客運專線雙塊式無砟軌道施工靜態(tài)幾何尺寸控制分析

■湯憲海 ■中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西 西安 710021

無砟軌道是以整體道床代替碎石道床的一種新型軌道，對軌道平順性和精度的要求標準比較高，傳統(tǒng)的施工技術和工藝已不能滿足設計和運營的要求。而精調(diào)質(zhì)量好與壞，直接影響后期長軌精調(diào)的工作量和成本投入，軌道工程施工過程中，無論是板式還是雙塊式無砟軌道，都需要對已組裝工具軌進行幾何尺寸的精確調(diào)整工作。如果方法不當、要求不嚴，就會造成精調(diào)時反復測量反復調(diào)整的現(xiàn)象發(fā)生，費時費力，影響鋪軌精調(diào)的整體進度，而且會給鋼軌和扣件帶來一定的影響和損害。

1 施工準備

(1)控制網(wǎng)復測。精調(diào)測量前，應檢查確認軌道控制網(wǎng)CPIII 狀態(tài)是否良好，其精度是否符合精調(diào)作業(yè)要求。對已破壞或精度不滿足要求的CPIII 控制點應及時恢復，并拉入整網(wǎng)進行搭接平差，如果平差精度不滿足要求時，應在軌道施工前對不合格的控制點坐標及時進行補測更新。

(2)內(nèi)業(yè)資料編輯。對精調(diào)設備軌道幾何狀態(tài)測量儀所需要平曲線、豎曲線、超高、軌道控制網(wǎng)CPIII 數(shù)據(jù)進行編輯，并換手復核，確保內(nèi)業(yè)資料絕對正確。

(3)精調(diào)儀器狀態(tài)檢測。廈深鐵路客運專線設計速度為250km/h，梁山隧道無砟軌道施工精調(diào)采用采用天寶S6 全站儀和德國天拓公司生產(chǎn)的GEDO CE 軌道幾何狀態(tài)測量儀以及配套的GEDO CE測量軟件，徠卡圓棱鏡等設備對無砟軌道的靜態(tài)幾何尺寸進行測量、分析以及調(diào)整。為保證順利施工，在施工前應提前檢查精調(diào)設備的工作狀態(tài)是否完好，檢查天寶全站儀與徠卡圓棱鏡的匹配常數(shù)是否正確，軌道檢測儀的棱鏡高與實際高度是否一致，每個棱鏡測量精度是否能滿足設站精度要求。

(4)工具軌的選擇。無砟軌道整體道床施工分為有軌道排架法和工具軌法，梁山隧道采用軌排架法，施工之前必須檢測軌排架的狀態(tài)是否能滿足下一步施工需求，對于在運輸或施工過程中變形的軌排架及時進行標記并調(diào)整，調(diào)整后仍無法滿足施工要求的軌排或工具軌進行調(diào)換，避免對下一步長軌精調(diào)及后期運營造成更壞的影響。

2 軌道靜態(tài)幾何尺寸及檢測儀工作原理

(1)軌道靜態(tài)幾何尺寸。軌道靜態(tài)幾何尺寸即軌道在不受外力的狀態(tài)下，以軌道控制網(wǎng)CPIII 為基準，通過軌道檢測儀得出線路平面位置、高程與設計值之間的差值，靜態(tài)測量值可以顯示出軌道的絕對位置。軌道靜態(tài)狀態(tài)下要滿足線路平順性要求，就需要檢測各軌枕在線路方向或高程方向左右或上下的游離值，進行軌道施工調(diào)整時著重控制的技術指標是軌道靜態(tài)幾何尺寸。軌道絕對位置的正確是線路符合設計要求的保證，而軌道的相對位置是行車安全和乘車舒適度的保證。在此基礎上進行軌道靜態(tài)相對位置的調(diào)整，才能保證列車運行時的安全與乘車舒適性。

(2)軌道檢測儀測量原理。GEDO CE 軌道檢測儀是通過天寶TSC2 手簿將天寶S6 全站儀與軌檢小車連接一起，將全站儀正確的安置在軌道檢測小車有固定棱鏡的一側(cè)的鋼軌上，以軌道控制網(wǎng)CPIII為基準，利用后方交會的方法將全站儀進行自由設站，得出設站點準確位置，然后得出軌檢小車固定端棱鏡的坐標值，通過小車傳感器得出每根軌枕的平面位置、高程位置、軌距大小等，并將該數(shù)據(jù)通過手簿顯示出來，最終以此數(shù)據(jù)為基準進行靜態(tài)幾何尺寸的調(diào)整。

設站時后視6～8 個CPIII 控制點，設站時精度殘差值都應小于2mm，且測站點的坐標中誤差應小于1mm 的要求。全站儀架設在4對CPIII 之間，并保持與軌檢小車棱鏡在同一條鋼軌上方，全站儀盡可能架的最低，保持小車從小里程到大里程運行，保持全站儀與小車的距離控制在70 米以內(nèi)，每測完一對一站后，向前移動一對CPIII，每兩次設站必須保證有一定的搭接段(一般以10 根軌枕為宜)，以此來相互檢核兩次設站精度，從而確保兩次設站精度一致可靠。

3 軌道施工精調(diào)

(1)確定基準軌。基準軌是軌道幾何尺寸調(diào)整的基礎軌，也是軌道調(diào)整的基本線，軌向基準軌的確定標志著線路中心線的確定。故軌道精調(diào)前一定要確定基準軌，在曲線段上一般以內(nèi)軌(低軌)為高程基準軌，以外軌(高軌)作為平面基本軌。在直線段則以下一段曲線為依據(jù)來選擇基準軌。

(2)軌距調(diào)整。軌距是軌道的重要幾何尺寸之一，也是最基礎的控制要素，在鋼軌鋪完后就粗調(diào)時應以檢測合格的軌道尺為基準，對軌距進行檢測調(diào)整。梁山隧道無砟軌道工具軌為軌排架，對于軌排架來講軌距是固定的，在加工軌排架的時候已經(jīng)控制好了。而在京滬高鐵的合蚌線我們采用的工具軌，這種情況下組裝的時候一定要先將軌距控制好。調(diào)整時按照1435mm 的標準軌距為基準，每相鄰2 根軌枕間的軌距變化率應控制在0.5mm 以內(nèi)。

(3)軌道施工及幾何尺寸的精確調(diào)整。粗調(diào)完成后便進入精調(diào)環(huán)節(jié)，即利用軌檢幾何尺寸檢測儀進行軌道靜態(tài)幾何尺寸的測量，即對鋼軌平面位置、軌面高程進行數(shù)據(jù)采集，通過軌道檢測儀將數(shù)據(jù)分析，通過手簿將偏差值顯示出來，根據(jù)偏差值大小進行調(diào)整。軌道鋪設調(diào)整精度應滿足表1 中軌道靜態(tài)平順度允許偏差的要求。

表1 無砟軌道靜態(tài)平順度允許偏差

在精調(diào)過程中，由于澆筑混凝土的過程中的一些外界因素的影響，會導致混凝土凝固之后復測的數(shù)據(jù)與設計數(shù)據(jù)偏差較大，所以我們精調(diào)時一般要根據(jù)經(jīng)驗，按照精調(diào)靜態(tài)幾何尺寸的指標差來控制調(diào)整尺寸大小。從而保證混凝土澆筑之后復測時的靜態(tài)幾何尺寸能滿足運營時平順性的要求。由于混凝土澆筑過程中而對于高程也有明顯的上浮現(xiàn)象，如果是按理論指標精調(diào)澆筑后復測數(shù)據(jù)和根據(jù)經(jīng)驗將軌頂標高調(diào)整至比設計標高低0.5～1mm 來控制的話，混凝土初凝拆模后復測數(shù)據(jù)相比效果相對要好一些。

根據(jù)《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》要求軌道線路平順性指標主要用10m 弦控制，軌向和高低10m 弦的最大偏差為2mm。所以為保證線路的平順性，我們一般根據(jù)經(jīng)驗，以上表中各項精度指標為基準，對軌道進行調(diào)整。

4 總結(jié)

通過對廈深鐵路梁山隧道雙塊式無砟軌道施工精調(diào)完成后，對后期復測數(shù)據(jù)的靜態(tài)幾何尺寸的分析，總結(jié)如下:(1)軌道施工精調(diào)時應將軌距調(diào)整至1435～1436mm 范圍，且每相鄰2 軌枕之間軌距變化率應控制在0.5mm 范圍內(nèi);(2)為保證線左右線線間距，中線調(diào)整時應將左右線分別調(diào)整至偏向外側(cè)1～1.5mm;(3)為防止?jié)仓炷吝^程中軌排及軌枕塊整體上浮，施工精調(diào)時每根軌枕軌頂標高應統(tǒng)一調(diào)整至比設計標高低0.5～1mm。

［1］高速鐵路工程測量規(guī)范.TB10601 -2009.

［2］客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定.

［3］客運專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收暫行標準.

［4］高速鐵路無砟軌道工程施工精調(diào)技術方案.

［5］王曉明.GEDO CE 軌道測量系統(tǒng).北京天拓天寶科技有限公司，2010.