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1、1,一、前言,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能力的限制，施工过程中的沉降变形提出了严格要求。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，特别是无碴轨道的沉降变形问题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。,第1页/共22页,2,二、监测目的,高速铁路线下工程均以“工前、后零沉降”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，
2、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，因此要求线下基础具有高平顺性和高稳定性，以减轨道养护工作量，确保行车安全。,第2页/共22页,3,1、获取新建200-350km/h的无砟轨道路基荷载、自然沉降观测资料。2、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。3、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、自然沉降的安全性。4、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。,监测目的,沉降观测主要目的,第3页/共22页,4,单点沉降计由位移计、锚
3、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200mm，精度为0.1mm，灵敏度0.05mm,三、单点沉降计的原理,基础原理,第4页/共22页,5,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100m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
4、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。,路隧过渡段：隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口起每25m 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。,基础的要求,路桥函过渡段：过渡段沉降观测应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6 个月。桥路过渡段距桥台尾1m 处、10m 处、30m 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1m，级配碎石外5m各设一个观测断面。,四、测点布置,第5页/共22页,4、现场布置示意图,第6页/共22页,7,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形
5、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。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前土工模铺设前），选择无雨水、雪等良好的天气情况下，进行钻孔预埋安装。,四、安装时间、位置,第7页/共22页,8,（1）钻孔（2）探孔（3）安装沉降计（4）注浆（5）安装沉降盘（6）灌沙（7）保护,五、安装方法步骤,第8页/共22页,9,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90mm-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、
6、大于地基压缩层厚度，直至基岩且应入岩500mm。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110PVC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。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。,钻孔,第9页/共22页,10,安装方法步骤,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200mm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。根据下放至孔内测杆长度确定孔的实际深度。在进行探孔时要保
7、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。,其所需测杆总长=实际孔深1.4米（沉降计主体拉伸总长）（0.1-0.2）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基基础面以下10-20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。,第10页/共22页,安装示意图,钻孔,成孔,安装,固定,回填埋设成功,第11页/共22页,12,五、安装方法步骤,安装沉降盘：由于沉降盘须安装在基础面以下10-20公分，在注浆后，拉伸沉降计主体至满量程，确定法兰沉降盘安装在基础
8、面以下的实际深度，将孔口用沉降计的包装泡膜暂时赌住，防止泥土掉入孔内，再用铲子在沉降计安装孔上部挖一个400的孔，孔深以能安装好法兰沉降盘为准，孔口应平整。挖好孔后，取出堵孔的泡膜，安装好沉降盘，并用 测试仪对单点沉降计进行测试，确保单点沉降计初装位移值在170-180mm之间。,安装沉降盘,3,第12页/共22页,13,五、安装方法步骤,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（防止施工后期雨水渗入孔内
9、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.回填灌沙,第13页/共22页,回填灌沙,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。对施工单位做好宣传和培训，签定保护责任状。导线不宜过长或过短，方便测量即可。防止人为破坏和接线。导线引出点砌一个300mm见方的水泥箱格，保护和放置线头，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。,第14页/共22页,15,六、注意事项,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20PVC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3
10、00mm宽100mm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。保证传感器成活率达到95%以上质量保证措：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。,传感器电缆保护,第15页/共22页,16,六、注意事项,（1）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、天气状况及安装人员。（2）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人负责看管，以防单
11、点沉降计因施工或自然因素而破坏。（3）在单点沉降计安装好后3-5天内，法兰沉降盘上部不能碾压。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。,1、初始观测记录整理,第16页/共22页,17,七、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,18,八、监测设备的技术要求,关键技术要求 传感器要求内置生成18位电子编码，可以生成自编号传感器量程要求200mm精度要求在0.01mm。内置存储功能要求存储数据不少于1600条，内置温度补偿技术，防水等级按照国家P6级标准传感器通讯要求采用RS485 可以直接总线连接采集系统要求传
12、感器直接测得沉降物理量。温度使用范围-20+80C传感器的使用寿命必须达到3-5年,传感器技术要求,第18页/共22页,19,监测设备的技术要求,技术要求：1、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。2、测量范围要求在6000Hz以内，同时支持1G以上的数据存储功能能3、通讯方式要求RS232 485 可以相互切换支持单个传感器历史数据查询，曲线显示。4、可对单个传感器进行自编号设置，通讯波特率要求288005、要求数据输出格式Excel Access、txt 文本格式,通用读数仪,第19页/共22页,20,监测设备的技术要求,1、具备三种数据采集方式，支持有线PC采集、具备Z
13、egBee技术无线通讯采集、GPRS数据采集等。2支持多点组网传输，连接方式采用RS485总线式3、要求每台采集系统传感器极限数量不低于30个4、支持太阳能供电，要求必须有防雷模块5、支持数据端口开放同步监测6、连线距离不低于1300m7、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、温度分析、温度曲线、频率显示 远程控制、实时曲线,自动化采集,技术要求,第20页/共22页,21,客运专线铁路工后沉降监测预报信息管理系统,1、工程基本信息输入 1）沿线基础地理信息 2）铁路线路基本信息 3）监测网基本信息2、监测信息输入沉降监测点基本信息 监测点一般信息 监测仪器基础信息 监测原理与方法,3、监测数据处理与分析绘图 1）针对不同的方法输入并分析数据 2）针对不同方法的监测数据进行分析绘图4、监测点沉降预测预报5、监测点沉降信息管理与查询 按监测点查询 按时间段查询 综合条件（监测点+时间段）查询,第21页/共22页,22,谢谢指导,长沙市三智电子科技有限公司,第22页/共22页,
