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。     

D-InSAR技术在高速铁路区域沉降监测中的应用研究

介绍InSAR和D-InSAR的基本原理及应用领域,通过工程实例,将D-InSAR数据处理得到的沉降结果与水准沉降监测结果进行对比分析,验证了D-InSAR技术应用于高速铁路区域沉降监测的可行性。     

全站仪在高速铁路水中墩沉降观测中的应用探讨

高速铁路沉降观测基本采用国家二等水准测量精度进行施测,满足变形监测三级要求。在高速铁路桥梁跨越大面积水域或河流时,特别有连续的大跨度水中墩时,按二等水准要求进行跨河水准测量。一般情况下,现场无跨河水准测量的场地条件。讨论采用徕卡TCA2003智能全站仪进行中间设站精密三角高程测量方法代替二等水准测量,分析中间设站精密三角高程测量满足二等水准测量的条件。     

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。     

地基InSAR技术在昌吉赣高速铁路路基边坡监测中的应用研究

针对昌吉赣高速铁路某边坡在抗滑桩治理后仍存在变形问题,本文采用地基InSAR技术对其进行高精度监测试验。结果表明:(1)在参数合理设置情况下,地基InSAR雷达回波信号较强,能够获取该边坡毫米级微小形变场;(2)该抗滑桩加固边坡在监测期间变形趋势较为平缓,大部分形变累积量在3 mm以内,部分区域形变累积量达到5～6 mm,说明该边坡整体相对稳定;(3)地基InSAR与全站仪监测结果较为吻合,但相比全站仪单点位移观测相比,地基InSAR技术具有监测范围大、时间和空间分辨率高等优势,可有效监测分析边坡形变空间特征及变化趋势。本文监测结果为该边坡稳定性评价提供了重要基础资料,初步验证了地基InSAR在高铁边坡稳定性监测中的可行性及其应用潜力。     

高速铁路900 t箱梁架梁过程中桥墩沉降监测

以京沪高速铁路土建四标的淮河特大桥为例,对高速铁路桥梁在架梁过程中的桥墩沉降监测情况进行了分析总结,总结出了荷载与沉降的关系式。     

铁路客运专线桥墩沉降趋势预测方法的研究

为保证高速铁路运行安全,必须在运营阶段加强桥梁的监测,并对桥梁的变形作出预测。本文结合津秦客运专线桥梁区段地基沉降监测,采用双曲线法和卡尔曼滤波法对桥墩的沉降预测进行了理论研究,并与同一组桥墩沉降观测数据进行对比,说明采用卡尔曼滤波法进行预测的结果符合墩台沉降变形规律,能比较准确预测桥墩的最终变形。     

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。     

高速铁路隧道路基沉降监测方案研究

隧道是铁路运营的重要设施,隧道沉降控制在铁路运营安全中起着至关重要的作用。以京广高铁为背景,在研究现有的静力水准远程自动化监测方案和激光远程测量监测方案的基础上,利用激光测量技术与计算机技术,提出了一种新的路基沉降监测方案——机器视觉监测方案。该方案使用片光源与图像识别技术解决了监测系统精度与成本的矛盾,能对高速铁路隧道路基沉降变形进行准确的监测。     

高速铁路工程沉降变形观测与评估管理系统研究

阐述我国高速铁路工程沉降变形观测与评估管理系统的管理对策思路、沉降变形信息要素、沉降观测业务功能、技术架构和功能设计等.针对基本信息模块、沉降数据观测模块、评估结果模块、综合查询模块、数据传输模块的功能设计,以及沉降评估软件接口进行论述和分析.高速铁路工程沉降变形观测与评估管理系统适应高速铁路建设现场沉降观测与评估管理特点,稳定性好,可满足建设、评估、监理和施工单位的不同需求.     

高铁沿线地下水位动态变化引发的成层弱透水层固结研究

采用Laplace变换和传递矩阵法推导高铁沿线地下水位动态变化引发的成层弱透水层固结变形的解析解,通过与ABAQUS数值计算结果对比验证解析解的正确性。利用解析解对某高速铁路沿线成层弱透水层的固结性状进行研究,计算地下水位动态变化下土层的固结变形量、变形速率和超静孔隙水压力随时间的变化,并分析土层压缩模量和渗透系数对土层固结变形的影响。研究结果表明:随着地下水位降低,土层中孔隙水压力逐渐降低,土层固结变形量和变形速率逐渐增加;当地下水位保持稳定后,土层固结变形速率逐渐降低,但土层仍持续较长时间的固结过程;土层压缩模量越大,土层系统总沉降量和沉降速率越小;土层渗透系数越大,土层总沉降量越大,水位稳定后土层系统完成固结的时间越短。     

高速铁路路基常用沉降变形监测方法浅析

介绍高速铁路路基沉降监测常用测试方法及工作原理,并对比分析各自的优缺点,讨论了适用于路堤、地基浅层以及地基深层的沉降监测方法以及提高变形监测精度的方法和措施,分别基于沉降板及传感器方法对某工程实测数据进行了沉降预测。     

华北平原地面沉降对高速铁路的影响及其对策

研究目的：研究掌握中国华北平原区域地面沉降特征及其对高速铁路工程的影响，提出针对性的防治对策与工程措施，供高速铁路勘测、设计及施工参考。 研究方法：本文结合某高速铁路北京至济南段沿线地面沉降情况，采用统计分析方法对铁路沿线各段落的地面沉降的幅度、速率及线路坡度的改变进行了计算和预测，并参考有关规范标准计算分析了不均匀沉降对高速铁路桥梁、路基及轨道平顺性的影响。 研究结果：研究确定了华北平原地面沉降区内的地表变形特征及其对高速铁路的影响方式、影响程度，并提出了针对性的防治措施和对策。 研究结论：区域性地面沉降会改变线路坡度，同时对桥梁、路基及轨道平顺性会产生一定影响，而局部的不均匀沉降对高速铁路工程的影响相对较大，可通过控制地下水开采、合理选线、采取合理的线路坡度及适宜的工程结构措施加以防治。     

武广高铁红黏土地基沉降计算方法研究

研究目的:高速铁路对地基沉降的控制标准非常严格,为保障轨道的高平顺性,要求工后沉降达到15 mm以内,相当于零沉降的要求。武广高铁沿线分布有100多公里的红黏土,红黏土作为一种典型的特殊土,工程特性有别于常规土体,查明红黏土的变形沉降特性,获取适用于武广高铁红黏土地基的沉降计算方法,可为采取合理的措施保证高速铁路的地基沉降在控制标准之内提供依据,并具有重要的工程应用价值。研究结论:(1)建立了适用于红黏土地基沉降计算的分层总和法;(2)将该方法应用于沿线红黏土地基沉降计算,与基于监测资料的沉降预测值基本相当,(3)该方法适用于武广高铁红黏土地基沉降计算,并可为类似工程提供参考和借鉴。     

北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用

运用北斗高精度定位技术对一高速铁路的桥梁段、路基段沉降变形进行了现场监测试验,研究该技术用于高速铁路基础设施沉降变形监测的精度和可靠性。研究结果表明:高速铁路接触网高压线对北斗测量精度的影响可以忽略,受台风天气电离层的影响较大,分析长期变形监测数据时应注意对台风天气引发的异常值进行识别和处理;北斗变形监测系统的测量中误差与基线长度呈线性正相关,基线长度在3 km以内时测量中误差不超过3 mm,可满足高速铁路有砟轨道的沉降观测技术要求,在监测精度要求较为严格时,建议基线长度控制在1 km以内。     

郑徐高速铁路郑州段区域地面沉降预测分析

针对郑徐高速铁路沿线存在的抽水引起的区域地面沉降问题,以郑州段为例,通过系统分析沿线地下水开采量、开采时间导致的地下水渗流场的变化情况,采用Visual Modflow软件,模拟地下水水位变化,分析地下水流场及降落漏斗范围,结合岩土力学分析法,建立地面沉降数学模型,预测地下水水位下降引发的地面沉降发展的趋势。利用长期观测井水位变化数据对模型进行了验证,模型计算得到的水位和实际水位基本吻合。进一步研究在现状抽水条件下未来10、20年郑州段的地下水位下降和地面沉降发展趋势,分析表明:抽取地下水引起的区域地面沉降大大超过高速铁路无砟轨道工后沉降容许值,建议建立施工期沉降监测网络,并将区域地面沉降最为严重的DK0~DK10段改为有砟轨道形式通过,得到了有关部门和建设单位的批准采纳。     

高速铁路紧邻深厚煤矿采空区和地下水超采叠加影响规律研究

深厚煤矿采空区和地下水超采的叠加影响,对邻近的高铁建设和运营存在较大的风险。本文以某高铁附近的古城煤矿为例进行了研究。在勘察设计过程中,应用概率积分法和手册法,对采空区变形规律进行了时空分析,并评价了其对高铁工程的影响。结合InSAR监测和地面沉降实测,进一步验证了采空区变形时空特征。研究结果表明：(1)古城煤矿上覆基岩厚度大于1000m,采后形成的采空区多呈"弯曲型"垮落,中心沉降量小,对地表影响较小;(2)InSAR监测和实测表明,采空区已进入沉稳阶段,对高速铁路工程安全稳定已基本无影响;(3)地下水开采引起的地面沉降是地表形变的主要因素,其中浅层灌溉抽水引起的局部不均匀沉降对铁路工程的平顺性影响更大,应采取相应的管控措施。     

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。     

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。     

高速铁路深厚松软土层CFG桩复合地基现场测试技术综述

依托京沪高速铁路正线工程--李窑工点对高速铁路深厚松软土层CFG桩复合地基现场测试技术进行了试验研究.结果表明,液位沉降计与单点沉降计联合测试法适用于对深厚松软土层深部沉降及压缩变形的远距离自动监测;对于路堤本体和地基浅层的沉降及变形监测,除了在少数关键部位采用上述联合测试法外,主要采用了沉降板或剖面沉降管和精密水准测试的方法.