铁路无渣轨道铺设条件评估技术指南

1、客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）目 录1 总 则22 术 语23 职责及要求34 路 基44.1 一般规定44.2 观测点布置和观测频次44.3 评估方法和判定标准55 桥 涵65.1 一般规定65.2 观测点布置和观测频次65.3 评估方法和判定标准86 隧 道96.1 一般规定962 观测点布置与观测频次1063 评估方法及判定标准107 过 渡 段117.1 一般规定117.2 观测点布置与观测频次117.3 评估方法和判定标准118 综合评估与资料整理12附录A 变形观测点的埋设要求13本技术指南用词说明14客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南15

2、条文说明151 总 则1.0.1 为指导客运专线无碴轨道铺设条件的评估工作，制定本技术指南。1.0.2 本技术指南适用于客运专线铁路无碴轨道铺设条件的评估。未包括的内容，应按相关现行铁路设计规范、规定执行或另行研究确定。 其他铁路采用无碴轨道时，可参照本技术指南。1.0.3 元碴轨道铺设条件评估的重点应是线下工程的变形，评估应综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系，成区段或全线实施。1.0.4 无碴轨道线下工程的变形测量(包括变形监测网的建立、精度要求等)应符合客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定的要求。1.0.5 无碴轨道铺设条件的评估数据必须采用先进、成熟、科学的检验检测手段取得，且

3、必须真实可靠，全面反映工程实际状况。1.0.6 线下工程的勘察、设计和施工质量应满足相关规范和标准要求，勘察、设计和施工资料应完整齐全。1.0.7 线下工程的设计应与施工组织相结合。当施工组织发生变化时，设计上应采取必要的处理措施，确保线下工程满足无碴轨道铺设条件的要求。1.0.8 铺设无碴轨道前，线下工程的主体应全部完工，检验合格。未完成的附属工程不得影响无碴轨道的铺设。1.0.9 客运专线无碴轨道铺设条件的评估除参考本技术指南外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。2 术 语2.0.1 无碴轨道 用整体混凝土结构代替传统有碴轨道中的轨枕和散粒体碎石道床的轨道结构。2.0.2 变形 线下结

4、构由于荷载、环境等作用引起的随时间发生的位移。2.0.3 沉降 基础设施在竖直方向产生的变形，包括下沉和隆起，向下为“正”，向上为“负”。2.0.4 工后沉降 在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。2.0.5 差异沉降 在铺轨工程完成以后，路桥或路隧等连接处的沉降差。2.0.6 折角 在铺轨工程完成以后，路基与桥梁或隧道间由于过渡段沉降造成的弯折角度。2.0.7 曲线回归法 根据沉降观测数据分析回归沉降与时间的关系曲线，预测最终沉降和工后沉降的方法。3 职责及要求3.0.1 建设单位负责无碴轨道铺设条件的评估工作，并组织勘察设计、施工、监理和咨询等单位实施。评估过程中各方应明确职责，密切配

5、合，确保观测数据及评估结果的真实、可靠。3.0.2 建设单位的主要职责： 1 委托咨询单位或专业队伍进行无碴轨道铺设条件的评估工作。 2 根据设计要求及本指南的相关规定，制订变形观测及评估工作实施细则。 3 负责观测及评估人员的技术指导和培训。 4 对观测数据的真实、可靠性负责，并建立变形观测和评估数据库。 5 组织阶段评估工作，并及时将阶段评估结果提交勘察设计、施工、监理和咨询等单位；评估工作完成后，提交无碴轨道铺设条件评估报告。 6 检查、监督、协调、处理变形观测及评估工作中的有关问题。3.0.3 勘察设计单位的主要职责： 1 提交线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书；线

6、下工程变形观测断面、观测点布置等要求；变形计算报告，包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线等。 2 对变形观测的设计要求进行技术交底。 3 参与制订变形观测及评估工作实施细则。4 根据变形观测结果，对设计预测沉降进行实时修正，并将设计预测的结果提交建设单位。3.0.4 施工单位的主要职责：1 负责线下工程变形的观测2 参与制订变形观测和评估工作实施细则。 3 变形监测网的建立。 4 根据建设、勘察设计等单位和本技术指南提出的相关要求，设置变形观测点，进行观测，并及时提交观测数据。 5 负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。3.0.5 监理单位的主要职责： 1 参与制订变形观测及评

7、估工作实施细则。 2 对重要环节进行旁站监理。 3 监督、检查观测设施的保护，确保其不受施工或外界的扰动和破坏。 4 对施工单位的观测数据及时签字确认。3.0.6 委托的咨询单位或专业队伍应金过程对变形进行平行观测，并将路基作为监测的重点。平行观测的数量，一般地段应不少于总测点的30。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50。3.0.7 参与观测的人员必须经过培训才能上岗。4 路 基4.1 一般规定4.1.1路基上铺设无碴轨道前，应对路基变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和变形符合设计要求。4.1.2 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。观

8、测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测期或采取必要的加速或控制沉降的措施。4.1.3 观测期内，路基沉降实测值超过设计值20及以上时，应及时会同建设、勘察设计等单位查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。4.1.4 评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。4.2 观测点布置和观测频次4.2.1 路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。4.2.2 路基沉降观测断面的设置及观测断面的观测内容应根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、堆载预压等具体情况，结合沉降预测方法和工期要求具体确定观

9、测方案。4.2.3 沉降观测可在线路两侧地基、路肩和线路中心设置观测桩、在地基和基床底层的顶面设置剖面沉降管，或在线路中心设置沉降板。4.2.4 沉降观测断面的间距一般不应大于50m，地势乎坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤可放宽到100m；地形、地质条件变化较大地段应适当加密。4.2.5 沉降观测装置应埋设稳定(参照附录A)，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。4.2.6 沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降的测量精度为8 mm30 m。4.2.7 路基沉降观测的频次不低于表427的规定。当环境条件发生变化或数据异常时，应及时观测。表4.2.

10、7路基沉降观测频次观测 阶段观 测 频 次填筑或堆载一般1次天沉降量突变23次天两次填筑间隔时间较长1次3天堆载预压或路基施工完毕第1个月1次周第2、3个月1次2周3个月以后1次月无碴轨道铺设后第1个月1次2周第2、3个月1次月312个月1次3月4.3 评估方法和判定标准4.3.1 评估工作应根据下列资料综合分析： 1 路基沉降观测资料。 2 路基地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书、沉降计算报告(包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线)等相关设计资料。 3 施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。 4 施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。4

11、.3.2 路基沉降预测应采用曲线回归法，并满足以下要求： 1 根据路基填筑完成或堆载预压后不少于3个月的实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。 2 沉降预测的可靠性应经过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值不应大于8mm。 3 路基填筑完成或堆载预压后，最终的沉降预测时间应满足下列条件：S(t)S(t=)75式中 S(t)预测时的沉降观测值； S(t=)预测的最终沉降值。注：沉降和时问以路基填筑完成或堆载预压后为起始点。4.3.3 设计预测总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差值不宜大于10mm。4.3.4 路基沉降的评估应结合路

12、基各观测断面以及相邻桥(涵)隧的沉降预测情况进行，预测的路基工后沉降值不应大于15mm。5 桥 涵5.1 一般规定5.1.1 无碴轨道铺设前，应对桥涵变形作系统的评估，确认桥涵基础沉降和梁体长期变形等符合设计要求。5.1.2 桥涵主体工程完工后，沉降观测期一般应不少于6个月；岩石地基等良好地质区段的桥梁，沉降观测期应不少于2个月。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。5.1.3 观测期内，基础沉降实测值超过设计值20及以上时，应及时会同建设、勘察设计等单位查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。5.1.4 评

13、估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。5.2 观测点布置和观测频次5.2.1 桥梁变形观测应以墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形为主，涵洞除应进行自身的沉降观测外，尚应进行洞顶填土的沉降观测。5.2.2 岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵基础沉降可选择典型墩(台)、涵进行观测；对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁，徐变变形观测可每30孔选择1孔进行；其余桥梁变形观测应逐跨、逐墩(台)布置测点，涵洞应逐个布置。5.2.3 桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为±l mm，读数取位至0.1mm。5.2.4 墩台观测点布置及观测应符合下列要求：

14、1 墩台沉降观测点可在墩顶、墩身或承台上布置，每个墩台的测点总数不应少于4滚。观测点的埋设参照附录A进行。 2 墩台基础施工完成至无碴轨道铺设前，应系统观测墩台沉降。沉降观测阶段及频次宜按表5.2.4的规定进行。表5.2.4墩台沉降观测频次观测阶段观测 频次备 注观测期限观测周期墩台基础施工完成设置观测点墩台混凝土施工全程荷载变化前后各1次或l次周承台回填时，测点应移至墩身或墩顶预制梁桥架梁前全程1次周预制梁架设全程前后各1次附属设施施工全程荷载变化前后各1次或l次周桥位施工桥梁制梁前全程1次周上部结构施工中全程荷载变化前后各1次或l次周附属设施施工全程荷载变化前后各1次或l次周架桥机(运梁车

15、)通过全程前后各1次至少进行2次通过前后的观测桥梁主体工程完工无碴轨道铺设前6个月1次周岩石地基的桥梁，一般不宜少于2个月无碴轨道铺设期间全程1次天无碴轨道铺设完成后24个月03个月1次月工后沉降长期观测412个月1次3个月1324个月1次6个月注：观测墩台沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。5.2.5 预应力混凝土梁观测点布置及观测应符合下列要求： 1 梁体变形观测点应设置在支点和跨中截面，每孔梁的测点数量应不少于6个。 2 自梁体预应力张拉开始至无碴轨道铺设前，应系统观测梁体的竖向变形。预应力张拉前为变形起始点，变形观测的阶段及频次宜按表5.2.5的规定进行。表5.2.

16、5梁体竖向变形观测频次观测阶段观测频次备 注观测期限观测周期梁体施工完成设置观测点预应力张拉期间全程张拉前后各1次测试梁体弹性变形桥梁附属设施安装全程安装前后各1次测试梁体弹性变形预应力张拉完成无碴轨道铺设前2个月1次l、3、5 d，后期l次周无碴轨道铺设期间全程1次天无碴轨道铺设完成后24个月03个月1次月残余徐变变形(长期观测)412个月1次3个月1324个月1次6个月注：测试梁体竖向变形时，应同时记录梁体荷载状态、环境温度及天气日照情况。5.2.6 涵洞观测点布置及观测应符合下列要求： 1 涵洞边墙两侧应设置沉降观测点，测点数量不少于4个。观测点的埋设参照附录A进行。 2 涵洞施工完成至

17、无碴轨道铺设前，应系统观测涵洞的沉降。沉降观测的阶段及频次可参照表5.2.6的规定进行。 3 涵洞顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行，观测点布置和观测频次参照第4.2节执行。表5.2.6涵洞沉降观测频次观测阶段观测频次备 注观测期限观测周期涵洞基础施工完成设置观测点涵洞主体施工完成全程荷载变化前后各1次或l次周观测点移至边墙两侧洞顶填土施工全程荷载变化前后各1次或l次周架桥机(运梁车)通过全程前后至少进行2次通过前后的观测涵洞完工无碴轨道铺设前6个月1次周岩石地基的涵洞，一般不宜少于2个月无碴轨道铺设期间全程1次天无碴轨道铺设完成后24个月03个月1次月工后沉降长期观测412个月1次3个

18、月1324个月1次6个月注：测试涵洞沉降时，应同时记录结构荷载状态、环境温度及天气日照情况。5.3 评估方法和判定标准5.3.1 评估前应收集下列资料： 1 桥涵沉降及变形观测资料。 2 桥涵地段线路纵断面图、工程地质纵横断面图、桥涵设计图纸和说明书、沉降计算报告(包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线)、预应力混凝土梁徐变变形计算报告等相关设计资料。 3 施工过程、施工核查、施工记录和原材料检验情况等施工资料。 4 施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。5.3.2 桥涵基础沉降分析评估应采用曲线回归法。对于预制梁桥，基础沉降应按墩台混凝土施工后、架梁前及架梁后三阶段进行；对于原位施工的桥梁

19、及涵洞，基础沉降应根据实际施工状态及荷载变化情况，划分多个阶段。 1 根据桥涵实际荷载情况及观测数据，应作多个阶段的回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数应不低于092。首次回归分析时，观测期不应少于桥涵主体工程完工后3个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于l个月。 2 利用两次回归结果预测的最终沉降的差值不应大于8mm。两次预测的时间间隔一般不少于3个月；对于岩石地基等良好地质的桥涵，不应少于1个月。 3 桥梁主体结构完工至无碴轨道铺设前，沉降预测的时间应满足以下条件：S(t)S(t=)75式中 s(t)预测时的的沉降观测值； S(t=)预测的最终沉降值。5.3.3

20、 设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量之差不宜大于10mm。5.3.4 处于岩石地基等良好地质的桥涵，当墩台沉降值趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5 mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。5.3.5 预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定： 1 终张拉完成时，梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.05倍。 2 扣除各项弹性变形、终张拉60 d后，L50 m梁体跨中徐变上拱度实测值不应大于7mm；L>50m梁体跨中徐变变形实测值不应大于L7000或14mm。 3 不能满足上述要求时，应根据梁体变形的实测结果，确定梁体的实际弹性变形及徐变系数，并按下式估算无碴轨道的最早铺设

21、时间t： 5.3.6 预测的桥梁基础沉降和梁体徐变变形应满足客运专线无碴轨道铁路设计指南的要求。预测的涵洞基础工后沉降不应大于l5mm。6 隧 道6.1 一般规定6.1.1 无碴轨道铺设前，应对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求。6.1.2 隧道主体工程完工后，变形观测期一般不应少于3个月。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。6.1.3 评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，可进行必要的检查。62 观测点布置与观测频次6.2.1 隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定。一般情况下，级围岩每400m、级围岩每300m、V级围岩每2

22、00m布设一个观测断面，地应力较大、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等不良和复杂地质区段适当加密布设。6.2.2 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。6.2.3 隧底工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点。观测点的埋设参照附录A进行。6.2.4 沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至01mm。6.2.5 隧道基础沉降观测的频次不低于表625的规定，沉降稳定后可不再进行观测。表6.2.5隧道基础沉降观测频次观测阶段观 测 频 次观测期限观测周期隧底工程完成后3个月1次周无碴轨道铺设后3个月01个月1次周13个月1次2周63 评估方法及判定标准6.3.1

23、评估前应收集下列资料： 1 隧道基础沉降观测资料。 2 隧道地段的线路设计纵断面图、工程地质纵横断面图、地质勘查报告、设计图纸和说明书、沉降计算报告(包括设计沉降值与时间的关系曲线)等相关设计资料。 3 隧道开挖地质描述及开挖围岩分级记录、级围岩地段基底承载力检测情况、施工监控量测资料、仰拱施工分项工程验收记录等施工资料。 4 施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。6.3.2 隧道内无碴轨道铺设条件的评估应根据有关设计、施工和监理的资料及交接检验和复检的结果进行综合分析。6.3.3 隧道基础的沉降预测评估方法参照本技术指南第4.3节执行。6.3.4 地质条件较好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总

24、量不大于5mm时，可判定沉降满足无碴轨道铺设条件。6.3.5 预测的隧道基础工后沉降值不应大于l5mm。7 过 渡 段7.1 一般规定7.1.1 过渡段工后沉降的分析评估应沿线路方向考虑各观测断面和各种结构物之间的关系综合进行。7.1.2对线路不同下部基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。7.2 观测点布置与观测频次7.2.1 过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，可在线路两侧设置地基和路肩观测桩，或在线路中心设置沉降板；在过渡段范围宜沿线路斜向对角线布置剖面沉降管，并在管口设置沉降观测桩。7.2.2 不同结构物的起点应设置

25、沉降观测断面，距结构物起点510m处、2030m处、50m处应分别设置观测断面。剖面沉降宜沿线路斜向连续观测。7.2.3 沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。7.2.4 沉降水准的测量精度为±1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降观测的精度不低于8mm30m。7.2.5 沉降观测的频次不低于表427的规定。当环境条件发生变化或数据异常时，应及时观测。7.3 评估方法和判定标准7.3.1 评估工作应根据下列资料综合分析： 1 过渡段不同结构物的基础沉降观测资料。 2 过渡段区域的工程地质纵横断面图、设计图纸和说明书、沉降计算报告

26、(包括不同阶段的设计沉降值与时间的关系曲线)等相关设计资料。 3 施工过程、施工核查以及填料、级配、地基和压实检验情况等施工资料。 4 施工质量控制过程和抽检情况等监理资料。7.3.2 过渡段沉降的预测评估方法参照本技术指南4.3节执行。7.3.3 过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm，预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于11 000。8 综合评估与资料整理8.0.1 在对路基、桥梁、隧道和过渡段等不同结构物的基础沉降变形预测评估完成后，应绘制区段或全线的沉降预测变形曲线，进行综合评估，确认其满足铺设无碴轨道的要求。8.0.2 变形观测成果的整理，应符合下列要求： 1 所有原始观测记

27、录资料应真实、可靠，具有可追溯性，严格执行责任人签字制度。 2 评估报告是竣工验收资料的组成部分，应符合竣工文件编制和移交的有关规定。8.0.3 每一工程项目的变形评估任务完成后，应提交无碴轨道铺设条件评估报告。评估报告至少包括以下内容： 1 沉降和变形观测方案与技术设计书； 2 观测点的平面、纵断面和横断面布置图； 3 沉降计算报告(包括设计沉降值与时间的关系曲线)； 4 标石、标志规格及埋设图； 5 仪器检验与校正资料； 6 观测记录(手簿)； 7 平差计算、成果质量评定资料及测量成果表； 8 各观测断面沉降过程的分布图表； 9 成区段或全线的基础沉降沿线路纵向的分布图表； 10 沉降变形

28、评估分析的成果资料。附录A 变形观测点的埋设要求A.0.1 路基面沉降观测点可参照图A.0.1埋设。图A.0.1路基面沉降观测点设置参考图A.0.2 桥涵、隧道变形观测点可参照图A.0.2埋设。图A.0.2桥涵、隧道变形观测点设置参考图本技术指南用词说明 执行本技术指南条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便在执行中区别对待。 (1) 表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 (2) 表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 (3) 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”：

29、 反面词采用“不宜”。 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南条文说明 本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题以及在执行中应注意的事项等予以说明。为了减少篇幅，只列条文号，未抄录原条文。1.0.4 客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定中对线下构筑物的变形测量提出了相关规定，包括变形监测网(水平位移监测网、垂直位移监测网)的建立。垂直位移监测网根据需要独立建网，精度按二等精度(即变形点的高程中误差±0.5mm，相邻变形点的高程中误差±0.3mm)控制。采用DS05型仪器观测，宜按国家一等水准测量的技术要求施测。1.

30、0.5、1.0.6 勘察、设计和施工记录资料是评估工作的重要依据，尤其是施工记录检验资料，应完整、齐全。当资料不能保证作出确切判断时，应对工程的施工质量进行一定的复检。1.0.7 线下工程的设计应综合考虑全线的施工组织要求，在施工组织发生变化时，如设计预测的线下基础的工后沉降和变形无法满足无碴轨道铺设条件的要求，在线下构筑物(包括路基、桥涵、隧道、过渡段等)的设计上应采取必要的沉降控制措施。1.0.8 无碴轨道铺设前轨道下部基础工程的主体必须完工，无碴轨道混凝土支承层或混凝土底座以下基础工程施工应全部完成，允许存在一些不会影响和危害无碴轨道铺设的尚未完工的附属工程，如水沟、护栏、扶梯、台阶等。

31、完工部分应检验合格。3.0.2 无碴轨道铺设条件的评估结果基于真实、可靠的观测数据，建设单位应对观测数据的真实性和可靠性负责。为此，在线下工程施工前，建设单位应委托咨询单位或专业队伍，制订变形观测及评估工作实施细则；对施工单位的观测及评估人员进行技术指导和培训；为统一全线变形观测数据的统计整理形式，建立变形观测和评估数据库，制订统一的变形记录表格；对线下工程各阶段的变形观测，及时组织进行评估，并将阶段评估成果提交给相关勘察设计、施工、监理等单位。评估工作完成后，提交无碴轨道铺设提交评估报告，并负责判定线下基础的变形能否满足无碴轨道铺设条件。4.1.1 工后沉降的控制是路基上铺设无碴轨道的关键，

32、在铺设无碴轨道铺之前，为保证路基的工后沉降和变形符合设计要求，应对路基变形作系统的评估。4.1.2 路基的工后沉降的计算精度是不能满足无碴轨道铺设要求的，通过观测可以较好地预测今后的沉降，但建立预测需要一定的观测时问，根据经验，一般不少于6个月。当观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应继续观测或者采取必要的加速或控制沉降的措施，如超载预压、旋喷桩加固等。4.1.3 为确保线下工程的工后沉降和变形在预定的施工工期内满足无碴轨道铺设条件，勘察设计单位应提交各观测断面的设计预测沉降值与时问的关系曲线。在沉降和变形观测期内，如观测单位发现沉降实测值与设计预测值有明显偏差时(根据国内外沉

33、降观测的实践经验，观测数据有一定的离散性，本技术指南暂定实测值超过设计预测值20及以上)，应及时会同建设、勘察设计等相关单位，查明原因，采取相应的处理措施。4.2.14.2.4 对无碴轨道产生较大影响的是路基的工后沉降，包括地基的沉降和路堤的沉降变形，综合反映在路基面上，因此，路基面沉降的观测非常重要。但单纯观测路基面的变形不利于对沉降原因和机理的分析，同时由于缺少施工中的沉降发展所携带的信息，不容易推测荷载变化对沉降的影响，也不利于对沉降进行准确预测。对于不堆载预压的路基或观测期较短、需要以前的信息作为补充的或拟采用修正对数或修正双曲线法进行沉降预测的路基，地基沉降的观测是非常必要的。观测内

34、容和观测断面的布置可参照说明表4.2.1。说明表4.2.1观测内容和观测断面的布置观测内容断面布置观测断面间隔适用条件路基面沉降路基两侧路肩或路基中心设置沉降观测点100mm1.地势平坦、地基条件良好2.路堑或高度小于5 m的路堤路基面沉降与地基沉降1路基两侧路肩或地基设置沉降观测点2代表性断面在地基和基床表层底面位置设置剖面沉降管(如说明图4.2.11)50m其他路基(复杂条件下需要加密)路基面沉降与地基沉降1路基两侧路肩或地基设置沉降观测点2沿线路方向斜向对角线布置剖面沉降管(如说明图4.2.12)紧靠桥台设一个断面，10m、30m处各设一个断面过渡段注：对于不堆载预压的路基或观测期较短或

35、拟采用修正对数或修正双曲线法进行沉降预测的路基，地基沉降的观测是非常必要的。说明图4.2.11剖面沉降管设置示意说明图4.2.12过渡段剖面沉降管斜向设置示意4.3.2 地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得地基沉降的实测数据在某种意义上较理论计算更为重要。通过大量沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算，这是工程中最为常用的方法。根据工程实践经验，沉降预测一般要经过36个月恒载(或预压)的观测

36、才能建立。曲线回归法是变形预测最常用的方法。根据国外高速铁路路基上无碴轨道的建设经验，当曲线回归的相关系数不低于092时，所确定的沉降变形趋势是可靠的；当间隔一定时间的两次预测的偏差小于8mm时，说明预测是稳定的，但要达到准确的预测，还要求最终建立沉降预测的时间t应满足下列条件：S(t)S(t=)75式中 S(t)预测时的沉降观测值； s(t=)预测的最终沉降值。 通常利用沉降资料进行预测路基沉降随时间发展的常用方法有以下几种： (1)双曲线法 双曲线方程为 沉降计算的具体顺序如下： (1)确定起点时间(t=0)，可取填方施工结束日为t=0； (2)就各实测值计算t(St一S0)，见说明图4.

37、3.2-l；说明图4.3.21用实测值推算最终沉降的方法 (3)绘制t与t(St一S0)的关系图，并确定系数a和b，见说明图4.3.22； (4)计算St； (5)由双曲线关系推算出沉降S-时间t曲线。说明图4.3.22求a和b的方法 双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法，要求恒载开始后的沉降实测时间至少6个月以上。 (2)固结度对数配合法(三点法) 固结度的理论解普遍表达式为 上式不论竖向排水、向外或向内径向排水，或竖向和径向联合排水等情况均可使用，所不同的只是、值。 根据固结度定义有 由式(说明4323)和式(说明4324)联立可得 为求t时刻的沉降，上式右边有四个未知数

38、，即S、Sd、和。在实测初期沉降一时间曲线(S-t)上任意选取三点：(t1，S1)，(t2，S2)，(t3，S3)并使t3一t2=t2-tl，将上述三点分别代人上式中，联立求解得参数和最终沉降量S以及Sd的表达式，其中Sd的表达式中还含有这个变量。一般在求Sd时，可采用理论值或根据实测资料计算，将所求得的、S、Sd分别代人式(说明4325)中便可得出任意时刻的沉降。 以下是具体求解过程： 由此解得： a.连接St曲线时，应对S一t曲线进行光滑处理，即尽量使曲线光滑，使之成为规律性较好的曲线，然后再在曲线上选点； b.为了减少推算误差提高预测精度，要求三点的时间间隔尽可能大，即选取的(t2-tl

39、)尽可能大，因此要求的预压时间长； C.本法要求实测曲线基本处于收敛阶段才可进行。 (3)抛物线法 对于有些情况，沉降曲线在初期并不表现双曲线或指数曲线的形式，而在沉降一时间对数坐标系(St)中，沉降曲线可由两部分组成。第一部分可由抛物线来拟合，第二部分(即次固结部分)可由直线拟合；第一部分和第二部分发生的量级和时间取决于土层固结后达到的孔隙比所对应的当量固结应力，只要运营期的有效应力小于预压期末的固结应力，次固结可以忽略不计，否则，就应该考虑次固结的影响。 实践证明，除有机质含量很高的土外，一部分，沉降曲线的一般表达式为式中参数a、b、C可用优化方法求得。(4)指数曲线法指数法方程为 指数曲

40、线法和双曲线法简单实用，但是前提是假定荷载是一次施加或者突然施加的，这与实际情况不符，因此其方法尚待改进，下面的修正指数曲线法将路堤荷载分为若干个加载阶段，将各级荷载增量所引起的沉降叠加。 (5)修正指数曲线法与修正双曲线法说明图4.3.23加荷与沉降发展曲线 对于多级加荷的、路堤沉降曲线“台阶状”发展的情况，可把常规的指数曲线或双曲模型拓展为： 根据沉降实测值，采用试算法确定式(说明43217)及式(说明4.3.2-l8)中的参数A、B，C、；将已确定出的参数带回上述经验公式模型中，分别计算各级荷载在ti时刻所引起的沉降量，将各级荷载在ti时刻所引起沉降量进行叠加，即得ti时刻总沉降量。 修

41、正指数曲线法与修正双曲线法，还可预测后期增加荷载(如对未设预压土地段，对后期增加的轨道及列车荷载)的沉降。设已有m1，级荷载有沉降观测资料，要观测m2，级荷载作用后的ti时刻沉降，则先令m=m1，用实测资料拟合式(说明4.3.2-l7)中的参数A、B、C或式(说明4.3.2-18)中的参数、C、d。再令m=m2，将拟合的参数代人用上两式中的任何一式，可求得ti时的沉降。参数拟合用0.618优选法，使各观测时刻的计算沉降与实测沉降之差的平方和最小者，即为所要求的参数。 对于路堤，填土荷载宽度随路堤的升高而变小，荷载增量在地基中应力扩散影响的深度也变小。考虑这一因素，参照分层总和法计算沉降的原理，

42、认为与沉降直接相关的是地基中的附加应力。沉降与附加应力沿深度分布图的面积成正比，而不是与作用在地面的荷载强度成正比，因此对不同荷载宽度，按在地基中相应的附加应力沿深度分布图的面积比，将上部填土荷载打折来计算沉降。 (6)沉降速率法 方程为 通过St。和t的数据进行线性回归分析。 求出A、Sc、，根据沉降计算公式和值反算各级荷载的m，取平均值为m的最终值，即可求得任意时间沉降。 此外，也可根据下面两式求竖向与水平固结系数： 沉降速率法要求输入各个观测时刻的沉降速率为分析依据，使用于软土层较厚的填土速率较均匀的情况，同时要求恒载开始后的实测沉降时间至少在6个月以上。 (7)星野法 星野根据现场实测

43、值证明了总沉降(包括剪切应变的沉降在内)与时间的平方根成正比。沉降计算公式为 式(说明43224)适合于荷载瞬时施加情况下的沉降曲线，但在实际施工中，荷载是逐级增加的，因此必须加以修正。在加载方法规则的情况下，以加载期间的中点作为瞬时起点t0；在加载方法不规则的情况下，应根据实测沉降曲线的趋势在加载的初期适当假定一个瞬时加载的起点t0和相应的沉降S0。 星野法推求最终沉降量的步骤如下： 假定几组t0和S0，根据实测值点绘(t-to)(S-So)-(t-t0)的关系曲线，如说明图4.3.24。说明图4.3.24求A和K的方法 取最符合线性关系的直线，求出相应的系数A和K； 将A和K值代人式(说明

44、4.3.224)计算。 本方法要求恒载开始后的沉降实测时间至少6个月以上。 (8)Asaoka法 用以下简化递推关系可近似地反应一维条件下以体积应变表示的固结方程，利用此简化递推关系可用图解法来求解最终沉降值。 图解法推算步骤如下： 将时间划分成相等的时间段t，在实测的沉降曲线上读出t1，t2所对应的沉降值S1，S2，并制成表格； 再以Si-l和Si坐标轴的平面上将沉降值S1，S2以点(Si，Si-l)画出，同时作出Si=Si一1的45°直线； 过一系列点(Si，Si-1)作拟合直线与45°直线相交，交点对应的沉降为最终沉降值； 在Asaoka法推算的过程中，t的取值对最终

45、沉降量的推算结果有直接的影响。t过小会造成拟合点的波动性较大，拟合直线的相关系数较小：t过大，Si点过少，易产生较大的偏差，而且对是否已进入次固结阶段不易作出判断。一般取t在30100d之间。在实际的推算过程中，宜同时多计算几个不同的t得出相应的最终沉降值，而后在其中选取相关系数较好的沉降值作为最终沉降值。 (9)泊松曲线法 有观点认为，全过程的沉降量与时间的关系包括两个方面：一是S-t曲线不通过原点；二是S-t曲线呈“S”形。 不通过原点的机理分析 对于饱和土来说，在荷载作用下会立即发生瞬时沉降(亦称初始沉降或不排水沉降)。其变形是在体积不变情况下由负载区域下的剪应变引起的。当黏土的渗透性很

46、低时，则几乎不发生排水。在荷载中心线下，垂直压缩和侧向膨胀同时发生，Bierrum1972年指出，这一沉降的组成部分更确切地说应是侧向的屈服。对非饱和土，荷载施加后，空隙中的气体可立即压缩，土骨架可变形，故开始荷载就由骨架、水和气三者来承担。随着水和气的排出，骨架进一步压缩，水和气的应力逐渐转移到骨架上。这表现到沉降过程线上存在一个瞬时的沉降，且饱和度愈小，初始沉降愈大。对工程上所涉及的土，通常都遭到扰动，在荷载的作用下也会存在瞬时沉降。综上所述，由于初始沉降的存在，故不通过原点。 “S”形机理分析 成长曲线反映的实际上是事物的发生、发展、成熟并达到一定极限的过程。这一点和荷载逐步增加与测点逐

47、步发生沉降的关系十分相似。加载过程中的沉降也可分为四个阶段： 发生阶段 在刚加载时，测点的土体尚处于弹性状态。随着荷载的增加，测点的沉降量近乎线性增加。 发展阶段 随着荷载的不断加大，测点土体所受的荷载也越来越大，并使其逐步进入到弹塑性状态。随着塑性区的不断开展，测点的沉降速率也在不断地增加，直到荷载不再增加为止。 成熟阶段 当荷载不再增加时，由于固结尚未完成以及土体的流变，测点的沉降将随着时间的推移而继续，但沉降速率递减。 到达极限 理论上讲，当时间为无穷大时，到达极限状态。事实上，取t足够大即可。如对公路，t取为l5年+填筑时间；而对于建筑物，t取5年即可。 泊松曲线亦称推理曲线，也有人称

48、之为饱和曲线。在时间序列预测中，泊松曲线的表达式为 利用时间序列求出上述三个待定参数，即可建立泊松曲线方程，从而可以对yt进行预测。 (10)灰色理论 灰色理论属于系统科学理论，它提供了在贫信息情况下求解系统问题的新途径。它将一切随机变量看作是在一定范围内变化的灰色量，将随机过程看作是在一定范围内变化的、与时间有关的灰色过程。对灰色量用数据生成的方法，将杂乱无章的原始数据整理成规律性较强的生成序列，然后建立模型而进行预测。这样，就能在较高的层次上处理问题，从而较全面揭示系统的长期变化规律。 (11)人工神经网络 神经网络模型就是采用物理可实现的系统来模仿人脑神经细胞的结构和功能的系统，它是由大

49、量功能简单的神经元相联结而成的高度非线性动力系统，是并行的结构，并有较强的容错能力，少量的神经元和连接发生差错对整体功能影响较小，同时具有很强的自适应性能，可通过自身学习，以适应外部环境的变化。尤其在处理信息复杂、背景不清楚、规则不明确的问题，更有其独特的优越性。利用神经网络较强的非线性映射能力，根据实测沉降资料，通过神经网络的BP网络进行建模，具有很强的客观性和适应性。 地基沉陷受多种因素的影响和制约，其变化的自然规律很难用一个显式的数学公式予以表示。而人工神经网络是这一领域的一个突破，该方法视传统函数的自变量和因变量为输入和输出，将传统的函数关系转化为高维的非线性映射，而不是显式的数学表达

50、式。该方法在处理非线性问题上，具有独特的优越性。在针对软土地基沉降预测时，就是利用实测资料对复杂的非线性的土工结构进行直接建模。具体做法是：先应用ANN建立沉降影响因素参数(如处理方式、软土层厚度、地基硬壳层厚度、软土的压缩模量、硬壳层的压缩模量、路堤宽高比、施工期和竣工时沉降量)与沉降之间的非线性关系，再将待测点的实测沉降影响因素参数输入到已训练好的网络中，即可得到预测的沉降量。4.3.3 地基在荷载作用下沉降将随时间发展，其沉降变化一般通过土体固结原理进行分析计算，但沉降计算的精度受多种因素影响，其结果只能是一个估算值，因此，至今国内外为较准确得到沉降值，均通过沉降观测的实测资料来分析预测

51、。相比于既有线，客运专线无碴轨道的建设，对路基地质勘测、地基处理、路基填筑质量提出了高标准要求，勘察设计单位应结合沉降一时间的关系曲线、一段时间内沉降实测资料的回归分析，对设计预测沉降及时修正，使设计预测的总沉降量与通过实测资料预测的总沉降量尽可能接近。这样，方面可为客运专线线下工程的设计积累经验，同时对于地质条件好的段，根据积累的经验参数进行设计预测，找出沉降发展的规律，在一定程度上可缩短路基沉降调整和观测期。4.3.4 根据路基沉降预测结果可以确定工程完工时的工后沉降，工后沉降的评估应结合路基各观测断面以及相邻桥(涵)隧的沉降预测情况，从线路整体上进行评价。当预测的路基工后沉降值在扣件系统

52、的高低调整量(一般为15mm)范围内时，方可铺设无碴轨道。5.1.15.1.2 墩台基础沉降的发展及总量受桥位地质情况、施工荷载、施工工期等因素的影响。为确保墩台基础工后沉降满足设计要求，保证无碴轨道的平顺性，在墩台施工完成至无碴轨道铺设前应进行墩台基础沉降观测，并对工后沉降进行预测。地质条件不良地段墩台基础沉降一般要在梁部架设618月后才能稳定，岩石地基等地质情况良好区段的墩台基础沉降量则很小。因此规定，一般情况下，在桥梁架设(预制梁)或完工(现浇梁)后应进行为期不少于6个月的沉降观测；处于岩石地基的桥梁，规定在桥梁架设(预制梁)或完工(现浇梁)后进行不少于60d的沉降观测，依据观测数据对工

53、后沉降进行预测。 在进行桥涵基础沉降、预应力混凝土梁徐变变形观测时，应选取外界环境变化相对较小的时段进行，尽量保证各次测量时结构所处环境条件相差不大，以消除结构温度变形对观测结果的影响。同时，还应记录观测时结构荷载状况、环境温度及天气、日照等情况，以便为评估分析提供可靠的资料。5.1.3 由于无碴轨道对桥涵基础沉降的要求已超出设计计算所能达到的精度，本条款提出的相关要求，其目的是要求勘察设计单位应根据沉降观测数据进行动态设计，以保证设计预测沉降与实测沉降更为接近，确保基础工后沉降满足无碴轨道设计要求。当基础地质条件较好时，实测及设计预测的总沉降在10mm以内时，上述沉降偏差可放大到5mm。5.2.1 涵洞变形除自身沉降外，还包括涵顶填土变形，因此应对涵顶填土的沉降变形进行观测。5.2.2 一般条件下，应对每个桥梁墩台、每个涵洞进行沉降观测，并对每孔预应力混凝土梁进行徐变变形观测。考虑到新建客运专线桥梁数量多、观测工作量大等因素，对于岩石地基、嵌岩桩基础的桥涵，可适当减少观测数量。鉴于目前尚缺乏经验和实测数据，因此规定可选择典型墩、台、涵进行观测，但观测数量不宜少于墩台数量的12。对于在预制厂批量生产的预应力混凝土预制梁，初期