DCM結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)在高速鐵路路基沉降觀測(cè)中的應(yīng)用簡析

鄒程

中國港灣工程有限責(zé)任公司 北京 100000

1 DCM結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡介

隨著鐵路、公路、城市軌道交通建設(shè)的高速發(fā)展，國家對(duì)交通設(shè)施建設(shè)與交通運(yùn)營的安全保障提出了更高的要求，提出了工程建設(shè)信息化，以及鼓勵(lì)基于互聯(lián)網(wǎng)+的安全信息化新技術(shù)的應(yīng)用與推廣。DCM 結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)重點(diǎn)鐵路工程與軌道交通工程，通過系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備與工控設(shè)備，實(shí)時(shí)測(cè)量和傳輸結(jié)構(gòu)變形數(shù)據(jù)，無線（或有線）傳輸至互聯(lián)網(wǎng)（或局域網(wǎng)）的系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù)中心，通過DCM結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲(chǔ)、分析、發(fā)布等功能，為用戶提供對(duì)測(cè)量結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)量和監(jiān)控服務(wù)[1]。

2 DCM 結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）DCM 結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的操作簡單易學(xué)，只需操作鼠標(biāo)或簡單的輸入數(shù)字，就可以查詢到最新的變形數(shù)據(jù)，即使是沒有計(jì)算機(jī)操作經(jīng)驗(yàn)的人員，也能在短時(shí)間內(nèi)輕松地掌握系統(tǒng)的運(yùn)用。

（2）DCM結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)固定時(shí)間間隔內(nèi)的自動(dòng)觀測(cè)，無需觀測(cè)人員按規(guī)范頻次要求進(jìn)行手動(dòng)觀測(cè)，即節(jié)省了沉降觀測(cè)時(shí)間，又可以提高路基填筑施工的進(jìn)度。

（3）DCM 結(jié)構(gòu)變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件提供了十分方便的查詢手段，可以查詢不同時(shí)間，不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)。

（4）配以圖像顯示，可以給查詢者更直觀的印象，也更便于數(shù)據(jù)的分析。

（5）充分利用現(xiàn)代化辦公設(shè)備，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)功能，可以第一時(shí)間了解到鐵路路基的變形數(shù)據(jù)，查詢歷史數(shù)據(jù)資料。并可進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出，便于數(shù)據(jù)打印與分析。

3 監(jiān)測(cè)元器件的主要技術(shù)要求

3.1 DCM沉降自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

DCM自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備由DCM自動(dòng)監(jiān)測(cè)物位計(jì)、基準(zhǔn)板、沉降板、定位裝載箱、連接總線等元件組成。

3.2 監(jiān)測(cè)元件埋設(shè)與安裝

（1）沉降板埋設(shè)位置應(yīng)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)量確定，沉降板埋在褥墊層頂部并嵌入其內(nèi)10cm，采用中粗砂回填密實(shí)，再套上保護(hù)套管，保護(hù)套管略低于沉降板測(cè)桿，上口加蓋封住管口，并在其周圍填筑相應(yīng)填料穩(wěn)定保護(hù)套管，完成沉降板的埋設(shè)工作。

（2）采用水準(zhǔn)儀按國家二等精密水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)量埋設(shè)就位的沉降板測(cè)桿桿頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)，隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測(cè)桿和保護(hù)套管，每次接長高度以1m為宜，接長前后測(cè)量桿頂標(biāo)高變化量確定接高量。金屬測(cè)桿用內(nèi)接頭連接，保護(hù)套管用PVC管外接頭連接[2]。

（3）DCM自動(dòng)監(jiān)測(cè)斷面適用于路堤填筑較高，并且地基土為第四系地層的路橋過渡段范圍內(nèi)的路基面與地基沉降的觀測(cè)，觀測(cè)斷面布置分別位于橋臺(tái)2m、15m及30m處，每一個(gè)沉降觀測(cè)斷面于路基基床表層以下及地基土中埋設(shè)物位計(jì)及沉降板，靠近橋臺(tái)處的觀測(cè)斷面埋設(shè)基準(zhǔn)板（含中繼基準(zhǔn)板）、定位裝載箱、及基準(zhǔn)物位計(jì)。并且于路堤坡腳外2m設(shè)置邊樁進(jìn)行坡腳位移監(jiān)測(cè)。

3.3 觀測(cè)技術(shù)要求

（1）路堤地段從路基填土開始進(jìn)行沉降觀測(cè)；路塹地段從開挖完成后開始觀測(cè)。路基填筑完成或施加預(yù)壓荷載后應(yīng)有不少于6個(gè)月的觀測(cè)和調(diào)整期。觀測(cè)數(shù)據(jù)不足以評(píng)估或工后沉降評(píng)估不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)延長觀測(cè)時(shí)間或采取必要的加速或控制沉降的措施。

（2）沉降觀測(cè)設(shè)備的埋設(shè)是在施工過程中進(jìn)行的，施工單位的填筑施工要與設(shè)備的埋設(shè)做好協(xié)調(diào)，做到互不干擾、影響。觀測(cè)設(shè)施的埋設(shè)及沉降觀測(cè)工作應(yīng)按要求進(jìn)行，不能影響路基填筑質(zhì)量。

（3）觀測(cè)精度要求：路基沉降觀測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量的精度為±1.0mm，讀數(shù)取位至0.1mm；位移觀測(cè)測(cè)距誤差±3mm；方向觀測(cè)水平角誤差為±2.5″。

（4）出現(xiàn)下列情況，應(yīng)加密沉降變形觀測(cè)頻次，必要時(shí)制定專項(xiàng)觀測(cè)方案進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

①沉降發(fā)生突變。

②連續(xù)兩次觀測(cè)的沉降差大于4mm。

③地下水位變化、暴雨、地震、鄰近施工等外部環(huán)境變化。

（5）出現(xiàn)下列情況，可降低沉降變形觀測(cè)頻次：

①冬休期。

②填筑或堆載暫停超過10天。

4 DCM變形監(jiān)測(cè)使用中的注意事項(xiàng)

路基在填筑過程中容易造成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已埋設(shè)的元器件損壞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)觀測(cè)中斷。首先路基填筑需要等維修完成，數(shù)據(jù)恢復(fù)觀測(cè)后方可繼續(xù)施工；其次影響路基沉降觀測(cè)的頻次和時(shí)間要求，數(shù)據(jù)觀測(cè)周期不滿足要求將導(dǎo)致觀測(cè)期的延長，；再次，維修難度大、費(fèi)用高、時(shí)間長，導(dǎo)致工程成本的增加和進(jìn)度的滯后[3]。

觀測(cè)數(shù)據(jù)作為鋪設(shè)軌道前評(píng)判路基工后沉降是否滿足要求及作為工程竣工驗(yàn)收的依據(jù)。為了避免因損壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)元器件導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)中斷，施工中需要注意以下幾點(diǎn)：

①項(xiàng)目部應(yīng)成立專門的試驗(yàn)小組，進(jìn)行元器件的埋設(shè)、測(cè)量和保護(hù)工作，小組人員分工明確，責(zé)任到人。

②元件埋設(shè)是應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行編號(hào)，有導(dǎo)線的元件應(yīng)將導(dǎo)線引出至路基坡腳觀測(cè)箱內(nèi)。

③砌筑保護(hù)井對(duì)引出至路基坡腳的觀測(cè)箱進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)井的位置需要提前規(guī)劃，避免與路基附屬構(gòu)筑物的位置沖突。

④凡沉降板附近一米范圍內(nèi)土方應(yīng)采用人工攤平及小型機(jī)具碾壓，不得采用大型機(jī)械推土機(jī)碾壓，并配備專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)，以確保元器件不受損壞。

⑤各施工隊(duì)?wèi)?yīng)制定穩(wěn)妥的保護(hù)措施并認(rèn)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(shè)后，制作相應(yīng)的標(biāo)識(shí)旗或保護(hù)架插在上方。路堤填筑過程中，派專人負(fù)責(zé)測(cè)試斷面的保護(hù)。