1、1 客运专线的建设标志着我国铁路发展进入新的里程碑，客运专线对轨道高客运专线的建设标志着我国铁路发展进入新的里程碑，客运专线对轨道高平顺性的要求给无碴轨道的运营管理带来了新的挑战，无碴轨道由于受自身调整平顺性的要求给无碴轨道的运营管理带来了新的挑战，无碴轨道由于受自身调整能力的限制，能力的限制，。对于高速铁路，影响轨面高程变化的是工后沉降，而对于运营期间的高速对于高速铁路，影响轨面高程变化的是工后沉降，而对于运营期间的高速铁路线下工程的沉降变形，特别是铁路线下工程的沉降变形，特别是上我国与国外高速铁上我国与国外高速铁路存在的差距是比较大的，且缺少这方面的研究和实测资料。路存在的差距是比较大的，
2、且缺少这方面的研究和实测资料。第1页/共22页2 高速铁路线下工程均以高速铁路线下工程均以为建设理念，这也是为建设理念，这也是国外高速铁路建设经验和教训的总结。尽管高速铁路的部分沉降变形国外高速铁路建设经验和教训的总结。尽管高速铁路的部分沉降变形可以通过调整钢轨扣件减小或消除，但钢轨扣件调整量是非常有限的，可以通过调整钢轨扣件减小或消除，但钢轨扣件调整量是非常有限的，因此无碴轨道施工后对的沉降提出了严格的要求，一般要求出现的工因此无碴轨道施工后对的沉降提出了严格的要求，一般要求出现的工后沉降可以通过轨道系统的调整加以克服，因此后沉降可以通过轨道系统的调整加以克服，因此，以减轨道养护工作量，确保
3、行车安全。，以减轨道养护工作量，确保行车安全。第2页/共22页3 1 1、获取新建、获取新建200-350km/h200-350km/h的无砟轨道路基荷载、自然沉的无砟轨道路基荷载、自然沉降观测资料。降观测资料。2 2、通过监测，获得工程不同结构物沉降变形的真实状况和、通过监测，获得工程不同结构物沉降变形的真实状况和变形趋势。变形趋势。3 3、通过监测了解路基沉降的动态变化，为后期的沉降评估、通过监测了解路基沉降的动态变化，为后期的沉降评估提供及时、可靠的信息，以评定无碴轨道线下基础在荷载、提供及时、可靠的信息，以评定无碴轨道线下基础在荷载、自然沉降的安全性。自然沉降的安全性。4 4、对可能发
4、生的工程安全的隐患提供预报，以便采取有效、对可能发生的工程安全的隐患提供预报，以便采取有效措施，避免事故的发生。措施，避免事故的发生。沉降观测主要目的沉降观测主要目的第3页/共22页4o单点沉降计由位移计、锚头、法兰沉降盘、测杆等部单点沉降计由位移计、锚头、法兰沉降盘、测杆等部件组成。适用于测量锚头与沉降盘之间土体的变形位件组成。适用于测量锚头与沉降盘之间土体的变形位移，可进行长期监测和自动化测量。其锚头设置在相移，可进行长期监测和自动化测量。其锚头设置在相对不动点（基岩），沉降盘设置在监测高程，导线从对不动点（基岩），沉降盘设置在监测高程，导线从侧面引出。当地基下沉时，沉降盘与地基同步下沉，
5、侧面引出。当地基下沉时，沉降盘与地基同步下沉，使传感器的活动导磁体在其磁通感应线圈内发生相对使传感器的活动导磁体在其磁通感应线圈内发生相对滑移，通过读数仪测出位移量，实现沉降观测目的。滑移，通过读数仪测出位移量，实现沉降观测目的。单点沉降计量程要求单点沉降计量程要求200mm200mm，精度为，精度为0.1mm0.1mm，灵敏度，灵敏度0.05mm0.05mm1基础原理基础原理第4页/共22页5路基：路基：路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主。沉降变形观测断面应根据不同的地基条件，单点沉降计一般在降变形观测断面应根据不同的地基条件，单点沉
6、降计一般在100m埋设一个观测点。不同的结构部位等具体情况设置；测点埋设一个观测点。不同的结构部位等具体情况设置；测点的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、的设置位置应满足设计要求，同时还应针对施工掌握的地质、地形等情况调整或增设。地形等情况调整或增设。路隧过渡段：路隧过渡段：隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每口起每25m 25m 布设一个断面。最终以设计要求和现场实际布设一个断面。最终以设计要求和现场实际条件为布点依据。条件为布点依据。基础的要求基础的要求路桥函过渡段：路桥函过渡段：过渡段沉降观测应以路基面沉降和不均过渡段沉降观测应
7、以路基面沉降和不均匀沉降观测为主，沉降观测期与路基相同，不少于匀沉降观测为主，沉降观测期与路基相同，不少于6 6 个月。个月。桥路过渡段距桥台尾桥路过渡段距桥台尾1m 1m 处、处、10m 10m 处、处、30m 30m 处各设一个观处各设一个观测断面。涵路过渡段，在横向构筑物中心、边墙外测断面。涵路过渡段，在横向构筑物中心、边墙外1m1m，级，级配碎石外配碎石外5m5m各设一个观测断面。各设一个观测断面。第5页/共22页4、现场布置示意图第6页/共22页7o根据设计的施工图纸在需要用单点沉降计进行沉降变形观测根据设计的施工图纸在需要用单点沉降计进行沉降变形观测处，利用全站仪进行测量以确定好变
8、形观测点位置，在查看处，利用全站仪进行测量以确定好变形观测点位置，在查看标准设计图纸，单点沉降计的沉降变形观测目的，是观测路标准设计图纸，单点沉降计的沉降变形观测目的，是观测路基基底沉降还是路基填筑本体的沉降，以便于适时的进行埋基基底沉降还是路基填筑本体的沉降，以便于适时的进行埋设。设。o路基基底沉降：在线路的线路中心处，待施工场地平整后，路基基底沉降：在线路的线路中心处，待施工场地平整后，清理好场地后，路基填筑进行前（需要进行换填时在换填以清理好场地后，路基填筑进行前（需要进行换填时在换填以前土工模铺设前），选择无雨水、雪等良好的天气情况下，前土工模铺设前），选择无雨水、雪等良好的天气情况下
9、，进行钻孔预埋安装。进行钻孔预埋安装。第7页/共22页8（1 1）钻孔）钻孔 （2 2）探孔）探孔 （3 3）安装沉降计）安装沉降计 （4 4）注浆）注浆 （5 5）安装沉降盘）安装沉降盘 （6 6）灌沙）灌沙 （7 7）保护）保护 第8页/共22页9钻孔钻孔 ：在测点位置进行准确测量放样后即可进行钻孔，孔径大小以：在测点位置进行准确测量放样后即可进行钻孔，孔径大小以90mm-110mm90mm-110mm为宜，使用铅垂测量钻孔的垂直情况。钻孔深度穿过软土层、为宜，使用铅垂测量钻孔的垂直情况。钻孔深度穿过软土层、大于地基压缩层厚度，直至基岩且应入岩大于地基压缩层厚度，直至基岩且应入岩500mm
10、500mm。应无塌孔、缩孔现象存。应无塌孔、缩孔现象存在。若避免不了缩孔或塌孔等现象时，则应立即采用使用在。若避免不了缩孔或塌孔等现象时，则应立即采用使用110PVC110PVC套管护套管护壁的方式，进行钻孔埋设。套管埋入的深度，大于缩孔或塌孔部位深度。壁的方式，进行钻孔埋设。套管埋入的深度，大于缩孔或塌孔部位深度。当进行改良土施工时，监测路基本体的沉降量时，钻孔深度应钻至原地表当进行改良土施工时，监测路基本体的沉降量时，钻孔深度应钻至原地表面，这样需要确定原地表面的高程及填筑高度。面，这样需要确定原地表面的高程及填筑高度。第9页/共22页10探孔探孔1探孔：首先用等径接头连接好锚头与测杆，将
11、接好锚头的测杆缓慢放入已钻探孔：首先用等径接头连接好锚头与测杆，将接好锚头的测杆缓慢放入已钻好的钻孔内（锚头朝下，测杆朝上）。待测杆顶部离孔口高约好的钻孔内（锚头朝下，测杆朝上）。待测杆顶部离孔口高约200mm200mm时停住，时停住，且用等径接头加长测杆，再往下放置，直至锚头下放到孔底。根据下放至孔且用等径接头加长测杆，再往下放置，直至锚头下放到孔底。根据下放至孔内测杆长度确定孔的实际深度。在进行探孔时要保证孔底无沉碴、淤泥等，内测杆长度确定孔的实际深度。在进行探孔时要保证孔底无沉碴、淤泥等，保证单点沉降计的锚头与基岩直接接触。保证单点沉降计的锚头与基岩直接接触。安装单点沉降计安装单点沉降计
12、2其所需测杆总长其所需测杆总长=实际孔深实际孔深1.41.4米（沉降计主体拉伸总长）米（沉降计主体拉伸总长）（0.1-0.20.1-0.2）米。）米。在确定好所需测杆后，将锚头、测杆与沉降主体连接好、安装至孔内且锚头在确定好所需测杆后，将锚头、测杆与沉降主体连接好、安装至孔内且锚头至基岩。至基岩。安装沉降计：为了更好的保护单点沉降计主体，要求法兰沉降盘应安装与地安装沉降计：为了更好的保护单点沉降计主体，要求法兰沉降盘应安装与地基基础面以下基基础面以下10-2010-20公分，因此在探孔、确定好孔深后，所需测杆总长应采公分，因此在探孔、确定好孔深后，所需测杆总长应采用不同长度的测杆来配置。用不同
13、长度的测杆来配置。第10页/共22页安装示意图钻孔钻孔成孔成孔安装安装固定固定回填埋设成功回填埋设成功第11页/共22页12 安装沉降盘：由于沉降盘须安装安装沉降盘：由于沉降盘须安装在基础面以下在基础面以下10-2010-20公分，在注浆公分，在注浆后，拉伸沉降计主体至满量程，确后，拉伸沉降计主体至满量程，确定法兰沉降盘安装在基础面以下的定法兰沉降盘安装在基础面以下的实际深度，将孔口用沉降计的包装实际深度，将孔口用沉降计的包装泡膜暂时赌住，防止泥土掉入孔内，泡膜暂时赌住，防止泥土掉入孔内，再用铲子在沉降计安装孔上部挖一再用铲子在沉降计安装孔上部挖一个个400400的孔，孔深以能安装好法的孔，孔
14、深以能安装好法兰沉降盘为准，孔口应平整。挖好兰沉降盘为准，孔口应平整。挖好孔后，取出堵孔的泡膜，安装好沉孔后，取出堵孔的泡膜，安装好沉降盘，并用降盘，并用 测试仪对单点沉降测试仪对单点沉降计进行测试，确保单点沉降计初装计进行测试，确保单点沉降计初装位移值在位移值在170-180mm170-180mm之间。之间。安装沉降盘安装沉降盘3第12页/共22页13 灌沙：单点沉降计安装好，待水泥浆沉淀2小时后，往孔内灌沙回填，以防止安装孔塌孔而影响测试数据。灌沙时应缓慢灌注，以防孔被堵塞，在灌沙的同时用2米长的竹竿或钢管将沙稍微夯实，使灌沙至法兰沉降盘以下10公分处，再用混凝土填实至法兰沉降盘（防止施工
15、后期雨水渗入孔内而影响路基结构），法兰沉降盘上部可用中粗沙回填至地基面。4.4.回填灌沙回填灌沙第13页/共22页回填灌沙回填灌沙o元件埋设前要求施工单位平整好路基，禁止埋设后平整，防止平元件埋设前要求施工单位平整好路基，禁止埋设后平整，防止平整路基时损坏元件和导线。整路基时损坏元件和导线。o 对施工单位做好宣传和培训，签定保护责任状。对施工单位做好宣传和培训，签定保护责任状。o 导线不宜过长或过短，方便测量即可。防止人为破坏和接线。导线不宜过长或过短，方便测量即可。防止人为破坏和接线。o 导线引出点砌一个导线引出点砌一个300mm300mm见方的水泥箱格，保护和放置线头，测见方的水泥箱格，保
16、护和放置线头，测量后用土将导线覆盖，水泥箱格还有标示引线位置的作用。量后用土将导线覆盖，水泥箱格还有标示引线位置的作用。第14页/共22页15 保护：单点沉降计及传输电缆的保护是安装后其成活率的保护：单点沉降计及传输电缆的保护是安装后其成活率的关键所在，因此装好单点沉降计后，将传输电缆套上关键所在，因此装好单点沉降计后，将传输电缆套上20PVC20PVC钢丝波纹管进行保护，钢丝波纹管首端应插入法兰钢丝波纹管进行保护，钢丝波纹管首端应插入法兰沉降盘部，并挖深沉降盘部，并挖深300mm300mm宽宽100mm100mm的布线槽，集中从观测的布线槽，集中从观测箱一侧引出路基，有条件的可引入自动采集箱
17、内，并注意使箱一侧引出路基，有条件的可引入自动采集箱内，并注意使钢丝波纹管及导线适当松弛。布线槽用中粗沙回填至地基面。钢丝波纹管及导线适当松弛。布线槽用中粗沙回填至地基面。保证传感器成活率达到保证传感器成活率达到95%95%以上以上 质量保证措：施采用四固定原则，固定测试人员、固定测质量保证措：施采用四固定原则，固定测试人员、固定测试仪器、固定安装人员、固定安装方法。试仪器、固定安装人员、固定安装方法。传感器电缆保护传感器电缆保护第15页/共22页16（1 1）作好单点沉降计安装记录，存档。其内容包括，该）作好单点沉降计安装记录，存档。其内容包括，该段面里程、单点沉降计埋设的具体位置、埋设锚头
18、深度、实段面里程、单点沉降计埋设的具体位置、埋设锚头深度、实验编号、单点沉降计编号、埋设安装日期、天气状况及安装验编号、单点沉降计编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员。人员。（2 2）制作好相应的标示牌，插在法兰沉降盘位置及传输）制作好相应的标示牌，插在法兰沉降盘位置及传输电缆布线位置，以作标示。在每次工序转换施工时要安排专电缆布线位置，以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管，以防单点沉降计因施工或自然因素而破坏。人负责看管，以防单点沉降计因施工或自然因素而破坏。（3 3）在单点沉降计安装好后）在单点沉降计安装好后3-53-5天内，法兰沉降盘上部不天内，法兰沉降盘上部不能碾压。待缩
19、孔后采用读数仪对安装时的初始位移量进行测能碾压。待缩孔后采用读数仪对安装时的初始位移量进行测试，按照要求做好单点沉降计的埋设台帐。试，按照要求做好单点沉降计的埋设台帐。1 1、初始观测记录整理、初始观测记录整理第16页/共22页17 观测阶段观测频次观测频次填筑或堆载一般一般1 1次次/天天沉降量突变沉降量突变2 23 3次次/天天两次填筑间隔时间较长两次填筑间隔时间较长1 1次次/3/3天天可采用自动化采集系统进行数据采集堆载预压或路基施工完毕第第1 1个月个月1 1次次/周周第第2 2、3 3个月个月1 1次次/10/10天天3 3个月以后个月以后1 1次次/2/2周周6 6个月以后个月以
20、后1 1次次/月月无碴轨道铺设后第第1 1个月个月1 1次次/2/2周周第第2 2、3 3个月个月1 1次次/月月3 31212个月个月1 1次次/3/3月月监测频率按照设计要求进行监测，多月季节应加大监测频率监测频率按照设计要求进行监测，多月季节应加大监测频率第17页/共22页18关键技术要求关键技术要求 传感器要求内置生成传感器要求内置生成1818位电位电子编码，可以生成自编号传感器量子编码，可以生成自编号传感器量程要求程要求200mm200mm精度要求在精度要求在0.01mm0.01mm。内置存储功能要求存储数据不少于内置存储功能要求存储数据不少于16001600条，内置温度补偿技术，防
21、水条，内置温度补偿技术，防水等级按照国家等级按照国家P6P6级标准传感器通讯级标准传感器通讯要求采用要求采用RS485 RS485 可以直接总线连接可以直接总线连接采集系统要求传感器直接测得沉降采集系统要求传感器直接测得沉降物理量。温度使用范围物理量。温度使用范围-20+80C-20+80C传感器的使用寿命必须达到传感器的使用寿命必须达到3-53-5年年 传感器技术要求传感器技术要求第18页/共22页19 技术要求技术要求：1 1、能够同时测出传感器环境温度，、能够同时测出传感器环境温度，沉降物理量要求支持数模转换。沉降物理量要求支持数模转换。2 2、测量范围要求在、测量范围要求在6000Hz
22、6000Hz以内，同以内，同时支持时支持1G1G以上的数据存储功能能以上的数据存储功能能3 3、通讯方式要求、通讯方式要求RS232 485 RS232 485 可以可以相互切换支持单个传感器历史数据查询，相互切换支持单个传感器历史数据查询，曲线显示。曲线显示。4 4、可对单个传感器进行自编号设置，、可对单个传感器进行自编号设置，通讯波特率要求通讯波特率要求28800288005 5、要求数据输出格式、要求数据输出格式Excel AccessExcel Access、txt txt 文本格式文本格式 通用读数仪通用读数仪第19页/共22页20 1 1、具备三种数据采集方式，支持有、具备三种数据
23、采集方式，支持有线线PCPC采集、具备采集、具备ZegBeeZegBee技术无线通讯采集技术无线通讯采集 、GPRSGPRS数据采集等。数据采集等。2 2支持多点组网传输，连接方式采用支持多点组网传输，连接方式采用RS485RS485总线式总线式3 3、要求每台采集系统传感器极限数量、要求每台采集系统传感器极限数量不低于不低于3030个个4 4、支持太阳能供电，要求必须有防雷、支持太阳能供电，要求必须有防雷模块模块5 5、支持数据端口开放同步监测、支持数据端口开放同步监测6 6、连线距离不低于、连线距离不低于1300m1300m7 7、采集软件支持数据存储、曲线分析、采集软件支持数据存储、曲线分析、报警预设、手机报警、拟合分析、温度分报警预设、手机报警、拟合分析、温度分析、温度曲线、频率显示析、温度曲线、频率显示 远程控制、实时远程控制、实时曲线曲线 自动化采集自动化采集 技术要求技术要求第20页/共22页21 1 1）沿线基础地理信息）沿线基础地理信息 2 2）铁路线路基本信息）铁路线路基本信息 3 3）监测网基本信息）监测网基本信息沉降监测点基本信息沉降监测点基本信息 监测点一般信息监测点一般信息 监测仪器基础信息监测仪器基础信息 监测原理与方法监测原理与方法 第21页/共22页22长沙市三智电子科技有限公司第22页/共22页
