DNA03在寧杭客運(yùn)專線沉降觀測上的應(yīng)用

中鐵二十四局南昌建設(shè)公司 李 宇
南昌新亞測繪儀器有限公司 藍(lán)善建 

摘要：本文闡述了高速鐵路線下工程沉降觀測的具體做法，總結(jié)了技術(shù)要點(diǎn)，探討了沉降觀測在高速鐵路建設(shè)過程中的作用
關(guān)鍵詞：沉降觀測，高速鐵路，基準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)，DNA

1、概述

    根據(jù)國家高速鐵路規(guī)劃的部署，在杭州至南京之間修建時(shí)速為350km/h的客運(yùn)專線。由于高速鐵路對軌道平順性的要求，所以在施工過程中，需要進(jìn)行沉降觀測。

2、沉降觀測的目的和內(nèi)容

    沉降觀測是高速鐵路不可忽視的工作之一，通過沉降觀測，可以監(jiān)測路基、橋梁、涵洞、隧道的沉降定位情況，不但可以為今后的無砟軌道鋪設(shè)提供參考數(shù)據(jù)、提供準(zhǔn)確性，而且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，采取措施，保證工程的安全運(yùn)營。

    二十四局南昌建設(shè)公司標(biāo)段起于DK220+914.285，終于DK238+488。線路長約17.6Km.整個(gè)標(biāo)段幾乎全部為橋，只有一小段路基。沉降觀測的工作流程大致如下：通過布設(shè)形變監(jiān)測控制網(wǎng)，按照相關(guān)精度要求，根據(jù)施工實(shí)況，定期定點(diǎn)對設(shè)置的觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測，直至工程竣工驗(yàn)收，移交使用單位。

3、沉降觀測方案

3.1 精度指標(biāo)與觀測儀器的選擇

    根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行國家《工程測量規(guī)范》、《建筑物變形測量規(guī)程》、《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2006]158號(hào)）和《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB12897—2006）對沉降觀測的各項(xiàng)規(guī)定，結(jié)合本標(biāo)段具體的情況和特點(diǎn)，要求本線沉降變形測量等級及精度要求按表3.1.1執(zhí)行。

 
    線下工程垂直位移監(jiān)測網(wǎng)按照國家二等水準(zhǔn)測量施測。精度指標(biāo)（電子水準(zhǔn)儀）如下：
    視線長度≤50m；前后視距差≤1.5m；前后視距差累計(jì)≤6.0m；視線高度：≥0.55m；基輔分劃讀數(shù)差≤0.4mm；基輔分劃所測高差之差≤0.6mm

    沉降觀測是工程施工中精度較高的測量工作，儀器設(shè)備、布設(shè)線路、觀測方法及人員素質(zhì)等多方面都會(huì)影響觀測數(shù)據(jù)的精度。為消除多方面的因素的影響，在本次測量工作中，我們采用了瑞士徠卡的DNA03電子水準(zhǔn)儀配合銦鋼尺進(jìn)行作業(yè)。儀器通過了國家技術(shù)監(jiān)督部門的各項(xiàng)技術(shù)鑒定，符合作業(yè)要求，在作業(yè)中嚴(yán)格按照各項(xiàng)規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，為觀測工作提供了技術(shù)保證。

3.2 觀測線路的布設(shè)

3.2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、沉降變形點(diǎn)的設(shè)立要求

    基準(zhǔn)點(diǎn)：使用基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)、CPI、CPII水準(zhǔn)點(diǎn)，完全符合國家一等或二等水準(zhǔn)的精度。

    工作基點(diǎn)：要求這些點(diǎn)在觀測期間穩(wěn)定不變，測定沉降變形點(diǎn)時(shí)作為高程傳遞點(diǎn)。工作點(diǎn)除使用普通水準(zhǔn)點(diǎn)外，還按照國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進(jìn)一步加密水準(zhǔn)基點(diǎn)或設(shè)置工作基點(diǎn)至滿足工點(diǎn)垂直位移監(jiān)測需要。加密后的水準(zhǔn)基點(diǎn)（含工作基點(diǎn)）間距200m左右時(shí)，可基本保證線下工程垂直位移監(jiān)測需要。我標(biāo)段采用JDBM X—X—X的形式對工作基點(diǎn)進(jìn)行命名。

    沉降變形點(diǎn)：直接埋設(shè)在要測定的沉降變形體上。點(diǎn)位應(yīng)設(shè)立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，不但要求設(shè)置牢固，便于觀測，還要求形式美觀，結(jié)構(gòu)合理，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。沉降變形點(diǎn)按路基、橋涵、隧道等各專業(yè)布點(diǎn)要求進(jìn)行。

    以下是我標(biāo)段某工區(qū)的沉降觀測網(wǎng)布置示意圖

圖1， 基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、沉降形變點(diǎn)分布示意圖

3.3 沉降形變觀測方法及注意事項(xiàng)：

3.3.1 水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測按照國家二等水準(zhǔn)施測，對線下工程變形點(diǎn)的觀測必須采用閉合或附合水準(zhǔn)路線，并且水準(zhǔn)路線經(jīng)過的工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量不少于兩個(gè)。

3.3.2 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺在使用前及使用過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范，儀器各種設(shè)置正確，其中有限差要求的項(xiàng)目按規(guī)范要求在儀器中進(jìn)行設(shè)置，并在數(shù)據(jù)采集時(shí)自動(dòng)控制，不滿足要求的在現(xiàn)場進(jìn)行提示并進(jìn)行重測。

3.3.3 實(shí)行“五固定”：即“固定水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)、固定人、固定測量儀器、固定監(jiān)測環(huán)境條件、固定觀測路線和方法”，以提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3.4 當(dāng)相鄰觀測周期的沉降量超過限差或出現(xiàn)反彈時(shí)，應(yīng)重測并分析工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性，必要時(shí)聯(lián)測基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測。

3.4 觀測周期

    以路基觀測精度及頻率為例：路基沉降觀測水準(zhǔn)測量的精度為±1.0mm，讀數(shù)取位至0.1mm；剖面沉降觀測的精度應(yīng)不低于8mm/30m。 路基沉降觀測的頻次不低于表3.4.1的規(guī)定。

       實(shí)際工作進(jìn)行時(shí)，觀測時(shí)間的間隔還要看地基的沉降值和沉降速率，兩次連續(xù)觀測的沉降差值大于4mm時(shí)應(yīng)加密觀測頻次。當(dāng)出現(xiàn)沉降突變、地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時(shí)應(yīng)增加觀測頻次。

4、沉降觀測成果

    以DK227+131.26為例， 從2009年10月6日至2009年11月20日，共計(jì)32天，以上為沉降觀測成果數(shù)據(jù)。

    根據(jù)這些數(shù)據(jù)及后期的一些數(shù)據(jù)，可繪制如下的沉降觀測曲線變化圖

    通過完整的觀測分析，能夠及時(shí)的掌握和預(yù)測沉降趨勢，更好的驗(yàn)證和指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)與施工，控制和保障工程的建設(shè)質(zhì)量。

5、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)推廣

    徠卡DNA03采用相關(guān)法測量，精度更高。具有氣泡和十字絲照明，方便了晚間作業(yè)。DNA03方便快捷，即使非測量人員也能使用。在高鐵測量觀測中能夠全程使用。