DCM结构变形自动监测在高速铁路路基沉降观测中的应用简析

邹程

中国港湾工程有限责任公司 北京 100000

1 DCM结构变形自动监测系统简介

随着铁路、公路、城市轨道交通建设的高速发展，国家对交通设施建设与交通运营的安全保障提出了更高的要求，提出了工程建设信息化，以及鼓励基于互联网+的安全信息化新技术的应用与推广。DCM 结构变形自动监测系统软件，已经成功应用于国内重点铁路工程与轨道交通工程，通过系统测量设备与工控设备，实时测量和传输结构变形数据，无线（或有线）传输至互联网（或局域网）的系统数据平台服务中心，通过DCM结构变形自动监测系统软件实现数据的接收、处理、存储、分析、发布等功能，为用户提供对测量结构的远程自动测量和监控服务[1]。

2 DCM 结构变形自动监测系统特点

（1）DCM 结构变形自动监测系统软件的操作简单易学，只需操作鼠标或简单的输入数字，就可以查询到最新的变形数据，即使是没有计算机操作经验的人员，也能在短时间内轻松地掌握系统的运用。

（2）DCM结构变形自动监测系统可以实现固定时间间隔内的自动观测，无需观测人员按规范频次要求进行手动观测，即节省了沉降观测时间，又可以提高路基填筑施工的进度。

（3）DCM 结构变形自动监测系统软件提供了十分方便的查询手段，可以查询不同时间，不同监测点的各种数据。

（4）配以图像显示，可以给查询者更直观的印象，也更便于数据的分析。

（5）充分利用现代化办公设备，开发了网络功能，可以第一时间了解到铁路路基的变形数据，查询历史数据资料。并可进行数据导出，便于数据打印与分析。

3 监测元器件的主要技术要求

3.1 DCM沉降自动监测系统

DCM自动监测系统设备由DCM自动监测物位计、基准板、沉降板、定位装载箱、连接总线等元件组成。

3.2 监测元件埋设与安装

（1）沉降板埋设位置应按试验设计测量确定，沉降板埋在褥垫层顶部并嵌入其内10cm，采用中粗砂回填密实，再套上保护套管，保护套管略低于沉降板测杆，上口加盖封住管口，并在其周围填筑相应填料稳定保护套管，完成沉降板的埋设工作。

（2）采用水准仪按国家二等精密水准测量方法测量埋设就位的沉降板测杆杆顶标高作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以1m为宜，接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接，保护套管用PVC管外接头连接[2]。

（3）DCM自动监测断面适用于路堤填筑较高，并且地基土为第四系地层的路桥过渡段范围内的路基面与地基沉降的观测，观测断面布置分别位于桥台2m、15m及30m处，每一个沉降观测断面于路基基床表层以下及地基土中埋设物位计及沉降板，靠近桥台处的观测断面埋设基准板（含中继基准板）、定位装载箱、及基准物位计。并且于路堤坡脚外2m设置边桩进行坡脚位移监测。

3.3 观测技术要求

（1）路堤地段从路基填土开始进行沉降观测；路堑地段从开挖完成后开始观测。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。

（2）沉降观测设备的埋设是在施工过程中进行的，施工单位的填筑施工要与设备的埋设做好协调，做到互不干扰、影响。观测设施的埋设及沉降观测工作应按要求进行，不能影响路基填筑质量。

（3）观测精度要求：路基沉降观测水准测量的精度为±1.0mm，读数取位至0.1mm；位移观测测距误差±3mm；方向观测水平角误差为±2.5″。

（4）出现下列情况，应加密沉降变形观测频次，必要时制定专项观测方案进行监测：

①沉降发生突变。

②连续两次观测的沉降差大于4mm。

③地下水位变化、暴雨、地震、邻近施工等外部环境变化。

（5）出现下列情况，可降低沉降变形观测频次：

①冬休期。

②填筑或堆载暂停超过10天。

4 DCM变形监测使用中的注意事项

路基在填筑过程中容易造成监测系统已埋设的元器件损坏，导致数据观测中断。首先路基填筑需要等维修完成，数据恢复观测后方可继续施工；其次影响路基沉降观测的频次和时间要求，数据观测周期不满足要求将导致观测期的延长，；再次，维修难度大、费用高、时间长，导致工程成本的增加和进度的滞后[3]。

观测数据作为铺设轨道前评判路基工后沉降是否满足要求及作为工程竣工验收的依据。为了避免因损坏监测系统元器件导致观测数据中断，施工中需要注意以下几点：

①项目部应成立专门的试验小组，进行元器件的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。

②元件埋设是应根据现场情况进行编号，有导线的元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内。

③砌筑保护井对引出至路基坡脚的观测箱进行保护，保护井的位置需要提前规划，避免与路基附属构筑物的位置冲突。

④凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压，不得采用大型机械推土机碾压，并配备专人负责指导，以确保元器件不受损坏。

⑤各施工队应制定稳妥的保护措施并认真执行，确保元器件不因人为、自然等因素而破坏。元器件埋设后，制作相应的标识旗或保护架插在上方。路堤填筑过程中，派专人负责测试断面的保护。