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[摘 要] 结合高速铁路对沉降的严格要求,提出了沉降观测的重要性,确保施工质量和运营安全,本文以成绵乐铁路客运专线工程为实例，以变形观测工作具体要求和数据分析为要点作了详细阐述，对今后线下工程变形观测控制有一定指导作用。
[关键词] 高速铁路 沉降观测 数据分析
1.工程及地质概况
成都至绵阳至乐山客运专线北起江油，经绵阳、德阳、广汉、成都，然后向南经过彭山、眉山、夹江、峨眉，最后抵达乐山。D3K62+530.759～D3K63+864.000区段位于四川省德阳市罗江县境内。区间含向石大桥0.47Km，桥梁主要采用柱桩和扩大基础。花龙门大桥0.14Km，全桥为明挖基础。D3K66+161.95~D2K72+523.45区段位于四川省德阳市罗江县境内。区间含罗家瓦大桥0.18Km，桥梁主要采用柱桩基础。南塔凯江特大桥1.0 Km,全桥为扩大、柱桩基础。双龙门大桥0.27Km,全桥为柱桩基础。D3K67+000~D3K67+050区间路基基底处理为CFG桩，桩长4.0m~8.0m。
该区间段均属剥蚀丘陵地貌，丘槽之间，地形起伏小，地面高程510～555m，相对高差45m，自然坡度较陡。一般5°～30°，丘坡上覆土層较厚，可见基岩出露，缓坡及沟槽地带覆土较厚，多辟为良田，测区附近有便道相通，交通比较方便。
2.沉降观测内容
2.1路基沉降板的埋设
2.1.1 将由钢板、金属测杆（φ20镀锌铁管）和保护套管（φ49 PVC管）、钢底板30cm×30cm×1cm组成的路基沉降版垂直将测杆焊接固定在底板中心沉降板在设计位置埋设。
2.1.2 埋设时要注意基坑内应垫10cm砂垫层找平，确保测杆与地面垂直，并安装保护套管，测杆略高于套管顶，用管帽封住管口。确保测杆在套管不与路基主体直接摩擦，从而达到测点的真实沉降量。
2.1.3 测杆四周1m²范围内用小型机具夯实并设置防护网，确保沉降管不被机械碰撞、碾压。
2.2 桥墩沉降观测标的埋设
2.2.1每个桥墩均设置承台、墩身观测标，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。桥墩测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧，桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。
2.2.2桥台观测标应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。
2.3外业数据采集
2.3.1 仪器设备要求
用检测合格的电子水准仪配铟钢条码尺和5Kg的尺垫，按《高速铁路工程测量规范》中二等水准有关要求执行。
2.2.2 观测方法
往测：奇数站为后—前—前—后、 偶数站为前—后—后—前；返测：奇数站为前—后—后—前、 偶数站为后—前—前—后的观测方法。
2.2.3 观测基本要求
（1）观测时，视线长度≥3m且≤50m，前后视距差≤1.5 m，前后视距累积差≤6.0 m，视线高度下丝≥0.55m、上丝≤2.8m，数字水准仪重复测量次数≥2次。
（2）测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm，观测读数将水准仪设置到0.01mm。每一测段均为偶数测站。
（3）每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
（4）当测点的沉降量超过限差时应重测。
3.质量控制
3.1 路基沉降观测从填筑时（或褥垫层敷设完毕后）开始观测。路基水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，观测频率（附表1）。
附表1路基沉降观测频率表
3.2桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点布设于墩台两侧。
3.3为了将观测中的系统误差减到最小,达到提高精度的目的,实行“五固定”，即“固定水准基点、工作基点、固定观测人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”,以提高观测数据的准确性。
3.4现场数据采集工作尤为重要，反映了各点具体的沉降情况，当数据采集完成后，及时用沉降软件处理当天采集的数据，当测点沉降超过规定时应通知现场停止施工。并加大观测频率，待沉降稳定时，再进行后续施工。
4.数据结果分析
4.1 从2010年4月至今对上述两区间段的观测数据分析，本段沉降变形总体统计表（附表2）
从表2可见，对于主体工程完工的121个测点，无整体表现为异常隆起的测点；隆起量在-3～0mm之间的测点较少，占13.22%；沉降幅度在0～3mm的测点居多，占60.34%；沉降幅度在3～10mm的测点占24.79%；沉降幅度大于10mm的测点占1.65%。
4.2 路基段的最大沉降量发生在测点0066396L1处，实测累计沉降值为11.8mm；桥涵段最大沉降量发生在测点0067342D2处，实测累计沉降值为1.88mm。
本段采用指数曲线法和双曲线法拟合后把测点归纳为（附表3）所示的四类。
可见，对本评估段中测点能通过指数曲线法和双曲线法拟合的测点仅有1个，占总数的0.83%；观测值波动幅度在3mm内的测点有89个，占总数的73.55%；而总体呈水平收敛状水平发展趋势的测点31个，占总数的25.62%。
4.3异常点汇总及拟合曲线相关性
本区段无异常点。
指数法拟合曲线相关系数合格率统计（附表4）。
可见，在这些测点中，沉降量随时间逐渐增大，但变化幅度一般不大，预测曲线有一定的拟合精度，均满足相关系数不小于0.92的限制要求。
4.4相邻墩台沉降差
对于当前处于隆起状态的测点，无法对工后沉降做出预测，但考虑到各测点的单点沉降已趋于稳定，且目前相邻墩台的累积沉降产生的差异较小，结合其具体的地层条件、基础形式和沉降特征等综合判断，预估其相邻桥墩的工后差异沉降不超过5mm，同时，对无法进行曲线拟合的墩台型测点，结合其具体的地层条件、基础形式和沉降特征等综合判断预估其最终沉降量。
附表5相邻桥墩（台）预测工后沉降差超过5mm的情况统计
相邻桥墩（台）总对数 不合格桥墩对数 不合格率
通过断面统计可见，100%的断面满足相邻桥墩（台）沉降差的限制要求。
4.5过渡段分析
本区段存在路桥和路涵过渡段，共计11段，各过渡段内共设置了1~3个观测断面，测点类型为沉降板，涵洞观测标和桥台观测标。由于测点曲线无法拟合，考虑施工荷载情况，其预测最大沉降量根据实测曲线特征进行估算，以此近似分析相邻结构物预测工后沉降差和过渡段纵向折角。通过数据分析，当前实测沉降过渡段产生的最大折角1.67‰，最小折角0.29‰，最大沉降差8.35mm，最小沉降差2.94mm。预测工后沉降最大折角≦1‰，沉降差≦5mm，满足限制要求。
4.6工后沉降预测
本段内的各断面测点，对于各拟合测点，预估其工后沉降预测值均小于15mm，对于非拟合测点，根据地基特征及基础形式、实测沉降值、沉降变化特性、稳定程度等综合判断为工后沉降预测值也小于15mm。
4.7本区段沉降图（如图1所示）
5.结论与建议
5.1 对本区段的121个测点的沉降观测值分析表明，主体工程完工后，有73.55%（89个）的测点沉降值（或隆起值）在3mm之内且不具备曲线拟合条件，不予拟合分析，满足沉降评估要求；有0.83%（1个）的测点采用双曲线法和指数曲线法曲线拟合通过，余下25.62%（31个）的测点实测沉降曲线总体呈现为收敛状水平发展趋势，均满足评估要求。
5.2 推断本评估段所有测点及过渡段预测工后沉降满足评估要求。
5.3本区段必须继续按原有的观测频次、观测路线和观测精度进行相关测点的沉降变形观测，以检验本次评估结果。尤其要注意沉降观测的精度和水准基点的稳定性检测，严格控制沉降观测质量，以免后续沉降观测数据异常，出现沉降速率波动过大等情况。
参考文献：
[1] 中国铁道出版社 《高速铁路沉降变形观测评估理论与实践》.
[2] 尚金光 张献州《高速铁路路基沉降观测分析与评估方法研究》.
[3] 吴大勇 杨宇鹏 胡晓军 《高速铁路沉降观测数据管理分析》.
[关键词] 高速铁路 沉降观测 数据分析
1.工程及地质概况
成都至绵阳至乐山客运专线北起江油，经绵阳、德阳、广汉、成都，然后向南经过彭山、眉山、夹江、峨眉，最后抵达乐山。D3K62+530.759～D3K63+864.000区段位于四川省德阳市罗江县境内。区间含向石大桥0.47Km，桥梁主要采用柱桩和扩大基础。花龙门大桥0.14Km，全桥为明挖基础。D3K66+161.95~D2K72+523.45区段位于四川省德阳市罗江县境内。区间含罗家瓦大桥0.18Km，桥梁主要采用柱桩基础。南塔凯江特大桥1.0 Km,全桥为扩大、柱桩基础。双龙门大桥0.27Km,全桥为柱桩基础。D3K67+000~D3K67+050区间路基基底处理为CFG桩，桩长4.0m~8.0m。
该区间段均属剥蚀丘陵地貌，丘槽之间，地形起伏小，地面高程510～555m，相对高差45m，自然坡度较陡。一般5°～30°，丘坡上覆土層较厚，可见基岩出露，缓坡及沟槽地带覆土较厚，多辟为良田，测区附近有便道相通，交通比较方便。
2.沉降观测内容
2.1路基沉降板的埋设
2.1.1 将由钢板、金属测杆（φ20镀锌铁管）和保护套管（φ49 PVC管）、钢底板30cm×30cm×1cm组成的路基沉降版垂直将测杆焊接固定在底板中心沉降板在设计位置埋设。
2.1.2 埋设时要注意基坑内应垫10cm砂垫层找平，确保测杆与地面垂直，并安装保护套管，测杆略高于套管顶，用管帽封住管口。确保测杆在套管不与路基主体直接摩擦，从而达到测点的真实沉降量。
2.1.3 测杆四周1m²范围内用小型机具夯实并设置防护网，确保沉降管不被机械碰撞、碾压。
2.2 桥墩沉降观测标的埋设
2.2.1每个桥墩均设置承台、墩身观测标，承台观测标为临时观测标，当墩身观测标正常使用后，承台观测标随基坑回填将不再使用。桥墩测点数量每墩不少于2处，位于墩身两侧，桥墩标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右。特殊情况可按照确保观测精度、观测方便、利于测点保护的原则，确定相应的位置。
2.2.2桥台观测标应设置在台顶（台帽及背墙顶），测点数量不少于4处，分别设在台帽两侧及背墙两侧（横桥向）。
2.3外业数据采集
2.3.1 仪器设备要求
用检测合格的电子水准仪配铟钢条码尺和5Kg的尺垫，按《高速铁路工程测量规范》中二等水准有关要求执行。
2.2.2 观测方法
往测：奇数站为后—前—前—后、 偶数站为前—后—后—前；返测：奇数站为前—后—后—前、 偶数站为后—前—前—后的观测方法。
2.2.3 观测基本要求
（1）观测时，视线长度≥3m且≤50m，前后视距差≤1.5 m，前后视距累积差≤6.0 m，视线高度下丝≥0.55m、上丝≤2.8m，数字水准仪重复测量次数≥2次。
（2）测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm，观测读数将水准仪设置到0.01mm。每一测段均为偶数测站。
（3）每一测段均为偶数测站。晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
（4）当测点的沉降量超过限差时应重测。
3.质量控制
3.1 路基沉降观测从填筑时（或褥垫层敷设完毕后）开始观测。路基水准路线观测按二等水准测量精度要求形成附合水准路线，观测频率（附表1）。
附表1路基沉降观测频率表
3.2桥梁墩台水准路线观测按二等水准测量精度要求形成闭合水准路线，沉降观测点布设于墩台两侧。
3.3为了将观测中的系统误差减到最小,达到提高精度的目的,实行“五固定”，即“固定水准基点、工作基点、固定观测人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法”,以提高观测数据的准确性。
3.4现场数据采集工作尤为重要，反映了各点具体的沉降情况，当数据采集完成后，及时用沉降软件处理当天采集的数据，当测点沉降超过规定时应通知现场停止施工。并加大观测频率，待沉降稳定时，再进行后续施工。
4.数据结果分析
4.1 从2010年4月至今对上述两区间段的观测数据分析，本段沉降变形总体统计表（附表2）
从表2可见，对于主体工程完工的121个测点，无整体表现为异常隆起的测点；隆起量在-3～0mm之间的测点较少，占13.22%；沉降幅度在0～3mm的测点居多，占60.34%；沉降幅度在3～10mm的测点占24.79%；沉降幅度大于10mm的测点占1.65%。
4.2 路基段的最大沉降量发生在测点0066396L1处，实测累计沉降值为11.8mm；桥涵段最大沉降量发生在测点0067342D2处，实测累计沉降值为1.88mm。
本段采用指数曲线法和双曲线法拟合后把测点归纳为（附表3）所示的四类。
可见，对本评估段中测点能通过指数曲线法和双曲线法拟合的测点仅有1个，占总数的0.83%；观测值波动幅度在3mm内的测点有89个，占总数的73.55%；而总体呈水平收敛状水平发展趋势的测点31个，占总数的25.62%。
4.3异常点汇总及拟合曲线相关性
本区段无异常点。
指数法拟合曲线相关系数合格率统计（附表4）。
可见，在这些测点中，沉降量随时间逐渐增大，但变化幅度一般不大，预测曲线有一定的拟合精度，均满足相关系数不小于0.92的限制要求。
4.4相邻墩台沉降差
对于当前处于隆起状态的测点，无法对工后沉降做出预测，但考虑到各测点的单点沉降已趋于稳定，且目前相邻墩台的累积沉降产生的差异较小，结合其具体的地层条件、基础形式和沉降特征等综合判断，预估其相邻桥墩的工后差异沉降不超过5mm，同时，对无法进行曲线拟合的墩台型测点，结合其具体的地层条件、基础形式和沉降特征等综合判断预估其最终沉降量。
附表5相邻桥墩（台）预测工后沉降差超过5mm的情况统计
相邻桥墩（台）总对数 不合格桥墩对数 不合格率
通过断面统计可见，100%的断面满足相邻桥墩（台）沉降差的限制要求。
4.5过渡段分析
本区段存在路桥和路涵过渡段，共计11段，各过渡段内共设置了1~3个观测断面，测点类型为沉降板，涵洞观测标和桥台观测标。由于测点曲线无法拟合，考虑施工荷载情况，其预测最大沉降量根据实测曲线特征进行估算，以此近似分析相邻结构物预测工后沉降差和过渡段纵向折角。通过数据分析，当前实测沉降过渡段产生的最大折角1.67‰，最小折角0.29‰，最大沉降差8.35mm，最小沉降差2.94mm。预测工后沉降最大折角≦1‰，沉降差≦5mm，满足限制要求。
4.6工后沉降预测
本段内的各断面测点，对于各拟合测点，预估其工后沉降预测值均小于15mm，对于非拟合测点，根据地基特征及基础形式、实测沉降值、沉降变化特性、稳定程度等综合判断为工后沉降预测值也小于15mm。
4.7本区段沉降图（如图1所示）
5.结论与建议
5.1 对本区段的121个测点的沉降观测值分析表明，主体工程完工后，有73.55%（89个）的测点沉降值（或隆起值）在3mm之内且不具备曲线拟合条件，不予拟合分析，满足沉降评估要求；有0.83%（1个）的测点采用双曲线法和指数曲线法曲线拟合通过，余下25.62%（31个）的测点实测沉降曲线总体呈现为收敛状水平发展趋势，均满足评估要求。
5.2 推断本评估段所有测点及过渡段预测工后沉降满足评估要求。
5.3本区段必须继续按原有的观测频次、观测路线和观测精度进行相关测点的沉降变形观测，以检验本次评估结果。尤其要注意沉降观测的精度和水准基点的稳定性检测，严格控制沉降观测质量，以免后续沉降观测数据异常，出现沉降速率波动过大等情况。
参考文献：
[1] 中国铁道出版社 《高速铁路沉降变形观测评估理论与实践》.
[2] 尚金光 张献州《高速铁路路基沉降观测分析与评估方法研究》.
[3] 吴大勇 杨宇鹏 胡晓军 《高速铁路沉降观测数据管理分析》.