2023年四院武广客运专线路基变形监测方案.doc

新 建 铁 路武 汉 至 广 州 客 运 专 线路基变形监测方案铁道第四勘察设计院2023年5月 武汉14武广客运专线路基变形监测方案铁道第四勘察设计院 郭建湖 周先才 詹学启一、路基沉降监测原那么：1、客运专线无碴轨道路基变形控制原那么：客运专线无碴轨道路基变形控制十分严格，工后沉降一般不应超过无碴轨道铺设后扣件允许的沉降调整高量15mm，路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000无碴轨道路基施工中应进行沉降变形动态监测，在路基完成或施加预压荷载后应有6～18个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足无碴轨道铺设要求前方可铺设无碴轨道本次设计在路堑基床(主要为土质路堑、全风化层)和路堤基底、填筑层、路基面布置监测点，构筑纵横向立体监测网络2、 监测点的设置原那么：客运专线无碴轨道路基工后沉降主要包括以下三个方面：①运营阶段由于行车荷载引起的沉降，在路基各部位填料及压实标准满足标准要求时按5mm预留，不含在15mm的工后沉降控制值内；②路基填料压密沉降；③地基土沉降当实测沉降推测不能满足工期内的铺轨要求时，那么应分析沉降产生的原因，推测沉降完成时间，综合分析研究确定应采取的工程措施以满足无碴轨道铺设工期要求。

因此，监测点的布置应依据路基的填筑高度、地基土类型及厚度、地基加固措施来确定原那么如下：对于基底压缩层较簿且填筑不高的路堤及路堑地段，以路基面沉降监测为主，主要在路基面布设沉降监测桩进行路基沉降监测；路堤填筑较高时应加强路堤填筑层沉降监测，在填筑层增设单点沉降计监测填土层沉降；对于地基压缩层厚的较高路堤地段应进行路基基底、路堤填筑层及路基面沉降监测，在基底布设单点沉降计、沉降板或剖面沉降管，在填土层布设单点沉降计，在路基面布设沉降监测桩进行各部位沉降监测当路基基底或下卧压缩层为平坡时，路堤主监测点为线路中心，辅监测点为路肩；当地表横坡或下卧土层横坡大于20%时，主监测点为线路中心，辅监测点为左右线中心以外2m；基底沉降监测与路堤本体沉降监测点布置于路基基底和基床底层顶面；同时在软土及松软土路基填筑时，沿线路纵向每隔30～50m在距坡脚2m处设置位移边桩，以控制填土速率控制标准应为：路堤中心地面沉降速率小于1.0cm/d，坡脚水平位移速率小于0.5cm/d3、监测断面设置的总体原那么：由于变形〔沉降和鼓起〕大小及分布情况取决于沿线的不同地基条件及工程结构；因此，一般来说，路堑、涵洞、路堤、桥梁以及隧道处的变形大小及分布会有很大的区别。

此外，因为不同土工建筑物的接合处以及过渡区存在着刚度变化及变形差异，所以，会潜在影响火车运营的稳定及舒适另外，土工建筑物中的变形〔即：随时间变化的性能〕进展情况也不一样因为无碴轨道对沿线的沉降差异很敏感，这样，在设计阶段及施工阶段反复进行整体综合变形考虑(OIDC)是十分重要的综合变形计算及监控能更真实地预测无碴轨道安置后的剩余变形，以便证实是否满足所需要求监测断面的设置根据路基工点的特点、长度、工程地质条件等因素确定监测断面数量，原那么上每个工点应不少于2个监测断面，监测断面沿线路方向间距不大于50m；过渡段及地形地质条件变化较大的地段应适当加密，其中路基与桥、涵、隧等刚性构筑物相连处、地形或地层突变处、过渡段折角处必须布设监测剖面二、路基沉降各类监测剖面布置说明： 根据路基结构形式、地基压缩层厚度、填土高度及填料类型、有无预压荷载等情况设计了A型～G型7个大类25个小类监测剖面，具体见表1： 表1：监测剖面布置类型表路基形式路堤填料或路堑地基土填高m地层厚m地面或压缩层底横坡缓于1：5≥1：5路堤非改进土区≤3<5A-1(F-1)A-2(F-2)≤35~20B-1(F-3)B-2(F-4)≥20B-3(F-5)B-4(F-6)＞3＜20C-1(F-7)C-2(F-8)≥20C-3(F-9)C-4(F-10)改进土区〔无预压时〕＞5＜20D-1D-2≥20D-3D-4路堑一般土层　E-1E-2红黏土、膨胀土E-3E-4有预压地段采用括号中监测剖面，桥路、涵路、隧路处增设G型监测剖面。

1、A型沉降监测剖面说明：路堤填高小于等于3m且基底土层厚小于5m时，仅对路基面进行沉降监测当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5时，采用A－1型路基沉降监测断面，基底地面或压缩层底横坡≥1：5时，采用A－2型路基沉降监测断面2、B型沉降监测剖面说明：B型沉降监测剖面适用于路堤中心填高小于等于3m且基底土层厚≥5m的情况当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚5m≤H＜20m时，采用B－1型监测剖面，陡于1：5时，采用B－2型监测剖面基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚≥20m时，采用B－3型监测断面，基底地面或压缩层底横坡≥1：5时，采用B－4型监测断面3、C型沉降监测剖面说明：C型沉降监测剖面适用于路堤中心填高大于3m且基底土层厚≥5m的情况当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚小于20m时，采用C－1型监测断面；基底地面或压缩层底横坡≥1：5时，采用C－2型监测断面基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚≥20m时，采用C－3型监测断面，基底地面或压缩层底横坡≥1：5时，采用C－4型监测断面4、D型沉降监测剖面说明：路根本体采用改进土填筑的路堤，填高大于5m时，上述第3条条件下C型的监测剖面应增加改进土填筑局部的沉降监测，其它元件及监测剖面布置与第3条根本一致，C－1～C－4型元件布置改为D－1～D－4型。

5、E型沉降监测剖面说明：E型沉降监测剖面适用于路堑地段基底为土质地基〔含全风化岩〕时的路基沉降监测，主要进行路基面沉降监测，当基底地层为红黏土、膨胀土时，还应监测地基膨胀鼓起变形一般土层当基底压缩层底横坡缓于1：5时采用E－1型监测断面，基底压缩层底横坡≥1：5时采用E－2型监测断面基底地层为红黏土、膨胀土时，当基底压缩层底横坡缓于1：5时采用E－3型监测断面，基底压缩层底横坡≥1：5时采用E－4型监测断面6、F型沉降监测剖面说明：F型沉降监测剖面适用于预压地段，由于预压期因基床表层尚未施工，路堤顶面沉降监测改在预压土方底部〔即基床底层顶面〕布置沉降元件进行在基床底层顶面线路中心或左右中心线以外2m处临时布置沉降板的代替路基面处相应位置预压期间沉降监测；在基床底层两侧外缘布置沉降监测桩代替预压期间路肩处沉降监测路基填筑局部以及基底沉降监测布置与无预压段根本一致，预压土方卸除且基床表层施工后路基面沉降监测照常进行，具体布置型式有F－1～F－10型10种，适用条件与前述A～C一致A－1～A－2型有预压时监测形式改为F－1～F－2型，如以下列图所示B－1～B－4型有预压时监测形式参照上述原那么改为F－3～F－6型，C－1～C－4型有预压时参照上述原那么改为F－7～F－10型。

7、G型沉降监测剖面说明：G型沉降监测剖面适用于桥路、隧路、涵路等过渡段路基应进行沉降差监测过渡段路基沉降监测可根据具体的地基条件，选择A～F类监测类型之一，每处过渡段同时布设G型监测，采用静力水准仪，沿纵向对沉降差进行监测静力水准仪布置路中心线的路基面上，每处2个，桥路过渡段布置在桥台顶端中部及路基侧1m处，涵路过渡段布置在涵洞中部及与路基交界两侧各1m处，隧路过渡段布置在隧线分界两侧各1m处三、监测断面设置的具体原那么：1、各类过渡段路基范围监测剖面不用A型〔涵洞顶监测剖面可用A型〕2、非过渡段路基范围监测剖面按不大于50m布设，一般采用A型与B、C、D间隔布置，地形或地层突变处、填高最大处等应布置非A类监测剖面3、G型为过渡段纵向监测，仅在桥路过渡、隧路过渡〔硬质岩可不考虑〕、涵径≥3.0m涵路过渡段设置，即易产生沉降差时设置4、预压地段同时为路根本体采用改进土填筑时，应以F型监测剖面为主，在满足根本型〔F型〕情况下，适当布设D型进行改进土填筑层沉降监测5、路堑地段布设E型监测，基底为一般土质地基〔含全风化岩〕时，布设 E－1型或E－2型监测剖面，按每50m布置1个监测剖面；当为红黏土、膨胀土等特殊岩土地基时，按每50m间隔布置 E－1型与E－3型或E－2型与E－4型监测剖面。

四、监测数据采集系统的构建由于线路长，监测剖面多，监测频度高，数据量巨大，必须分区段、分工点构建数据采集、以及数据分析评估单元，重要工点或交通困难的工点，可考虑数据的无线传输方式，应编制监测数据的管理软件，利用计算机实现数据的自动管理与存储，处理前生成相应的图表，并根本实现初步的变形分析与评估功能五、监测元器件的选取及元器件的精度要求监测元器件的选取，应满足工后沉降的评估需求以及精度要求，且具备对施工影响小、抗干拢能力强，数据采集误差小、精度高、测试数据具有自我校核能力等要求因此武广客运专线变形监测元器件，应将对填土施工干扰小、无测杆、具有数据存储记忆功能的智能数码型监测元器件作为首选元器件，重要观测点采用传统的数字直观的沉降板作辅助较核元件，对路基面观测桩的测量，测量精度一般应到达二级水准测量标准主要监测元件技术参数指标见下表： 主要监测元件参数指标 表18仪器名称量程灵敏度适用范围主要特点备注位移监测元件沉降板测量土体垂直向变形读数直观，但对填土施工干扰大，精度一般辅助监测元件剖面沉降管0.01mm测量地基沉降对填土施工不干扰，但监测工作量大。

主要监测元件测斜管0.01mm测量堑坡或地基水平位移智能数码单点沉降计100mm0.01mm测量土体垂直向变形对填土施工不干扰，精度高，数据量大，能实现自动采集和无线传输智能数码分层沉降计100mm。