浅谈高速公路沉降观测方法及成果分析

浅谈高速公路沉降观测方法及成果分析

虎世堂

重庆能科工程勘察有限公司四川重庆400061

摘要：本文已生产项目为例，阐述了綦万高速公路沉降观测的具体做法，总结了技术要点，探讨观测成果数据异常的情况分析。

关键词：公路沉降观测

1工程概况

南桐煤矿北翼对应地表区域建、构筑物较多，矿井开采全部在建、构筑物下进行，为了既充分采出煤炭资源，延长矿井服务年限，有效监控地表建、构筑物动态变形情况，以便采取相应保护措施，做到安全回采，拟在北翼綦万高等级公路温塘大桥至万盛隧道段建立地表移动观测站，指导对建、构筑物损害维修和保障车辆的安全通行。

2沉降观测方案

2.1精度指标和仪器的选择

控制点联系测量按D级GPS网要求观测。以綦万高速路两端稳定区域设置的基准点D级GPS点为起始点，沿綦万高速路，兼顾主盆地观测站敷设I级附合导线网，按导线或极坐标测量方法施测綦万路工作点的平面坐标，高程测量按四等环线闭合水准测量。通过首次观测必须明确各工作基点（I级导线点）所观测的工作点，今后按此观测线路进行观测，不得随意变更。

光电测距导线总长和平均边长可放长1.5倍，但绝对闭合差不应大于26cm。当附合导线边数超过12条时，测角精度提高一个等级。其他进度严格按相关规范规定执行。

2.2观测路线的布设

2.2.1水准基点和工作基点的设置

根据高速公路与矿井对应关系，影响范围内其长度约为3000m，观测线布置在公路两侧，在护栏内侧路面对称布置，工作点间距取50m，共130个工作点。

2.2.2工作点的埋设要求：

綦万高速公路观测线在标定的位置，用5cm-10cm长的水泥钉钉入高速路路面。

2.3观测方法

控制点联系测量按D级GPS网要求观测。首次全面测量。以綦万高速路两端稳定区域设置的基准点D级GPS点为起始点，沿綦万高速路，兼顾主盆地观测站敷设I级附合导线网，按导线或极坐标测量方法施测綦万路工作点的平面坐标，高程测量按四等环线闭合水准测量。通过首次观测必须明确各工作基点（I级导线点）所观测的工作点，今后按此观测线路进行观测，不得随意变更。控制点联系测量按D级GPS网要求观测。

2.4内业计算

将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。

某个观测点的每周期沉降量：△c＝Hh，I—Hn，I-1。

N表示某个观测点，I表示观测周期数（I＝1，2，3……）且H1＝H0

累计沉降量：△C＝∑△c（n），n表示观测点号。

2.5统计表汇总

（1）根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。

（2）绘制各观测点的下沉曲线

首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。

将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。

2.6观测中的注意事项：

（1）严格按测量规范的要求施测。

（2）前后视观测最好用同一水平尺。

（3）各次观测必须按照固定的观测路线进行。

（4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。

（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—气阿成。

（7）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

2.7观测周期

对于道路沉降观测周期，有关测量规范、规程都没作统一规定，我们按照甲方的重视以及要求程度进行周期安排；除首次观测之外，一个月为一个周期。

3沉降观测的基本要求

3.1仪器设备、人员素质的要求

根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出路面在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的１／１０——1／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪（S1或S05级），水准尺也应使用受环境及温差变化影肉小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。

人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

3.2观测时间的要求

沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而是整个观测得不到完整的。

观测意义。其他各阶段的复测，必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

3.3观测点的要求

綦万高速公路观测线在标定的位置，用5cm-10cm长的水泥钉钉入高速路路面。

3.4沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则

所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

3.5施测要求

仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3——6个月重新对所用仪器、设备进行检校。

在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。

3.6沉降观测成果整理及计算要求

原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。

4观测成果分析

在沉降观测过程中，沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象。这就分析原因，进行修正。

4.1第二次观测出现回升，而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低，若回升超过5mm时，第一次观测作废，若回升5mm内，第二次与第一次调整标高一致。

4.2曲线在某点突然回升。

原因：水准点或观测点被碰动所致且水准点碰动后标高低于碰前标高，观测点碰后高于碰前。

处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。

4.3曲线自某点起渐渐回升

原因：一般是水准点下沉所致。

措施：确定水准点下沉值，与高级水准点符合测量，确定下沉重。

5结论和体会

5.1由于累计沉降量均与初始观测值相关，因此初始观测值的准确性极为重要，每个观测点的初始观测值必须采用最初连续两次观测结果的平均值。

5.2确定路面沉降观测精度的合理性。精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低，要合理适宜，既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。

参考文献

[1]赵明峰。高速公路地基沉降处理方法[J]民营科技2016（12）。

[2]王继卫，徐学辉。GPS在变形观测中的应用[J]。江西测绘，2006（4）：57-59。