大西客运专线路基沉降变形监测分析

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逝 赔
基 于不 同数学模型预测的沉降变形趋 势
预测趋势与实际观测数据 比较接近 ， 但三点法无法计 算 出相关系数 ， 不满足《 大西客专线下工程沉降变形 观测评估实施细则》 相关系数 ≥０９ ．２的要求 ； ｓ ｋ Ａａ ａ ｏ 法在开始观测两个月内和沉降收敛阶段也能较好的拟 合 实测 数据 ， 但是 中 间预 测 的结 果 与 实 际观 测存 在 一
３ ８ ．４
冯震 ， 兆义 ， 许 王连 俊 ， 路基沉 降 的灰 色理论 预测 及其 应用 等． ［ ］ 北京交通大学学报 ， ０ （ ） Ｊ． ２ ４４ ０ 刘宏 ， 李攀峰 ， 张倬元． 压缩蠕变 实验研究 高填方 体沉 降变形 用 ［ ］ 西南交通大学学报 ， ０ （ ） Ｊ． ２ ４ ６ ０ 陈善雄 ， 王星运 ， 许锡昌 ， 铁路 客运专线路基 沉降预测 的新方 等． 法［ ］ 岩土力学 ， ｌ （ ） Ｊ． ２ ｏ ２ ｏ
大西客运专线路基沉降变形监测分析 ： 徐
杰
１ ５
文 章编 号 ：６ ２— ４ ９ ２ １ ）２—０ １ １ ７ ７ ７ （０ ２ ０ ０ ５—０ ２
大 西客 运 专 线 路 基 沉 降变 形 监 测 分 析
徐 杰
（ 中铁第一 勘察 设计院集 团有限公司 ， 陕西西安 ７ ０４ ） １０ ３
ＸＵ Ｊｅ ｉ
摘
要
路 基 的 工后 沉 降控 制是 高速铁 路 建设 的 关键 问题 之 一 。在 深入 分析 大 西客运 专线路 基 某
断面大量实测数据 的基础上 ， 利用不 同数学模型分别拟合实测数据。计算结果表明， 曲线模型具有相 双 关系数高、 与实际观测数据吻合较好的特性， 是最适合本断面沉降趋势预测的方法。
２ 基于不同数 学模型预 测的沉降结果
在路 基施 工填 筑完 成后 ， 经过 ３～ ６个 月恒 载或 预 压， 由实测 的沉降观测资料 ， 通过拟合反演再预测路基 沉 降量与 时 间的关 系 。其 中曲线 回归法是 最成 熟 的方 法之 一 ， 取 ５种最 常用 的预测 模 型 。 选 以大 西客 运专 线 Ｄ ６０ ３０断 面沉 降 板 观 测 数 Ｋ８ ＋ ８ 据为 例进 行分 析 ， 断 面采 用 Ｃ Ｇ桩 进 行 地 基加 固 ， 该 Ｆ 以满 足无 砟 轨 道 路 基 预测 工 后 沉 降 量 不 超 过 １ ｍ ５ｍ
泊松 曲线法 ：
ｓ ＝ 一
１
＋
１ ３ ３ ８ ２ ｅ
．
一Ｏ １ ４ ・拍
（） ４
［ ］ 中华人 民共和国铁道部． Ｂ １６ １ ２ ０ 高 速铁路工程测量 规 １ Ｔ ０ ０ － ０ ９
范 ｆ ］北 京 ： 国铁 道 出版社 ，０９ ｓ． 中 ２０
Ａ ａｋ 法 ： ｓｏ ａ
图 １ Ｄ ６ ０ ３ ０断面沉降板填 土高度一 Ｋ８＋８ 时阊一 沉降
星野法 ：
５ ： ． ８＋— ＋ ．１ ８
／ ． ６ ｔ一７ ） ３ １ ， １＋０ ０ ７ （
（） ３
降量的预测 ， 可以系统评估线下工程工后沉降量 ， 杜绝 因工后沉降过大对运营安全造成的危害 。 参 考 文 献
１ 路 基 工 后 沉 降特 征
设 计 的工后 沉 降量 为 Ｓ ． ， 为路 基铺 轨 后 ＝Ｓ＋ Ｓ ｓ
运营 １０年 发生 的沉 降， 用 曲线 回归方 法 获 得 ， ０ 采 ｓ 为 无砟 轨道 结构 层 自重 发 生 的沉 降 ， 根 据观 测 资 可
料 反算 获取 。 路 基 的工后沉 降 包括地 基 的沉 降和 路堤 的沉 降变 形， 两者 在外 载荷 的作 用下 随时 间发展 ， 变形 规律 理 其 论 上 可 以通过 土体 固结 原理进 行 数值分 析 来估算 。 由
运 用 ５种不 同 数学 模 型对 Ｄ ６０ ３０断 面实 测 Ｋ８ ＋ ８
的沉 降数据进行 拟合 ， 拟合后 的各 预测模 型表 达式
如下。
于固结理论的假定条件和土体在施工过程 中产生扰动 和许多不确定 因素 的问题 ， 使得利用路基沉降 的实测 数据进行 回归分析在某种 意义上较理论计算更 为重
定 差异 ； 泊松 曲线法 在 收敛 阶段 与双 曲线法 基本 一致 ， 前期 拟合效 果较差 ； 星野 法预 测 曲线 与实 际 沉 降 数据
０５０５０５Ｏ５Ｏ５Ｏ５ ： ｌｌｌｌ二 ２ ＿ ：加 如＂ 图 ｉ ２ ｌｌ 如 ：
Hale Waihona Puke 偏差较 大 。双 曲线 法在 本观测 断面预 测趋 势与 实测 数
据吻合度较高 ， 且相关系数和工后沉降量均满足要求 。
６
≤
０
１
Ｊ
川 ｝ … ｝ … １ … １ ｌ
３ 结论
以大西 客专 Ｄ ６０ ３０路基 断面 为研 究对 象 ， Ｋ ８＋８ 通
ｇ ２
５
ｆ 。。 ＼ 。 、 ： —
（ ｆＳ） － 曲线
的要求 。从 ２ １ ０ ０年 ｌ ２月 １日开始 填筑 ， ２ １ 到 ００年 １ ２月 １ ２日填 土结 束 ， 累计 填 土 高 度 ４０５ｍ， ．８ 观测 数
据截 至 ２ １ ０ １年 ７月 １ ４日累计 总沉 降 量 为 一 ．７ｍ ４７ ｍ，
共观测 ２５天。沉降观测数据 和填 土高度 一 降一 ２ 沉 时 间 （ ｔ． 曲线 如表 １和 图 １ 日一一 ） ｓ 。
关键 词 路基 工后 沉 降 预 测 评估
中 图分类 号 ：Ｕ １ ． ７； Ｕ ９ ２ ３ １５ Ｔ １ ８
文献标 识 码 ： Ａ
在高 速铁 路线 下 工 程各 种 构 筑 物 中 ， 基 是 承 受 路
要 。通过大量沉降观测资料 的积 累， 根据 已取得 的经 验模型进行预测 ， 可以找 出路基沉 降过程 中具有实际
过实测数据及预测的后期 沉降量的结 果对 比可 以看 出， 不同方法推算的沉降量各有差异 ， 双曲线模 型是最
适 合本 断面 的方法 。需 要 注 意 的是 ， 于 不 同类 型 的 对 断面 ， 要根 据观测 条件 、 需 岩土地 质特 性和结 构 变性规 律等 因素 ， 取多种 方案进 行 预测对 比， 采 以确定 最合理 的预 测未来 沉降变 形趋 势 的数 学模 型 。通 过对 最终沉
２１（ ０ １６）
辜清华． 预测路基沉降 的一种新模 型［ ］ 石家庄铁 道学院学报 ， Ｊ．
２０ （ ） ０６ ２
型
双曲线法 三点法
星 野 法
担 丕
０９ ９ ． ８ 一
一 ．４ ０２ ７
巫
０ ７ ．３ ０ Ｏ ．１
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５５ ．０ ４ ７ ．８
（） ２
Ｓ ＝６ ７ ５２ —０ ８ ０６ 一－ 。 ．０ ． １ ｅ。 “ ∞
１ ６
铁
道
勘
察
２１ ０２年第 ２期
表 １ 断 面 ＤＫ ８ ＋ ８ ６ ０ ３ ０沉 降板 观 测 数 据
时间， ｄ
（ 截至 ２ １ ０ １年 ７月 １ ｔ ４Ｅ）
。 。２ 寸 。
收稿 日期 ：０ ２— ２—０ ２１ ０ ６ 第一作者 简介： 徐 杰 （９ ４ ） 男 ，０ ０年毕业 于 中国科 学 院测 地所 １８ 一 ， ２ １ 大地测量 与测量工程专业 ， 助理工程师。
双 曲线 法 ：
ｆ 一１ ７
ｓ 一 ・８＋ 丽 ｔ ８
三点 法 ：
而
（） １
应用 价值 的变 形趋 势 。
轨道结构重量和列车载荷 的基础 ， 也是线路工程中最 薄弱最不稳定的环节 。路基沉降变形观测对控制铁路 工程质量 ， 确保工后沉降满足设计要求 至关重要。需 要对路基变形做系统的评估 ， 以指导施工及确定无砟 轨道 施工 和铺 轨时 间 。
结 合大西客运 专线 Ｄ ６０ ３０断 面大 量 的观测 数 Ｋ ８＋ ８ 据， 在对路基沉 降观 测 技术 进行 深 人研 究 的基 础 上 ， 结 合 不 同的数学 模 型经 回归 分析 ， 理预 测 沉 降趋 势 ， 合 为 后 期无砟轨 道铺 设条件评 估提供 了客观真实数据 基础 。
泊松法
０ ００ ．０
０ １ ．８
４ ９ ．５
竺！
：！ ！！
二： 竺丝
！！ ：
由表 ２、 ２分析结果可知， 图 双曲线法 、 三点法的
２１ （） ０１６
根 据式 （ ）一式 （ ） 可得 到不 同预 测模 型 的相关 １ ５ ，
系数 、 工后沉降和最终沉 降量 ， 见表 ２ 图 ２为沉降拟 ，
合 曲线 。
表 ２ 不 同数学模型的沉降预测结果比较
李 树 伟。 速 铁路 沉 降 监测 方法 的 应 用讨 论 ［ ］ 铁道 勘 察 ， 高 Ｊ．
中国铁道科学研究 院． 铁建设 ［０ ６ １８号 ２０ ］５
客运专线铁路无 砟
轨道铺设条件评估技术指南 ［ ］北京 ： Ｓ． 中国铁道出版社 ，０６ ２ ０
Ｓ ＝０ ６ ２８＋０ ６ ２８ 一８６ ． ． ８ ． ８ ｅ—５ ０— ． ５
（） ５
周行 权． 高速 铁路 高程控 制测量 复测数 据分 析 ［ ］ 铁 道勘 察 ， Ｊ．