客運(yùn)專線CRTSⅠ型無砟軌道板精調(diào)施工技術(shù)

摘要：新建廣深港鐵路客運(yùn)專線在國內(nèi)首次采用了CRTSⅠ型板式無砟軌道。經(jīng)過測量精調(diào)，CRTSⅠ型軌道板的平面精度控制在0.5mm以下，高程精度控制在±0.3mm之內(nèi)。本文介紹了CRTSⅠ型軌道板的精調(diào)技術(shù)并作了詳細(xì)闡述，并對精調(diào)過程中的注意問題進(jìn)行了緊要分析，可為同類工程提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線 CRTSⅠ型無砟軌道板 粗鋪 精調(diào)

0 引言

板式無砟軌道分為CRTSⅠ型和CRTSⅡ型兩種結(jié)構(gòu)，CRTSⅡ型板式無碴軌道在我國已建成的客運(yùn)專線中曾多次使用；新建廣深港鐵路客運(yùn)專線采用CRTSⅠ型板式無砟軌道，這在國內(nèi)尚屬首次規(guī)模應(yīng)用。

1 工程概況

CRTSⅠ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式由鋼軌、扣件、充填式墊板、軌道板、水泥乳化瀝青(CA)砂漿調(diào)整層、混凝土底座、凸形擋臺及其周圍填充樹脂等組成（見圖一）。下面以新建廣深港鐵路客運(yùn)專線ZH-1標(biāo)的CRTSⅠ型無砟軌道板精調(diào)施工為例進(jìn)行介紹。

新建廣深港鐵路客運(yùn)專線ZH-1標(biāo)無砟軌道施工里程為DK1+602.26～DK43+800，全長42.2Km，包括20m、24m和32m雙線簡支梁、多種跨度的連續(xù)梁、剛架橋、提籃拱橋及連續(xù)梁拱橋，雙線隧道等。全線共鋪設(shè)CRTSⅠ型軌道板17380塊，板型主要分別為RF4962、RF4856、RF4856（A）、RF3685、PF4962、PF3685、P3320等。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 主要人員和儀器設(shè)備

2.1.1 人員崗前培訓(xùn)

每個(gè)班組需要測量人員2名，施工人員12名。施工前，做好崗前培訓(xùn)及安全、質(zhì)量和環(huán)保培訓(xùn)，保證正式鋪板時(shí)的工作效率，確保鋪板過程中無安全、質(zhì)量和環(huán)保事故。測量人員要熟練操作測量控制系統(tǒng)，使測量工作能夠準(zhǔn)確快速進(jìn)行，并保證鋪板的一次驗(yàn)收質(zhì)量達(dá)到要求。施工人員要熟練掌握鋪板、精調(diào)等工序的技術(shù)要點(diǎn)，對控制系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)要迅速準(zhǔn)確調(diào)整到位，保證各道工序的緊密銜接。

2.1.2 儀器設(shè)備的準(zhǔn)備

傳輸信號的電臺2部，無線數(shù)據(jù)顯示器4臺，PDA手簿+軟件1套，氣象傳感器1臺；TCA1201+系列全站儀1臺，要求全站儀測角精度為1＂級、測距精度1mm+（1~2）ppm級；測量標(biāo)架4臺，每臺標(biāo)架配備2個(gè)球型棱鏡。鋪板龍門吊1臺，精調(diào)裝置1套；鋪板龍門吊的鋪板水平控制誤差為±5mm。

2.2 變形評估和軌道板底座驗(yàn)收

2.2.1 變形評估

無砟軌道施工前，要對橋梁、隧道和過渡段等線下工程的變形作系統(tǒng)性評估，并確認(rèn)其工后沉降和變形符合設(shè)計(jì)要求。

施工單位負(fù)責(zé)進(jìn)行變形觀測點(diǎn)的設(shè)置、點(diǎn)位保護(hù)、變形監(jiān)測網(wǎng)的復(fù)測與校核、設(shè)計(jì)頻次和周期的變形觀測及觀測數(shù)據(jù)的提交；評估單位負(fù)責(zé)對變形觀測點(diǎn)的埋設(shè)、變形觀測的方法和數(shù)據(jù)等進(jìn)行系統(tǒng)性評估分析。評估合格并出具報(bào)告后，方可進(jìn)行無砟軌道的施工。

2.2.2 軌道板底座驗(yàn)收

軌道板鋪設(shè)前應(yīng)將軌道板底座表面清理干凈，不得有積水。然后對底座進(jìn)行檢查驗(yàn)收，檢查項(xiàng)目有底座和凸形擋臺的位置、外形尺寸、高程等，不符合要求者進(jìn)行整修或返工后方可進(jìn)行軌道板的鋪設(shè)施工。

2.3 測量放線準(zhǔn)備

①復(fù)測CPⅢ控制網(wǎng)。CPⅢ控制點(diǎn)是無砟軌道鋪設(shè)和運(yùn)營維護(hù)的控制基準(zhǔn)，屬三維坐標(biāo)系統(tǒng)，CPⅢ控制點(diǎn)布設(shè)在橋梁防撞墻上。軌道板底座施工完成后，對CPⅢ控制網(wǎng)再進(jìn)行一次復(fù)測。復(fù)測時(shí)，首先用4對CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行自由設(shè)站，然后利用獲得的測站坐標(biāo)對6對CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行對比測量，每一測站的觀測不少于3個(gè)測回；下一測站應(yīng)重復(fù)觀測上一測站已觀測的2對CPⅢ點(diǎn)，并觀測1對新CPⅢ點(diǎn)。復(fù)測后，對一個(gè)CPⅢ點(diǎn)的多組復(fù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行平差獲得該CPⅢ控制點(diǎn)的復(fù)測坐標(biāo)，然后再與其原測量坐標(biāo)進(jìn)行比較；若△X和△Y均不大于1mm且△H不大于0.5mm時(shí)，采用原測量坐標(biāo)；否則，對CPⅢ網(wǎng)再次復(fù)測直到符合要求。②根據(jù)復(fù)測的CPⅢ控制網(wǎng)進(jìn)行測量放樣，在軌道板底座上彈墨線，確認(rèn)軌道板的鋪設(shè)邊線。

2.4 其他準(zhǔn)備

①事先在底座和凸型擋臺位置準(zhǔn)備好4～5cm高、30cm長的方木及楔型木塊若干，當(dāng)軌道板吊裝就位時(shí)，在底座上均勻?qū)ΨQ擺放4個(gè)方木、在凸型擋臺位置插上木楔子，確保軌道板距凸型擋臺間距均勻、方向準(zhǔn)確，初鋪誤差控制在1～2cm內(nèi)。②檢查鋪板龍門吊等機(jī)械設(shè)備，準(zhǔn)備好調(diào)節(jié)器、扳手和精調(diào)裝置等。③提前做好配板工作，將軌道板的編號和安裝位置對應(yīng)，并在交底書中注明安裝軌道板的編號和方向，防止用錯(cuò)。

3 軌道板粗鋪

軌道板運(yùn)送至鋪板龍門吊下方后，鋪板龍門吊落下起吊橫梁，側(cè)面的爪鉤依水平方向旋入后鎖閉起吊橫梁。檢查鎖閉機(jī)構(gòu)的四個(gè)爪夾點(diǎn)的鎖栓完全鎖閉后起吊。

軌道板起吊后，用附加的絞盤在起吊橫梁上調(diào)整橫向傾角，以便按相應(yīng)的超高將軌道板能夠平行放置在混凝土底座上，從而使軌道板精確就位并避免損壞。

鋪板龍門吊將軌道板吊運(yùn)至軌道板安裝位置正上方后緩緩落下，放在預(yù)先放置好的支撐方木上，人工配合作業(yè)，將軌道板兩端的凹形圓弧與底座上的凸形擋臺精確定位，兩端的間隙要基本一致。

4 軌道板精調(diào)

軌道板的精調(diào)包括測量和調(diào)整兩部分，是CRTSⅠ型板式無砟軌道施工的核心技術(shù)之一。

4.1 軌道板的精調(diào)流程

首先找到8個(gè)CPⅢ點(diǎn)，采用后方交會(huì)法建立測量機(jī)器人的空間坐標(biāo)網(wǎng)，再由測量機(jī)器人讀取2個(gè)測量標(biāo)架上4個(gè)球形棱鏡位置的空間坐標(biāo)，然后利用電臺將測量數(shù)據(jù)輸入掌上電腦進(jìn)行軌道板的里程和各點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)計(jì)算，最后將計(jì)算值與設(shè)計(jì)值的對比數(shù)據(jù)輸出顯示在軌道板四周的無線接收顯示器上，作為施工人員調(diào)整精調(diào)爪的依據(jù)。一次精調(diào)完成后，再次由測量機(jī)器人測量，由掌上電腦重新計(jì)算對比，如此反復(fù)進(jìn)行幾次測量和調(diào)整，直至完成一塊軌道板的精調(diào)和定位。軌道板的精調(diào)流程見圖二。

4.2 CRTSⅠ型軌道板的精調(diào)施工步驟

4.2.1 精調(diào)前的準(zhǔn)備工作

①在精調(diào)程序中建立作業(yè)工程文件，輸入測量全部線路的平面及縱坡設(shè)計(jì)參數(shù)。②儀器的架設(shè)。全站儀可自由設(shè)站，最好設(shè)在正前方的凸形擋臺上，全站儀的支腿必須支撐平整、穩(wěn)定，避免儀器晃動(dòng)。

標(biāo)架必須安裝在軌道板的標(biāo)架預(yù)留槽內(nèi)，人工將每個(gè)標(biāo)架的三個(gè)支點(diǎn)輕輕放入預(yù)留槽內(nèi)，使支腿錐頭與楔槽底部密貼。然后安裝標(biāo)架上的4個(gè)球形棱鏡，并使棱鏡的方向正對全站儀。

4.2.2 測量設(shè)備的安裝及開啟

開啟掌上電腦及無線電裝置，建立全站儀、掌上電腦及無線接收顯示器等設(shè)備間的通訊聯(lián)系。

4.2.3 軌道板精調(diào)過程

①無線操縱全站儀對CPⅢ控制點(diǎn)進(jìn)行后方交會(huì)法測量，確定全站儀的空間絕對坐標(biāo)。②無線操縱全站儀進(jìn)行軌道板上棱鏡的測量，全站儀按預(yù)先確定的順序，自動(dòng)描準(zhǔn)測量標(biāo)架上的每個(gè)棱鏡，進(jìn)行空間三維坐標(biāo)的測量。③無線傳輸測量數(shù)據(jù)，掌上電腦計(jì)算軌道板的當(dāng)前里程和各觀測點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)，并將實(shí)測坐標(biāo)與計(jì)算坐標(biāo)進(jìn)行對比分析，確定軌道板各觀測點(diǎn)位橫向和高程的需要調(diào)整量。軟件不僅要考慮支點(diǎn)的水平和垂直位置，也要考慮支點(diǎn)處的超高值。④掌上電腦將精調(diào)值傳輸給無線接收顯示器，測量工程師發(fā)出調(diào)整指令，工人操縱精調(diào)爪，依照統(tǒng)一口令，按先橫向、后高程的順序進(jìn)行精調(diào)。⑤第一次調(diào)整完成后重復(fù)上述②、③、④步驟對軌道板進(jìn)行復(fù)測檢查，平面和高程的誤差超標(biāo)時(shí)再次調(diào)整，直到平面精度達(dá)到0.5mm以下、高程精度達(dá)到±0.3mm之內(nèi)為止。⑥檢查驗(yàn)收：需重復(fù)上述①、②、③步驟，對所有的棱鏡進(jìn)行觀測和記錄，全部指標(biāo)均需達(dá)標(biāo)。

4.2.4 保存記錄

檢核成果滿足要求后進(jìn)行數(shù)據(jù)保存記錄。記錄內(nèi)容包括板的類型和板號、觀測員、精調(diào)日期（時(shí)間）、各精調(diào)時(shí)間的溫度、天氣說明、檢驗(yàn)測量后各點(diǎn)的誤差值等。

4.3 軌道板精調(diào)注意事項(xiàng)

①精調(diào)軌道板的過程是由精調(diào)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行控制，該軟件同時(shí)控制全站儀，無需對全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。②標(biāo)架必須輕拿輕放，嚴(yán)禁磕碰、拋摔，并定期校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)變形超標(biāo)的標(biāo)架不得使用。安裝標(biāo)架時(shí)，必須仔細(xì)小心地使標(biāo)架和凹槽正確接觸，各接觸點(diǎn)全部落入槽內(nèi)，嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬拽。③安裝好的標(biāo)架要防止滑動(dòng)，特別是在超高地段，要采取輔助的固定措施，防止因滑動(dòng)或傾倒對標(biāo)架造成損壞。④觀測棱鏡的位置必須按預(yù)先編號，棱鏡底座要擦拭干凈，正確安裝棱鏡，保證棱鏡面正對全站儀。⑤精調(diào)測量采用無線控制，由專業(yè)測量人員操作，嚴(yán)格按測量操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，按棱鏡的編號進(jìn)行測量，確保數(shù)據(jù)編號與棱鏡編號一一對應(yīng)，防止出現(xiàn)誤操作，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。⑥精調(diào)人員根據(jù)顯示器給出的調(diào)整值，按技術(shù)人員的口令進(jìn)行同步精調(diào)作業(yè)，尤其是橫向調(diào)整，不同步時(shí)容易使精調(diào)爪整體移位，造成本次精調(diào)作業(yè)失敗。⑦一塊板調(diào)整完成并進(jìn)行固定后，要進(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)真的復(fù)測檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)全部合格，對有不合格的項(xiàng)目要分析原因，重新進(jìn)行調(diào)整。⑧雨霧、大風(fēng)等惡劣天氣條件下不得進(jìn)行軌道板的精調(diào)作業(yè)。

5 結(jié)束語

隨著我國客運(yùn)專線建設(shè)的大規(guī)模展開，CRTSⅠ型板式無砟軌道勢必得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。軌道板的鋪設(shè)質(zhì)量直接影響整個(gè)無碴軌道的施工精度。新建廣深港鐵路客運(yùn)專線ZH-1標(biāo)經(jīng)過測量精調(diào)，CRTSⅠ型軌道板的平面精度控制在0.5mm以下，高程精度控制在±0.3mm之內(nèi)，可為同類工程提供有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]高速鐵路無砟軌道工程施工精調(diào)作業(yè)指南.鐵建設(shè)函（2009）674號.