高速鐵路路基常用沉降變形監測方法探究

于來波

（四川西南交大鐵路發展有限公司，成都610000）

高速鐵路路基常用沉降變形監測方法探究

于來波

（四川西南交大鐵路發展有限公司，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測方法，并對這些方法的工作原理、結構組成、技術要點等進行綜合探討，促進地基、路基沉降變形監測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測方法組成構件、技術原理、應用優缺點等基礎上，以工程實際情況作為根據，選擇最佳的方法對路基沉降變形進行監測，才能保證監測所得數據的精確性。

高速鐵路；路基；沉降變形；監測

了解路基沉降狀況對軌道鋪設的實施具有重要意義。本文通過對高速鐵路工程施工、護養過程中常用路基沉降變形監測技術、方法進行分析，旨在促進監測數據準確性得到進一步的提高。

1　常用監測方法

1.1沉降板觀測法

圖1　沉降板Fig.1 Settlement plate

在組成結構上，該種方法主要由鋼板、連接管以及套護管三個部分組成，見圖1。隨著路基逐漸被填高，連接桿與護管二者均需不斷接長。通常情況下，將每節護管、連接桿長度控制在50～100cm范圍內。接管過程中須接管前、后具體高程測出，并對接管長度進行計算，記錄好，為測量對比分析提供依據。土層出現位移變形時，其所存在的沉降板也隨著變形，進而帶動連接管發生變化，其表征即為路基沉降。通過測量連接管管口變化前、后的高程，對連接管長度進行換算，使之轉變為沉降板所處位置的沉降量。

該種方法需應用到的測量技術以及相應的要求具體表現如下：應用高精度電子水準儀以及該儀器所配備的銦瓦水準尺觀測沉降板具體沉降變形，相關觀測均嚴格按照技術及設備要求進行，保證觀測精度。為了能夠獲取精確的高速鐵路路基或地基內部實際沉降信息，首先需獲取沉降板初始讀數，初始讀數為沉降板連接管管口具體高程。在實施路基填筑施工過程中，逐漸將連接管以及護管接高。

1.2變形觀測樁觀測法

在結構上，該種方法主要應用到圓形鋼筋（Ф2cm），將頂端磨圓，將底端做成一個T形彎鉤。通常情況下，觀測樁需要在基床表層或底層表面填筑施工完成之后，將觀測樁埋設于其表面。一般可在同一個斷面埋設3個點，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。通常將鋼筋頂部設置為凸形或半球形，高出其表面的距離為3～5mm，通過采取涂漆等措施防止其表面生銹。靜止3d之后便可進行觀測。通常需觀測3次將高程初始值明確。

1.3傳感器監測法

傳感器類監測為目前在路基沉降變形監測中應用較為普遍的方法，最常用的傳感器主要為剖面沉降儀、單（多）點沉降計、分層沉降儀。

1.3.1單（多）點沉降計

在結構上，單點沉降計主要由位移計、錨頭、連接桿、法蘭盤等共同組成，其可長時間進行監測，且監測操作為自動化。在工作原理上，對錨頭和沉降盤二者間填料或地層所發生的壓縮變形進行測量。按照實際要求，將錨頭設置在相應的位置，法蘭盤設置于路基體內或者地基表面，從路基側面將傳輸線引出。在地基發生變形的情況下，法蘭盤會出現協同變形，進而使存在于位移計中的導磁體出現相應的滑移，憑借自動或人工采集數據的方式將位移變形量測出，最終測試出路基沉降變形。

1.3.2剖面沉降儀

剖面沉降測量主要是憑借預埋于路基底部的橫剖管，選用剖面沉降儀嚴格依據相應的間距依次進行讀數，通過對剖面沉降管所產生的變化進行測量來了解和掌握路基的沉降量。選用水準儀，嚴格按照二等水準精度對起始端口實際高程進行量測，然后對量測所得數據進行計算，將各個位置處地基發生的具體沉降量算出。實施觀測的過程中，首先需要將橫剖儀設置為基準點頂測量初值，再保持均勻速度將橫剖儀探頭拉入橫剖管內，使用配套的耐拉拽鍍鋅鋼絲繩將需要測量的各個測點拉動。

1.3.3分層沉降監測儀

分層沉降儀主要由兩大部分組成，具體為探頭、測尺，所應用的傳感器主要以電磁感應原理作為根據進行設計的，憑借鉆孔，選擇在指定的地下位置把磁感應沉降環進行預埋。傳感器在磁感應環的過程中會有聲光警報發出，這時將孔口標記點上所對應的相應鋼尺刻度顯示出來的數值進行讀取，然后實施沉降管管口實際高程與其之間關系的建立，進而便可對沉降環的實際位移情況進行推導。

2　常用監測方法特點

以上幾種方法均為高速鐵路中應用較為普遍的路基沉降變形監測方法。各種方法在實際應用過程中均表現出各自的特點。因此，根據實際情況選擇合理的方法實施監測，才能獲取最佳的檢測結果。

沉降板測量法所應用到的相關技術均已經較為成熟，在實施觀測過程中較容易對精度進行控制，同時可擁有較為寬廣的監控面，可根據實際情況和需要靈活設觀測站進行觀測。該種方法的應用缺陷主要表現為容易受風、霧、雨、雪等氣象條件的影響，重復實施測量需要較大的工作量，觀測自動化難以實現等。同時，應用該種方法實施監測會對工程施工操作產生較大干擾，且監測數據的準確性也會因施工操作受到影響。沉降觀測樁法的應用缺陷也表現為對施工操作產生較大的破壞和干擾，施工操作在一定程度上也會降低監測的準確性。剖面沉降管法可實施多點測試，能夠更加全面地反映路基沉降和變形情況，但測試精度相對較差。

3　結語

路基沉降變形監測數據的精確性對軌道鋪設施工的實施具有重要意義，因此，必須高度重視對高速鐵路路基沉降以及變形情況進行密切監測。在掌握各種常用路基沉降變形監測方法組成構件、技術原理、應用優缺點等基礎上，以工程實際情況作為根據，選擇最佳的方法對路基沉降變形進行監測才能保證監測所得數據的精確性。

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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

于來波（1983-），男，學士，中級工程師。