鐵路沉降測量方法與標準.ppt

,線下工程 沉降變形測量方法與標準,主講人：沙尚典 shashangdian 028-87688056 西南交通大學鐵路發(fā)展有限公司,一、前 言,無碴軌道客運專線運行的高平順性、高舒適性對工后沉降要求非常嚴格；要求工后沉降不應大于15mm，路橋、路隧結構物過渡段的不均勻沉降差不大于5mm，縱向變形折角不大于1，且必須經分析評估滿足要求方可鋪設無砟軌道，鋪設后繼續(xù)觀測13年。 鐵道部十分重視，要求“建設、設計、咨詢、施工、管理”各方要統(tǒng)一思想，建立“零”沉降的理念，以確保工后沉降滿足要求。,鐵建設【2008】246號文件：“客運專線作為系統(tǒng)工程，切實把沉降變形觀測評估工作作為鋪設軌道工程的關鍵內容和關鍵環(huán)節(jié)，各單位要嚴格按部頒規(guī)范、指南和相關文件精神工序控制。沉降變形評估不合格，不得進行軌道工程施工?！?鐵工管函【2008】249號文件：“各建設單位要認真做好無砟軌道鋪設條件的評估工作，并組織勘察設計、施工、監(jiān)理和咨詢單位實施，制定實施細則，明確各方職責、密切配合，保證觀測數據及評估結果的真實、可靠，滿足無砟軌道鋪設條件要求?！?線下工程沉降變形測量方法與標準,變形觀測與分析評估是一項系統(tǒng)工程，涉及到： 設計措施與計算 施工過程中的實施監(jiān)測 無砟軌道鋪設條件的評估 運營期間的觀測驗證,變形觀測與分析評估的重要意義,因而，沉降變形觀測及評估系統(tǒng)在高速建設中具有十分重要的意義。,無碴軌道客運專線沉降觀測評估,沉降出了問題： 影響工期 影響鋪軌 影響精調 影響軌道平順 影響舒適度 影響運營安全 。,高速就是高精度,時間節(jié)點前移，施工優(yōu)化?,現有無碴軌道客運專線沉降觀測評估,武廣(只提供沉降量表供評估） 鄭西(只提供沉降量表供評估） 京津(只提供沉降量表供評估） 京滬：工期問題的挑戰(zhàn)？-施組優(yōu)化？ 區(qū)域沉降的挑戰(zhàn)？ 提供沉降觀測原始數據、處理結果供評估,時間節(jié)點前移，施工優(yōu)化,現有無碴軌道客運專線沉降觀測評估方,鐵道部各設計院 鐵科院 原鐵路院校 西南交大鐵發(fā)公司評估： 1.京滬高鐵（京徐段） 2.滬杭客專,現有無碴軌道客運專線沉降觀測評估標準,(1)客運專線鐵路無砟軌道鋪設條件評估技術指南（鐵建設2006158號）； (2)高速鐵路工程測量規(guī)范（TB10601-2009） ； (3)國家一、二等水準測量規(guī)范（GB128972006）； (4)建筑沉降變形測量規(guī)程（JGJ/T8-2007）； (5)鐵路客運專線竣工驗收暫行辦法（鐵建設2007183號）； (6)客運專線無砟軌道鐵路施工技術指南（TZ216-2007）； (7)工程測量規(guī)范（GB 500262007） (8)全球定位系統(tǒng)（GPS）鐵路測量規(guī)程（TB1005497）； (9)客運專線無砟軌道鐵路設計指南（鐵建設函2005754號）； (10)客運專線線下工程沉降變形觀測及評估實施方案；,具體客運專線沉降觀測評估依據,線下工程沉降觀測管理規(guī)定（細則） 鐵路線下變形觀測方案（施工單位） 鐵路線下變形觀測方案技術交底（設計單位） 鐵路線下工程沉降觀測及評估補充規(guī)定,沉降觀測評估,工期問題的挑戰(zhàn)？大風及嚴寒的挑戰(zhàn)？區(qū)域沉降的挑戰(zhàn)？ 當務之急： 學習標準（培訓） 落實人員 落實儀器 落實方案 落實點位 。,2 沉降觀測培訓達到的目的,測量人員了解不同結構物測點布設原則,測量人員了解統(tǒng)一數據處理與數據提交方法,測量人員了解不同結構物測量精度及頻次要求,測量人員明確職責與工作內容,測量人員了解基準點、工作基點布設原則,關于沉降觀測評估標準的解讀,沉降觀測評估標準中先進性和可操作性方面 先進性-上水平 可操作性： 數據采集的操作性 質量控制的操作性 數據處理的操作性 數據提交的操作性 數據管理的操作性,3.0 沉降變形測量 3.1 測量等級及精度要求 3.2 變形監(jiān)測網技術要求 3.3 沉降變形測量點的布置要求 3.4 測量工作基本要求 3.5 測量工作具體要求 3.6 電子水準儀的數據格式說明 3.7 附：基準點與工作點信息表,沉降觀測必須明確內容,一、沉降變形觀測的總體原則,二、沉降變形觀測的開展 三、沉降變形測量方法及精度要求,變形觀測的三個問題,點位布設問題 -探測變形空間分布的情況 測量精度問題 -探測多大的變形量 測量頻率問題 -探測何種規(guī)律變化的變形量,沉降觀測必須明確內容,線下工程沉降變形測量方法與標準,為確保最終沉降和工后沉降受控，合理確定無碴軌道的鋪設時間，沉降變形觀測的總體原則為：重點路基，兼顧橋隧，立體監(jiān)控，信息化監(jiān)測，快速傳遞數據，成果可控。 實施過程中重點做到“數據精確、準確、可靠、及時、連續(xù)”，加強過程控制，規(guī)范元器件的埋設和保護。,沉降變形觀測的總體原則,沉降變形觀測的開展,（1）要求各施工單位、監(jiān)理單位按照蘭新線沉降評估細則相關要求，結合各自標段實際觀測工作量： 配夠專業(yè)觀測人員，要求測量監(jiān)測人員必須持證上崗； 對于監(jiān)理平行觀測工作需要配置較高技術素質的測量人員； 制定了相關人員的培訓和管理制度，保證專業(yè)測量人員的相對穩(wěn)定，掌握觀測技術標準與要求，并給予相應的待遇。,落實觀測人員及觀測設施、儀器設備,沉降變形測量方法與標準 沉降變形觀測的開展,（2）要求各施工單位配備了相應的監(jiān)測儀器設備，包括元器件、電子測試系統(tǒng)和精密測量儀器，并滿足沉降變形觀測精度要求： 對于成熟的、可靠的測量設備，采用高精度的電子水準儀，并按規(guī)定進行標定合格，在觀測啟動前，施工單位應經監(jiān)理單位進行檢查驗收，以確保測量工作具備合格的工作基礎； 如對于單點沉降計、剖面沉降管數量較大，技術指標、工作性能要求較高的元器件、監(jiān)測儀器，按照建設程序進行了采購配置。,落實觀測人員及觀測設施、儀器設備,沉降變形測量方法與標準 沉降變形觀測的開展,（1）施工單位在實施過程中應規(guī)范觀測元器件、觀測點埋設、保護措施和獎懲制度，加強其預防保護，以防止出現觀測樁和元器件的損壞和失效，從而造成觀測點和數據的缺失及不連續(xù)性。是施工過程加強控制的重點。 （2）在觀測過程中，規(guī)范測量技術操作與記錄，及時整理測量數據，保證原始測量記錄與觀測匯總表中數據的一致性，并及時報監(jiān)理單位核對確認，是保證數據準確的基礎。 （3）工作基點應定期與水準基點進行復核，當觀測數據連續(xù)出現異常時應及時復測核對。,加強過程控制，保證觀測數據的連續(xù)性、準確性、可靠性,沉降變形測量方法與標準 沉降變形觀測的開展,（4）在觀測過程中，應做好一些重點信息的記錄，如對架梁、運梁車通過施工荷載的記錄，天氣情況，地下水影響情況的記錄，利于對結構變形特性的分析和異常數據的分析。 （5）在實施過程中對觀測數據的異?，F象，異常點及時分析原因，做好記錄，并采取措施。 （6）監(jiān)理單位在施工單位沉降觀測實施過程中，嚴格進行平行觀測，切實加強監(jiān)督、檢查及觀測數據的及時核對工作，真正在實施過程中起到監(jiān)控作用，保證觀測數據的可靠性。,加強過程控制，保證觀測數據的連續(xù)性、準確性、可靠性,沉降變形測量方法及精度要求,3.0 沉降變形測量 3.1 測量等級及精度要求 3.2 變形監(jiān)測網技術要求 3.3 沉降變形測量點的布置要求 3.4 測量工作基本要求 3.5 測量工作具體要求 3.6 電子水準儀的數據格式說明 3.7 附：基準點與工作點信息表,3.0 沉降變形測量,1、線下工程沉降變形觀測工作以橋梁、路基、隧道等建（構）筑物的垂直位移觀測為主，水平位移監(jiān)測根據路基（含過渡段）、橋涵、隧道工點具體要求確定。 2、蘭新鐵路工程測量的高程系統(tǒng)應采用1985國家高程基準。,監(jiān)測網的坐標系和基準的選取遵循以下實際準則： 變形體的范圍較大且形狀不規(guī)則時，可選擇已有的大地坐標系統(tǒng)。其好處是已知系統(tǒng)的歸化和投影改正公式，另一方面監(jiān)測網也可得到檢查。將監(jiān)測網與已有的大地網連測或將大地控制網點直接作為參考點的方法可實現坐標系及基準的確定。,3.0 沉降變形測量,3、結構物的變形監(jiān)測應充分利用CPI、CPII和水準基點作為水平和垂直位移監(jiān)測的基準點或工作基點，建立獨立的變形監(jiān)測網。 4、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）測量時， 應符合鐵道部現行全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) 鐵路工程測量技術的有關規(guī)定。,3.1 測量等級及精度要求,本線沉降變形測量按三等規(guī)定執(zhí)行，對于技術特別復雜工點，可根據需要按二等的規(guī)定執(zhí)行。 表3.1.1 測量等級及精度要求,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,1、垂直位移監(jiān)測網建網方式： 線下工程垂直位移監(jiān)測一般按沉降變形等級三等的要求（國家二等水準測量）施測，根據沉降變形測量精度要求高的特點，以及標志的作用和要求不同，垂直位移監(jiān)測網用分級布網逐級控制等精度的方法布設。,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,（接上頁） 對于技術特別復雜、垂直位移監(jiān)測沉降變形測量等級要求二等及以上的重要橋隧工點，應獨立建網，并按照國家一等水準測量的技術要求進行施測或進行特殊測量設計。,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,（接上頁）根據國家一、二、三等水準測量規(guī)范，往返測高差不符值、環(huán)閉合差 和檢測高差較差的限差應不超過表4.5.1的規(guī)定。,表4.5.1 往返測各項限差要求,注：K測段，區(qū)段或路線長度，km; L 附合路線長，km; F 環(huán)線長度，km; R 檢測測段長度，km,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,2、垂直位移監(jiān)測網主要技術要求按下表：,注：n為測段的測站數,表3.2.2 垂直位移監(jiān)測網技術要求,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,3、水平位移監(jiān)測網建網方式： 一般按獨立建網考慮，根據沉降變形測量等級及精度要求進行施測，并與施工平面控制網進行聯(lián)測，引入施工測量坐標系統(tǒng)，實現水平位移監(jiān)測網坐標與施工平面控網坐標的相互轉換。,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,4、水平位移監(jiān)測網主要技術要求： 本線水平位移監(jiān)測按三等規(guī)定執(zhí)行，對于技術特別復雜工點，可根據需要按二等的規(guī)定執(zhí)行。,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,表3.2.4 水平位移監(jiān)測網技術要求,3.2 變形監(jiān)測網技術要求,表3.2.4 水平位移監(jiān)測網技術要求,3.3 沉降變形測量點的布置要求,1、沉降變形測量點分為基準點、工作基點和沉降變形觀測點三類，其布設按下列要求： （1）基準點： 要求建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)，基準點使用全線二等高程控制測量布設的基巖點、深埋水準點、二等水準點。,(接上頁)基準點標石埋設規(guī)格應符合圖3.3.1的規(guī)定。,注：1蓋； 2磚； 3素土； 4貧混凝土； 5凍土線,圖3.3.1 基準點標石埋設圖（單位：mm）,埋石在現場澆灌，挖坑后底部要夯實，先澆灌底部，待基本凝固后再用模板澆灌上部，并插入不銹鋼標心，保持標心垂直和半球露出混凝土（約12厘米）。每個水準點埋設后，繪制點之記圖。在水準點標石埋石中應對部分標石的坑位、標石澆灌進行照相記錄。影像文件名與水準點號對應。標石編號用字模壓制，字頭朝前進方向，即朝上海方向，并用紅油漆填寫字體。,3.3 沉降變形測量點的布置要求,（2）工作基點： 要求這些點在觀測期間穩(wěn)定不變，測定沉降變形點時作為高程的傳遞點。 工作基點除使用普通水準點外，按照國家二等水準測量的技術要求進一步加密水準基點或設置工作基點至滿足工點垂直位移監(jiān)測需要。 加密后的水準基點（含工作基點）間距200m左右時，可基本保證線下工程垂直位移監(jiān)測需要。,3.3 沉降變形測量點的布置要求,（3）沉降變形點： 直接埋設在要測定的沉降變形體上。點位應設立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，不但要求設置牢固，便于觀測，還要求形式美觀，結構合理，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。沉降變形點按路基、橋涵、隧道等各專業(yè)布點要求進行。,關于基準點、工作基點、變形觀測點說明,基準點： 靜態(tài)點，參考點，穩(wěn)定點-變形分析的位置標準 工作基點 似靜態(tài)點-為便于觀測而是設置的點，測定沉降變形點時作為高程的傳遞點 變形觀測點 動態(tài)點，目標點，監(jiān)測點-變形體上反映變形體變形的點,3.3 沉降變形測量點的布置測量要求,2、基準點的檢測 監(jiān)測網基準點和工作點由于自然條件的變化，人為破壞等原因，不可避免的有個別點位會發(fā)生變化。為了驗證監(jiān)測網基準點和工作點的穩(wěn)定性，應對其進行定期檢測。 本次技術方案設計垂直位移監(jiān)測網的觀測分為首次觀測和施工過程中的定期復測，定期復測按每半年進行一次，并結合精測網復測進行。,3.3 沉降變形測量點的布置測量要求,2、基準點的檢測（接上頁） 在區(qū)域沉降地區(qū)應根據沉降速率適當增加復測次數，每季度進行一次復測。 沉降變形點的監(jiān)測頻率應根據被監(jiān)測變形體的沉降速率在各單位工程沉降變形觀測實施細則中已制定。,3.3 沉降變形測量點的布置要求,3、每個獨立的監(jiān)測網應設置不少于3個穩(wěn)固可靠的基準點?；鶞庶c應選設在沉降變形影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置。,新增水準點標石及標心與CPI、CPII相同。埋石在現場澆灌，挖坑后底部要夯實，先澆灌底部，待基本凝固后再用模板澆灌上部，并插入不銹鋼標心，保持標心垂直和半球露出混凝土（約12厘米）。每個水準點埋設后，繪制點之記圖。在水準點標石埋石中應對部分標石的坑位、標石澆灌進行照相記錄。影像文件名與水準點號對應。標石編號用字模壓制，字頭朝前進方向，即朝上海方向，并用紅油漆填寫字體。,C級點（CPII）下底40 X 40cm，上底30 X 30cm，高60cm。,3.3 沉降變形測量點的布置要求,4、工作基點應選在比較穩(wěn)定的位置。對觀測條件較好或觀測項目較少的項目，可不設立工作基點，在基準點上直接測量沉降變形觀測點。,3.3 沉降變形測量點的布置要求,5、在區(qū)域沉降地區(qū)內，應對工作基點的沉降量進行監(jiān)測，當沉降量超過限差時，應對沉降變形觀測點的沉降觀測量進行修正。,3.4 測量工作基本要求,橋涵觀測技術要求 承臺施工完成后，就要開始進行沉降首次觀測，承臺觀測標為臨時觀測標，當墩身觀測標正常使用后，承臺觀測標隨基坑回填將不再使用。隨施工的逐步進行依次進行墩身、橋臺、梁體的變形觀測。 沉降觀測設備的埋設是在施工過程中進行的，施工單位的橋梁施工要與設備的埋設做好協(xié)調，做到互不干擾、影響。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按要求進行，不能影響橋梁施工質量。,橋涵觀測技術要求 觀測精度要求： 橋涵基礎沉降和梁體徐變沉降變形的觀測精度為±1mm，讀數取位至0.01mm。 觀測頻次要求： 墩臺基礎沉降觀測一般根據下表中要求的時間間隔進行。,對于梁體的徐變變形觀測，每孔梁支點之間的梁體徐變變形應以兩支點的連線為基準線進行觀測計算，由于下部結構沉降變形的影響，該基準線的位置會發(fā)生變化，梁體觀測點至該基準線的垂直距離利用幾何方法計算取得，垂直距離差值就是梁體徐變變形量。,橋梁墩臺水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成閉合水準路線，沉降觀測點位布設于墩臺兩側，水準路線觀測示意圖如圖3.3.2所示：,橋墩觀測點,工作基點,觀測方向,圖3.3.2 橋梁墩臺沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖,橋梁梁部徐變水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成閉合水準路線，沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖如圖3.3.3所示,其中測點1，2，3，4構成第一個閉合環(huán)，測點3，4，5，6構成第二個閉合環(huán)。,梁體觀測點,觀測方向,圖3.3.3 橋梁梁部徐變沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖,隧道水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成附合水準路線，沉降觀測點位布設于觀測斷面隧道內壁兩側，水準路線觀測示意圖如圖3.3.4所示：,隧道內壁觀測點,工作基點,觀測方向,圖3.3.4 隧道沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖,路基觀測技術要求 路堤地段從路基填土開始進行沉降觀測；路塹地段從級配碎石頂面施工完成開始觀測。路基填筑完成或施加預壓荷載后應有不少于6個月的觀測和調整期。觀測數據不足以評估或工后沉降評估不能滿足設計要求時，應延長觀測時間或采取必要的加速或控制沉降的措施。 沉降觀測設備的埋設是在施工過程中進行的，施工單位的填筑施工要與設備的埋設做好協(xié)調，做到互不干擾、影響。觀測設施的埋設及沉降觀測工作應按要求進行，不能影響路基填筑質量。,路基觀測技術要求 路基填筑過程中應及時整理路堤中心沉降觀測點的沉降與邊樁的位移量，當中心地基處沉降觀測點沉降量大于10mm/天或邊樁水平位移大于5mm/天、豎向位移大于10mm/天時，應及時通知項目部，并要求停止填筑施工，待沉降穩(wěn)定后再恢復填土，必要時采用卸載措施。 觀測精度要求：路基沉降觀測水準測量的精度為±1.0mm，讀數取位至0.01mm；剖面沉降觀測的精度應不低于4mm/30m；位移觀測測距誤差±3mm；方向觀測水平角誤差為±2.5。,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。當兩次連續(xù)觀測的沉降差值大于4mm時應加密觀測頻次；當出現沉降突變、地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時應增加觀測頻次。觀測應持續(xù)到工程驗收交由運營管理部門繼續(xù)觀測。,過渡段觀測技術要求 沉降精度與頻次等技術要求同路基要求。 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。當兩次連續(xù)觀測的沉降差值大于4mm時應加密觀測頻次；當出現沉降突變、地下水變化及降雨等外部環(huán)境變化時應增加觀測頻次。路基施工各節(jié)點時間應具有沉降觀測數據。,路基水準路線觀測按二等水準測量精度要求形成附合水準路線，沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖如圖3.3.5所示：,沉降樁觀測點,工作基點,觀測方向,沉降板觀測點,圖3.3.5 沉降觀測點位布設及水準路線觀測示意圖,測量注意事項,1、水準基點使用時應作穩(wěn)定性檢驗，并以穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的點作為沉降變形的參考點，并應有一定數量穩(wěn)固可靠的點以資校核。 2、每次觀測前，對所使用的儀器和設備應進行檢驗校正，確保儀器的各項指標參數附合測量要求，并保留檢驗記錄。,測量注意事項,3、每次沉降變形觀測時應符合： （1）嚴格按國家二等水準技術要求施測。沉降監(jiān)測網的首期觀測（“零周期”）要求往返觀測2次，其余各期往返觀測1次；沉降變形點的首期觀測（“零周期”）要求往返觀測1次，其余各期單程觀測1次；并取觀測結果的中數作為變形測量初始值。 （2）參與觀測的人員必須經過培訓才能上崗，并固定觀測人員。,測量注意事項,（3）為了將觀測中的系統(tǒng)誤差減到最小，達到提高精度的目的，各次觀測應使用同一臺儀器和設備，前后視觀測最好用同一水平尺，必須按照固定的觀測路線和觀測方法進行，觀測路線必須形成附合或閉合路線，使用固定的工作基點對應沉降變形觀測點進行觀測。,實行“五固定”即“固定水準基點、工作基點、固定人、固定測量儀器、固定監(jiān)測環(huán)境條件、固定測量路線和方法”，以提高觀測數據的準確性。,測量注意事項,（4）觀測時要避免陽光直射，且在基本相同的環(huán)境和觀測條件下工作。 （5）成像清晰、穩(wěn)定時再讀數。 （6）隨時觀測，隨時檢核計算，觀測時要一次完成，中途不中斷。,測量注意事項,（7）對工作基點的穩(wěn)定性要定期檢核，在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準點的標高是否有變動，在區(qū)域沉降地區(qū)每次對沉降變形觀測點進行觀測前、后都應對工作基點的穩(wěn)定性進行檢核，如果工作基點的沉降量超過限差范圍，應對沉降變形觀測點的沉降觀測量進行修正后再入庫。,測量注意事項,4、針對矮橋墩、異型橋墩，尺子不能直立的情況，施工單位及監(jiān)理單位應考慮采用定制短尺的方法，或倒尺的方法進行。,3.5 測量工作具體要求,1、水準網的觀測按照國家二等水準施測，采用單路線往返觀測。每次觀測均形成閉合檢驗條件。,返測,往測,3.5 測量工作具體要求,（接上頁）根據國家一、二、三等水準測量規(guī)范，往返測高差不符值、環(huán)閉合差 和檢測高差較差的限差應不超過表4.5.1的規(guī)定。,表4.5.1 往返測各項限差要求,注：K測段，區(qū)段或路線長度，km; L 附合路線長，km; F 環(huán)線長度，km; R 檢測測段長度，km,3.5 測量工作具體要求,2、水準儀使用DS05或DS1型電子儀器，儀器及配套水準尺均應在有效合格檢定期內。水準儀與水準尺在使用前及使用過程中，經常規(guī)檢校合格，水準儀視準軸與水準管軸的夾角均不超過15。儀器各種設置正確，其中有限差要求的項目按規(guī)范要求在儀器中進行設置，并在數據采集時自動控制，不滿足要求的在現場進行提示并進行重測。,3.5 測量工作具體要求,3、外業(yè)測量一條路線的往返測使用同一類型儀器和轉點尺墊，沿同一路線進行。觀測成果的重測和取舍按國家一、二等水準測量規(guī)范（GB/T 12897-2006）二等水準有關要求執(zhí)行。 觀測時，視線長度50m，前后視距差1.5 m，前后視距累積差6.0 m，視線高度0.5m，測站限差：兩次讀數差0.4mm，兩次所測高差之差0.6 mm，檢測間歇點高差之差1.0 mm，觀測讀數和記錄的數字取位：使用數字水準儀讀記至0.01mm。,3.5 測量工作具體要求,4、觀測時，一般按后-前-前-后的順序進行，對于有變換奇偶站功能的電子水準儀，按以下順序進行： （1）往測：奇數站為后前前后 偶數站為前后后前 （2）返測：奇數站為前后后前 偶數站為后前前后,3.5 測量工作具體要求,BFFB aBFFB,3.5 測量工作具體要求,5、每一測段均為偶數測站。晴天觀測時給儀器打傘，避免陽光直射；扶尺時借助尺撐，使標尺上的氣泡居中，標尺垂直。,3.5 測量工作具體要求,6、觀測前30min，將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；對于數字式水準儀，進行不少于20次單次測量，達到儀器預熱的目的。測量中避免望遠鏡直接對著太陽；避免視線被遮擋，遮擋不超過標尺在望遠鏡中截長的20%。觀測時用測傘遮蔽陽光，對于電子水準儀，施測時均裝遮光罩。,3.5 測量工作具體要求,7、自動安平水準儀的圓水準器，嚴格置平。在連續(xù)各測站上安置水準儀時，使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側與右側。除路線拐彎處外，每一測站上儀器與前后視標尺的三個位置，一般為接近一條直線。,3.5 測量工作具體要求,8、觀測過程中為保證水準尺的穩(wěn)定性，選用2.5kg以上的尺墊，水準觀測路線必須路面硬實，觀測過程中尺墊踩實以避免尺墊下沉。 同時觀測過程中避免儀器安置在容易震動的地方，如果臨時有震動，確認震動源造成的震動消失后，再激發(fā)測量鍵。水準尺均借助尺撐整平扶直，確保水準尺垂直。,3.5 測量工作具體要求,9、當相鄰觀測周期的沉降量超過限差或出現反彈時，應重測并分析工作基點的穩(wěn)定性，必要時聯(lián)測基準點進行檢測。 對于寬度較寬的河、湖水中的沉降測量，按照國家一、二等水準測量規(guī)范（GB/T 12897-2006）跨河水準測量要求進行觀測。,3.5 測量工作具體要求,10、數據處理時，閉合差、中誤差等均滿足要求后進行平差計算，水準路線要進行嚴密平差，選用經鑒定合格的軟件進行。 11、成果數據按統(tǒng)一格式錄入線下工程沉降變形觀測和評估數據庫。,3.5 測量工作具體要求,12、元件保護要求 （1）各工程項目部應成立專門小組，進行元器件的埋設、測量和保護工作，小組人員分工明確，責任到人。 （2）元件埋設時應根據現場情況進行編號，有導線的元件應將導線引出至路基坡腳觀測箱內。,測量點位埋設與保護非常重要，要高度重視,3.5 測量工作具體要求,12、元件保護要求 （3） 凡沉降板附近一米范圍內土方應采用人工攤平及小型機具碾壓，不得采用大型機械推土及碾壓，并配備專人負責指導，以確保元器件不受損壞。 （4）各施工隊應制定穩(wěn)妥的保護措施并認真執(zhí)行，確保元器件不因人為、自然等因素而破壞，元器件埋設后，制作相應的標識旗或保護架插在上方。路堤填筑過程中，派專人負責監(jiān)督觀測斷面的填筑。,3.6 電子水準儀的數據格式說明,DNA03 和DNA10 導出的數據標準格式有GSI-8 、 GSI-16和XML ，常用數據文件格式為.GSI 儀器可以將數據轉換成多種格式，其中將GSI-8 、GSI-16和 XML作為標準格式，另外還允許輸入三種用戶自定義格式。用戶自定義格式對于輸出數據有較大的靈活性，即使像外業(yè)記錄簿的格式也能直接從儀器產生。,1、Leica DNA03 和DNA10,2、Leica 數據標準格式有XML、GSI-8 和GSI-16,3、Leica 用戶自定義格式輸出數據文件,以BF測量模式 為例：,Line: 1 / BF = Date: 05.12.2001 / Time: 10:03:22 Staff1: - / Staff2: - = ¦ PointID ¦ Type ¦ Staff ¦ Distance ¦Pt.Height ¦Rem - ¦1 ¦ Back¦ 1.61076¦ 28.77¦ ¦ - ¦1 ¦ Fore¦ 1.51306¦ 30.61¦ 0.098¦ - ¦1 ¦ Back¦ 1.55976¦ 13.49¦ ¦ - ¦2 ¦ Fore¦ 1.57026¦ 11.57¦ 0.087¦ - ¦2 ¦ Back¦ 1.64827¦ 18.89¦ ¦ - ¦3 ¦ Fore¦ 1.59179¦ 18.76¦ 0.144¦ - ¦3 ¦ Back¦ 1.62498¦ 19.53¦ ¦ -,= ¦ PointID ¦Backsight ¦ Intmdt ¦Foresight ¦ delta H ¦ Distance ¦Point Hgt.¦ - ¦Start PtID ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 0.000¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦1 ¦ 1.61076¦ ¦ ¦ ¦ 28.77¦ ¦ ¦1 ¦ ¦ ¦ 1.51306¦ +0.09770¦ 30.61¦ 0.098¦ ¦1 ¦ 1.55976¦ ¦ ¦ ¦ 13.49¦ ¦ ¦2 ¦ ¦ ¦ 1.57026¦ -0.01050¦ 11.57¦ 0.087¦ ¦2 ¦ 1.64827¦ ¦ ¦ ¦ 18.89¦ ¦ ¦3 ¦ ¦ ¦ 1.59179¦ +0.05648¦ 18.76¦ 0.144¦,Staff1: - / Staff2: - = ¦ PointID ¦Backsight ¦Fore/Intm.¦ Rise ¦ Fall ¦ Distance ¦Pt.Height ¦ - ¦Start Point ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 0.000¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦1 ¦ 1.61076¦ ¦ ¦ ¦ 28.77¦ ¦ ¦1 ¦ ¦ 1.51306¦ +0.09770¦ +¦ 30.61¦ 0.098¦ ¦1 ¦ 1.55976¦ ¦ ¦ ¦ 13.49¦ ¦ ¦2 ¦ ¦ 1.57026¦ +¦ -0.01050¦ 11.57¦ 0.087¦ ¦2 ¦ 1.64827¦ ¦ ¦ ¦ 18.89¦ ¦ ¦3 ¦ ¦ 1.59179¦ +0.05648¦ +¦ 18.76¦ 0.144¦,列表類型,野外手簿類型,升高-降低類型,4、Trimble dini03和dini12c,Trimble電子水準儀導出數據文件格式為.dat 數據文件如下所示：,注：要求各施工單位和監(jiān)理單位需提供原始的數據觀測文件。,For M5|Adr 1|TO z0706.dat | | | | For M5|Adr 2|TO Start-Line BFFB 3| | | | For M5|Adr 3|KD1 BM215 A 3| | |Z 0.00000 m | For M5|Adr 4|KD1 BM215 A 07:30:481 3|Rb 1.83497 m |HD 8.638 m | | For M5|Adr 5|KD1 1 07:32:061 3|Rf 1.55004 m |HD 7.868 m | | For M5|Adr 6|KD1 1 07:32:401 3|Rf 1.55018 m |HD 7.884 m | | For M5|Adr 7|KD1 BM215 A 07:33:031 3|Rb 1.83483 m |HD 8.639 m | | For M5|Adr 8|KD1 1 07:33:03 3| | |Z 0.28479 m | For M5|Adr 9|KD1 1 3|Sh 0.28479 m | | | For M5|Adr 10|KD2 1 1 3|Db 8.64 m |Df 7.88 m |Z 0.28479 m | For M5|Adr 11|TO End-Line 3| | | | For M5|Adr 12|TO Start-Line aBFFB 4| | | | For M5|Adr 13|KD1 BM215 A 4| | |Z 0.00000 m |,3.7 附：基準點與工作點信息表,圖3.7.1 觀測網平面布置示意圖：,續(xù)圖二：沉降觀測網第3段平面布置圖,水準測量方法示意圖（以閉合路線為例）,以工作基點515所連接的橋墩觀測點 (512#519#)為例進行說明（閉合路線）觀測方法：由工作基點515出發(fā)（后視點，高程已知），前視觀測點512（根據需要設立轉站點），依次觀測至519后，再閉合至工作基點515。,512,513,514,515,516,517,518,519,工作基點515,截圖1：,演示線路圖2,誤差包括： 人，外界條件，儀器三種因素的影響。 應掌握的規(guī)律： 誤差來源對觀測的影響消除方法,水準測量的誤差來源與消弱措施,外界條件對水準測量的影響,地球曲率的影響 大氣折光的影響 大氣抖動的影響 溫度對儀器的影響,1 地球曲率的影響,工作時水準儀的視準軸是水平直線，而大地水準面是曲面。由此，在讀數中就有誤差 當S=100米時， 對策： 如果前視水準尺和后視水準尺到測站的距離相等，則在前視讀數和后視讀數中含有相同的 。這樣在高差中就沒有 這誤差的影響了。因此，放測站時要爭取“前后視相等”,2 大氣折光的影響,接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介質中沿曲線傳布。這稱為“大氣折光”。 總體上說，白天近地面的空氣溫度高，密度低，彎曲的光線凹面向上； 晚上近地面的空氣溫度低，密度高，彎曲的光線凹面向下。,2 大氣折光的影響,接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大 由于空氣的溫度不同時刻不同的地方一直處于變動之中。所以很難描述折光的規(guī)律。 對策： 避免用接近地面的視線工作 盡量抬高視線 用前后視等距的方法進行水準測量,3 大氣抖動的影響,除了規(guī)律性的大氣折光以外，還有不規(guī)律的部分：白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣下降補充。因此，這里的空氣處于頻繁的運動之中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會使視線抖動，從而增加讀數誤差。 對策： 夏天中午一般不做水準測量 在沙地，水泥地湍流強的地區(qū)，一般只在上午10點之前作水準測量。高精度的水準測量也只在上午10點之前進行。,4 溫度對儀器的影響,溫度會引起儀器的部件漲縮，從而可能引起視準軸的構件（物鏡，十字絲和調焦鏡）相對位置的變化，或者引起視準軸相對與水準管軸位置的變化。由于光學測量儀器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線產生幾秒偏差，從而使測量結果的誤差增大。 不均勻的溫度對儀器的性能影響尤其大。例如從前方或后方日光照射水準管，就能使氣泡“趨向太陽”-水準管軸的零位置改變了。,對策： 儀器制作時采取保護措施：如Zeiss004在望遠鏡筒外面還有一個保護筒。量筒之間靜止的空氣起隔熱作用 精密水準測量時必須撐傘 精密水準儀從箱中拿出來后要靜置半小時后再開始工作 避免日光直接照射水準管,其他影響,轉點的唯一性問題： 水準測量常需多次設站把高程傳遞到待定點。為此必須利用轉點。在轉點上水準尺有二次工作狀態(tài)。必須保證轉點狀態(tài)不變。 土質松軟轉點會下沉 平坦的硬質路面上立尺會因尺子傾斜狀態(tài)不同引起高度變化 水準儀架在松軟的土質上也有下沉的可能,其他影響,對策： 選擇有棱角的硬物做轉點 攜帶專用的測墊或測樁做轉點 采用“時間對稱”的工作流程，削弱“隨時間而變化的因素”對測量成果的不良影響。 如水準測量采用“前-后-后-前”的流程,需進一步說明與強調的問題,要求全線均采用電子水準儀進行沉降觀測, 并提交電子水準儀記錄的原始數據；,11+00000001 32.6+003000 3106+00015471 11+00000002 32.6+003009 3106+00014425,數字（電子）自動安平水準儀,與傳統(tǒng)儀器相比它有以下特點： （1）用自動電子讀數代替人工讀數，不存在讀錯、誤記問題，沒有人為讀數誤差； （2）精度高，多條碼（等效為多分劃）測量，削弱標尺分劃誤差，自動多次測量，削弱外界條件變化的影響； （3）速度快、效率高，實現自動記錄、檢核、處理和存儲，可實現內外業(yè)一體化。它使水準測量作業(yè)向自動化方向邁進了一大步。當采用普通水準尺時，該儀器又可當作普通自動安平水準儀使用。,傳統(tǒng)技術和電子水準儀的比較,光學水準儀 每月水準測量工作次數？ 20 次 每次工作時間多長? 3 小時 工作時需要幾個人 ? 2 每月的總工作時間為 120 hours 假設人工費用為 元/小時 總費用 6000 元,電子水準儀 每月水準測量工作次數？ 20 次 基于我們的經驗,電子水準儀的工作時間： 0.6 小時 工作時需要幾個人? 2 因此，總的的工作時間為： 24小時 假設人工費用為 50 元/小時 總費用 1200 元,每個月， 你可以節(jié)省費用 4800 元 和 96小時工作量,需進一步說明與強調的技術要求,沉降觀測所有水準觀測路線均形成閉合或符合水準路線，不得采用水準支線或中視法，沉降觀測水準路線經過的工作基點或基準點數量不得少于兩個； 當發(fā)現沉降監(jiān)測數據出現異常時必須首先自查，應重測并分析工作基點的穩(wěn)定性，必要時聯(lián)測基準點進行檢測，并提交自查分析報告； 當發(fā)現變形異常無法查出原因時應及時提交報告給建設單位和評估單位。監(jiān)理單位發(fā)現平行觀測與施工單位觀測存在較大差異時應及時提交報告給建設單位和評估單位。,需進一步說明與強調的技術要求,特殊環(huán)境下的沉降觀測，由施工單位根據測區(qū)特殊環(huán)境的實際制定沉降觀測實施方案，由建設單位組織評估單位、設計單位、監(jiān)理單位對方案進行評審修改后實施； 監(jiān)理單位“換手復測”具體要求：采用相同的水準路線，可利用施工單位的測量儀器，但必須調整測站位置，重新設站觀測，以校核施工單位觀測成果，嚴禁直接利用施工單位的置鏡觀測來讀取數據。,需進一步說明與強調的技術要求,各施工單位和監(jiān)理單位須按照細則規(guī)定的數據傳輸流程，及時給各相關單位報送各類原始數據、統(tǒng)計數據等各類報表和相關資料； 凡不能按時上報的，須提前報評估單位和指揮部批準。,常見問題與解決方法 具體及典型問題 做好沉降觀測標準化工作 總結,沉降觀測問題歸類總結,工程結構建筑物變形觀測的三個問題,點位布設問題 -探測變形空間分布的情況 測量精度問題 -探測多大的變形量 測量頻率問題 -探測何種規(guī)律變化的變形量 返工重測？-時效問題？ 理想觀測條件（人、儀器、環(huán)境）與施工干擾問題？,存在的問題與解決方法,施工單位數據觀測頻次存在問題，加強督促監(jiān)督，以達到鐵路沉降評估實施細則之規(guī)定。 由于外業(yè)操作存在一定的不確定性，尤其是每次立尺位置不一致，使得部分測點的高程出現小幅度反彈。評估單位將給施工單位強調這一點，盡量保持每次立尺位置的一致性。 現階段已經出現很多工區(qū)觀測標被破壞的情況，而且發(fā)生案例多多。評估單位反饋給施工單位的辦法是及時重埋觀測標并加以觀測記錄-處理的難度？。 下一步工作的重點是如何將這種斷高信息體現在連續(xù)變化的觀測值上。,具體及典型問題-內業(yè)資料整理,資料整理不規(guī)范，內業(yè)工作滯后、效率低等 主要表現為以下幾點： （1）處理數據不及時，有些工區(qū)外業(yè)測量2個月后仍沒有進行內業(yè)處理； （2）電子水準儀原始文件保存凌亂，未按測段歸檔； （3）未進行平差處理和成果表格的填寫。,加強測點信息過濾檢查質量控制,具體及典型問題-內業(yè)資料整理,資料整理不規(guī)范，內業(yè)工作滯后、效率低等 主要表現為以下幾點： （1）未完成（或未按要求）測點屬性表格的填寫； （2）測點編號紊亂 導致數據處理出問題 導致無法區(qū)段分析； （3）不重視工況信息的記錄，在提交的觀測數據文件中出現照搬，純粹的將其他工況信息文件簡單的復制到本次觀測數據文件里。,加強測點信息過濾檢查質量控制,典型問題軟件質量控制,測量精度問題 查看外業(yè)測量數據限差控制指標 查看閉合差（閉合路線內符合、附和路線外符合） 查看中誤差控制（單位權中誤差、點位中誤差） 查看改正數 查看工況信息,加強質量控制,典型問題沉降簡易分析,每個測點跳舞 墩臺路基斷面隧道斷面（左右點）不搖擺 前后測點不上下電梯,進一步預警檢查,典型問題-工作基點被破壞,施工過程中存在工作基點被破壞的情況。 重埋后第一次觀測時在備注里記錄時間，并計算出埋設后點位高程與未破壞前對應點高程的差值。,附表17 測點斷高表 單位： 里程范圍：,填報： 復核： 監(jiān)理： 年 月 日,典型問題-觀測點轉移,墩身觀測標被破壞，觀測點轉移存在斷高的情況。 這種情況可以重新安裝觀測標，但問題是以前的數據和沉降量不能繼續(xù)使用，新安裝的觀測標高程需重新開始。處理同上），將點位的變化前后相關信息記錄在附表17 測點斷高表中。 在觀測點轉移時需要加測一期數據，該期數據除了計算沉降外，同時將原來老點的高程傳遞到新點上去，以后對每個轉換后新點減去一個本周期新老點間的高差常數值，總累計高差=轉點前累計高差+轉換后累計高差。,典型問題-矮墩觀測問題,關于橋墩矮墩的觀測問題 工地現場存在一些矮墩。因為墩身是有弧度的，矮墩觀測時，水準尺無法立直?？梢愿臑樽屖┕挝混`活布點： 1.先考慮更換不同長度的短標尺 2.觀測承臺標 3.適當調整觀測標的布設高度，觀測點轉移到便于觀測的位置,典型問題 實際觀測點埋設情況：,材質與布設均合格的加密水準點,結構物上的沉降觀測標埋設不合規(guī)范,墩身觀測標埋設不穩(wěn)固,承臺觀測標設置不規(guī)范,材質與布設均合格的承臺觀測點。,材質合格的墩身觀測點。美中不足的是露出部分過長,沉降觀測標埋設不合規(guī)范,工作基點埋設不規(guī)范且沒有相應保護措施,設置規(guī)范且保護好的基準點,工作基點是傳遞各種結構物沉降觀測標高程的基準，一旦受到某些不可控的外界因素影響，對后續(xù)的沉降測量及分析產生重大影響。,墩身觀測標不規(guī)范,墩身觀測標外露長度太長，遠超過2cm，且晃動。,特殊情況監(jiān)測方案,大面積水域,跨河流,大面積漁塘,全線重點水中橋墩臺等特殊工點由施工單位制定的觀測實施方案，交評估單位進行審查-仍沒有提交。,沉降監(jiān)測與評估形勢依然嚴峻,架梁階段來臨！-監(jiān)測工作量大！ 可否鋪軌？ 評估下一步重點： 軟件升級更多的監(jiān)控 加強沉降分析-上升、異常 區(qū)域沉降與基準點穩(wěn)定性分析 所有工作的前提：數據！數據質量!,數據與數據質量的重要性,進一步加強數據質量控制形勢嚴峻，任重道不遠！ 數據是關鍵 數據質量是關鍵 設計單位需提交數據：,1、設計資料 全線設計平面圖、全線設計地質縱斷面圖、橫斷面圖、設計說明、沉降計算書（沉降計算方法和參數選取、線下工程沉降計算值）、設計變更、地質勘察資料 2、施工資料 施工組織設計、現場施工記錄、觀測網平面布置示意圖（應明確基準點、工作基點與線下工程結構物相對位置，明確路基、橋梁、隧道、過渡段等結構物觀測點的里程） 3、其他資料 區(qū)域沉降資料相關資料數據-區(qū)域沉降具體范圍？ 區(qū)域沉降資料相關資料數據-各觀測基準復測成果報告？,1.測點保護（關鍵） 2.測量頻次 3.測量精度,沉降觀測問題總結,工作開展情況 工作進展情況 下一步工作打算 做好沉降觀測標準化工作 總結,高速就是高精度，測量高精度必須標準化,如何做好沉降觀測工作,標準化,觀測方法、數據處理、數據組織 重中之重,標準化,信息化,流程化,標準化是信息化和流程化的前提,114,高速就是高精度，測量高精度必須標準化,沉降觀測工作的標準化,外業(yè)工作,內業(yè)工作,115,高速就是高精度，測量高精度必須標準化,沉降觀測工作應提交文件的標準化,注：點位屬性信息表（附表1）各個字段的填寫規(guī)則詳見補充規(guī)定。,116,高速就是高精度，測量高精度必須標準化,沉降觀測工作注意事項外業(yè)觀測,各種構筑物埋設的觀測標必須嚴格按照規(guī)范要求。 對于觀測標有松動或丟失的情況，不能繼續(xù)進行觀測。須重新埋設。 參與觀測的人員必須經過培訓才能上崗，并固定觀測人員。 各種構筑物的水準觀測路線必須嚴格按該規(guī)范的要求施測，不同期次的測量必須固定觀測路線。 須固定立尺人員，確保每次立尺位置的同一性，保證不同期次數據的連續(xù)性。 簡化點號（即“測量編號”）必須一次性編好，并與測點編號對應，外業(yè)測量時在儀器中輸入點的“測量編號”。,117,沉降觀測工作注意事項內業(yè)處理,應熟悉內業(yè)處理軟件的工作流程，熟練操作處理軟件。 當天測量的數據必須當天處理，按照規(guī)范要求命名、組織數據。 必須詳細查看沉降觀測數據的精度信息，超限的數據須重新測量。 觀測標或工作基點被破壞，必須及時重新埋設，同時填寫斷高表，以保證數據的連續(xù)性。 每一個觀測數據文件中必須有9個文件，缺一不可,且9個文件的文件名必須是一致的，只是擴展名不同。 觀測數據文件中的工況信息文檔必須詳細記錄當日當次觀測情況。特殊情況必須記錄。 基準點（包括工作基點）的各期復測成果均需在控制點坐標文件體現，并注明復測日期。,118,總結,蘭新鐵路線下工程沉降觀測及評估即將開始，需要各單位配備相應人員及儀器，及時做好培訓工作。 要求各單位在現場外業(yè)數據采集處理全過程中，滿足“細則”要求，提高數據質量。 西南交通大學鐵路發(fā)展有限公司希望與各單位互相配合工作，使工作順利完成。,測量問題-如履薄冰,謝謝大家,SOKKIA,TRIMBLE,TOPCON,