淺談數(shù)據(jù)處理鐵路下開采地面變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理本科畢業(yè)論文

1、淺談數(shù)據(jù)處理鐵路下開采地面變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理本科畢業(yè)論文摘要: 鐵路下采煤是一個(gè)帶有普遍性的問題，鐵路要為列車的高速行駛提供一個(gè)高平順性和高穩(wěn)定性的軌下基礎(chǔ)，必須在運(yùn)營條件下將線路軌道保持在要求的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，這無疑就對(duì)鐵路的穩(wěn)定提出了很高的要求，為了確保采區(qū)鐵路的安全運(yùn)行，就要對(duì)采區(qū)鐵路進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，并根據(jù)相關(guān)理論，科學(xué)合理的預(yù)測(cè)工后的沉降和水平移動(dòng)，以確保鐵路的安全運(yùn)行。礦區(qū)鐵路線下構(gòu)筑物具有多樣性，其變形特征也各不相同，本文就礦區(qū)鐵路路基沉降和水平變形分析與預(yù)測(cè)的方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，其中包括控制網(wǎng)和觀測(cè)線的布設(shè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，以及采集之后的數(shù)據(jù)處理等工作，并探索了相適宜的預(yù)測(cè)方法，具有

2、重要的工程價(jià)值。關(guān)鍵詞：鐵路、變形監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理Abstract：The mining under railway is a universal problem , The railway must provide a high smoothness and high stability foundation under the axle for trains high speed travel, We must keep the design parameter into demanded range under our operation condition, which raises m

3、uch higher request for the settlement of high-speed railway. In order to ensure the safe operation of the mining area railway, we should deformation the Mine railway. Then predict the post-construction settlement scientifically an reasonably, according to the related theory. In order to ensure the s

4、afe operation of the mining area railway. Structures with Mine railway line has diversity, and settlement characteristics are also different. Settlement analysis and prediction methods of Mine roadbedhave been systematically studied in this paper. Including control nets and observation line laid, mo

5、nitoring data collection, and gathering the data handling after work. We also explore the appropriate and high-precision settlement prediction methods in the paper. It has important engineering valueKey words: Railway, Deformation monitoring, Data processing1 引言鐵路下采煤是“三下”采煤重點(diǎn)研究的問題之一，在我國，煤礦區(qū)開采影響范圍內(nèi)的鐵

6、路線有鐵路干線（國家一、二級(jí)鐵路），鐵路支線（國家三級(jí)鐵路），和礦區(qū)專用線。鐵路線路主要由路基、道床、軌枕和鋼軌組成，路線的基礎(chǔ)是路基。列車的動(dòng)荷載通過軌枕和道床傳遞給路基，因此，路基必須通常保持足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。但是，鐵路下方的煤層被采出以后，地表首先移動(dòng)并帶動(dòng)路基移動(dòng)，于是引起線路的上部建筑道床、軌枕、鋼軌、連接零件和道岔的一系列變化。采空區(qū)是上覆巖層的移動(dòng)波及地表以后，位于采空區(qū)上方的路基開始下沉，隨著回采工作面的進(jìn)行，路基下沉量逐漸增大。下沉范圍亦不斷擴(kuò)展，在路基最大下沉點(diǎn)和下沉邊界之間下沉呈連續(xù)漸變的分布3。路基的移動(dòng)和變形使線路上部建筑物的標(biāo)高和平面位置發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為豎直方

7、向的下沉、水平方向的橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)，由于這三種移動(dòng)在線路的相鄰點(diǎn)上對(duì)的不均勻性，使線路發(fā)生坡度的變化、豎曲線形狀的變化、兩條鋼軌水平的變化、線路方向的變化、軌距的變化4。如果這些變化在允許的范圍之內(nèi)，則認(rèn)為是正常現(xiàn)象，如果超過了一定的限度，就會(huì)對(duì)線路的工作狀態(tài)產(chǎn)生不利的影響。2 鐵路沉降觀測(cè)的內(nèi)容及要求1）觀測(cè)站連測(cè):測(cè)點(diǎn)與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進(jìn)行的GPS控制測(cè)量。2）全面觀測(cè):觀測(cè)站內(nèi)部各測(cè)點(diǎn)的高程測(cè)量、點(diǎn)間距測(cè)量和支距測(cè)量。3）水準(zhǔn)測(cè)量:觀測(cè)站工作測(cè)點(diǎn)的沉降觀測(cè),按一定周期單獨(dú)進(jìn)行。4）地表附屬物的測(cè)定、編錄:對(duì)鐵路沿線地表塌陷裂縫、臺(tái)階和鐵路沿線輸電線路下沉、鐵路橋涵破壞和鋼軌接頭脫節(jié)扭曲

8、、道釘崩落等地表附屬物破壞狀況進(jìn)行實(shí)地勘查、素描和測(cè)量,并編錄臺(tái)帳。3 工程實(shí)例某煤礦礦區(qū)范圍為：E1300232E1303437,N470532-N472907，另一煤礦位于鶴崗煤田東北部，在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用西安80坐標(biāo)系，高程采用1985年國家高程基準(zhǔn)。由于在礦區(qū)內(nèi)做鐵路地面變形監(jiān)測(cè)，高程控制網(wǎng)是根據(jù)礦區(qū)的兩個(gè)國家三等水準(zhǔn)點(diǎn)按國家二等水準(zhǔn)測(cè)量要求導(dǎo)到測(cè)區(qū)，布設(shè)高程控制網(wǎng)。另外，礦區(qū)內(nèi)有三個(gè)已知點(diǎn)，分別為T1、T2、T3，在觀測(cè)區(qū)布設(shè)一個(gè)由4個(gè)控制點(diǎn)（分別為Q1、Q2、Q3、Q4）組成的GPS控制網(wǎng)，其精度按國家三等精度要求的標(biāo)準(zhǔn)布設(shè)，網(wǎng)形設(shè)計(jì)采用邊連式。GPS控制網(wǎng)如圖1。 圖

9、1 測(cè)區(qū)GPS控制網(wǎng)圖 圖2 路基觀測(cè)線根據(jù)鐵路線下工作面布局狀況,沿路基南側(cè)布設(shè)一條東西走向觀測(cè)線,觀測(cè)線上布設(shè)了平均間隔為25m的9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(分別為E1E9)，觀測(cè)點(diǎn)至鋼軌的距離為1.52.0m，用于鐵路的沉降變形監(jiān)測(cè)。路基觀測(cè)線如圖2。3.1 變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取1）使用儀器：徠卡DNA03型電子水準(zhǔn)儀；全站儀2）作業(yè)方法：高程觀測(cè)a高程連接測(cè)量：高程連接測(cè)量是根據(jù)礦區(qū)水準(zhǔn)基點(diǎn)將高程導(dǎo)至觀測(cè)線的控制點(diǎn)上，同時(shí)將鐵路原有的水準(zhǔn)點(diǎn)也聯(lián)測(cè)上。高程連接測(cè)量按國家三等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行。測(cè)出路基觀測(cè)線和軌道觀測(cè)線的高程。b首次觀測(cè)：按二等水準(zhǔn)要求進(jìn)行。C巡視測(cè)量：在預(yù)計(jì)開始移動(dòng)前，應(yīng)每隔3-4天對(duì)全部或部分路基點(diǎn)進(jìn)行一次水準(zhǔn)測(cè)量。d定期觀測(cè)：發(fā)現(xiàn)鐵路開始移動(dòng)后，觀測(cè)便轉(zhuǎn)入定期進(jìn)行。從首次觀測(cè)到末次觀測(cè)，其間要進(jìn)行多次測(cè)量。在觀測(cè)中，從首次觀測(cè)開始，按前、后視距離相等的原則，固定轉(zhuǎn)點(diǎn)和水準(zhǔn)儀放置位置，并將這些點(diǎn)標(biāo)志在鋼軌相應(yīng)位置處。這樣不但能提高精度，而且能加快觀測(cè)速度，避免司尺和記錄發(fā)生粗差。測(cè)完之后應(yīng)立即在野外手簿上計(jì)算各點(diǎn)的高程。平面觀測(cè)a平面連接測(cè)量：觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置完畢，應(yīng)及時(shí)將觀測(cè)線控制點(diǎn)與礦區(qū)控制網(wǎng)連接。其測(cè)量方法依照等三角測(cè)量的精度進(jìn)行。