客運(yùn)專線雙塊式無(wú)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(tuán)第四工程有限公司，陜西 西安 710021

無(wú)砟軌道是以整體道床代替碎石道床的一種新型軌道，對(duì)軌道平順性和精度的要求標(biāo)準(zhǔn)比較高，傳統(tǒng)的施工技術(shù)和工藝已不能滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)的要求。而精調(diào)質(zhì)量好與壞，直接影響后期長(zhǎng)軌精調(diào)的工作量和成本投入，軌道工程施工過(guò)程中，無(wú)論是板式還是雙塊式無(wú)砟軌道，都需要對(duì)已組裝工具軌進(jìn)行幾何尺寸的精確調(diào)整工作。如果方法不當(dāng)、要求不嚴(yán)，就會(huì)造成精調(diào)時(shí)反復(fù)測(cè)量反復(fù)調(diào)整的現(xiàn)象發(fā)生，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響鋪軌精調(diào)的整體進(jìn)度，而且會(huì)給鋼軌和扣件帶來(lái)一定的影響和損害。

1 施工準(zhǔn)備

(1)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)。精調(diào)測(cè)量前，應(yīng)檢查確認(rèn)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(duì)已破壞或精度不滿足要求的CPIII 控制點(diǎn)應(yīng)及時(shí)恢復(fù)，并拉入整網(wǎng)進(jìn)行搭接平差，如果平差精度不滿足要求時(shí)，應(yīng)在軌道施工前對(duì)不合格的控制點(diǎn)坐標(biāo)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)更新。

(2)內(nèi)業(yè)資料編輯。對(duì)精調(diào)設(shè)備軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x所需要平曲線、豎曲線、超高、軌道控制網(wǎng)CPIII 數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，并換手復(fù)核，確保內(nèi)業(yè)資料絕對(duì)正確。

(3)精調(diào)儀器狀態(tài)檢測(cè)。廈深鐵路客運(yùn)專線設(shè)計(jì)速度為250km/h，梁山隧道無(wú)砟軌道施工精調(diào)采用采用天寶S6 全站儀和德國(guó)天拓公司生產(chǎn)的GEDO CE 軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x以及配套的GEDO CE測(cè)量軟件，徠卡圓棱鏡等設(shè)備對(duì)無(wú)砟軌道的靜態(tài)幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量、分析以及調(diào)整。為保證順利施工，在施工前應(yīng)提前檢查精調(diào)設(shè)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(cè)儀的棱鏡高與實(shí)際高度是否一致，每個(gè)棱鏡測(cè)量精度是否能滿足設(shè)站精度要求。

(4)工具軌的選擇。無(wú)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(cè)軌排架的狀態(tài)是否能滿足下一步施工需求，對(duì)于在運(yùn)輸或施工過(guò)程中變形的軌排架及時(shí)進(jìn)行標(biāo)記并調(diào)整，調(diào)整后仍無(wú)法滿足施工要求的軌排或工具軌進(jìn)行調(diào)換，避免對(duì)下一步長(zhǎng)軌精調(diào)及后期運(yùn)營(yíng)造成更壞的影響。

2 軌道靜態(tài)幾何尺寸及檢測(cè)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(zhǔn)，通過(guò)軌道檢測(cè)儀得出線路平面位置、高程與設(shè)計(jì)值之間的差值，靜態(tài)測(cè)量值可以顯示出軌道的絕對(duì)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(cè)各軌枕在線路方向或高程方向左右或上下的游離值，進(jìn)行軌道施工調(diào)整時(shí)著重控制的技術(shù)指標(biāo)是軌道靜態(tài)幾何尺寸。軌道絕對(duì)位置的正確是線路符合設(shè)計(jì)要求的保證，而軌道的相對(duì)位置是行車(chē)安全和乘車(chē)舒適度的保證。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軌道靜態(tài)相對(duì)位置的調(diào)整，才能保證列車(chē)運(yùn)行時(shí)的安全與乘車(chē)舒適性。

(2)軌道檢測(cè)儀測(cè)量原理。GEDO CE 軌道檢測(cè)儀是通過(guò)天寶TSC2 手簿將天寶S6 全站儀與軌檢小車(chē)連接一起，將全站儀正確的安置在軌道檢測(cè)小車(chē)有固定棱鏡的一側(cè)的鋼軌上，以軌道控制網(wǎng)CPIII為基準(zhǔn)，利用后方交會(huì)的方法將全站儀進(jìn)行自由設(shè)站，得出設(shè)站點(diǎn)準(zhǔn)確位置，然后得出軌檢小車(chē)固定端棱鏡的坐標(biāo)值，通過(guò)小車(chē)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(guò)手簿顯示出來(lái)，最終以此數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進(jìn)行靜態(tài)幾何尺寸的調(diào)整。

設(shè)站時(shí)后視6～8 個(gè)CPIII 控制點(diǎn)，設(shè)站時(shí)精度殘差值都應(yīng)小于2mm，且測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差應(yīng)小于1mm 的要求。全站儀架設(shè)在4對(duì)CPIII 之間，并保持與軌檢小車(chē)?yán)忡R在同一條鋼軌上方，全站儀盡可能架的最低，保持小車(chē)從小里程到大里程運(yùn)行，保持全站儀與小車(chē)的距離控制在70 米以內(nèi)，每測(cè)完一對(duì)一站后，向前移動(dòng)一對(duì)CPIII，每?jī)纱卧O(shè)站必須保證有一定的搭接段(一般以10 根軌枕為宜)，以此來(lái)相互檢核兩次設(shè)站精度，從而確保兩次設(shè)站精度一致可靠。

3 軌道施工精調(diào)

(1)確定基準(zhǔn)軌。基準(zhǔn)軌是軌道幾何尺寸調(diào)整的基礎(chǔ)軌，也是軌道調(diào)整的基本線，軌向基準(zhǔn)軌的確定標(biāo)志著線路中心線的確定。故軌道精調(diào)前一定要確定基準(zhǔn)軌，在曲線段上一般以內(nèi)軌(低軌)為高程基準(zhǔn)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(lái)選擇基準(zhǔn)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(chǔ)的控制要素，在鋼軌鋪完后就粗調(diào)時(shí)應(yīng)以檢測(cè)合格的軌道尺為基準(zhǔn)，對(duì)軌距進(jìn)行檢測(cè)調(diào)整。梁山隧道無(wú)砟軌道工具軌為軌排架，對(duì)于軌排架來(lái)講軌距是固定的，在加工軌排架的時(shí)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(shí)候一定要先將軌距控制好。調(diào)整時(shí)按照1435mm 的標(biāo)準(zhǔn)軌距為基準(zhǔn)，每相鄰2 根軌枕間的軌距變化率應(yīng)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(jìn)入精調(diào)環(huán)節(jié)，即利用軌檢幾何尺寸檢測(cè)儀進(jìn)行軌道靜態(tài)幾何尺寸的測(cè)量，即對(duì)鋼軌平面位置、軌面高程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)軌道檢測(cè)儀將數(shù)據(jù)分析，通過(guò)手簿將偏差值顯示出來(lái)，根據(jù)偏差值大小進(jìn)行調(diào)整。軌道鋪設(shè)調(diào)整精度應(yīng)滿足表1 中軌道靜態(tài)平順度允許偏差的要求。

表1 無(wú)砟軌道靜態(tài)平順度允許偏差

在精調(diào)過(guò)程中，由于澆筑混凝土的過(guò)程中的一些外界因素的影響，會(huì)導(dǎo)致混凝土凝固之后復(fù)測(cè)的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)偏差較大，所以我們精調(diào)時(shí)一般要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按照精調(diào)靜態(tài)幾何尺寸的指標(biāo)差來(lái)控制調(diào)整尺寸大小。從而保證混凝土澆筑之后復(fù)測(cè)時(shí)的靜態(tài)幾何尺寸能滿足運(yùn)營(yíng)時(shí)平順性的要求。由于混凝土澆筑過(guò)程中而對(duì)于高程也有明顯的上浮現(xiàn)象，如果是按理論指標(biāo)精調(diào)澆筑后復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將軌頂標(biāo)高調(diào)整至比設(shè)計(jì)標(biāo)高低0.5～1mm 來(lái)控制的話，混凝土初凝拆模后復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)相比效果相對(duì)要好一些。

根據(jù)《客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》要求軌道線路平順性指標(biāo)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(yàn)，以上表中各項(xiàng)精度指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)軌道進(jìn)行調(diào)整。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)廈深鐵路梁山隧道雙塊式無(wú)砟軌道施工精調(diào)完成后，對(duì)后期復(fù)測(cè)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(shí)應(yīng)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(yīng)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(shí)應(yīng)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^(guò)程中軌排及軌枕塊整體上浮，施工精調(diào)時(shí)每根軌枕軌頂標(biāo)高應(yīng)統(tǒng)一調(diào)整至比設(shè)計(jì)標(biāo)高低0.5～1mm。

［1］高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范.TB10601 -2009.

［2］客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定.

［3］客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn).

［4］高速鐵路無(wú)砟軌道工程施工精調(diào)技術(shù)方案.

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