TS-DInSAR大区域多尺度沉降监测与精度评定

合成孔径雷达时序差分干涉(TS-DInSAR)已被广泛应用于高铁沿线大区域、多尺度的地面沉降监测方面,但缺乏相应的精度指标。因此,可利用升降轨平台时序解算结果和大量精密水准数据,对大区域内不同尺度的沉降监测结果进行精度评定和分析。研究区域覆盖北京、天津和雄安新区等(面积约3.4×104km2)京津冀核心区域,选取2015年11月～2018年3月51景降轨Sentinel-1A/B和2016年5月～2018年2月44景升轨Sentinel-1A作为数据源,利用TS-DIn SAR分别获取的升降轨平台沉降速率进行交叉验证;另一方面,结合PS点至解算参考点的距离、多尺度沉降速率等精度影响因素,利用大量高铁沿线精密水准数据对同时段PS点的沉降量进行详细的精度评定。研究表明,研究区域内存在不同尺度的沉降,有较多沉降漏斗;升降轨平台监测结果基本一致,标准差为6.47 mm/a;利用大量高铁沿线水准数据对同时段升轨平台沉降量进行验证,中误差为4.17 mm,PS点沉降监测误差与至参考点的距离呈线性关系,在20～80 km的距离内,中误差由2.9 mm递增到4.17 mm;同时,沉降监测误差与PS点沉降速率之间呈现随机分布关系,证明在沉降速率90 mm/a以内的不同尺度沉降监测精度基本相同。研究结果显示:TS-DInSAR能够为平原区域内的基础设施沿线区域沉降监测提供精度可靠的时序数据集,获取的TS-DInSAR沉降监测精度参考指标可应用于高铁等重大基础设施的勘测和运营。     

运营高铁车站黄土路基沉降特征及原因分析

针对黄土地区某高铁车站路基沉降病害问题,选取典型区域,采用PS-InSRA技术对变形区域进行监测,获取2017年2月至2019年6月的Sentinel-1A卫星影像数据并与现场勘测结果相结合,分析形变特征和趋势,以指导后续病害治理。结果表明:研究区域路基沉降主要发生在2017年5月至9月和2018年4月至8月两个时间段,春夏季沉降速率较大,秋冬季相对平稳;地基土含水率在13%~26%之间,在地下2 m和4 m为含水率增加速率临界深度,0~2 m范围内的含水率增加较快,2~4 m范围内的含水率增加速率减缓,4~10 m范围内含水率基本稳定;路基部位地基处理影响范围有限,路基侧沟外侧地基土干密度偏小,渗透系数偏大,路基沉降的主要原因为车站场坪地表汇水渗入地基引起路基黄土层湿化变形。     

京津冀地区高速铁路沿线区域地表沉降监测及时序演化态势分析

为探测京津冀地区高速铁路沿线区域的不均匀沉降,利用基于合成孔径雷达干涉的干涉点目标时序分析技术,借助C波段SAR卫星序列在2015年11月至2018年3月间获取的51景降轨影像数据,提取研究区域的地表形变信息,结合地下水的动态变化及人类活动相关资料对沉降漏斗的演化态势进行归因性分析,并对该区域高速铁路沿线地表沉降监测及时序演化态势进行分析。结果表明:研究区域的年沉降速率为20~206mm·a^-1,漏斗中心最大累积沉降量达248mm,其中,区域内3条高铁沿线均存在明显的沉降,沉降速率均超过100mm·a^-1,最大值位于高铁路线的雄安县段,漏斗中心沉降速率达185mm·a^-1,累积沉降量为200mm;研究区域的整体沉降趋势稳定,沉降主要归因于人类活动,而高速铁路沿线的沉降与地下水开采密切相关。     

黄土地区高速铁路高边坡路基帮宽沉降分析

为研究黄土地区高边坡路基帮宽施工对既有高铁路基附加沉降的影响规律,采用了实时化、可视化、远程化、自动化的静力水准监测方案,对并行段落既有高铁路基进行了2年的持续监测,并运用数据采集、数据滤波、数据平滑等处理方法,得到了高铁路基沉降监测点纵断面、横断面的累计沉降监测结果以及不同施工内容与沉降曲线的对应关系。研究表明,高边坡路基帮宽施工对既有高铁沉降变形影响较大(影响最大值为73. 2 mm),既有路基的沉降变形程度受填土量和涵洞等因素的控制。     

鲁南高铁沿线地面沉降现状及原因分析

为了研究鲁南高铁沿线的地面沉降问题,在综合分析沿线区域地质、水文地质特征的基础上,通过整理长序列的水文监测资料及地面形变监测资料,采用常规D-InSAR和时序InSAR分析相结合的解译方法,得到了鲁南高铁沿线地面沉降的分布特征,并根据InSAR解译的地表形变离散点划分沉降段落,综合考虑不同段落的地层特征、地下水开采程度、工程建设规模等方面的因素,对引起地面沉降的原因进行研究。研究表明:济宁城区、菏泽城区地面沉降量较大,主要原因为地下水的超量开采,采空区塌陷、岩溶塌陷、深基坑降水也会造成不同程度的地表变形,产生不均匀沉降。高铁选线应避开沉降严重段落和不均匀沉降易发区,完善沿线地面的监测网络,做好地面沉降的监测及预测,制定可行的控沉措施,确保高铁的运营安全。     

多时相InSAR技术在高速铁路沉降监测的应用

多时相InSAR能够对大范围的目标区域进行毫米级精度的地表变形监测,是目前对区域性沉降进行监测的重要手段,利用多时相InSAR技术对高速铁路及沿线区域进行沉降监测受到越来越多的关注。以郑万高速铁路某跨河特大桥为研究对象,利用多时相InSAR技术对其受高速列车长期运营载荷和周围人为活动的影响下的沉降情况进行监测分析。监测结果显示,该跨河特大桥区域在2020年10月至2022年2月发生了区域性沉降,大桥沿线沉降呈现漏斗状,漏斗底部最大沉降速率达到28.8 mm/a;同时,对比分析多时相InSAR技术监测结果和精密水准监测结果,两者在该区域沉降速率和沉降变形趋势上均呈现一致性。     

新建铁路对既有高铁附加沉降影响的分析方法研究

基于雄忻铁路保定东站临近既有京石高铁设计项目,综合采用数值仿真分析、理论分析、有限元分层总和法对既有京石高铁路基附加沉降变形开展系统研究。根据既有保定东站站台区既有京石高铁路基附加沉降对比分析结果,确定新建铁路对既有高铁附加沉降影响的基本规律和关键影响因素,提出大断面并站站场路基附加沉降评估的基本流程和关键参数确定方法,形成邻近既有高铁附加沉降评估的成套技术。分析结果表明:数值仿真技术由于当前采用的边界条件和本构模型限制,既有高铁路基仿真结果出现了局部隆起,同现场沉降监测结果并不相符;基于Boussinesq和实体Mindlin理论的分析方法可有效解决既有高铁沉降分析结果的局部隆起问题,但附加沉降影响范围相对较大;有限元分层总和法有效综合了数值仿真分析和理论分析方法的特点,更适宜于复杂工况下的既有高铁路基附加沉降量和沉降范围的评估。     

高速铁路运营线路路基沉降监测系统

路基沉降是影响高铁行车安全的主要因素之一。高铁列车速度快、行车密度大,常规沉降监测模式难以满足需要。采用激光敏感半导体等高新技术,探索适合高铁运营线路路基沉降的自动监测系统,以确保高铁运营安全。经室内测试和现场工程实践检验,研制的沉降监测系统与全站仪监测结果相同,而且能适应一定地域范围,成本低,方便实用,可解决路基沉降自动监测和预警问题。     

高铁桥墩沉降趋势预测

对双曲线法和卡尔曼滤波法进行理论分析,并进行了比较:相对而言,双曲线法的拟合效果相对较差,而采用卡尔曼滤波法这种有效的手段监测高铁桥墩沉降变形并分析变形规律,进而评价其安全状况是非常有必要的。结合某高铁客运专线,介绍了该高铁桥墩沉降监测方法和数据处理分析方法,通过该高铁桥墩沉降变化规律的研究,验证了卡尔曼滤波法的有效性和实用性。     

软土地区某临近高铁基坑支护设计及监测分析

研究目的:高铁旁基坑开挖日益增多,在软土地区极易导致高铁沉降,严重影响安全运营。目前软土地区高铁旁基坑支护设计及监测技术尚不成熟,设计经验及监测数据极度缺乏。本文依托软土地区某紧邻高铁的基坑实例,对其设计及监测进行研究。研究结论:(1)提出高铁侧支护应按变形控制、对支护加强的方案实施,可减小路基沉降;(2)软土地区基坑开挖后高铁沉降时间长,呈蠕变特性,每层土开挖后沉降速率先大后小,最终沉降值很大;(3)同一位置路肩、接触网立柱、铁轨沉降基本一致,基坑中部沉降速率及沉降量较大,两侧及远离基坑处沉降较小;(4)坡脚沉降比路肩、接触网立柱、铁轨沉降小;(5)周边基坑同时开挖及降水,导致两基坑交界处高铁沉降较大;(6)本基坑开挖与降水影响高铁距离约5倍基坑深度;(7)本基坑设计和监测经验可供高铁旁基坑设计、施工借鉴。     

石武客运专线沉降监测方法分析

针对石武客运专线河南段运营期沉降监测项目,系统地总结了路基段、桥梁段、隧道段及各构筑物结合部的沉降监测设计方案和作业方法,并对该高铁线路运营阶段的沉降监测数据进行分析。结果表明,该沉降监测项目测试数据质量好,达到了预期精度指标。本文所阐述的沉降监测方法可为高速铁路建设和运营期沉降监测提供参考。     

盾构下穿沪杭高铁高架桥设置围护桩的效果分析

杭州地铁1号线乔司北站—临平高铁站区间左、右线盾构先后近距离侧穿沪杭高铁高架桥墩,为减少盾构掘进施工对高铁桥墩的影响,预先在隧道与被穿越高铁桥墩间打设围护桩。通过数值模拟和监测数据分析,证明预设的围护桩可有效减少高铁桥墩的沉降和水平位移。在实际工程中具有广泛的应用。     

修正灰色模型在路基沉降预测中的应用

0 引言 高铁路基沉降变形监测是高铁运营维护观测的重要内容[1].合蚌高铁淮南东站路基观测地段位于淮南东站小里程方向,属高路堤地段. 灰色系统是指部分信息已知而部分信息未知的系统,灰色系统所要考察和研究的是对信息不完备的系统,通过已知信息来研究和预测未知领域从而达到了解整个系统的目的[2-3].灰色模型[4]在进行趋势预测方面并不需要典型的和较长的数据列,为此将其引入淮南东站路基沉降监测中,进行沉降变形预测.     

运营高铁软基沉降加固及质量检测技术

研究目的:近年来,我国高速铁路建设发展迅猛,高速铁路路基工后沉降控制标准非常苛刻。而高速铁路路基对沉降非常敏感,受抽取地下水、弃方堆填、深基坑开挖、周边环境变化等因素的影响,极易发生沉降病害。鉴于我国高铁发展历史较短,高速铁路路基沉降病害治理的经验非常匮乏,十分有必要开展运营高铁路基沉降病害加固处理和质量检测的技术研究工作,为同类型病害治理工作提供经验和技术支持。研究结论:本文通过对东部某运营高铁病害路基工点加固技术的研究,得出:(1)旋喷桩联合袖阀管注浆加固技术可应用于高速铁路路基沉降病害整治,加固效果显著,同时适用于运营高铁软基沉降的加固;(2)钻孔取芯、面波检测、沉降监测等手段可有效检验高铁软基沉降加固效果;(3)该研究成果可为今后高速铁路沉降病害路基的整治设计、施工提供借鉴。     

高速铁路中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系

中低压缩性土是高铁路基的主要承载地层，对其性能的认知水平和处理技术直接决定了高铁路基沉降控制效果和建造成本。对中低压缩性土近十多年研究成果进行系统总结的基础上，首先，介绍高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系及其各重要组成部分；然后，分别详细论述了中低压缩性土变形特性与分类标准、毫米级工后沉降计算方法以及地基处理等核心技术；最后，通过工程实例从土性分类、工后沉降计算、地基处理措施以及监测反馈、评估等各环节，展示高铁中低压缩性土路基工后沉降控制技术管理体系在工程实践中的应用。结果表明，高铁中低压缩性土路基工后沉降控制与技术管理体系可以实现中低压缩性土判别分类、高精度沉降计算、经济适宜的地基处理、变形监控反馈的有效衔接，从管理角度实现建设、勘察、设计、施工、监测、评估各个单位的协同工作，达到动态闭环控制，确保高铁中低压缩性土路基满足“毫米级”工后沉降要求。     

近运营线高铁站房施工沉降变形智能监测研究

高速铁路运营环境安全、可靠是列车高效运行的前提。以海南环岛高铁某邻近运营线路站房工程为研究对象,通过变形监测系统选型研究,确定采用基于静力水准仪的自动化智能监测系统,在高铁站房施工阶段进行施工区域以及站台和线路沉降变形监测。全过程、全时段的智能监测相较人工监测,可即时采集多种监测项目数据,并同步分析处理、及时预警。静态液位系统的实时高精度测量,为邻近高速运营线的运行安全提供重要保证。研究结果可为类似站台限界工程提供技术参考。     

某高铁沿线灌溉引发沉降影响及防治措施研究

研究目的:我国中东部平原地区高铁沿线分布大量的农业灌溉井,季节性大量抽取地下水用于农业灌溉将导致临近的高速铁路发生沉降,直接威胁高速铁路的平稳安全运营。本文针对某高铁区段范围内的农业灌溉井周期性抽水问题,通过建立考虑加卸荷下土体硬化特性的三维数值仿真模型,模拟分析农业灌溉抽水引发的高铁沉降影响以及农业灌溉井位置和开采模式优化调整措施的防治效果。研究结论:(1)临近高铁的灌溉群井短期大量抽水将产生沉降叠加效应,对高铁造成较严重的沉降影响;(2)将开采井群位置调整至远离高铁后,高铁沉降速率和最终沉降减小,沉降漏斗趋于平缓,差异沉降量显著降低;(3)在保持地下水总开采量一定的情况下,采用"相对较长的开采时间+较低的开采速率"开采模式后,高铁沉降速率和最终沉降减小,沉降漏斗趋于平缓,差异沉降量显著降低;(4)本研究成果可应用于平原地区农业灌溉抽水引发的沉降影响评估及防治。     

高速铁路基础变形测量技术体系探讨北大核心

高速铁路基础沉降变形监测与控制对其高可靠性、高稳定性、高平顺性十分重要。本文对适于高铁基础沉降变形观测的各种测量技术进行了分析,提出了全面普查与重点观测相结合、静态与动态检测相结合、定期检测与实时监测相结合、高精度与低精度测量技术合理搭配的沉降变形测量技术体系,以期实现高铁基础沉降变形观测技术的经济合理性和历史数据可追溯性。     

沪杭高铁运营期桥梁地基处理效果评价北大核心

沪杭高铁跨越滨海平原、湖沼平原和杭嘉湖平原,各地貌单元内均衡分布特大桥8座。为探讨沪杭高铁运营以来上部结构的沉降变化规律,评价各特大桥地基的处理效果,评判各地貌单元地基土的压缩特性,按照现行规范技术要求,建立了全线线下沉降监测基准网。本文对各特大桥沉降监测数据进行了分析,结果表明,沪杭高铁运营期间大部分桥梁沉降已趋于稳定,且沉降量远小于规范限值。     

高铁数字化运维中的北斗创新应用

随着交通强国建设工程的不断推进，基于铁路安全可靠、高效运营的宗旨，对铁路高品质安全运营提出了更高的要求，迫切需要解决传统运营维护模式中存在的自动化程度低、运维成本高、作业效率低、缺乏对突发性灾害的主动预警等问题。以京沪高铁为背景，围绕基础设施环境、轨旁高耸构筑物、运维作业人员3个要素，提出一套北斗高精度卫星导航技术在高铁数字化运维中的应用方法，研究基础设施形变监测、通信铁塔倾斜监测、上道作业人员安全监测的业务数据在BIM+GIS数字孪生平台上的融合承载，并提出国内首例全功能高铁北斗安全生产示范应用设计方案，实现了沉降10 mm以上、建筑间位移25 mm以上的自动监控预警。该方法能够为高铁数字化运维提供可视化的现场监测信息以及智能化的决策信息，保障运营安全，提升运维效能。