高速鐵路路基沉降觀測步驟分析
論文導讀：無碴軌道鋪設后對路基沉降變形的調整范圍極其有限,一般局部的沉降應在扣件的可調整范圍,大范圍的均勻沉降應該滿足線路豎曲線圓順的要求。因此，對高速鐵路路基沉降的觀測步驟進行探討具有一定的現(xiàn)實意義。
關鍵詞：高速鐵路，路基沉降，觀測步驟
路基是鐵路線路工程的一個重要組成部分,是承受軌道結構重量和列車荷載的基礎,也是線路工程中最薄弱最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié),路基幾何尺寸的不平順,自然會引起軌道的幾何不平順。路基上鋪設無碴軌道的核心內容是控制沉降,無碴軌道對沉降變形特別敏感,特別是不均勻沉降。無碴軌道鋪設后對路基沉降變形的調整范圍極其有限,一般局部的沉降應在扣件的可調整范圍,大范圍的均勻沉降應該滿足線路豎曲線圓順的要求。論文檢測。因此，對高速鐵路路基沉降的觀測步驟進行探討具有一定的現(xiàn)實意義。
1.路基沉降觀測的內容
�。�1)路塹沉降觀測部位為基床表層的底面處。（2)路基沉降觀測應以路基面沉降和地基沉降觀測為主。（3）地基條件復雜和填土高度大的路堤時，應加強路堤中部的沉降觀測;地基處理范圍下限處地基深部的沉降觀測。（4)路堤沉降是由路堤本體和地基組成,為了觀測到路堤的沉降與時間的關系及沉降主要產(chǎn)生的部位,一般路堤觀測的內容應為:基床底層頂面的路基總沉降和地基面處地基部分總沉降。
2. 路基沉降觀測斷面和觀測點的布置
2.1觀測斷面布置
�。�1)沉降觀測斷面的間距一般不應大于50m。地形、地質條件變化較大地段應適當加密(以設計文件為準),應不大于25m布設一個斷面。（2)對地形橫向坡度大或地層橫向厚度變化的路基工點應布設不少于一個橫向觀測斷面。（3)一個沉降觀測單元(連續(xù)路基沉降觀測區(qū)段為一單元)應不少于兩個觀測斷面。
2.2觀測點布置
�。�1)沉降觀測可在線路兩側地基、路肩和線路中心設置觀測樁或在線路中心設置沉降板。論文檢測。（2)對于路堤觀測斷面,在線路中心線布設一組沉降板,路肩兩側布設變形觀測樁。（3)有預壓土路塹地段,每個路塹斷面在線路中心設沉降板一組,兩側路肩各設觀測樁一個。無預壓土路塹地段,每個路塹斷面在兩側路肩各設觀測樁一個。（4)組合式沉降板對于減少路基填筑的施工干擾有優(yōu)勢,可以在鄭西客運專線試驗使用。實施前應制定操作細則、做好培訓。組合式沉降板路基沉降觀測方法見附件一。（5)沉降變形觀測點設計圖和埋設要求,設計單位結合具體設計方案并參照《無碴軌道鋪設條件評估技術指南》,在實施性沉降觀測設計方案中明確。
3.路基沉降觀測的頻率
沉降觀測分為四階段進行,每個階段的沉降觀測頻次應根據(jù)沉降的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律及沉降大小確定,一般應按照如下觀測頻度進行。
第一階段:路基填筑施工期間的觀測,主要觀測路基填土施工期間地基與堤身的沉降變形以及路堤坡腳邊樁位移與沉降。本階段沉降觀測應與施工配合,每填筑一層應觀測一次,同時應保證不超過3d觀測一次。
第二階段:路基填筑施工完成且預壓土方施加后,自然沉落期的沉降觀測,該階段應對路基基床底層頂面的沉降及路基基底沉降進行系統(tǒng)的觀測,直到工后沉降評估可滿足鋪設無碴軌道的要求為止。本階段的沉降觀測頻度為:第1天~第15天每3 d一次,第16天~第90天每7 d一次,第90天~第180天每15 d一次。
第三階段:預壓土方卸載、鋪設基床表層(級配碎石層)、無碴軌道鋪設期間及正式運營前的觀測。本階段的沉降觀測頻度為:前15 d每3 d一次,第15天后每7 d一次。
第四階段:試運營期間的觀測(對于需運營期進行沉降觀測的路基)。本階段的沉降觀測主要進行路基面觀測樁的觀測,一般每月一次,必要時進行路基本體沉降及地基土沉降的觀測。實際工作進行時,觀測時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4 mm時應加密觀測頻次。當出現(xiàn)沉降突變、地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時應增加觀測頻次。
4.沉降觀測要求
為達到路基沉降觀測的目的,建立沉降與時間的關系,了解產(chǎn)生沉降的部位,沉降觀測應考慮如下要求。（1)為了觀測到各部位的總沉降,從路基填土開始,沉降觀測也隨即進行。（2)沉降標志的埋設是在施工過程中進行的,施工單位的填筑施工要與標志的埋設做好協(xié)調,做到互不干擾、影響。路堤的填筑進度要及時告知負責埋設沉降板的人員,避免錯過最佳埋設機會。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按本方案的要求,不能影響路基填筑質量的均勻性。（3)在沉降板埋設基本不影響施工的條件下,路基的施工應做到碾壓的均勻性,質量的一致性,使沉降觀測資料具有良好的代表性。（4)為了分析施工期沉降和工后沉降、施工期沉降與總沉降的關系以及驗證推算工后沉降方法的準確性,對部分有代表性路基,進行運營期間的長期沉降觀測,以期得到最終沉降量。
5.評估分析方法
�。�1)路基沉降預測應采用曲線回歸法,常用方法有:雙曲線法、固結度對數(shù)配合法(三點法)、拋物線法、指數(shù)曲線法、修正指數(shù)曲線法、沉降速率法、星野法、泊松曲線法等曲線擬合方法推算工后沉降。黃土地區(qū)沉降曲線適合用何種方法推算工后沉降,需要結合沉降觀測與預測的課題成果分析研究確定。論文檢測。
�。�2)路基沉降預測曲線回歸法應滿足以下要求:根據(jù)路基填筑完成或堆載預壓后不少于3個月的實際觀測數(shù)據(jù)估回歸分析,確定沉降變形的趨勢,曲線回歸的相關系數(shù)不應低于0.92;沉降預測的可靠性應經(jīng)過驗證,間隔不少于3個月的兩次預測最終沉降的差值不應大于8 mm。
（3)路基填筑完成或堆載預壓后,最終的沉降預測時間應滿足下列條件:
s(t)/s(t=∞)≥75%。
式中:s(t)———預測時的沉降觀測值；
s(t=∞)———預測的最終沉降值。
注:沉降和時間以路基填筑完成或堆載預壓后為起始點。
�。�4)設計沉降計算總沉降量與通過實測資料預測的總沉降量之差值原則上不宜大于10 mm。
6.結語
高速鐵路的路基沉降特別是工后沉降的要求是相當嚴格的,所以初期的沉降觀測數(shù)據(jù)的可靠性尤為重要,通過沉降觀測資料分析、預測工后沉降,提出加速路基沉降的措施,確定無碴軌道的鋪設時間,評估路基工后沉降控制效果,確保無碴軌道結構的安全。
【參考文獻】
[1]王志飛.鐵路客運專線施工綜合及關鍵技術[M].北京:鐵道客運專線培訓教材,2005.
[2]李天華.鄭西客運專線路基工程沉降觀測實施設計報告[R].武漢:鐵道第四勘測設計院,2007.
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