提高客运专线沉降观测精度的措施

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1、第23卷第2期石家庄铁道大学学报(自然科学版)Vo1．23N。．22010年8月JOURNALOFSHIJIAZHUANGTIEDAOUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug．2010提高客运专线沉降观测精度的措施岳祖润，孙铁成。冯怀平(石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄050043)摘要：结合目前客运专线沉降观测实践，分析了几种常用测试手段的优缺点，提出了能够满足无碴轨道沉降高精度要求的观测方法和测试元件保护方法。关键词：客运专线；沉降；观测精度中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：2095-03

2、73(2010)02—0027—05严格控制工后沉降是高速铁路(客运专线)区别于普通铁路的一个重要特征。经过近几年的实际工程的摸索，各种规格的客运专线工后沉降控制标准越来越严格，尤其是时速300～350km的无碴轨道，考虑到列车高速运行的安全性和舒适性，要求一般路基工后沉降15mm；过渡段沉降差不大于5mm；不均匀沉降造成的折角不大于1／1000⋯。如此严格的控制标准，对于桥梁和隧道来说，基础直接作用到基岩上，相对较容易实现，而对于土质路基，控制起来有相当的难度，一旦控制不到位，进行后期补救，容易造成安全隐患和经济损失。因此，

3、规范明确规定建设方和施工单位必须制定详细的方案，组织专业人员实施沉降观测和信息化施工控制。对于这种高精度的沉降观测与控制，一些低精度传统的方法不再适用，必须研究观测手段的可靠性。工程界自秦沈客运专线建设开始重视沉降观测与控制研究。曹新文等在参考国外资料的基础上，提出了基床的累积下沉、基床的弹性变形和路基填土的压密下沉的控制值的建议值；王炳龙等通过对厚层软土地基现场试验观测，分析了塑料排水板、堆载预压处理软土地基对工后沉降的影响；赵洪勇等分析了路基沉降监测常用的几种方法的优缺点，但当时的测试精度要求尚不高，有些精度低的手段现在已

4、经不再适用。根据笔者在石(家庄)武(汉)客运专线进行沉降观测的实践，针对现场沉降观测工作的现状，提出提高沉降观测与控制精度的几项具体技术措施。1沉降观测与控制的关键点路基的沉降按时间分为施工期沉降和工后沉降。顾名思义，在填土压实施工过程中产生的沉降即为施工期沉降，而在铺轨工程完成以后基础设施产生的沉降量即为工后沉降⋯。施工期沉降只是增加了少量的填方，对高速铁路工程质量没有影响，而工后沉降直接关系到线路的平顺性和养护维修工作量，是沉降控制的重点。路基的沉降变形按空间分为路基面的弹性变形、路基面累积变形和整个路基的压缩沉降变形，见

5、图1。弹性变形主要是由列车动荷载引起的，由基床表层的刚度控制。只要按照现行规范⋯设计要求填筑基床，弹性变形能够控制在1mm以内』，而弹性变形只有超过3mm以后才会对线路的平顺性和行车的舒适度产生影响J。路基面的累积塑性变形由列车动荷载长期重复作用引起，是造成翻浆冒泥等路基病害的罪魁祸首，必须尽量消除或减小。累积塑性变形靠提高基床表层的强度来控制，采用级配碎石基床表层和沥青混凝土强化层，能够很好地减小路基的累积变形。整个路基的压缩沉降由填土压缩变形和地基沉降组成。由于压实标准的提高，填土压缩变形只占路堤高度的0．1％一0．3％，

6、而且在铺轨前基本完成，所以不予考虑；地基沉降是路基压缩沉降变形的主体，也是路基工后沉降的主要来源，因而也是工后收稿日期：2010—06—25作者简介：岳祖润，男，1962年出生，博士，教授。研究领域为地基变形与加固处理技术，高速铁路与公路施工关键技术。石家庄铁道大学学报(自然科学版)第23卷沉降控制的重点。此外，路基沉降控制受时间的制约较大。如果工期足够长，路基有充分的预压时间，根据观测数据预测工一后沉降满足要求后，卸掉超载预压荷载，然后铺轨。由I路基变形I于轨道荷载加列车荷载小于超载预压荷载，路基工后沉一降达到“零沉降”是可

7、以实现的。遗憾的是，客运专线建设工期都比较紧张，工后沉降控制的困难就增加了。为了在较短的工期内达到控制工后沉降的目的，需要对地基进行加固处理，需要通过沉降观测和预测评估，结合信息化施工技术(对预测工后沉降不合格者采取延长预压时间等措施)控制路基的工后沉降满足铺轨条件。图1路基变形组成2沉降观测仪器比选目前沉降观测所用的仪器主要有观测桩、沉降杯、沉降板、水压式的剖面沉降仪、测斜式的剖面沉降仪等。每种仪器都有其精度水平和适应性，只有全面了解，才能因地制宜地运用。(1)观测桩。用木桩和钢钎钉入土中，用水准仪抄平，即可测量地表面的沉降

8、量。此方法最简便，但只能测定建筑物表面的沉降值，无法测试土体内部某位置的沉降，填土高度不断增加时无法使用。(2)沉降杯。将盛水密闭容器置于土中，容器上接出进水管、排水管和排气管至填土以外。容器内部的水位与外部观测水杯的水位一致，则可通过观测量杯中的水位得到容器的沉降。其优点是