高速铁路路基沉降与变形观测控制技术研究

作者:未知

   [摘要]文章分析高速鐵路路基沉降变形观测的意义和目的,介绍目前比较常用的几种路基沉降变形观测方法,分析路基沉降观测的工作原理以及路基观测断面和观测点的具体设置要求,提出了观测控制技术的要求,以供参考。
   [关键词]高速铁路;路基沉降;变形观测
  文章编号:2095-4085(2019)03-0093-02
  近年来随着我国高速铁路工程建设里程的不断增加以及列车速度的不断提高,高速公路工程的覆盖范围也在不断扩大,且对工程施工质量也提出了更高的要求。高速公路工程施工中,路基施工是决定其整体质量的关键因素,要求其具有足够的强度和规定范围内的沉降量来满足其轨道对行驶列车的支撑要求。而路基施工中的难点就是对路基沉降量的控制。路基在铺轨之前发生与预留沉降量不符的沉降,则会导致线路的整体高程不符合要求,这就需要在施工中加强对高速铁路路基沉降变形的观测,并采取一定的措施来对路基沉降量进行控制。
   1高速铁路路基沉降变形观测的意义
  在高速铁路路基施工中对其沉降量进行观测,主要就是对沉降量等数据进行分析来实时掌握其变化规律,一旦出现沉降量不符合要求的情况就需要针对性采取措施进行处理。也就是说通过路基沉降变形观测可以对填土速率进行调整,并且对沉降趋势进行预测,以此可以对预压卸载时间和其他部分的施工时间进行确定,以及对施工期间的沉降土方量进行计算。在对施工之后的沉降量进行预测之后,就可以采取相应措施将其控制在允许的范围之内,还可以对设计方案的合理性进行验证以及在此基础上进行设计方案的优化。
   2常用沉降变形观测方法
   2.1沉降板
  沉降板主要由钢板、连接管以及套护管等组成,通常所用钢地板的尺寸为30cmx30cm,厚度为8mm,在对沉降板标高变化进行测量时需要其符合二等水准测量标准。应用此方法需要在路基中心进行沉降板的设置,而且在基地铺设碎石垫层的路段则需要在垫层顶面上进行设置,而如果底板为混凝土,则需要在底板顶面进行设置。不仅如此,在对沉降板进行设置时需要进行10cm砂垫层的设置并进行找平,而且要确保测杆与地面保持垂直。在沉降板设置完成之后需要进行一定厚度垫层的回填并进行保护套管的设置,确保保护套管的高度要比沉降板测杆的高度略低。在保护套管设置完成之后需要在管口上口的位置进行加盖封口,且使用填料来对其周围进行填筑以确保套管的稳定性。在上述步骤完成之后利用沉降板进行沉降变形观测时,起始读数应为沉降板测杆杆顶的标高读数,而且在施工中随着路基填筑施工的进行也需要对沉降板测杆和保护套管进行接长,而且每次接长的高度应控制在0.5m~1m的范围内,通过对接长前后对杆顶标高变化量的测量来对接长量进行计算和确定。此外还要确保在上述接长过程中套管的垂直度符合要求。
   2.2沉降观测桩
  沉降观测桩所用的材料为C15混凝土,形状为方形或者是圆形,前者的边长以及后者的直径都为0.1m,在此观测桩中进行直径为16mm钢筋的埋设,桩的长度为0.6m,桩埋入机床表层以下的深度为0.55m。待基床表层级配碎石完成施工以后,通过测量埋置在设计位置,桩周0.15m用C15混凝土浇注固定,埋设完成后用水准仪按照二等水准测量标准测量桩顶标高作为起始读数。
   3路基沉降观测的工作原理与观测方案
   3.1路基沉降观测的工作原理
  在进行路基沉降观测时,要以水准基点为依据,而且在保持高程不变的情况下定期对高程的测出监测点相对高差进行计算,以及对水准基点的相对高程进行计算。通过上述观测和计算就可以得出不同期间监测点的高程变化规律。
   3.2路基观测断面设置原则
  路基沉降变形观测的主要方面就是路基面沉降观测以及基地沉降观测。而且在进行观测时需要按照地质条件及结构部位等不同来进行具体设置,在对观测断面进行调整或增设时,也需要按照施工过程中的地质以及地形变化情况来确定。除了需要按照一般的原则来对观测断面进行设置之外,还需要满足以下设计要求。一是针对基地沉降观测来说,通常将观测断面的间距设置为200m,而如果是松软土地基则需要缩小间距为40m,而且在每个工点的位置将观测断面增加到2个。针对路桥过渡段进行基地沉降观测,还需要在起始位置分别进行观测断面的设置。此外,针对路基面沉降观测来说,需要将观测桩设置在路基面中心以及左右两侧的路肩位置,而且所设置的观测桩需要采用C15混凝土来进行灌注,观测断面的设置间距为100m,每个工点的位置需要进行1个或以上的观测断面的设置。二是针对路堤与不同结构物的连接位置,需要在路桥过渡段以及路基横向结构物两侧分别进行沉降观测断面的设置。三是在一个沉降观测单元中需要设置至少2个观测断面。四是如果所在地形的横向坡度在1:5以上或者是此地段的底层横向厚度发生变化,则需要在此位置进行至少一个横向观测断面的设置。五是在对软土以及松软土路堤进行填筑时,沿着线路的纵向进行观测断面的设置时应控制间距为50m,而且在两侧坡脚的位置之外2m以及10m的位置分别进行观测桩的设置。
   3.3观测点的设置原则
  在对观测点进行设置时,需要满足便于进行观测点看护和集中、统一观测的要求,而且为了便于对不同观测项目的数据进行综合分析,需要在观测点设置时在同一个断面上进行设置,而且可以满足反映路基准确沉降情况的要求。这就需要将沉降观测点在最能反映沉降特征并且便于进行观测的位置,而且还要避免在施工各种对其造成破坏或者是掩埋的问题,确保其观测的连续性和有效性。在对路基水准路线进行观测时则需要满足国家二等水准测量精度的要求来形成附和水准路线。
   4观测控制技术要求
  首先要求技术人员在进行观测时要对所需要对数据进行综合采集和实时处理,准确记录初测值以及测量后期测量结果之间的差距,通过数据来掌握沉降路基的基本规律。其次就是为了确保测量精度,要选择合适的水准仪等仪器和工具,确保所用设备的精度,且在无故障的情况下对全线进行往返测量,确保精度满足规范要求。此外还要在对数据进行综合处理时要结合项目实际情况,并且通过位移观测差值与观测初始位移来对项目累积沉降量进行准确计算,然后通过计算机来对上述数据进行处理,并进行地质位移沉降曲线和曲线图的绘制。对于标高等测量精度需要控制在1mm的精度要求之内,读数需要精确到0.01mm,测距观测位移误差应控制在3mm以内,水平角方向误差为2.5°。
   5 结语
  为了确保高速铁路路基施工质量以确保工程施工整体的质量和安全,需要通过路基沉降观测技术的应用和控制来实现对沉降量的掌握和控制,通过应用合适的变形观测方法以及满足一定的变形观测和控制技术要求,实现高速铁路路基沉降与变形控制的目的,保证工程施工的质量和安全。
  参考文献:
   [1]张万涛,高速铁路路基帮填沉降变形控制及监测技术应用探讨[J].铁道标准设计,2017,(04):50-53.
   [2]郭子良,高速铁路路基沉降观测与预测评估技术简介[J].中国新技术新产品,2016,(12):113-114.
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