论文部分内容阅读
摘要：高铁在我国经济社会发展之中具有十分重要位置，因此高铁的质量必须达
到要求，因此，本文论述了高速铁路沉降观测技术的关键点。
关键词：高速铁路；沉降观测；要点
中图分类号：U238文献标识码：A
引言
铁路路基暴露在室外，加之我国地域广阔，地形、地质、水文、气候等情况
复杂：路基边坡和坡脚受坡面雨水冲刷、日晒雨淋将引起土的干湿循环、气温变
化将引起土的冻融变化、河水对边坡或坡脚处地基不断的冲刷和淘刷等，使路基
常年处于升降动态循环之中，路基附加应力受其很大影响。路基填料级配不良、
排水失效、过渡段碎石级配失效或不养生、路基横向碾压、填料含水率超标等将
引起路基沉降。铁路两旁新修建的建筑物尤其是特大型建筑也会对路基产生影
响，所以铁路路基沉降在一定意义上讲不可避免。但过大的变形沉降将直接影响
旅客舒适度以及行车安全，所以必须对高速铁路路基沉降加以防治。本文着重介
绍高速铁路路基沉降观測及预测技术。
1、高速铁路沉降监测的主要内容
1.1、沉降监测方案的制定；
1.2、沉降监测点的布设及维护；
1.3、沉降监测（高程控制）基准网的建立；
1.4、全线路基面沉降、桥梁沉降普查观测；
1.5、沉降监测（高程控制）基准网的定期复测；
1.6、车站建构筑物、全线（路基、桥梁、涵洞）、重点观测地段的长期或定
期沉降观测；
1.7、沉降监测综合分析报告的编写。
观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手薄。监测网的平差计算与精
度评定，应采用经典严密平差法或自由网平差法。成果资料整理，水准观测外业
观测和内业计算工作结束后，需要对各种资料进行整理，装订成册。外业期间属
于手工记录的原始资料，不得有连环涂改、就字改字、转抄现象出现。各种资料
的装订要求能尽量包括路线完整的资料，装订厚度适宜。
2、高速铁路路基沉降测量控制要求
只有做好高速铁路路基沉降测量工作，才能保证沉降控制工作的顺利完成，
为接下来的工作提供数据资料。所以工程技术人员要采用科学正确的方法，高效
的完成测设工作，要保证测量精度要求，利用配套计算机对所有观测值进行严密
平差，保证整个控制精度完全能够符合国家工程测量技术规范和工程设计要求。
2.1、设备要求
高速铁路沉降观测要求高精度，为了精确测量路基的沉降情况，一般规定测
量的误差应小于变形值的1/10—1/20。采用一般仪器，会受到周围环境的影响
而导致误差过大，所以对观测仪器的精度要求极高。观测时应优选受环境影响小
的仪器，比如精密水准仪。
2.2、观测人员要求
高速铁路沉降观测要求高精度，工程技术人员应该有较高的职业技术水平和
职业道德。观测人员应该专业、准时、高效的完成测量任务，对观测数据认真负
责，坚决杜绝补测或修改数据等恶劣行为。
2.3实际观测的具体要求
观测前，要对观测地点的地形、地貌、地质、水文以及气候等情况加以调查，
联系实际情况选择最适宜的观测方法，既要保证观测的高效，又要保持正精度的
要求。
2.4、观测点的选取
高速铁路沉降观测精度高，所以对观测点的选取要求也很高，在保证方便观
测的前提下，选择合适的观测点，最好是视野开阔，地势平坦的稳定位置。
2.5、观测周期及观测时间
施工阶段，应随施工进度及时进行。观测次数与时间间隔应视地基与加荷情
况而定。在观测过程中，如有路基附近荷载突然增减、长时间连续降雨等情况，
均应及时增加观测次数。若路基发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂纹时，应该
立即进行逐日甚至一天数次的连续观测。
2.6、首次沉降观测
承台施工完成后，及时设置沉降观测点并做好标志，开始进行首次沉降观测。
外业操作严格按二等水准测量规范执行，操作要严谨。
2.7、、水准外业观测
在开工前和作业期间，按规定对仪器进行常规检校和经常性检查，保证仪器
工作状态良好。
2.7.1、在承台水准观测过程中，采用单路线附合往返观测，一条水准路线
的闭合观测采用同一台仪器、同转点尺，电子水准仪自动记录。
2.7.2、沿路线施测均使用大于5kg的铸铁尺垫，水准标尺采用与仪器配套
的线条式铟瓦水准标尺，使用两根竹制撑扶尺，以保证水准尺气泡居中；前后视
距用经鉴定的钢卷尺进行测量，并用电子水准仪自动测距，确定每测站前后视距
相等；使用干湿温度计测定气温。
3、数据处理
在每次外业结束后，对观测数据进行全面检查，然后进行复核和验算，检查
各项指标是否符合规范要求，对超限部分及时进行外业补测，完毕后将观测数据
传入计算机，然后进行内业计算，打印观测原始记录资料。内业计算包含下列内
容：各测段的原始数据表格；各测段的高差及限差统计；水准网严密平差、精度
评定和计算成果。
4、沉降量要求
墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：墩台
均匀沉降量，对于有砟桥面桥梁≤30mm，对于无砟桥面桥梁≤20mm；静定结构相
邻墩台沉降量之差要求，对于有砟桥面桥梁≤15mm，对于无砟桥面桥梁≤5mm；
超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，应根据沉降差对结构产生
的附加应力影响确定。
在每天的沉降变形观测工作中,根据以往经验和自身条件,每天应有计划的
进行(完成计划工作量)。最好每天完成从基准点到基准点的往返观测,上午完成
计划量的往测,下午完成计划量的返测,这样既完成所有基准点间的往返观测,又
提高了工效,减少空走路的时间。每天完成往返观测有两大优点:其一,通过对基
准点间的往返观测,可以检验自身观测成果的可靠性,一般认为只要往返观测的
较差比限差小就是可靠的;反之较差比限差大或接近限差就是不可靠的,这就需
要重测。其二,如自身的往返观测成果是可靠的,而与基准点间的闭合差较大,说
明基准点可能存在相对沉降。前面还讲到尽量保证观测路线长度在300m以内,
尽量避免单基点闭合路线。
5、常见问题及处理措施
5.1、观测仪标的保护
为保证观测结果真实反映路基沉降情况，必须加强水准点和观测标志的规范
表设置与保护工作。应高度重视观测元器件的保护，确保观测工作连续有效地进
行。应高度重视基准点的埋设与保护问题，应综合考虑沿线地质条件、施工影响
因素等确定基准点的埋设深度与位置。
5.2、异常数据的分析处理
变形观测中发现基准点出现破坏时，应该对基准点进行复测或选用其他基准
点，以确保控制点标高的准确性；观测标受到扰动时，应分析原因重新对其进行
恢复，并将本期变形值归零；由于操作不当引起的异常数据可以检查核对观测记
录和计算数据，当没有发现时，可以通过重新观测发现。
6、结语
高铁桥梁沉降观测是一个系统工程，涉及建设、设计、监理、施工、专业评
估、其他信息化检测等各单位，测量与数据处理等均通过无纸化系统与互联网传
输进行关联，测量及分析结果准确可靠，其结果将直接决定能否进行无砟轨道的
铺设。京津城际铁路、武广高速铁路等施工技术成果表明，我国已经在高速铁路
技术领域取得了举世瞩目的成就，并且对京沪高速铁路等在建重点工程技术进行
深化完善，全面掌握长大桥梁及特殊桥梁的关键施工和监测技术，完善无砟轨道
和高速铁路的施工技术，进一步提升高速铁路建造水平。此外，铁路信息化建设
步伐也在加快，并将逐步建立健全中国高速铁路技术标准体系，中国高速铁路已
吸引了世界各国的目光，铁路“走出去”的战略取得重要突破。
参考文献：
[1]仲崇辉,王利民.高速铁路路基沉降观测的技术要点分析[J].山西建
筑,2011,04:141-142.
[2]千振江.浅谈高速铁路路基沉降观测技术控制要点[J].甘肃科
技,2012,15:124-126.
[3]陈明刚.高速铁路沉降观测技术的研究与应用[J].山东工业技
术,2013,01:102-106.
[4]程利平.高速铁路沉降观测技术要点分析[J].中国水运(下半
月),2013,09:265-266+179.
到要求，因此，本文论述了高速铁路沉降观测技术的关键点。
关键词：高速铁路；沉降观测；要点
中图分类号：U238文献标识码：A
引言
铁路路基暴露在室外，加之我国地域广阔，地形、地质、水文、气候等情况
复杂：路基边坡和坡脚受坡面雨水冲刷、日晒雨淋将引起土的干湿循环、气温变
化将引起土的冻融变化、河水对边坡或坡脚处地基不断的冲刷和淘刷等，使路基
常年处于升降动态循环之中，路基附加应力受其很大影响。路基填料级配不良、
排水失效、过渡段碎石级配失效或不养生、路基横向碾压、填料含水率超标等将
引起路基沉降。铁路两旁新修建的建筑物尤其是特大型建筑也会对路基产生影
响，所以铁路路基沉降在一定意义上讲不可避免。但过大的变形沉降将直接影响
旅客舒适度以及行车安全，所以必须对高速铁路路基沉降加以防治。本文着重介
绍高速铁路路基沉降观測及预测技术。
1、高速铁路沉降监测的主要内容
1.1、沉降监测方案的制定；
1.2、沉降监测点的布设及维护；
1.3、沉降监测（高程控制）基准网的建立；
1.4、全线路基面沉降、桥梁沉降普查观测；
1.5、沉降监测（高程控制）基准网的定期复测；
1.6、车站建构筑物、全线（路基、桥梁、涵洞）、重点观测地段的长期或定
期沉降观测；
1.7、沉降监测综合分析报告的编写。
观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手薄。监测网的平差计算与精
度评定，应采用经典严密平差法或自由网平差法。成果资料整理，水准观测外业
观测和内业计算工作结束后，需要对各种资料进行整理，装订成册。外业期间属
于手工记录的原始资料，不得有连环涂改、就字改字、转抄现象出现。各种资料
的装订要求能尽量包括路线完整的资料，装订厚度适宜。
2、高速铁路路基沉降测量控制要求
只有做好高速铁路路基沉降测量工作，才能保证沉降控制工作的顺利完成，
为接下来的工作提供数据资料。所以工程技术人员要采用科学正确的方法，高效
的完成测设工作，要保证测量精度要求，利用配套计算机对所有观测值进行严密
平差，保证整个控制精度完全能够符合国家工程测量技术规范和工程设计要求。
2.1、设备要求
高速铁路沉降观测要求高精度，为了精确测量路基的沉降情况，一般规定测
量的误差应小于变形值的1/10—1/20。采用一般仪器，会受到周围环境的影响
而导致误差过大，所以对观测仪器的精度要求极高。观测时应优选受环境影响小
的仪器，比如精密水准仪。
2.2、观测人员要求
高速铁路沉降观测要求高精度，工程技术人员应该有较高的职业技术水平和
职业道德。观测人员应该专业、准时、高效的完成测量任务，对观测数据认真负
责，坚决杜绝补测或修改数据等恶劣行为。
2.3实际观测的具体要求
观测前，要对观测地点的地形、地貌、地质、水文以及气候等情况加以调查，
联系实际情况选择最适宜的观测方法，既要保证观测的高效，又要保持正精度的
要求。
2.4、观测点的选取
高速铁路沉降观测精度高，所以对观测点的选取要求也很高，在保证方便观
测的前提下，选择合适的观测点，最好是视野开阔，地势平坦的稳定位置。
2.5、观测周期及观测时间
施工阶段，应随施工进度及时进行。观测次数与时间间隔应视地基与加荷情
况而定。在观测过程中，如有路基附近荷载突然增减、长时间连续降雨等情况，
均应及时增加观测次数。若路基发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂纹时，应该
立即进行逐日甚至一天数次的连续观测。
2.6、首次沉降观测
承台施工完成后，及时设置沉降观测点并做好标志，开始进行首次沉降观测。
外业操作严格按二等水准测量规范执行，操作要严谨。
2.7、、水准外业观测
在开工前和作业期间，按规定对仪器进行常规检校和经常性检查，保证仪器
工作状态良好。
2.7.1、在承台水准观测过程中，采用单路线附合往返观测，一条水准路线
的闭合观测采用同一台仪器、同转点尺，电子水准仪自动记录。
2.7.2、沿路线施测均使用大于5kg的铸铁尺垫，水准标尺采用与仪器配套
的线条式铟瓦水准标尺，使用两根竹制撑扶尺，以保证水准尺气泡居中；前后视
距用经鉴定的钢卷尺进行测量，并用电子水准仪自动测距，确定每测站前后视距
相等；使用干湿温度计测定气温。
3、数据处理
在每次外业结束后，对观测数据进行全面检查，然后进行复核和验算，检查
各项指标是否符合规范要求，对超限部分及时进行外业补测，完毕后将观测数据
传入计算机，然后进行内业计算，打印观测原始记录资料。内业计算包含下列内
容：各测段的原始数据表格；各测段的高差及限差统计；水准网严密平差、精度
评定和计算成果。
4、沉降量要求
墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列允许值：墩台
均匀沉降量，对于有砟桥面桥梁≤30mm，对于无砟桥面桥梁≤20mm；静定结构相
邻墩台沉降量之差要求，对于有砟桥面桥梁≤15mm，对于无砟桥面桥梁≤5mm；
超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，应根据沉降差对结构产生
的附加应力影响确定。
在每天的沉降变形观测工作中,根据以往经验和自身条件,每天应有计划的
进行(完成计划工作量)。最好每天完成从基准点到基准点的往返观测,上午完成
计划量的往测,下午完成计划量的返测,这样既完成所有基准点间的往返观测,又
提高了工效,减少空走路的时间。每天完成往返观测有两大优点:其一,通过对基
准点间的往返观测,可以检验自身观测成果的可靠性,一般认为只要往返观测的
较差比限差小就是可靠的;反之较差比限差大或接近限差就是不可靠的,这就需
要重测。其二,如自身的往返观测成果是可靠的,而与基准点间的闭合差较大,说
明基准点可能存在相对沉降。前面还讲到尽量保证观测路线长度在300m以内,
尽量避免单基点闭合路线。
5、常见问题及处理措施
5.1、观测仪标的保护
为保证观测结果真实反映路基沉降情况，必须加强水准点和观测标志的规范
表设置与保护工作。应高度重视观测元器件的保护，确保观测工作连续有效地进
行。应高度重视基准点的埋设与保护问题，应综合考虑沿线地质条件、施工影响
因素等确定基准点的埋设深度与位置。
5.2、异常数据的分析处理
变形观测中发现基准点出现破坏时，应该对基准点进行复测或选用其他基准
点，以确保控制点标高的准确性；观测标受到扰动时，应分析原因重新对其进行
恢复，并将本期变形值归零；由于操作不当引起的异常数据可以检查核对观测记
录和计算数据，当没有发现时，可以通过重新观测发现。
6、结语
高铁桥梁沉降观测是一个系统工程，涉及建设、设计、监理、施工、专业评
估、其他信息化检测等各单位，测量与数据处理等均通过无纸化系统与互联网传
输进行关联，测量及分析结果准确可靠，其结果将直接决定能否进行无砟轨道的
铺设。京津城际铁路、武广高速铁路等施工技术成果表明，我国已经在高速铁路
技术领域取得了举世瞩目的成就，并且对京沪高速铁路等在建重点工程技术进行
深化完善，全面掌握长大桥梁及特殊桥梁的关键施工和监测技术，完善无砟轨道
和高速铁路的施工技术，进一步提升高速铁路建造水平。此外，铁路信息化建设
步伐也在加快，并将逐步建立健全中国高速铁路技术标准体系，中国高速铁路已
吸引了世界各国的目光，铁路“走出去”的战略取得重要突破。
参考文献：
[1]仲崇辉,王利民.高速铁路路基沉降观测的技术要点分析[J].山西建
筑,2011,04:141-142.
[2]千振江.浅谈高速铁路路基沉降观测技术控制要点[J].甘肃科
技,2012,15:124-126.
[3]陈明刚.高速铁路沉降观测技术的研究与应用[J].山东工业技
术,2013,01:102-106.
[4]程利平.高速铁路沉降观测技术要点分析[J].中国水运(下半
月),2013,09:265-266+179.