于來(lái)波

（四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司，成都610000）

高速鐵路路基常用沉降變形監(jiān)測(cè)方法探究

于來(lái)波

（四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司，成都610000）

本文主要介紹幾種較為常用的路基沉降以及變形監(jiān)測(cè)方法，并對(duì)這些方法的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、技術(shù)要點(diǎn)等進(jìn)行綜合探討，促進(jìn)地基、路基沉降變形監(jiān)測(cè)措施得到不斷提升和完善。在掌握各種常用路基沉降變形監(jiān)測(cè)方法組成構(gòu)件、技術(shù)原理、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)等基礎(chǔ)上，以工程實(shí)際情況作為根據(jù)，選擇最佳的方法對(duì)路基沉降變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能保證監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)的精確性。

高速鐵路；路基；沉降變形；監(jiān)測(cè)

了解路基沉降狀況對(duì)軌道鋪設(shè)的實(shí)施具有重要意義。本文通過(guò)對(duì)高速鐵路工程施工、護(hù)養(yǎng)過(guò)程中常用路基沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步的提高。

1　常用監(jiān)測(cè)方法

1.1沉降板觀測(cè)法

圖1　沉降板Fig.1 Settlement plate

在組成結(jié)構(gòu)上，該種方法主要由鋼板、連接管以及套護(hù)管三個(gè)部分組成，見圖1。隨著路基逐漸被填高，連接桿與護(hù)管二者均需不斷接長(zhǎng)。通常情況下，將每節(jié)護(hù)管、連接桿長(zhǎng)度控制在50～100cm范圍內(nèi)。接管過(guò)程中須接管前、后具體高程測(cè)出，并對(duì)接管長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，記錄好，為測(cè)量對(duì)比分析提供依據(jù)。土層出現(xiàn)位移變形時(shí)，其所存在的沉降板也隨著變形，進(jìn)而帶動(dòng)連接管發(fā)生變化，其表征即為路基沉降。通過(guò)測(cè)量連接管管口變化前、后的高程，對(duì)連接管長(zhǎng)度進(jìn)行換算，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槌两蛋逅幬恢玫某两盗俊?/p>

該種方法需應(yīng)用到的測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)的要求具體表現(xiàn)如下：應(yīng)用高精度電子水準(zhǔn)儀以及該儀器所配備的銦瓦水準(zhǔn)尺觀測(cè)沉降板具體沉降變形，相關(guān)觀測(cè)均嚴(yán)格按照技術(shù)及設(shè)備要求進(jìn)行，保證觀測(cè)精度。為了能夠獲取精確的高速鐵路路基或地基內(nèi)部實(shí)際沉降信息，首先需獲取沉降板初始讀數(shù)，初始讀數(shù)為沉降板連接管管口具體高程。在實(shí)施路基填筑施工過(guò)程中，逐漸將連接管以及護(hù)管接高。

1.2變形觀測(cè)樁觀測(cè)法

在結(jié)構(gòu)上，該種方法主要應(yīng)用到圓形鋼筋（Ф2cm），將頂端磨圓，將底端做成一個(gè)T形彎鉤。通常情況下，觀測(cè)樁需要在基床表層或底層表面填筑施工完成之后，將觀測(cè)樁埋設(shè)于其表面。一般可在同一個(gè)斷面埋設(shè)3個(gè)點(diǎn)，深度控制在＜0.5m。挖孔澆筑的直接通常選擇為15cm孔，選用的是C15混凝土澆筑固定。通常將鋼筋頂部設(shè)置為凸形或半球形，高出其表面的距離為3～5mm，通過(guò)采取涂漆等措施防止其表面生銹。靜止3d之后便可進(jìn)行觀測(cè)。通常需觀測(cè)3次將高程初始值明確。

1.3傳感器監(jiān)測(cè)法

傳感器類監(jiān)測(cè)為目前在路基沉降變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較為普遍的方法，最常用的傳感器主要為剖面沉降儀、單（多）點(diǎn)沉降計(jì)、分層沉降儀。

1.3.1單（多）點(diǎn)沉降計(jì)

在結(jié)構(gòu)上，單點(diǎn)沉降計(jì)主要由位移計(jì)、錨頭、連接桿、法蘭盤等共同組成，其可長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且監(jiān)測(cè)操作為自動(dòng)化。在工作原理上，對(duì)錨頭和沉降盤二者間填料或地層所發(fā)生的壓縮變形進(jìn)行測(cè)量。按照實(shí)際要求，將錨頭設(shè)置在相應(yīng)的位置，法蘭盤設(shè)置于路基體內(nèi)或者地基表面，從路基側(cè)面將傳輸線引出。在地基發(fā)生變形的情況下，法蘭盤會(huì)出現(xiàn)協(xié)同變形，進(jìn)而使存在于位移計(jì)中的導(dǎo)磁體出現(xiàn)相應(yīng)的滑移，憑借自動(dòng)或人工采集數(shù)據(jù)的方式將位移變形量測(cè)出，最終測(cè)試出路基沉降變形。

1.3.2剖面沉降儀

剖面沉降測(cè)量主要是憑借預(yù)埋于路基底部的橫剖管，選用剖面沉降儀嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)的間距依次進(jìn)行讀數(shù)，通過(guò)對(duì)剖面沉降管所產(chǎn)生的變化進(jìn)行測(cè)量來(lái)了解和掌握路基的沉降量。選用水準(zhǔn)儀，嚴(yán)格按照二等水準(zhǔn)精度對(duì)起始端口實(shí)際高程進(jìn)行量測(cè)，然后對(duì)量測(cè)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，將各個(gè)位置處地基發(fā)生的具體沉降量算出。實(shí)施觀測(cè)的過(guò)程中，首先需要將橫剖儀設(shè)置為基準(zhǔn)點(diǎn)頂測(cè)量初值，再保持均勻速度將橫剖儀探頭拉入橫剖管內(nèi)，使用配套的耐拉拽鍍鋅鋼絲繩將需要測(cè)量的各個(gè)測(cè)點(diǎn)拉動(dòng)。

1.3.3分層沉降監(jiān)測(cè)儀

分層沉降儀主要由兩大部分組成，具體為探頭、測(cè)尺，所應(yīng)用的傳感器主要以電磁感應(yīng)原理作為根據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，憑借鉆孔，選擇在指定的地下位置把磁感應(yīng)沉降環(huán)進(jìn)行預(yù)埋。傳感器在磁感應(yīng)環(huán)的過(guò)程中會(huì)有聲光警報(bào)發(fā)出，這時(shí)將孔口標(biāo)記點(diǎn)上所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)鋼尺刻度顯示出來(lái)的數(shù)值進(jìn)行讀取，然后實(shí)施沉降管管口實(shí)際高程與其之間關(guān)系的建立，進(jìn)而便可對(duì)沉降環(huán)的實(shí)際位移情況進(jìn)行推導(dǎo)。

2　常用監(jiān)測(cè)方法特點(diǎn)

以上幾種方法均為高速鐵路中應(yīng)用較為普遍的路基沉降變形監(jiān)測(cè)方法。各種方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中均表現(xiàn)出各自的特點(diǎn)。因此，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的方法實(shí)施監(jiān)測(cè)，才能獲取最佳的檢測(cè)結(jié)果。

沉降板測(cè)量法所應(yīng)用到的相關(guān)技術(shù)均已經(jīng)較為成熟，在實(shí)施觀測(cè)過(guò)程中較容易對(duì)精度進(jìn)行控制，同時(shí)可擁有較為寬廣的監(jiān)控面，可根據(jù)實(shí)際情況和需要靈活設(shè)觀測(cè)站進(jìn)行觀測(cè)。該種方法的應(yīng)用缺陷主要表現(xiàn)為容易受風(fēng)、霧、雨、雪等氣象條件的影響，重復(fù)實(shí)施測(cè)量需要較大的工作量，觀測(cè)自動(dòng)化難以實(shí)現(xiàn)等。同時(shí)，應(yīng)用該種方法實(shí)施監(jiān)測(cè)會(huì)對(duì)工程施工操作產(chǎn)生較大干擾，且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也會(huì)因施工操作受到影響。沉降觀測(cè)樁法的應(yīng)用缺陷也表現(xiàn)為對(duì)施工操作產(chǎn)生較大的破壞和干擾，施工操作在一定程度上也會(huì)降低監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。剖面沉降管法可實(shí)施多點(diǎn)測(cè)試，能夠更加全面地反映路基沉降和變形情況，但測(cè)試精度相對(duì)較差。

3　結(jié)語(yǔ)

路基沉降變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性對(duì)軌道鋪設(shè)施工的實(shí)施具有重要意義，因此，必須高度重視對(duì)高速鐵路路基沉降以及變形情況進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。在掌握各種常用路基沉降變形監(jiān)測(cè)方法組成構(gòu)件、技術(shù)原理、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)等基礎(chǔ)上，以工程實(shí)際情況作為根據(jù)，選擇最佳的方法對(duì)路基沉降變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)才能保證監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)的精確性。

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Research on common settlement and deformation monitoring method for high-speed railway subgrade

YU Lai-bo
(Southwest Jiaotong University Railway Development Co.,Ltd.,Chengdu 610000,China)

In this paper,several commonly used roadbed settlement and deformation monitoring methods are introduced. The working principle,structure and technical points of these methods are discussed so as to promote the improvement of foundation and embankment deformation monitoring.It is necessary to select the best way to monitor the deformation of the roadbed,which can ensure the accuracy of the data.

High-speed railway;Subgrade;Settlement and deformation;Monitoring

U213

B

1674-8646（2016）19-0072-02

2016-08-09

于來(lái)波（1983-），男，學(xué)士，中級(jí)工程師。