高速铁路路基沉降观测的技术要点分析

仲崇辉 王利民

近年来，为了满足我国铁路交通建设事业的不断发展，以及列车提速等多方面的要求，高速铁路的广泛修建已经成为我国铁路交通事业发展的必然趋势。在铁路线路工程的设计与施工中，路基沉降观测是重要的技术管理项目之一，对于工程项目整体质量的实现也具有重要的意义。路基是承受高速铁路轨道结构重量和列车载荷的基础，也是线路工程中最不稳定、最薄弱的环节，因此，在高速铁路的建设过程中，科学、合理的运用路基沉降观测技术是提升工程质量，确保项目交付使用后路基、轨道、桥梁的稳定性，满足设计要求的关键项目[1]。

1 高速铁路路基沉降观测技术应用的基本要求

从目前国际铁路交通建设事业的发展现状而言，我国高速铁路建设在技术、工艺、管理理念、质量标准、列车运行速度等方面与欧美、日本、韩国等国家仍有明显的差距[2]。我国在超高速铁路工程中已经广泛的应用沉降观测技术，但是其在高速铁路建设中的应用仍处于起步阶段，很多细节问题方面存在较多的弊端与不足，因此，在我国高速铁路路基沉降观测技术的应用过程中，工程技术人员、地质探测人员一定要坚持科学、合理、客观的技术理念，进而全面提高路基沉降观测的效率和质量，为工程项目的设计和施工提供翔实的地质数据。

1)沉降观测工作对观测仪器、设备的要求。由于高速铁路在沉降观测技术的应用中要求极高的精准度，保证高速铁路路基在不断增加负荷的情况下，也能测出准确的数据。国内铁路建设技术标准中明确指出:沉降观测的误差值不能大于变形值的 1/20～1/10，因此，沉降观测时要使用精密水准仪，一般的水准仪会受到环境和季节温差的影响，因此在沉降观测中要避免出现这种情况，使用受此影响较小的精密水准仪。即使因条件所限，没有精密水准仪，也应使用第一标尺进行观测[3]。

2)沉降观测对时间的要求。高速铁路对沉降观测时间有着极严格的限制。如果是第一次进行沉降观测必须严格按照观测时间进行，否则得出的数据不是最原始的数据，沉降观测将不具有实际意义。在其他的各个阶段中进行复检，根据具体的施工情况按时进行，绝不能不测或是补测，只有这样得出的沉降观测数据才是精确的，沉降观测才能在高速铁路设计与施工中起到应有的作用。

3)路基沉降观测人员的职业素质要求。在高速铁路的设计与施工中，沉降观测人员必须经过专业系统的学习，并经常参加由国家各级地质管理部门组织的业务培训，不断提高自身专业素养和职业素质。在高速铁路施工中，沉降观测人员不能完全照搬书本上的理论知识，要能灵活运用，准确的运用误差原理并根据现场复杂的观测情况进行原因分析，并找到解决方法。专业，快捷，准时的完成观测任务是一个合格沉降观测人员必须具有的职业素质[4]。

4)要求极高的观测精准度。根据高速铁路工程建设地区地质条件、水位条件、气候环境、温度、湿度等条件的不同，选用的沉降观测精密程度也不同。在没有特殊的技术和质量要求的高速铁路工程项目中，二级观测的观测方法基本可以满足技术需求。

5)在进行观测时的具体要求。在即将进行施工观测时，先核查观测仪器是否齐全，对需要长期使用的仪器进行仔细检查，看仪器的各方面指标是否符合标准，在观测过程中，各方面人员互相配合，经常沟通协商，认真负责，做到不漏测不少测，为高速铁路提供有力的观测数据。

6)沉降观测对观测地点的要求。沉降观测是一项十分严谨的工作，对观测点有很高的要求，既要方便进行观测也要最能准确反映沉降情况。观测点通常会选择地势较为平坦的位置，且地貌的横向与纵向相对称，它们之间的最佳距离在 20m左右。

2 高速铁路路基沉降观测的方法及技术要点

2.1 工作基点桩的定位与埋设

在高速铁路路基沉降观测工作中，工作基点桩的制作与埋设是重要的环节之一，如果在观测中技术人员不能准确的定位工作基点桩，必然会导致观测结果出现严重的误差。在高速铁路路基观测中，工作基点桩的定位要根据实际观测对象的分布情况而确定，并且要利用设置多个施工控制点的方法，增加位移监测控制点的数量，进而保证观测结果和采集数据的科学性、准确性。一般情况下，当路堤填筑高度高于埋管位置30 cm的填土压实以后，在垂直线路方向开挖出宽20 cm，深30 cm的沟槽，整平槽底并在沟底铺设一层 5 cm～10 cm厚的细砂[5]。目前，在国内高速铁路路基观测中，工作基点桩的定位与预埋是较为常见的技术难点之一，所以工程地质探测单位一定要在综合各项技术标准的同时，构建严格的定期校核制度，以便技术人员可以随时掌握控制点的坐标和高程变化情况，及时更改施工计划。施工期每周校核一次，坐标校核采用控制网的方法。

2.2 地表沉降量的观测方法

在高速铁路路基观测中，对于地表沉降量的观测是极为重要的项目之一，其直接关系到路基、轨道、桥梁的稳定性能，并且对于高速列车在运行中的安全性能有较大的影响。高速铁路工程项目地表沉降量的观测方法是在原地面上埋设沉降板，其包括:管箍、沉降杆、沉降地板、保护套管和套管帽等基本部分，观测人员在沉降板上进行相关观测工作，并按照观测技术规定的桩号断面将沉降板埋入土层中[6]。

2.3 地表水平位移量及隆起量的观测方法

由于受到施工项目所在地地质条件和水位条件的影响，不同地段的地表水平位移量及隆起量具有较大的差别，所以观测人员要结合实际地质情况，对于不同地段分别进行科学的观测[7]。地表水平位移量及隆起量是通过埋设边桩进行观测，埋设在路堤两侧趾部以及边沟外缘以外 10m范围内，并结合稳定性分析其预测可能，在滑移面与面的切面位置进行合理、均匀的布设。

2.4 地下土体水平位移的观测方法

高速铁路路基观测过程中，地下土体水平位移的观测要结合工程项目所在地的地质条件和岩层构造来进行，由于地下土体水平位移一般具有一定的规律性，所以观测人员可以采用反复观测，集中统计的方法，首先将有 4个相互垂直导槽的测斜管埋入需要进行观测的土体中[8]。在进行观测工作时，观测人员要将活动式测头放入测斜管，使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中沿槽滚动，活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化情况。

2.5 观测数据的采集与处理

在进行高速铁路路基沉降观测时，观测人员一定要注意对于各项数据的实时采集和综合处理，特别是要准确记录初测值，以及后期测量的结果与初测值之间的差值，进而全面掌握工程项目所在路基沉降的基本规律。观测人员在进行路基沉降观测时，一定要在保证仪器、设备精确、无故障的情况下进行，数据的记录一般需要由 2人以上共同进行，以防止出现错记、漏记的现象。观测人员在对于各类观测数据进行综合处理时，要结合高速铁路项目设计和施工的实际要求，并根据每次观测位移与初始观测位移的差值，准确计算出项目所在地的累积沉降量，进而通过计算机软件的分析绘制出距离—沉降曲线、位移曲线等地质图纸，以便在高速铁路项目设计和施工中使用。

3 高速铁路路基沉降观测技术管理思路创新的路径

随着我国铁路交通建设事业的不断发展，现行的路基沉降观测技术管理思路中逐渐暴露出了一些弊端和问题，已经难以全面适应现代化的工程管理理念，如果长期不能得到创新和发展，极有可能阻碍我国高速铁路建设的步伐和质量的提升。高速铁路路基沉降观测技术管理思路的创新是我国现代铁路建设行业管理制度发展的重要部分，绝对不容忽视。路基沉降观测技术管理思路的创新不但要符合时代发展的需求，而且要适应行业的整体发展需要。

1)逐步对传统的技术管理思路进行革新与完善。

在我国高速铁路建设项目的管理工作中，传统的路基沉降观测技术管理思路普遍比较狭窄，而且在管理过程中只是单纯的注重管理的形式和方法，相对忽略了技术管理的实际效果和意义，以及管理思路的革新与完善。路基沉降观测技术管理思路的创新要对传统的技术管理模式和方法进行必要的革新与完善，并要不断的加强现代管理理论的研究与探讨，逐步实现对传统的管理思路进行革新与完善，使其在高速铁路的建设中发挥更大的作用[9]。另外，只有在高速铁路工程观测单位、技术人员，以及政府相关管理机构和部门的共同努力下，才能逐步实现技术管理思路的全面创新。

2)建立健全的技术管理思路体系。

目前，在国内高速铁路路基沉降观测技术管理思路工作中，普遍缺乏先进的管理理论和经验，难以形成健全的路基沉降观测技术管理思路体系。路基沉降观测技术管理思路体系的建立，要充分结合国内外高速铁路工程行业的先进管理经验，还要积极吸取世界上先进的铁路工程技术管理思路和方法，加以综合和整理，以逐步建立符合中国铁路工程建设行业实际情况的施工管理思路体系[10]。国内路基沉降观测技术管理体系的建立和巩固还要注重科学、合理、客观的原则，并要真正落到实处，只有以健全的路基沉降观测技术管理思路体系为保障，才能确保高速铁路工程建设的整体进度和质量。

4 结语

为了满足我国高速铁路建设工作的发展需求，适时加强路基沉降观测技术的应用与管理是极为重要的，也是保证高速铁路建设质量、正常运营，以及延长铁路使用寿命的先决条件，因此，在我国高速铁路建设事业的发展中，路基沉降观测工作的重要形式不容忽视，也是今后技术管理工作的重点项目之一，必须得到相关部门及技术人员的高度重视。

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