铺设无砟轨道的隧道沉降变形观测与评估
1.
绪论
无砟轨道铺设条件评估的重点应是线下工程的沉降变形， 评 估应综合考虑沿线路方向各种结构物间的沉降变形关系， 以标段 为单位实施。 设计单位按照本指导方案， 以标段为单位制定沉降 观测设计方案。 无砟轨道铺设条件的评估数据必须采用先进、 成 熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际 状况。沉降变形观测、 评估过程是确定铺设无砟轨道的关键时间 节点和关键工序的主要依据之一， 必需加强“零观测” （即初始 值）的过程控制。
关于无砟轨道铺设条件评估 , 重载特长大隧道的沉降变形观 测与评估就显得更加重要。 重载铁路隧道铺设无砟轨道前的沉降 变形观测与评估，关系到无砟轨道的施工要求和运营条件许可。 满足施工条件和设计要求是评估的依据， 因此，沉降变形观测的 数据指标和技术要求都是无砟轨道铺设条件的理论依据和实施 标准。
2.
工程概况
南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内， 隧道线路贯穿于南吕 梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。隧道进口端位于蒲县境 内，出口端位于临汾市尧都区及洪洞县交界处， 设计为双洞单线 隧道，线间距30m左线进口里程 DK298+175出口里程
DK321+618左线全长23443m 右线进口里程 DK298+145出口 里程 DK321+614.7,右线全长 23469.7m。
隧道左线除进口段58.79m位于R=1200n的曲线上外，其余 均位于直线段上； 右线全部位于直线上。 隧道内设计为单面下坡， 左线坡度分别为8%。、12.6%, 10.9%。；右线坡度6.6%。、12.6%。,
11.1
洞。隧道最大埋深约 别在DK304+200
%0下坡出550m分
DK309+050 DK312+500 DK315+800附近设置 1 号、2 号、4 号、 5 号斜井。 1 、 2、 4、 5 号斜井采用双车道无轨运输断面, 1 号斜 井长约 2450m, 2 号斜井长约 2630m , 4 号斜井长约 1655m, 5 号 斜井长约 980m。
3.
沉降变形观测与评估 铺设无砟轨道的隧道沉降变形观测的
关键在于沉降变形观 测数据的分析和处理, 它是整个沉降变形观测中最重要的环节和 关键。观测点的布设和数据采集的真实性是观测数据的分析处理 的有效保证。
3.1
南吕梁山隧道沉降变形观测 南吕梁山重载铁路隧道无砟
轨道铺设条件评估的重点应是
线下工程的沉降变形,沉降变形观测分为测点准备、数据采集、 数据分析和精度评定。
3.1.1
观测点的布设
（ 1）隧道的进出口进行地基处理的地段, 设一个断面。
（2）隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级
别确定，一般情况下山级围岩每 400m W级围岩每300m V级 围岩每 200m 布设一个观测断面。
（3） 明暗交界处、围岩变化段及沉降变形缝位置应至少布
设两个断面。
（4） 地应力较大、断层破碎带、膨胀土等不良和复杂地质
区段适当加密布设。
（5） 隧道洞口至分界里程范围内应至少布设一个观测断面。
路、隧两侧分别设置至少一个观测断面。
（6） 施工降水范围应至少布设一个观测断面。
（7） 长度大于 20m 的明洞，每 20m 设置一个观测断面。
（8） 隧道工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处
设一对沉降观测点，原则上设于高于水沟盖板 0.2m 处。
3.1.2
变形观测主要技术指标
二等水准测量主要技术标准
从洞口起每 25m
二等水准观测主要技术要求
3.1.3 1.
沉降变形监测测量工作基本要求
水准基点使用时应作稳定性检验， 并以稳定或相对稳定的
点作为沉降变形的参考点， 并应有一定数量稳固可靠的点以资校 核。
2.
每次观测前， 对所使用的仪器和设备应进行检验校正， 并 保
留检验记录。
3.
每次沉降变形观测时应符合：
（1）严格按水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返 测均进行两次读数。
（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测 人员。
（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，各次观测应使用同一台仪器和设备， 前后视观测最好用同 一水平尺， 必须按照固定的观测路线和观测方法进行， 观测路线 必须形成附合或闭合路线， 使用固定的工作基点对应沉降变形观 测点进行观测。
（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测 条件下工作。
（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途 不中断。
（ 7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测， 检查水准点的标高是否有变动。
（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
3.2
隧道沉降观测数据处理 南吕梁山隧道是特长重载铁路隧
道， 对于特长重载铁路隧道 沉降变形观测数据的分析以及指标都是沉降变形观测的重点， 重 载铁路对沉降观测指标和精度评定将直接影响铺设无砟轨道精
度。所以做好观测数据的分析和处理将是沉降变形观测过程中最 难也是最关键的环节。
3.2.1 常规观测数据的处理
（1）数据导出后，进行观测数据的检查，观测数据是否与 现场观测点相对应，做好必要的标注和记录。
（2）应采用统一的隧道沉降观测记录表格，做好观测数据 的记录与整理，观测资料应齐全、详细、规范，符合设计要求。
（3）根据观测资料，及时完成每个观测标志点的荷载 --- 时间 --- 沉降曲线的绘制。
（4）及时整理、汇总、分析沉降观测资料，按有关规定整 理成册，报送有关单位进行沉降分析、评估。
3.2.2
异常数据的分析处理 对于沉降变形观测异常数据的
分析处理，会遇到很多种情 况，数据的真实性（观测时并不是实际值），数据的错误，数据 的精度不达标等， 这些都可能导致分析结论的偏差。 异常数据的 处理是数据分析处理最为重要且是最难的部分。 对于特长隧道而 言，数据处理量大，信息量多和数据繁复异常多变，做好异常数 据的分析和处理成为特长重载隧道铺设无砟轨道的难点和关键 点。
3.2.2.1 水准基点扰动引起的异常观测数据
分析处理方法： 水准基点破坏或发生较大扰动时， 现场测量 时可以发现， 应及时恢复水准基点并进行补充测量， 然后才能进 行变形观测。
当平面基点、水准基点少量扰动时，现场测量不易发现，但 通过对引用同一水准基点的多个观测标突然发生同一趋势较大 量的异常变化分析，结合相邻水准基点的检核结果可以判定原 因。
当确认属于水准基点扰动时， 应首先对水准基点进行补充测 量，消除问题，然后进行变形观测。
3.2.2.2
观测标或观测元器件扰动引起的异常观测数据。
分析处理方法： 当观测标或观测元器件破坏或发生较大扰动 时，现场测量时可以发现，应及时恢复观测标或观测元器件，然 后进行变形观测。
当观测标或观测元器件少量扰动时， 现场测量不易发现， 但 通过与相邻观测标或观测元器件变形差异分析， 结合地形地质状 况、施工加载情况对比分析可初步判定， 然后通过后续的观测可 进一步验证之。 观测标或观测元器件的破坏或扰动将引起变形观 测的不连续，即上一次观测
至本次观测的变形量无法准确测定， 因此将会影响变形观测成果的质量。
当观测标或观测元器件频繁破坏或扰动时， 将会严重影响变 形观测成果的质量。 对观测标或观测元器件扰动引起异常观测数 据的情况。
当两次观测之间时间较短时，可采取本期变形值归零的方 式；当两次观测之间时间较长时， 可采取按上期变形值线性变化
的方式确定本期变形值。
3.2.2.3
测量错误引起的异常观测数据。 分析处理方法：
可以通过检查核对观测记录和计算数据发 现，当未发现时，可以通过补充观测发现。测量错误引起的异常 观测数据只要及时发现和正确处理， 不会对变形观测成果质量产 生影响。
4.
结论
为指导南吕梁山隧道做好无砟轨道的铺设工作， 通过对线下 工程的沉降变形进行观测， 并对观测资料进行分析， 包括预测工 后沉降， 以便对无砟轨道的铺设条件进行评估， 从而确定合理的 无砟轨道铺设时机，确保无砟轨道结构的安全。
特长大隧道铺设无砟轨道的隧道沉降变形观测与评估中， 关 键影响因素为观测数据的分析处理以及评估时参考指标， 做好观 测数据分析及处理是对沉降变形的有效反馈， 并能及时了解和掌 握隧道沉降变形情况。 评估时在数据处理分析后是否具备施工的 指标依据，关系到隧道的沉降观测变形数据是否满足评估指标。
