DNA03在宁杭客运专线沉降观测上的应用

中铁二十四局南昌建设公司 李 宇
南昌新亚测绘仪器有限公司 蓝善建 

摘要：本文阐述了高速铁路线下工程沉降观测的具体做法，总结了技术要点，探讨了沉降观测在高速铁路建设过程中的作用
关键词：沉降观测，高速铁路，基准点，工作基点，DNA

1、概述

    根据国家高速铁路规划的部署，在杭州至南京之间修建时速为350km/h的客运专线。由于高速铁路对轨道平顺性的要求，所以在施工过程中，需要进行沉降观测。

2、沉降观测的目的和内容

    沉降观测是高速铁路不可忽视的工作之一，通过沉降观测，可以监测路基、桥梁、涵洞、隧道的沉降定位情况，不但可以为今后的无砟轨道铺设提供参考数据、提供准确性，而且能及时发现异常情况，采取措施，保证工程的安全运营。

    二十四局南昌建设公司标段起于DK220+914.285，终于DK238+488。线路长约17.6Km.整个标段几乎全部为桥，只有一小段路基。沉降观测的工作流程大致如下：通过布设形变监测控制网，按照相关精度要求，根据施工实况，定期定点对设置的观测点进行观测，直至工程竣工验收，移交使用单位。

3、沉降观测方案

3.1 精度指标与观测仪器的选择

    根据设计要求和现行国家《工程测量规范》、《建筑物变形测量规程》、《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）和《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）对沉降观测的各项规定，结合本标段具体的情况和特点，要求本线沉降变形测量等级及精度要求按表3.1.1执行。

 
    线下工程垂直位移监测网按照国家二等水准测量施测。精度指标（电子水准仪）如下：
    视线长度≤50m；前后视距差≤1.5m；前后视距差累计≤6.0m；视线高度：≥0.55m；基辅分划读数差≤0.4mm；基辅分划所测高差之差≤0.6mm

    沉降观测是工程施工中精度较高的测量工作，仪器设备、布设线路、观测方法及人员素质等多方面都会影响观测数据的精度。为消除多方面的因素的影响，在本次测量工作中，我们采用了瑞士徕卡的DNA03电子水准仪配合铟钢尺进行作业。仪器通过了国家技术监督部门的各项技术鉴定，符合作业要求，在作业中严格按照各项规范进行作业，为观测工作提供了技术保证。

3.2 观测线路的布设

3.2.1 基准点、工作基点、沉降变形点的设立要求

    基准点：使用基岩点、深埋水准点、CPI、CPII水准点，完全符合国家一等或二等水准的精度。

    工作基点：要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程传递点。工作点除使用普通水准点外，还按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。我标段采用JDBM X—X—X的形式对工作基点进行命名。

    沉降变形点：直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。沉降变形点按路基、桥涵、隧道等各专业布点要求进行。

    以下是我标段某工区的沉降观测网布置示意图

图1， 基准点、工作基点、沉降形变点分布示意图

3.3 沉降形变观测方法及注意事项：

3.3.1 水准网的观测按照国家二等水准施测，对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，并且水准路线经过的工作基点或基准点数量不少于两个。

3.3.2 水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，严格按照规范，仪器各种设置正确，其中有限差要求的项目按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的在现场进行提示并进行重测。

3.3.3 实行“五固定”：即“固定水准基点与工作基点、固定人、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定观测路线和方法”，以提高观测数据的准确性。

3.3.4 当相邻观测周期的沉降量超过限差或出现反弹时，应重测并分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测。

3.4 观测周期

    以路基观测精度及频率为例：路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降观测的精度应不低于8mm/30m。 路基沉降观测的频次不低于表3.4.1的规定。

       实际工作进行时，观测时间的间隔还要看地基的沉降值和沉降速率，两次连续观测的沉降差值大于4mm时应加密观测频次。当出现沉降突变、地下水变化及降雨等外部环境变化时应增加观测频次。

4、沉降观测成果

    以DK227+131.26为例， 从2009年10月6日至2009年11月20日，共计32天，以上为沉降观测成果数据。

    根据这些数据及后期的一些数据，可绘制如下的沉降观测曲线变化图

    通过完整的观测分析，能够及时的掌握和预测沉降趋势，更好的验证和指导工程设计与施工，控制和保障工程的建设质量。

5、经验总结推广

    徕卡DNA03采用相关法测量，精度更高。具有气泡和十字丝照明，方便了晚间作业。DNA03方便快捷，即使非测量人员也能使用。在高铁测量观测中能够全程使用。