摘要： 随着国民经济的增长，我国高速铁路飞速发展，高铁施工技术不断进步，满足了人们对于线路质量、运行速度、运输量的高指标要求，是先进技术的代表，在国际上也享有盛誉。本文介绍了高速铁路路基工程变形观测目的、观测方法、及观测方案与实施，对高速铁路技术发展做出贡献。
关键词： 高速铁路路基；变形观测；方案与实施
中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）13-0075-02
0 引言
自世界上第一条铁路诞生以来，世界各国都为如何提高列车的行车速度投入了大量的人力物力。最早将高速铁路投入使用的国家是日本，二十世纪90年代之后，世界各国都开始了修建自己高速铁路的进程。在我国，一大批科研人员就对高速铁路进行了基础研究，并借鉴外国先进的理论和自己的实验，制定了一系列规范，形成了我国自己独特的高铁技术，并建成了世界上首屈一指的高速铁路。
1 高速铁路路基工程变形观测目的
高速铁路设计过程中对高铁的路基有着相当高的要求和标准，因此在设计过程中一定要经过变形计算。由于受多种因素的影响，路基变形已经不能单靠因变形计算的精度来实现控制，一定要将路基变形的动态观测放在施工的重要位置，对动态的数据进行分析，调整设计规划，将路基的变形控制在规范内。同时，为实现客运专线无碴轨道结构铺设质量，要确定其开始铺设的合理时间。
2 变形观测的内容及要求
2.1 变形观测的内容
①以路基的高度和条件为标准来划分变形观测：路堤的变形观测：路基面；路基基底；路基两侧路肩；路基两侧坡脚。
路堑的变形观测：路基面；路基基底；路基两侧路肩。
②以过渡段的设计形式为标准划分变形观测：过渡段的变形观测：路桥的过渡段；路堤与涵洞的过渡段；路堤与路堑的过渡段。
2.2 变形观测的控制要求 路基变形对高速铁路路基影响非常大，因此一定要使路基的变形在规范的要求之内。路基变形的主要治理对象为工后变形，工后变形是在整个高铁路基施工完成后对于变形所进行的修正措施。我国当前计划修建无碴轨道，在吸收了国外先进的理论经验和实际经验的基础上得出了线路正常使用的变形范围，并以此为基础确定了工后变形的可修正程度。对于每20米路基段内的不均匀变形、路基与桥涵之间高低不平，不能连接平整以及轨道与轨道之间的折角等各个问题都做出了严格的规范要求。无碴轨道的工后变形控制值，一定要从符合扣件可调整范围、线路正常使用、结构稳定以及工程的长期正常运营多方面因素来最终实现，从而达到无碴轨道正常使用的要求。以德国铁路技术规范为标准，调高量为30mm的扣件，在施工中规定可以调高量一般为+6mm和-4mm，这样的话就只有20mm左右在许可的变化范围，再加上还要顾虑到正常使用后会发生的轨道变形约为5mm，这样一来，路基的变形就只能控制在15mm左右，只有不超过这个范围，高速铁路才能正常投入使用，所以局部的调整一定不能超过这个范围。德国规范对于20m范围内的均匀变形要求在20mm以内，如果超过20m，则可以适当扩大，一般要求为扣件可调整范围的双倍，即30mm。对于不可避免的各个构件在连接处的变形，如在采取特殊措施的情况下，差异变形应当控制在5mm之内。相应地，工后变形的差异变形要控制在5mm之内。以日本新干线板式轨道线路规范为标准，要求路桥、路涵等过渡段由于变形而形成的折角，应当小于1/1000，以德国无碴轨道为标准则应小于1/500，而在我国，在路基上铺设无碴轨道应当以小于1/1000来进行控制。
3 观测点布置
3.1 路堤与路堑观测点的布置原则
3.1.1 路堤 一般情况下沿线路方向间隔不大于50m布设一个观测断面，地基条件复杂、地形起伏大时应适当加密，25m布设一个断面。一个变形观测单元（连续路基变形观测区段为一个单元）应不少于2个观测断面。堆载预压时每个路堤观测断面应布设一组组合式变形板，即在线路中心线布设一组（每组包括观测内容中要求的深度上的不同部位），路基两侧路肩布设变形观测桩，路基两侧坡脚外1m各埋设水平位移观测桩一处。对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的路基工点应布设不少于1个横向观测断面，每个断面3组观测点。无堆载预压的段落，两侧路肩各设变形观测桩1个。
3.1.2 路堑 一般情况下沿线路方向每50m布设一个观测断面，地基条件复杂、地形起伏大（以设计文件为准）应适当加密，25m布设一个断面。一个变形观测单元（连续路基变形观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。无堆载预压的段落，每个路堑断面在两侧路肩各设观测桩1个。采取堆载预压的段落，每个路堑断面在线路中心设变形板一组，两侧路肩各设观测桩1个。
3.2 路堤和桥梁、涵洞过渡段观测断面和观测点的布置原则
3.2.1 路桥过渡段 ①于路肩两侧各设置一处观测桩，观测桩露出地表或基床，路基两侧坡脚外1m各埋设水平位移观测桩一处，其埋设应能牢固可靠。②每个路桥过渡段设置3个观测断面，分别设置于与桥台连接处、距离桥台5～10m、20～30m处。③每个路基观测断面应布设一组组合式变形板，即在线路中心线布设一组（每组包括观测内容中要求的深度上的不同部位）。
3.2.2 路涵过渡段 ①每个路基观测断面应布设一组组合式变形板，于路肩两侧各设置一处观测桩，观测桩露出地表或基床，其埋设应能牢固可靠。②每个路涵过渡段路基设置6个观测断面，分别设置于涵洞与路基交界处、距离涵洞5～10m处，距离涵洞10～20m处。
3.2.3 路堤与路堑过渡段 路堤与路堑过渡段分别在距离填挖分界点5～10m处设置路堤、路堑观测断面各一处。
4 变形观测方案设计
4.1 路基变形观测
观测断面及观测点的设置原则：
①路基变形观测应当把对路基面变形和地基变形观测放在主要位置。据具体条件的不同来具体的进行设置，如不同的地基条件，不同的结构部位；在满足设计要求的前提下，测点的设置位置还一定要从施工的地质地形情况出发进行调整或增设。②一定要把观测点设在同一横断面上，因为只有这样才更容易进行观测点的看护，更容易集中观测，更容易统一观测频率，各观测数据的综合分析也就更加方便。③一般情况下在沿线路方向的路基面观测断面间距应当小于50m；如果是在平坦、地基均匀的路堑的情况下、高度小于5m的路堤要求相对可以放低，大约小于100m就可以；相反地，如果地形条件变化较大地段就一定要加多观测断面的量。④一般路基填筑至路基基床表层顶面，加堆载预压的路堤填筑至基床底层表面后，在路基面设观测桩，进行路基面变形观测，观测时间要求至少6个月以上。根据观测数据分析，最终确定地基的变形量施工所用时间，期间要随时对设计进行调整，从而使施工顺利完成，达到预期的目标。⑤按照规范与设计进行测点及观测元器件的埋设，埋设一定要稳定。一定要采取措施对观测期间的观测点进行保护，防止由于施工机械或人为因素造成的损坏，使得观测工作能够顺利完成，达到预期目标。
4.2 监测方法及要求
4.2.1 观测频次要求 测试初始读数一定要在所有元件埋设后就进行，然后在路堤正式填筑之前，还应当对所有元件进行复测，并将复测数据作为正式的初始读数。
4.2.2 观测方法及测量精度要求 对于标高水准的测量应要符合二等变形等级测量技术等的规范要求，测量精度控制在±1mm，读数取时位数取到0.1mm。
4.2.3 元件保护要求
①对变形观测监测组进行小组安排，各尽其职，各小组成员按小组安排，在各自管区内对元器件进行埋设、观测和保护工作。②做好数据的记录，对元件的编号及其所在位置的情况作详细的记录。③如果发现有损坏的埋设元件一定立即向监理负责人报告，申请补埋设新的元件。④在埋设初步完成后，要在埋设上方安置标示写上警语，防止不知情情况下造成埋件的破坏。在变形埋设一米范围内土方施工硬顶不可采用大型机械进行而应当采用人工摊平及小型机具碾压，并有埋设专员对施工进行监督，防止埋设元件遭到破坏。⑤施工过程中一定要注意做好各项保护工作，预防埋设元件因自然或人为因素而受到损坏。
5 结语
安全施工不仅是全部工程的主题也是铁路建设的目标。当前，我国的客运专线由于受地质条件、技术条件等因素的影响，面临这众多难以解决的问题，而工后路基的变形就是其中一个较难控制的问题，对于路基的有效变形观测成为工程师关注的焦点。因此，如何才能科学、有效地分析和预测工后变形成为高速铁路质量控制的关键点。本文虽然提出了高速铁路路基工程变形观测方案设计与实施，但是高速铁路路基的建设与变形问题还需要在施工实践中不断提出，不断总结出先进的理论，用于指导高铁的建设，使高铁真正成为高速安全的客运专线。
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