发布时间 : 星期五 文章（张德宝）浅谈高速铁路路基沉降观测 - 2014-03-11更新完毕开始阅读f40c91b3b90d6c85ec3ac6a5
某山区高速铁路深路堑边坡沉降观测系统布设技术的分析
中铁二十五局 张德宝
摘要：如今社会已经步入了高速时代，速度和效率观念已经步入了每个人的心中，高速列车在运行的中安全性和稳定性已经成为了社会关注的热点问题。在工程施工过程中，由于我国地形，地质条件复杂和线路的限制，一条线路中很容易出现深路堑边坡，又由于工期紧，线路长，沉降观测要求高，施工承包价格混乱等导致很多企业呼视了深路堑沉降观测，致使线路施工后因路堑边坡失稳造成行车事故的事屡见不鲜。所以线路深路堑边坡的稳定性就像一颗炸弹一样，时刻威胁的列车的行使安全。因此，本文结合沪昆高速铁路现场实际对高速铁路路基高边坡沉降系统的布设进行了一些探讨。
关键词： 深路堑 沉降观测 深路堑边坡沉降系统
深路堑土质边坡垂直挖方高度超过20米，岩质边坡垂直挖方高度超过30米的路堑。而沉降观测是铁路线路工程的一个重要组成部分，是确定线上施工条件基础，也是现代高速铁路设计和施工中必须考虑的主控环节。沉降观测涉及多个学科和领域，路基深路堑边坡沉降观测对控制铁路工程质量，确保工后边坡稳定性设计要求至关重要。因此在线路施工过程中,应进行路基深路堑边坡沉降系统的布设及观测,结合现场观测数据对边坡的稳定性进行预测,从而为保证线上施工运行前达到规定的变形控制要求提供重要参考依据。 1．
工程概况
本沉降系统位于新建长沙至昆明铁路客运专线湖南段CKTJ-1标段DK50+560~DK50+908,本段线路位于两座大桥之间，以填挖相间通过，地形起伏较大。路基中心最大填高4.5M，最大边坡高8.2M,最大挖深22.1M，最大堑坡高35.2M，共分为6级边坡。
在原设计 2．
1. 边坡沉降观测的目的
深路堑边坡沉降观测是一个长期的高频观测过程，只有能采集过大量的时效性数据才能科学客观的预测出边坡的稳定性。深路堑边坡监测的目地主要有以下几点：
1为了在施工过程中确保深路堑边坡开挖的安全性
2预测后期边坡的沉降情况，为施工期间的沉降土方量提供计算依据 3检测地表的水平位移及隆起，确定土体剪力的破坏位置和撑握边坡的分层位移量
4通过长时的监测，预测工后沉降，确定高边坡的稳定性，确保工程运赢后列车的安全性
5通过现场监测数据进行设计的再优化，控制和保证工程的建设质量。 2. 深路堑沉降观测要求 2.1观测断面设置原则
2.1.1路基工程沉降变形观测以路基面沉降观测和地基沉降观测为主，路基沉降观测断面根据不同的地基条件，不同的结构部位等具体情况设置。同时应根据施工过程中掌握的地形、地质变化情况调整或增设观测断面。 2.1.2观测断面一般按以下原则设置，同时应满足设计文件要求：
1）a.基底沉降监测：每200m设一个监测断面。b.地表沉降观测：松软土地基地段沿线纵向每40m 左右设一个沉降观测断面，且每个工点不小于2个观测断面，桥路过渡段起始位置各设一个观测断面。c.路基面沉降监测：在路基面中心及左右两侧路肩处设路基面沉降观测桩，观测桩采用C15 混凝土桩，每100m设一个监测断面，并保证每工点至少有一个观测断面。2）路堤与不同结构物的连接处应设置沉降观测断面。路桥过渡段、路基横向结构物两侧均应设置沉降观测断面。3）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。4）对地形横向坡度大于1：5 或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1 个横向观测断面。5）软土及松软土路堤填筑时，沿线路纵向每隔20～50m，在两侧坡脚外约2.0m、10m 处设水平位移观测木桩。 2.2观测点设置
2.2.1为有利于观测点看护，集中观测，统一观测频率，各观测项目数据的综合分析，各部位观测点须设在同一横断面上。
2.2.2为了能够反映出路基的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。特别要考虑到因施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。 2.3观测埋设要求
2.3.1沉降观测桩：沉降观测桩采用C15 混凝土方桩或圆桩(边长或直径0.1m)，其中埋设Φ16mm 钢筋一根，桩长0.6m，埋入基床表层以下0.55m；待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在设计位置，桩周0.15m 用C15 混凝土浇筑固定，完成埋设后用水平仪按二级测量标准测量桩顶标高作为初始读数。 2.3.2沉降板：应严格按设计要求进行埋设，一般情况如下：由钢底板、金属测杆（φ20mm钢管）及保护套管（φ50mm PVC 管）组成。钢底板尺寸为30cm×30cm，厚8mm。采用二级测量标准测量沉降板标高变化。1）沉降板位于路堤中心，基底铺设碎石垫层的地段埋设于垫层顶面，基底设混凝土地板地段置于板顶面；沉降板埋设位置应按试验设计测量确定，埋设位置处可垫10cm 砂垫层找平，埋设时确保测杆与地面垂直。2）放好沉降板后，回填一定厚度的垫层，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定套管，完成沉降板的埋设工作。3）按二等水准标准测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m～1.0m 为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC 管外接头连接。4）接长套管时应确保垂直，避免机械施工等因素导致套管倾斜。
2.3.3路堤位移边桩：采用Φ10cm 的圆木，长度不小于1.0m。顶部圆心处钉一小铁钉。1）边桩埋置深度在地表以下不小于0.9m，桩顶露出地面不应大于10cm。2）完成埋设后采用全站仪测量边桩标高及距线路中线垂线或法线方向距离作为初始读数。
2.3.4在路基左右两侧坡脚200~500m 范围内根据埋设元件的具体位置，设置沉降观测箱或观测房，对相关测试进行数值化集中测试管理。 2.4观测技术要求 2.4.1监测元件要求
沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量；路基施工不能影响到观测设备。
1）各工程项目部应成立专门试验小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。2）元件埋设时应根据现场情况进行编号，
有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。3）凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土及碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。4）各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏。元器件埋设后，制作相应的标示旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中，派专人负责测试断面的元件保护。 2.4.2路堤地段从路基填土开始进行沉降观测，路基填筑完成后应有不少于6 个月的观测期。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，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。
2.4.3路基填筑过程中应及时整理路堤中心沉降观测点的沉降与边桩的位移量，当中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天或边桩水平位移大于5mm/天、竖向位移大于10mm/天时，应及时通知项目部，并要求停止填筑施工，待沉降稳定后再恢复填土，必要时采用卸载措施。 2.4.4观测频次要求
所有元件埋设后，必须测试初始读数，在路堤正式填筑前，必须对所有元件进行复测，作为正式初始读数。路基沉降观测的频次应根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定，一般应按照如下观测频率进行：路堤填筑期间，应每天观测一次，各种原因暂时停工期间，前2天每天观测一次，以后每3天测试一次。施工完成后，前15天内每3天观测一次，第15～30天每星期观测一次，第30～9天每15天观测一次，以后每个月观测一次。测量数据突变时，每天观测2～3次。监测过程中发现异常必须及时查明原因并加密监测次数，尽快妥善处理。
实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率。当两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次；当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。观测应持续到工程验收交由运营管理部门继续观测。 3.结束语
高速铁路的路基沉降特别是施工后沉降的要求是相当严格的，并且由于观测所得到的最终数据资料所涉及的方面比较多，如果是由于观测人员的不负责，不按相关要求执行的情况下，所造成的影响是相当大的。为了保证列车高速平稳、安全运行,对路基的沉降控制就必须非常严格,而这必然要求高速铁路设计者多方
深化和改变传统的设计思路，在保证路基工程强度的基础上，用多种沉降预测方法来严格控制路基变形。 参考文献
［1］王志飞.铁路客运专线施工综合及关键技术[J].北京:铁道客运专线培训教材,2005.
［2］李天华.郑西客运专线路基工程沉降观测实施设计报告[J].武汉:铁道第四勘测设计院,2007.