貴陽(yáng)至南寧高速鐵路沉降變形觀測(cè)管理探討

胡宗亮

（云桂鐵路廣西有限責(zé)任公司 工程師 廣西 南寧 530029）

近年來(lái)，隨著廣西高速鐵路快速發(fā)展，廣西累計(jì)建成250 km∕h鐵路已超過(guò)1 800 km。2017年開(kāi)工建設(shè)的貴陽(yáng)至南寧鐵路設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為350 km∕h，是廣西境內(nèi)第一條無(wú)砟軌道線路。為保證旅客舒適度和行車(chē)安全性，對(duì)高速鐵路的高平順和高穩(wěn)定性提出了更高的要求，建設(shè)期的沉降變形觀測(cè)尤為重要。貴陽(yáng)至南寧高速鐵路沿線地形復(fù)雜、地質(zhì)條件較差，經(jīng)過(guò)巖溶發(fā)育和膨脹土地段長(zhǎng)度達(dá)80%。2018年全線大面積開(kāi)工，做好沉降變形觀測(cè)對(duì)工程質(zhì)量管理具有非常重要的意義。

1 建立管理制度

高速鐵路線下工程沉降變形觀測(cè)及其評(píng)估工作，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，須由建設(shè)單位方組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位參與，明確參建各單位的職責(zé)范圍，各參建單位應(yīng)根據(jù)職責(zé)范圍和標(biāo)段內(nèi)具體情況制定管理辦法。

1.1 明確各單位工作職責(zé)

1.1.1 建設(shè)單位 負(fù)責(zé)全線線下工程的沉降變形觀測(cè)與評(píng)估工作的領(lǐng)導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作，對(duì)各有關(guān)單位的沉降變形觀測(cè)及其評(píng)估工作進(jìn)行監(jiān)督、檢查、考核，組織制定沉降變形觀測(cè)與評(píng)估的實(shí)施細(xì)則，組織審核沉降變形觀測(cè)實(shí)施方案，負(fù)責(zé)組織觀測(cè)和評(píng)估人員的技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)；組織分析處理沉降觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)的沉降變形異常及平行觀測(cè)對(duì)比結(jié)果異常情況等。

1.1.2 設(shè)計(jì)單位 提交沉降變形相關(guān)設(shè)計(jì)資料，負(fù)責(zé)沉降變形觀測(cè)技術(shù)交底和答疑工作，參與沉降變形觀測(cè)評(píng)估工作，對(duì)觀測(cè)結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求提出意見(jiàn)，參與分析沉降變形異常情況，提出設(shè)計(jì)處理方案，參與和配合建設(shè)單位或評(píng)估單位組織的沉降變形觀測(cè)評(píng)估工作。

1.1.3 施工單位 是沉降變形觀測(cè)的實(shí)施及責(zé)任主體，必須嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件及建設(shè)單位要求做好各項(xiàng)工程施工過(guò)程的沉降變形觀測(cè)工作，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性、全面性負(fù)責(zé)，按規(guī)定格式及時(shí)將觀測(cè)和整理后的數(shù)據(jù)提交評(píng)估單位進(jìn)行評(píng)估；發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)及時(shí)通知建設(shè)、監(jiān)理和評(píng)估單位，參與和配合建設(shè)單位或評(píng)估單位組織的沉降變形觀測(cè)評(píng)估工作。

1.1.4 監(jiān)理單位 監(jiān)理單位負(fù)責(zé)對(duì)施工單位沉降觀測(cè)工作的日常監(jiān)督和檢查，全面檢查施工單位沉降變形觀測(cè)方案、元器件的購(gòu)置、監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)、觀測(cè)標(biāo)埋設(shè)過(guò)程，確保觀測(cè)準(zhǔn)備工作符合《細(xì)則》要求。負(fù)責(zé)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、觀測(cè)點(diǎn)驗(yàn)收。派專(zhuān)業(yè)人員對(duì)施工單位的沉降變形觀測(cè)全過(guò)程進(jìn)行工作檢查、監(jiān)督和質(zhì)量審核，對(duì)重點(diǎn)地段的沉降觀測(cè)進(jìn)行旁站監(jiān)理，做好旁站記錄并對(duì)施工單位觀測(cè)成果進(jìn)行簽認(rèn)，參與和配合建設(shè)單位或評(píng)估單位組織的沉降變形觀測(cè)評(píng)估工作。

1.1.5 平行觀測(cè)單位 獨(dú)立對(duì)沉降變形進(jìn)行平行觀測(cè)及資料整理工作，一般地段平行觀測(cè)的數(shù)量應(yīng)不少于總測(cè)點(diǎn)的10%，對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜、沉降變化大以及過(guò)渡段等區(qū)段，平行觀測(cè)的數(shù)量不應(yīng)少于20%。當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)與施工單位存在較大誤差時(shí)，應(yīng)及時(shí)與施工單位觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，查找原因。引入第三方平行觀測(cè)單位是鐵路總公司對(duì)沉降變形觀測(cè)的重要決策，通過(guò)第三方抽查施工單位的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)和減少異常觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步提高沉降變形觀測(cè)的準(zhǔn)確性。

1.1.6 評(píng)估單位 負(fù)責(zé)編制貴陽(yáng)至南寧高速鐵路沉降變形觀測(cè)及評(píng)估實(shí)施細(xì)則，負(fù)責(zé)對(duì)施工、監(jiān)理單位的測(cè)量人員進(jìn)行沉降變形工作進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；負(fù)責(zé)沉降變形數(shù)據(jù)分析與評(píng)估，提交評(píng)估報(bào)告，對(duì)不滿足軌道工程施工條件的工點(diǎn)提出建議意見(jiàn)。

1.2 預(yù)警機(jī)制 建立信息反饋及預(yù)警機(jī)制，當(dāng)沉降觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)沉降值異?；蚪咏R界值時(shí)，施工單位應(yīng)立刻組織再次沉降觀測(cè)并報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)、評(píng)估、建設(shè)單位，各方分析沉降原因并制定相應(yīng)的處理措施。

1.3 特殊地段管理措施 針對(duì)特殊地段制定專(zhuān)門(mén)的管理措施：①本線路多次跨越江河，針對(duì)大面積水中橋墩制定專(zhuān)門(mén)的沉降觀測(cè)方案；②將過(guò)渡段等容易造成差異沉降的地段設(shè)置為重點(diǎn)地段，加強(qiáng)平行觀測(cè)；③沿線調(diào)查周邊可能對(duì)沉降產(chǎn)生重大影響的活動(dòng)，并加以控制。

2 制定觀測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)單位要根據(jù)高速鐵路測(cè)量規(guī)范和貴南高鐵的地形和地質(zhì)條件，組織制定沉降變形觀測(cè)及評(píng)估實(shí)施細(xì)則。細(xì)則要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，路基、橋梁和隧道工程觀測(cè)頻次不得低于國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)針對(duì)貴南鐵路穿越巖溶發(fā)育和膨脹土地段的特點(diǎn)按特別復(fù)雜工點(diǎn)，提高測(cè)量等級(jí)或加密測(cè)點(diǎn)布置和測(cè)繪頻率，特別復(fù)雜的，須建立垂直位移觀測(cè)網(wǎng)，并按照國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)或進(jìn)行特殊測(cè)量設(shè)計(jì)。

各參建單位應(yīng)根據(jù)國(guó)家有關(guān)測(cè)量規(guī)范和貴陽(yáng)至南寧高速鐵路沉降變形觀測(cè)及評(píng)估實(shí)施細(xì)則，結(jié)合本單位和標(biāo)段情況，制定具體的管理辦法和實(shí)施方案。

2.1 技術(shù)管理措施 為確保沉降觀測(cè)質(zhì)量，施工單位沉降觀測(cè)過(guò)程中做到：采用固定的基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，固定觀測(cè)設(shè)備、固定水準(zhǔn)路線，相似的作業(yè)環(huán)境，固定觀測(cè)人員。

工作基點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基礎(chǔ)，對(duì)測(cè)點(diǎn)沉降值有最直接的影響，全線每200 m左右布設(shè)1個(gè)工作基點(diǎn)，并保證不超過(guò)半年復(fù)測(cè)一次。

2.2 觀測(cè)設(shè)備和人員要求 國(guó)家對(duì)高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出了高質(zhì)量要求，一般的水準(zhǔn)儀和光電經(jīng)緯儀會(huì)受環(huán)境和季節(jié)溫差的影響，觀測(cè)數(shù)據(jù)難以滿足精度要求，因此，沉降變形觀測(cè)要求使用精密的測(cè)量?jī)x器。沉降變形觀測(cè)應(yīng)優(yōu)先采用水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)量困難時(shí)可采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量方法，以保證觀測(cè)精度。儀器及配套水準(zhǔn)尺、棱鏡等均應(yīng)在有效合格檢定期內(nèi)。每日使用前進(jìn)行儀器檢校，水準(zhǔn)儀i角應(yīng)不超過(guò)15″。儀器各種設(shè)置正確，其中有限差要求的項(xiàng)目按規(guī)范要求在儀器中進(jìn)行設(shè)置，并在數(shù)據(jù)采集時(shí)自動(dòng)控制，不滿足要求的在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行提示并進(jìn)行重測(cè)。

沉降觀測(cè)除有先進(jìn)的儀器和嚴(yán)格的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，還必須有一支經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)過(guò)硬、高素質(zhì)測(cè)量的隊(duì)伍，各單位須配備專(zhuān)職沉降觀測(cè)人員，人員要相對(duì)穩(wěn)定并定期培訓(xùn)，做到不僅能要熟練測(cè)量，檢查所使用的儀器，還能對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出合理化建議。

2.3 沉降變形觀測(cè)元件制作及埋設(shè) 全線應(yīng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一的觀測(cè)樁標(biāo)志和埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，路基沉降觀測(cè)樁：選擇Φ20 mm不銹鋼棒或鋼筋，頂部磨圓、防銹，埋置深度不小于0.3 m，樁周0.15 m用錨固砂漿或C 15混凝土澆筑固定。沉降板：由鋼底板、金屬測(cè)桿（Ф40 mm鍍鋅鐵管或不銹鋼管，管壁厚度不小于3 mm）及保護(hù)套管（Ф75 mm PVC管，管壁厚度不小于3 mm）組成，在填高大于3 m時(shí)保護(hù)套管采用鋼管。

墩身觀測(cè)標(biāo)可采用標(biāo)頭為φ20 mm不銹鋼測(cè)標(biāo)，可以在墩身拆模后打孔，用植筋膠固定的方式埋設(shè)

橋臺(tái)頂面觀測(cè)標(biāo)、梁體徐變觀測(cè)標(biāo)、涵洞帽石觀測(cè)標(biāo)可選擇Φ20 mm鋼筋或不銹鋼棒，頂部磨圓，埋置深度不小于0.1 m，高出埋設(shè)表面3 mm，頂面做好防銹處理。

觀測(cè)樁要嚴(yán)格按實(shí)施細(xì)則規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行埋設(shè)，針對(duì)經(jīng)過(guò)馬山、武鳴等人畜密集出現(xiàn)的地段，還要考慮防止出現(xiàn)埋設(shè)樁被人為破壞的問(wèn)題。

3 加強(qiáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)管理

沉降變形觀測(cè)周期長(zhǎng)、測(cè)點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在建設(shè)各領(lǐng)域都在廣泛應(yīng)用信息化的時(shí)代，沉降變形觀測(cè)引進(jìn)信息化輔助管理數(shù)據(jù)是勢(shì)必趨勢(shì)，貴南高鐵沉降觀測(cè)引入信息化管理平臺(tái)，采集端采用加密措施直接將觀測(cè)合格的數(shù)據(jù)傳輸至信息化平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠；同時(shí)建立沉降變形觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和評(píng)估系統(tǒng)科學(xué)的進(jìn)行數(shù)據(jù)管理與沉降評(píng)估。

4 結(jié)束語(yǔ)

貴南高速鐵路全線采用雙塊式無(wú)砟軌道，如果建設(shè)期控制不力，線路運(yùn)營(yíng)后發(fā)生沉降病害，將導(dǎo)致線路平順性變差，進(jìn)而導(dǎo)致限速運(yùn)行或乘客體感不適，甚至使整體道床遭到破壞，維修極為困難。本文通過(guò)探討貴南高鐵建設(shè)過(guò)程中沉降觀測(cè)的注意事項(xiàng)，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，對(duì)控制工程質(zhì)量和確保線路運(yùn)營(yíng)安全具有非常重要的意義。特別是建設(shè)單位，應(yīng)在建設(shè)啟動(dòng)階段和建設(shè)過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，為今后廣西的高速鐵路建設(shè)沉降觀測(cè)提供借鑒。