沉降测量高速铁路论文

摘要：現今，伴随国民经济的飞速发展，人们对于铁路运输的效率、运载能力也提出了更高的要求。但是现今的高速铁路的沿线中，仍然存在不同程度的区域性地面沉降问题。因此，高速铁路应该严格的控制地面沉降，以及相应的沉降变形问题，进而有效的确保高速铁路快速、安全的运行。下面是小编为大家整理的《沉降测量高速铁路论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

沉降测量高速铁路论文 篇1：

高速铁路线下工程沉降观测信息化管理与分析

摘 要：本文结合高速铁路沉降观测外业采集测点较多、采集周期长、内业处理复杂烦琐的特点，提出沉降观测信息化管理。以汉十高速铁路沉降观测为实例，从沉降观测数据采集、处理、管理和分析等方面阐述信息化管理方法，为高速铁路施工和沉降观测分析评估提供便利。

关键词：高速铁路；沉降观测；信息化管理；数据分析

Information Management and Analysis of Settlement Observation

for Underline Engineering of High-speed Railway

NIE Yanlei ZHANG Yupei

（Henan Geological and Mineral Exploration and Development Bureau，Zhengzhou Henan 455000）

近年来，我国高速铁路迅猛发展。高速铁路作为国家重大建设工程项目之一，其具有投资规模大、技术标准高、质量管控严和建设速度快的特点。高速铁路的高平顺性和高稳定性的要求决定了高速铁路沉降观测的意义和重要性。为了有效、快速地收集和处理观测数据，对数据处理软件和数据管理系统提出了更高的要求。由中铁西南科学研究院有限公司开发的沉降观测终端采集软件将网络平台和手机采集端网络技术融合在一起，实現数据采集、处理、管理和分析等方面的信息化管理，解决了数据繁杂的难题，提高了作业效率。

1 沉降观测信息化管理系统概述

沉降观测信息化管理系统依托于“互联网+”和移动网络等相关技术，将互联网的B/S（浏览器/服务器）与C/S（客户机/服务器）相结合，实现观测数据自动化采集、处理、分析和反馈，以达到远程查询操控、溯源管理沉降观测数据的目的。沉降观测信息化管理系统是《客运专线铁路变形观测评估技术手册》（第2版）和《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897—2006）的共同体现。沉降观测信息化管理系统包括网络平台（铁路工程管理平台）及手机采集端（沉降观测终端采集软件）两部分。

汉十铁路HSSG-5标位于湖北省枣阳市境内，起讫里程为：DK200+200～233+198.91，线路正线长33.066km，其中路基17.836km，桥梁15.230km，途经枣阳站。主要工程内容包括：HSSG-5标段范围内站前工程及接口工程（包括无砟道床施工；本标段及1标范围内的箱梁预制及架设）。

2 沉降观测外业数据采集

按照《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）[1]、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）和《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897—2006）等的规定要求，结合工程的实际情况对沉降观测的基准点、工作基点和沉降观测的变形观测点（沉降板、沉降观测标、沉降监测桩）进行量测，外业观测数据是通过手机采集端采集的，观测人员使用预装有采集软件的手机操控电子水准仪量测数据，测量完成后进行自动平差计算处理，并在有网络的条件下上传至数据服务器。

当完成整个水准线路测量后，系统提醒完成测量，将结束本次测量，对已观测数据进行自动平差处理，自动平差后显示闭合差合格与不合格情况，完成整个平差计算后，可以分享原始数据和平差结果。借助手机采集端进行外业数据采集，可以实现沉降观测数据获取和平差自动化处理，并能将合格的数据上传到网络平台，避免了常规沉降观测外业结束后对沉降观测数据记录、计算、整理等烦琐的工序，提高了外业作业效率，实现了信息化同步管理。

3 沉降观测内业数据管理

传统的内业数据管理模式采用人工导入专门软件进行计算、处理、分析和反馈，不仅耗时费工，而且工作效率低下。较传统的内业数据管理，由中铁西南科学研究院有限公司开发的沉降观测终端采集系统实现了自动化和信息化管理，其将工程基础信息单元分级别建立，通过系统内嵌的电子记录手薄和计算公式，自动计算每期沉降变化值和累计变化值，并自动生成数据沉降曲线图，汇总多期沉降监测数据，可进行进一步回归分析及研究。

3.1 内业数据查询检索汇总

用户可通过PC机网页端登录平台查询检索观测数据、断面的沉降信息和超限信息等，并且可通过沉降数据曲线直观显示出来。不仅可以检索查询单个沉降断面的信息，还可以查看整条线路的沉降趋势，可以查看单个断面的沉降观测信息，如监测期数、填土高度、观测阶段、观测时间、成果值、修正量、测点状态、两次观测时间间隔、累计监测天数、本次沉降量、累计沉降量和沉降速率等。此外，还可以查看该沉降测点观测记录信息，如仪器型号、天气、温度和司镜人员等。沉降观测信息可以通过沉降观测曲线图反映出来，使沉降观测更直观、形象。当观测数据超出沉降观测设计值，或者观测延误时，系统将会预警显示超限信息，用户可以分析超限的原因，并提出应对管理决策。系统可自动对内业数据进行统计汇总，生成表格，便于管理 。

3.2 内业数据输出管理

该系统可以自动生成监测成果（沉降监测数据和沉降监测曲线图），并支持不同格式的输出，便于用户存储、打印和共享。此外，该系统还可以自动生成沉降观测记录手簿、原始观测数据、成果数据、观测记录、测量信息，并生成Excel表格数据，这将为线下工程沉降观测评估和数据入库提供原始数据。

4 沉降观测数据结果分析和预评估

沉降观测数据分析评估工作是确保高速铁路无砟轨道铺设质量的关键环节。一般情况下，观测数据烦琐复杂，影响评估工作的顺利开展。而该系统集成了多种回归分析方法，对监测和评估工作提供了极大的便利。高速铁路线下沉降监测评估按照《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）进行。

4.1 沉降观测评估标准

①桥梁、涵洞主体施工完成后，变形观测一般应不少于6个月的沉降观测数据确定沉降变形趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92，且近3个月沉降量应小于2mm。

②路基表层工程施工完成后，变形观测一般不应少于6个月的沉降观测数据确定沉降变形趋势，曲线回归的相关系数应不低于0.92，且近3个月沉降量应小于2mm。

③当沉降同时满足下列条件时，可以判定工后沉降满足评估通过条件。沉降曲线趋于收敛，最后几次沉降观测数据未出现连续下沉现象；预测的主体工程工后沉降值[?S]不大于15mm；沉降预测的可靠性应通过验证，间隔不少于3个月的两次预测最终沉降的差值小于5mm；主体工程施工完成后，最终的沉降预测时间应满足式（1）所示的条件：

[StS t=∞≥75%] （1）

式中：[St]表示预测沉降观测值；[S t=∞]表示预测的最终沉降量。

4.2 沉降观测预评估

系统提供的沉降观测预评估的方法有双曲线法、三点法、抛物线法和指数曲线法等。可以将桥梁、涵洞主体施工完成后或者路基表层工程施工完成后6个月沉降观测数据按照不同的方法进行拟合计算，得出沉降观测曲线回归的相关系数，以判定该测点在该阶段沉降是否收敛，并预测以后的沉降观测累计变化值 。

高速铁路沉降监测信息化借助现代化的通讯设备和高精度测量仪器设备，以网络平台为载体，实现了现场量测数据采集上传、软件自动化分析处理、及时预警、及时处理并远程监控，并系统平台的运用使沉降观测方法、观测行为和数据处理反馈更为规范化和标准化，实现沉降监测管理工作的自動化、信息化。信息化管理平台满足了不同监管人员和观测人员的不同需求，在规避项目安全风险、提高项目管理水平方面起到推动作用。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道部.客运专线无轧轨道铺设条件评估指南铁建设（铁建设[2006]158号）[M].北京：中国铁道出版社，2006.

作者：聂延垒 张雨沛

沉降测量高速铁路论文 篇2：

地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策

摘 要：現今，伴随国民经济的飞速发展，人们对于铁路运输的效率、运载能力也提出了更高的要求。但是现今的高速铁路的沿线中，仍然存在不同程度的区域性地面沉降问题。因此，高速铁路应该严格的控制地面沉降，以及相应的沉降变形问题，进而有效的确保高速铁路快速、安全的运行。本文从地面沉降概述、地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响、控制桥梁桩基沉降的对策几方面进行一定的探讨，期望可以为铁路系统安全运营、有效的发展做出应有的贡献。

关键词：地面沉降；高速铁路；桥梁工程；影响

现今，伴随国民经济的飞速发展，人们对于铁路运输的效率、运载能力也提出了更高的要求。我国铁路行业的重点研发项目，就是开发载客量大、效率高的高速铁路。为了确保高速铁路运行的安全性与时效性，高速铁路对基础的工后沉降问题，也提出了更高的要求。但是现今高速铁路的沿线中，仍然存在不同程度的区域性地面沉降问题。地面沉降具有影响范围广；形成原因复杂；形成缓慢、持续时间长；防治困难的特征[1]。因此，高速铁路应该严格控制地面沉降，以及相应的沉降变形问题，进而有效的确保高速铁路快速、安全的运行。

1地面沉降概述

地面沉降，是由自然因素、人为因素而导致的地壳表层土压缩，是一种区域性的、地面标高降低的环境地质现象[2]。自然因素，主要包括构造下沉；火山活动；气候变化；应力变化等。人为因素，主要包括流体资源，如天然气；地下水；石油的开采，同时也包含对地下固体资源的开采，诸如金属矿；岩盐；煤炭[3]。地面沉降的形成原因多样，但是学术界认为形成地面沉降的的主因，就是由于地下水、油等的开采问题。由于大量的开采，进而导致地下土层中松散层内的液体压力降低而形成沉降。一旦发生地面沉降问题，其涉及的范围通常都较广，在高速铁路沿线发生沉降的问题，会对高速铁路的安全运行造成十分严重的影响，制约着社会与国民经济的发展[4]。

2地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响

2.1地面沉降特征的影响[5]

2.1.1地面沉降的阶段性

地面沉降的过程，可以划分为三个阶段。分别为地面沉降形成阶段；地面沉降发展阶段；沉降扩展阶段。地面最大的不均匀沉降，多数都发生在沉降的发展中期。在沉降发展的中后期，地面不均匀沉降的速度逐渐降低，并逐渐趋于稳定。在地下水集中开采的区域，以及地面沉降的漏斗中心区域，其地面的变形最严重。地面沉降的不同发展阶段，对于铁路工程的影响程度也是不尽相同的。

2.1.2地面沉降范围大

地面沉降的面积大、范围广，而且不同地区的沉降中心，具有连成一片的可能性。部分的高速铁路在选线的过程中，都会尽量的避免沉降严重的漏斗中心区，但是仍有部分路段在沉降区内，而且沉降区内的路段都是经由桥梁通过。因此，地面沉降不可避免的影响着桥梁工程[6]。

2.1.3地面沉降涉及的深度过大

现今，地下水的开采，会引发地面沉降的压缩层的问题。现在多数地区的地下水的开采层位都较深，都超过了高速铁路桥梁桩基，其所能达到的开采深度。因此，压缩层的变形，也是对桥梁结构与桩基影响的主要因素。

2.2地面沉降对桥梁变形、轨道平顺性的影响

地面沉降，主要是引起桥体与地层的变形，而且是竖向变形。具体体现为桥体与桩基，地层整体的下降。将多种状态下，路面沉降、架桥后沉降进行差值分析，进而分析对于路面平顺性的影响。由图2可以看出，地面沉降作用、车辆荷载对于路面平顺性的影响作用较小。

3控制桥梁桩基沉降的的对策[7]

3.1增强地面沉降的监测

铁路在建设过程，以及后期的运营过程中，都应综合线路的精密测量、桥梁工程状况等，进行系统的地面沉降监测。特别是连续梁桥，更应作好长期的沉降监测。有效的沉降监测，可以检查相邻的桥墩间的沉降差，是否满足轨道平顺性的需求。同时又可以预防地面沉降的突变性。

3.2加强工程对地面沉降的适应性

在铁路的工程中，可以加强结构对沉降的适应能力。具体的在实际的运用中，可以使用可调高的支座，进而降低地面沉降对线路平顺性造成的影响。现今我国可调高支座的调节量在30mm，而外国的扣件系统的调节量已经达到了50mm。

3.3对桥梁的结构布局进行优化

高速铁路在进行选址的时候，可以进行优化，尽量的避开地面沉降严重的区域，使铁路线路尽量分布在沉降均匀的区域。应进行整体的综合考虑，进而实施桥梁的结构与位置的选择。在地面沉降区内，桥梁应优选32m梁为主的简支结构。当铁路建在沉降速度大的区域，桥梁的选取上更应慎重。应避免选取跨度大的连续桥梁，以及具备特殊结构的桥梁。

4结语

地面沉降，是一种具有累进性、隐蔽性特征的地质灾害，有效的做好工程沿线的地面沉降的防治措施，是确保铁路轨道安全运营的重点[8]。我们在实际的铁路建设中，应本着防治结合、预防为主的策略，依法有效的控制地面沉降。对于已经有地面沉降的区域，应采取积极的监控措施，进而做好预报、预测工作，进而为铁路系统的发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]沈科. 区域地面沉降对（京沪）高速铁路路基的影响及对策研究[D].西南交通大学硕士学位论文，2013.

[2]周洋，许猛，许青松，刘恒.浅谈地下水开采对地面沉降影响及防治措施[J].河南水利与南水北调，2012，6-7.

[3]刘毅.地面沉降研究的新进展与面临的新问题[J].地学前缘，2001，2：273-278.

[4]叶茂.京沪高速铁路沉降监测数据处理与分析[D].西南交通大学，2011.

[5]李国和，孙树礼，许再良，张建民. 地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响及对策[J].铁道工程学报，2008，4：37-41.

[6]刘御刚. 抽降水对高速铁路桥梁桩基的影响分析[D].中南大学土木工程硕士学位论文，2014.

[7]侯长兵.区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究[D].西南交通大学硕士学位论文，2011.

[8]杨延昭.苏锡常地区地面沉降对京沪高速铁路的影响[D].西南交通大学，2012.

作者：高立广

沉降测量高速铁路论文 篇3：

高速铁路路基沉降的观察和预测方法技术研究

【摘要】铁路交通事业的快速发展使得高速铁路的建设成为其发展的必然趋势。并且在高速铁路的建设过程中路基的沉降能够对铁路路面的平稳性以及运行的快速性都有着紧密的联系。因此，高速铁路路基沉降的观察和预测技术是提升工程建设质量的重要内容。本文对高速铁路路基沉降观察和预测等相关技术的研究进行了详细阐述。

【关键词】高速铁路路基沉降；观测；预测

引言

现阶段，随着我国经济的快速发展，铁路交通建设事业也相继得到了发展，尤其是高速铁路的建设已经成为铁路交通事业发展的必然趋势。高速铁路运行速度非常快，加之路基需要承受铁路以及列车的重量，使得路基成为高速铁路建设中较为薄弱的环节。因此，路基沉降的观察和预测成为建设施工中的重要内容，并且是亟需解决的关键问题。而且，高速铁路路面的平稳性以及运行的快速性都和路基沉降的观测技术息息相关。由此可见，提升建设工程的质量就必须科学、合理的运用路基沉降观测技术。

1 高速铁路路基沉降观测的技术研究

1.1 路基沉降的观测内容

高速铁路线路较长、占地面积大、地形地貌不同，那么路基的高度也会有所变化，并且设置沉降监测剖面的监测范围应该包括所有发生路基沉降的地段。路基监测点是监测过程中的主要部位，可以根据监测的情况对发生沉降的情况进行分析与总结规律。为了预测路基总的沉降量与沉降时间，施工时还需要在路基填层中以及其底部设置监测点。

高速铁路路基沉降的观测主要包括对路基面的观测以及路基基底的观测，而面的观测主要通过沉降观测桩进行监测，基底则主要是通过单点沉降计的方式来监测。

1.2 路基沉降观测要求

对路基沉降观测过程中对观测点的要求较高，不仅要能够便于进行观测，最重要的还要能准确反映出路基沉降的情况，因此，观测是一项比较严谨的工作。在对观测点进行布设时一般会选择地势比较平坦的位置。在路基观测时，对产生的误差有明确标准，即其误差值要低于路基变形值的0.05～0.1。除此之外，观测时间也一定的限制，否则沉降观测的结果就会没有意义。

在对高速铁路路基沉降情况进行观察时，观测剖面应根据不同的地基条件和结构等分四个阶段进行监测。首先是第一阶段，高速铁路施工过程中路基填筑阶段的观测，观测的内容主要是在施工期间地基的沉降情况以及布设桩点发生位移的情况；其次是路基填筑完成后，由于自然因素等产生自然沉降，在该阶段主要是对路基面、填筑部分、基底等三部分的沉降进行观测，直至沉降情况满足要求即可铺设无碴轨道；再次是在铺设无碴轨道期间对路基沉降的观测；最后一阶段是铺设高速铁路轨道完成以后期间的观测。

一般情况下，从路基进行填筑过程开始就需要对基面的沉降变形进行观测，为保证观测的准确性与有效性，观测时间需达半年以上；在铺设无碴轨道期间以及轨道铺设完成后的一年内需进行监测。而且技术人员需要根据观测结果确定出路基最终沉降量以及沉降时间，以对路基面的变形更好的进行控制与处理。

1.3 路基沉降观测技术研究

由于高速铁路路基施工过程中容易受到施工地的地质以及水质等条件的影响，因此不同地区技术人员需结合当地的实际情况进行观测，并且主要是通过埋设基点桩来观测地表水平位移量的，埋设要求在路基两侧趾部十米以外的范围内，然后进行合理布设基点桩。

对地下土体水平位移的观测需要以施工所在地的地质状况为依据，在观测过程中将4个导槽的测斜管埋入所需观测的位置。需要注意的是在观测时测斜管内要放入活动式测头，以使导向滚轮卡能够在导槽中自由滚动，活动式测头则可以对土体水平位移进行测量。

1.4 观测数据的处理

对路基沉降观测时，需要准确记录初始值，以和后期测量的沉降值进行比较，从而能够掌握路基沉降的基本规律。此外，在观测时需要保证测量仪器、设备等精确，没有故障，记录数据时要由两人以上共同完成，以降低数据记录出现错误或者漏记现象的概率。最后在对记录的数据进行处理时，需要和高速铁路建设和施工的要求结合在一起，以准确计算出路基的沉降量。

2 高速铁路路基沉降预测技术研究

现阶段，我国对高速铁路路基沉降预测方法进行了研究，主要有两大类，一种是根据施工期获得的路基基面的数据，在实验室内采用物理或者是化学方法对路基沉降进行预测；另一类则是根据在高速铁路路基施工中测得的数据以及四个阶段过得的沉降规律，对路基沉降量进行预测。在这两大类的预测方法中后者应用较多，并且第二类的预测技术具体又可以分为以下几种方法，分别是曲线拟合、灰色系统、人工神经网络以及遗传算法等四种。

利用曲线拟合方法对路基沉降进行预测主要是以路基施工中测得的数据和时间之间的关系为依据的，即能够建立一个时间与路基沉降量的函数关系式，然后根据这一关系式推算出在某一时间内路基的沉降量。这种方法进行预测比较简单易懂，常用的曲线拟合法有指数曲线法、时间对数法、抛物线沉降法等多种不同方法。

灰色系统理论主要是通过从已知信息中提取出具有价值的信息，然后根据其中的规律进行描述和控制。而利用灰色系统进行预测是指对已有信息进行处理后与灰色模型建立关系，从中发现规律并进行预测。在该种预测方法中，GM模型是应用较多的一种方式，但是为了保证预测结果的准确性，需要对其进行修正。

所谓人工神经网络法是以人脑或神经网络等特性进行抽象模拟，并能够大规模处理和储存信息的能力，除此之外，还具有较强的适应性、学习能力以及抗干扰能力等。该种方法在处理非线性的问题时具有较强的优越性，而高速铁路路基沉降量的问题属于非线性问题，由此可见，利用人工神经网络法进行处理是具有一定优势的。此外，人工神经网络法主要有两种形式，一种是将对路基沉降产生影响的因素和沉降之间的关系通过用神经网络的隐式表达，然后将某一时刻的沉降情况推算出来；另一种是忽略路基沉降的影响因素，而是将各个时间内的沉降量进行模拟和预测。

最后一种预测方法是遗传算法，该种方法是路基沉降预测的新方法，该种方法和其他类型不同，主要是对参数的代码进行处理，并且对目标函数和其他约束条件没有要求，这对于处理非线性的路基沉降量具有明显的优势。

总之，在对高速铁路路基沉降量进行预测之前，需要先对观测的到的数据资料等进行整理和分析，根据沉降和变形的速率及时调整路基填筑的速率，在采用预测方法时需对其它方面的影响因素进行考虑，在此基础上推出路基的最终沉降量。如果最终的沉降变形量不能满足路基沉降的要求，需要采取相应的措施给以改正。

3 总结

我国铁路交通事业的快速发展迎来了高速铁路建设的高潮，并且已经进入了快速发展阶段。为了有效保障高速铁路路面的平稳性以及列车运行的安全性，对铁路路基沉降的控制就显得尤为重要，这也是延长高速铁路使用寿命的重要条件。由此可见，在高速铁路建设中，路基沉降的观察和预测技术的研究是今后工作的重点内容，必须对其引起足够的重视。

【参考文献】

[1] 程利平.高速铁路沉降观测技术要点分析[J].中国水运（下半月），2013，09（18）：265-266+179.

[2] 千振江.浅谈高速铁路路基沉降观测技术控制要点[J].甘肃科技，2012，15（11）：124-126.

[3] 杨宗贤.高速铁路沉降观测及预测方法[J].科协论坛（下半月），2012，05（14）：37-38.

作者：胥崇峰