-141.5合格42011-2-122.4合格52011-3-123.7合格62011-4-167.5合格72011-5-1610.4合格82011-6-159.1合格92011-7-169.4合格102011-8-141.5合格112011-9-146.1合格122011-10-145.7合格132011-11-93.6合格4.3平行观测数据采集及处理方法观测人员按平行观测实施方案要求使用精密电子水准仪配合铟瓦尺按几何水准测量方法对观测标志进行测量，各项限差满足规范要求后记录数据。现场采集的水准测量数据经检查无误后传输至电脑中，用我院自主开发并获得国家版权局著作权登记证的“机勘高铁沉降观测数据处理软件”（ 证书编号：软著登字0223345号，见附件5）进行严密平差计算后生成观测点数据库，并自动生成水准观测记录、沉降量记录表和沉降量汇总表等。4.4平行观测的精度要求1、水准测量的主要技术要求见表4.4.1表4.4.4：水准测量精度要求表 表4.4.1水准测量等 级每千米水准测量偶然中误差每千米水准测量全中误差限差检测已测段高差之差往返测不符值附合或环线闭合差二等水准1.0mm2.0mm644注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度水准观测主要技术要求表 表4.4.2等级水准尺 类型水准仪 等级视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）二等铟瓦DS13且501.56.02.8且0.55变形测量等级及精度要求表 表4.4.3变形测量等级垂直位移测量水平位移观测变形点的高程中误差（mm）相邻变形点的高差中误差（mm）变形点点位中误差（mm）二等0.50.33.0垂直位移基准网主要技术要求 表4.4.4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）二等0.50.130.30.52、每次观测时采用相同的观测路线和观测方法，使用同一台仪器和设备，固定观测人员，在基本相同的环境和观测条件下工作。观测点每次按周期进行测量时，均起闭于工作基点，所有观测点均纳入观测路线中。五、平行观测情况说明根据某铁路甘青公司的相关要求，平行观测人员于2010年12月进场。按照合同要求一般地段应不少于总测点的10%,对于地质复杂，沉降变化大以及过渡段等区段，平行观测的数量不应少于总测点的20%。本着平行观测断面选定时的原则，我方组织相关人员通过实地调查了解，结合会议纪要及设计图纸，确定了观测断面的选择，并报西宁指挥部审核批复后及时开展了平行观测工作。工作开展前及时对基准网、工作基点进行了复测和仪器校验等工作。5.1观测断面的布设（1）基准点的布设中铁第一勘察设计院于2010年2月完成该标段工程范围内的精测网控制点交桩工作。加密工作基点于2010年8月份由施工单位埋设，11月中旬平行观测人员对基准点、工作基点进行了踏勘检查。（2）沉降观测点的布设沉降观测点按标志不同分为沉降板、路肩观测桩，由施工单位按设计图纸及细则要求埋设。本次进行沉降观测的断面及测点布置示意图如下：图5.1.1 路堤段观测标志布置图本段堆载路基平行观测范围布设观测断面（4个），其中4个基底沉降板，埋设于路基中线位置；临时沉降板4个，埋设于基底沉降板大里程左侧位置；路肩观测桩埋设在左、右侧路基路肩位置，共设有路肩观测桩8个。具体布点情况如表5.1所示： 观测点布设情况 表5.1序号路基 形式观 测断面里程堆载预压情况观测点位置路基左侧路肩观测桩基底沉降板临时沉降板右侧路肩观测桩总计基床底层顶面路基表层个个个个个1路堤DK466+799预压111142路堤DK466+849预压111143路堤DK466+899预压111144路堤DK466+955预压111145.2沉降观测的情况高程基准采用工程设计与施工一致的高程系统，即1985国家高程基准。本标段建立一个基于施工高程系统的独立沉降监测网。沉降监测网由基准网和变形点测量网组成。沉降监测网在全线二等精密高程控制测量网的基础上加密形成，沿线路方向每不大于200m布设一个工作基点。本段路基基底沉降板和临时沉降板平行观测于2011年2月14日开始进行观测，至2011年11月10日，各断面沉降板详细观测情况统计如表5.2：基底沉降板和临时沉降板观测情况 表5.2序号沉降板里程观测点号始测日期数据统计截至日期累计天数观测次数1DK466+799B7992011-2-142011-11-1027027B799-12DK466+849B8492011-2-142011-11-1027027B849-13DK466+899B8992011-2-142011-11-1027027B899-14DK466+955B9552011-2-142011-11-1027027B955-1注：B799代表基底沉降板，B799-1代表临时沉降板。路肩观测桩于2011年1月底埋设完成，平行观测于2011年2月14日开始进行观测，至2011年11月10日，路肩桩详细观测情况统计情况表，如表5.3： 路肩观测桩观测情况 表5.3序号观测桩里程观测点号始测日期数据统计截至日期累计天数观测次数1DK466+799Z7992011-2-142011-11-1027028Z799-12DK466+849Z8492011-2-142011-11-1027028Z849-13DK466+899Z8992011-2-142011-11-1027028Z899-14DK466+955Z9552011-2-142011-11-1027028Z955-1注：Z799-1代表大里程左侧路肩桩，Z799代表大里程右侧路肩桩。5.3平行观测精度分析（1）单位权中误差统计根据观测结果分析，本段路基平行观测的精度均达到规范要求，沉降板及路肩桩观测单位权中误差分布区间见下图：（2）闭合差统计沉降板闭合差统计表 表5.4观测期次观测日期实测线路长度（Km）实测闭合差(mm)允许闭合差(mm)结论12011-02-141.737 -0.42 5.27实测闭合差均小于允许闭合差，符合高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）的精度要求22011-02-201.765 2.88 5.3132011-02-261.259 -1.70 4.4942011-03-041.260 -0.96 4.4952011-03-101.260 0.29 4.4962011-03-161.263 0.43 4.5072011-03-211.265 0.78 4.5082011-03-271.265 0.09 4.5092011-04-031.256 -0.14 4.48102011-04-111.317 -0.21 4.59112011-04-161.260 0.40 4.49122011-04-241.256 0.16 4.48132011-04-301.120 -0.53 4.23142011-05-061.257 0.83 4.48152011-05-121.095 0.53 4.19162011-05-191.178 -1.85 4.34172011-05-251.175 1.84 4.33182011-05-311.186 1.50 4.37192011-06-121.342 0.23 4.63202011-06-211.382 0.49 4.70212011-07-201.684 -1.47 5.19222011-08-021.237 0.91 4.45232011-08-191.288 1.68 4.54242011-09-251.294 -0.43 4.55252011-10-091.311 1.00 4.58262011-10-291.546 1.00 4.97272011-11-101.223 0.12 4.42注：闭合差计算方法为4/Km。 路肩桩闭合差统计表 表5.5观测期次观测日期实测线路长度（Km）实测闭合差(mm)允许闭合差(mm)结论12011-02-141.0110.274.02实测闭合差均小于允许闭合差，符合高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）的精度要求22011-02-201.0092.884.0232011-02-261.009-1.104.0242011-03-041.015-1.164.0352011-03-101.0111.224.0262011-03-161.0111.424.0272011-03-211.0140.624.0382011-03-271.010-0.264.0292011-04-031.0091.064.02102011-04-100.9990.824.00112011-04-161.010-1.254.02122011-04-241.010-0.454.02132011-04-301.0150.084.03142011-05-061.0140.374.03152011-05-121.014-0.134.03162011-05-191.014-0.414.03172011-05-251.0100.524.02182011-05-311.0101.854.02192011-06-110.869-0.243.73202011-06-211.5120.714.92212011-07-151.684-0.475.19222011-07-300.599-0.893.09232011-08-150.601-0.253.10242011-08-300.597-0.383.09252011-09-150.596-0.393.09262011-09-300.6920.613.33272011-10-150.6890.683.32282011-11-100.8120.753.60注：闭合差计算方法为4/Km。（3）基准点稳定性分析本段路基平行观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，采用奇偶变换站的观测方法进行往返观测。观测线路中取用LJ4和LJ7做为基点，高程起算点采用LJ4（高程值：2105.85651m），通过20期平差计算结果可知该观测线路所取用的高程起算点是可靠的，各期工作基点台账见下表：观测期次观测日期LJ4LJ7高程（m）本次沉降(mm)累积沉降(mm)高程（m）本次沉降(mm)累积沉降(mm)12011-04-042105.856510.000.002111.726550.220.2222011-04-102105.856510.000.002111.726840.290.5132011-04-222105.856510.000.002111.727060.220.7342011-04-292105.856510.000.002111.72693-0.130.6052011-05-092105.856510.000.002111.727080.150.7562011-05-182105.856510.000.002111.72666-0.420.3372011-05-252105.856510.000.002111.72633-0.30.0082011-06-022105.856510.000.002111.72634 0.010.0192011-06-092105.856510.000.002111.72604-0.30-0.29102011-06-172105.856510.000.002111.72602-0.02-0.31112011-06-252105.856510.000.002111.726280.26-0.05122011-07-022105.856510.000.002111.72598-0.30-0.35132011-07-102105.856510.000.002111.726190.21-0.14142011-07-182105.856510.000.002111.726300.11-0.03152011-08-022105.856510.000.002111.726440.140.11162011-08-182105.856510.000.002111.726540.100.21172011-09-032105.856510.000.002111.72636-0.180.03182011-09-142105.856510.000.002111.726540.180.21192011-10-062105.856510.000.002111.726640.100.31202011-10-232105.856510.000.002111.726920.280.59六、路基观测成果本段路基观测于2010年12月1日进行了首次观测，截止2011年10月23各断面的观测成果统计如下：断面里程观测点号起始高程（m）观测期次累计沉降量(mm)沉降速率(mm/d)DK164+560B5602108.7781932-9.27-0.028B560-12112.8717718-2.38-0.013Z560-12112.5533520-3.88-0.019Z560-22112.5176820-5.14-0.025DK164+600B6002108.7882932-8.21-0.025B600-12112.8127418-2.40-0.013Z600-12112.7119420-3.84-0.019Z600-22112.7748220-4.45-0.022DK164+648B6482109.0569532-5.92-0.018B648-12112.9329118-2.29-0.012Z648-12112.8416720-4.26-0.021Z648-22112.7343320-4.11-0.020DK164+700B7002108.8545732-11.13-0.034B700-12113.4128018-2.88-0.016Z700-12112.9578620-4.63-0.023Z700-22112.7835620-3.45-0.017DK164+750B7502108.9959332-9.95-0.031B750-12113.4776118-2.34-0.013Z750-12113.0104720-3.76-0.019Z750-22112.7795620-4.32-0.021DK164+792B7922109.2348932-10.09-0.031B792-12113.4687218-2.43-0.013Z792-12112.9780720-4.58-0.023Z792-22112.9347520-3.68-0.018DK164+840B8402109.5307732-9.06-0.028B840-12113.2477518-2.45-0.013Z840-12112.9724920-3.48-0.017Z840-22113.0775220-3.90-0.019DK164+880B8802109.8313232-11.53-0.035B880-12113.2568618-2.35-0.013Z880-12113.0552620-4.48-0.022Z880-22113.0872120-3.74-0.019路基基底沉降板分析曲线与施工单位观测数据绘制在一起，见附件1路基基底沉降板“时间沉降量”曲线对比图。路基临时沉降板分析曲线与施工单位观测数据绘制在一起，见附件2路基临时沉降板“时间沉降量”曲线对比图。路肩观测桩分析曲线与施工单位观测数据绘制一起，见附件3路肩观测桩“时间沉降量”曲线对比图。以目前观测数据结合曲线图分析,沉降曲线趋于平稳,沉降速率均趋于缓和。七、对比分析现将各观测断面的平行观测结果与施工单位观测结果按不同的观测标志做一些对比分析：7.1 沉降板曲线对同一沉降板选取施工方及平行观测所有观测数据，绘制了时间-沉降量曲线对比图，参见附件1基底沉降板“时间沉降量”曲线对比图及附件2临时沉降板“时间沉降量”曲线对比图。从各图可以看出平行观测进场后对沉降板的观测双方结果差异不大，这是由于本次平行观测采用了与施工单位相同的水准路线，采用相同的起算点，在相近的时间段内进行了观测，接管长度双方采用同一接管长度，故双方观测结果比较吻合。虽然数据有所波动，但双方沉降