高速鐵路長軌精調(diào)測量控制

孟永福

（中鐵十八局集團第五工程有限公司 天津 300454）

1 概述

高速鐵路長軌精調(diào)測量包括沉降觀測、CPI和CPII控制網(wǎng)復(fù)測、CPⅢ軌道控制網(wǎng)復(fù)測、軌道幾何狀態(tài)測量控制、現(xiàn)場長軌精調(diào)測量控制等方面。高速鐵路長軌精調(diào)鋪設(shè)完成，長軌精調(diào)前需要對線路沉降觀測數(shù)據(jù)進行評估，合格后報設(shè)計單位審批，進行 CPI、CPII復(fù)測，測量執(zhí)行標準與施工期復(fù)測相同，此處不再贅述，下面將對其他幾個方面的施工經(jīng)驗根大家分享。

2 CPⅢ軌道控制網(wǎng)復(fù)測

由于 CPⅢ高程測量現(xiàn)場多采用二等水準測量方式進行，操作較簡單，此處不做贅述。下面將對CPⅢ平面測量的經(jīng)驗和建議進行詳述。

2.1 測量區(qū)段劃分

施工測量階段，由于線下單位施工進度影響或現(xiàn)場施工條件制約，一般測量區(qū)段長度為 2-4km，搭接處平順性會造成比較大的影響。在長軌精調(diào)前CPⅢ復(fù)測時，為保證測量平順性，建議8km劃分為一個區(qū)段，最大不超過10km，區(qū)段過長時測量周期長，平差計算量較大，影響測量進度和平差質(zhì)量。

2.2 CPⅢ外業(yè)測量技術(shù)要求，見表1

表1 CPⅢ平面水平方向觀測技術(shù)要求

上表為《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB10601-2009中對CPⅢ平面控制網(wǎng)外業(yè)測量限差的規(guī)定。CPⅢ平面網(wǎng)距離觀測基本較少出現(xiàn)超限問題，當出現(xiàn)距離超限時，檢查棱鏡是否松動或有遮擋，并進行重測。

表2 CPⅢ平面網(wǎng)距離觀測技術(shù)要求

CPⅢ軌道控制網(wǎng)精度要求高，測量條件要求嚴格，經(jīng)常選擇溫度變化較小的夜間進行外業(yè)測量。外業(yè)測量精度對整網(wǎng)平差的吻合性影響較大，在采用規(guī)范限差測量時，發(fā)現(xiàn)即使外業(yè)測量合格后，內(nèi)業(yè)出現(xiàn)超限的頻率仍比較高，所以應(yīng)該在測量時適當提高外業(yè)測量的控制標準。

表3 CPⅢ平面水平方向觀測技術(shù)要求

2.3 內(nèi)業(yè)測量應(yīng)與外業(yè)測量同步進行

CPⅢ測量應(yīng)即時對CPⅢ外業(yè)測量資料進行平差，完成相鄰CPII間閉合環(huán)測量后即進行平差計算，發(fā)現(xiàn)不合格的立即補測不合格測站。此時補測一般補測1站即可，如外業(yè)測量完成后另選時間補測，一般要測量3站（超限點的3方向），而且容易影響相鄰測站出現(xiàn)平差超限，造成補測量增大。

津秦客運專線CPⅢ復(fù)測時，內(nèi)外業(yè)分離操作，一段線路長度4.8 km，共40站。1臺TS30全站儀3天測量完成，平差計算超限點5個，涉及12測站，最終補測測站45站，測量平差合格。后來同樣長度4.8 km線路，采用2臺儀器測量，內(nèi)業(yè)組跟班外業(yè)組測量，2天時間測量完成，過程重測5站，計算數(shù)據(jù)合格未補測。

3 軌道幾何狀態(tài)測量現(xiàn)場控制

3.1 測量儀器要求

全站儀標稱精度要求：測角精度1秒，測距精度1+2ppm。常用的全站儀包括徠卡TS30、徠卡TS15、徠卡TCRP1201、天寶S6、天寶S8等，儀器必須在檢定有效期內(nèi)。

常用的軌道幾何狀態(tài)測量儀包括：安伯格 GRP1000、GEDO精調(diào)小車型、長沙悅誠精調(diào)小車、中鐵二院精調(diào)小車、中鐵咨詢精調(diào)小車、南方測繪精調(diào)小車等，儀器必須在檢定期內(nèi)，各傳感器工作正常。

3.2 自由設(shè)站精度要求

自由設(shè)站觀測的 CPⅢ點不應(yīng)少于 4 對，位于所聯(lián)測 CPⅢ點的中間。CPⅢ點應(yīng)采用與 CPⅢ網(wǎng)測量時一致的 CPⅢ標志。全站儀設(shè)在線路中線附近，更換測站后，相鄰測站重疊觀測的 CPⅢ點不應(yīng)少于 2 對。自由設(shè)站點精度一般應(yīng)符合下表表4要求，連續(xù)橋、特殊孔跨橋自由設(shè)站點精度可放寬至1.0 mm。

表4 自由設(shè)站點精度要求

完成自由設(shè)站后，CPⅢ點的坐標不符值應(yīng)滿足表 2 的要求。當 CPⅢ點坐標不符值 X、Y 大于表 2 的規(guī)定時，該 CPⅢ點不應(yīng)參與平差計算。

表5 CPⅢ點坐標不符值限差要求

每一測站參與平差計算的 CPⅢ點不應(yīng)少于 6 個。

3.3 日常測量相關(guān)規(guī)定

3.3.1 全站儀標定

全站儀除必須在檢定有效期內(nèi)，在精密測量前需要對全站儀的各項指標進行標定，標定一般選擇在清晨或傍晚溫度變化較小，陽光較柔和時進行標定，標定時儀器進行溫度氣壓改正，標定完成后，盤左盤右測量X、Y、Z偏差均不得大于1mm（100m檢測）。

3.3.2 測量日常規(guī)定

（1）全站儀每天首次使用必須檢查盤左盤右測量偏差，并做好檢查記錄。

（2）當盤左盤右測量超限，儀器進行校準時，必須記錄校準人員，校準時間，校準過程以及校準前后偏差情況。

4 長軌精調(diào)現(xiàn)場測量控制

4.1 軌道幾何狀態(tài)測量

4.1.1 測量前的檢查

軌道幾何狀態(tài)測量，俗稱“推精調(diào)小車”。每日測量前須對組裝后小車軌距、超高進行檢查，軌距以小車專用軌距尺顯示為準，超高采用正反兩方向測量取平均的方法修正，修正后距離超高偏差不大于0.1mm。

4.1.2 測量相關(guān)規(guī)定

（1）測量方向

一般線路長度較長，采用多臺儀器平行作業(yè)的方式進行軌道幾何狀態(tài)測量，為保證測量數(shù)據(jù)可以連續(xù)有效搭接，并結(jié)合測量習(xí)慣，要求的以小車從小里程至大里程方向前進。

（2）基準軌的確定

根據(jù)規(guī)范要求，超高以內(nèi)軌為基準，軌距以外軌為基準，反算公稱軌距的一半為線路中線位置，造成高程和平面基準軌不統(tǒng)一。現(xiàn)場軌道精調(diào)時，軌距和超高為同時調(diào)整量，須統(tǒng)一到同一條鋼軌，軌道幾何狀態(tài)測量儀以“雙輪梁”所在軌道為基準軌。為保證測量和調(diào)軌現(xiàn)場一致，一般將線路左軌定義為基準軌，避免基準軌反復(fù)更換造成的不便。根據(jù)測量數(shù)據(jù)對軌道基準軌進行精調(diào)，并根據(jù)軌距、超高計算非基準軌的調(diào)整量，確定調(diào)整件數(shù)量。

4.2 軌道現(xiàn)場精調(diào)測量控制

4.2.1 軌道調(diào)整原則

軌道現(xiàn)場調(diào)整以“基準軌嚴格執(zhí)行方案，軌距尺控制非基準軌”的原則進行精調(diào)。軌距尺每日與標準標定臺進行標定，確保軌距尺偏差符合要求。軌道現(xiàn)場測量概括來講就是“一張紙、一把尺”，即方案和軌距尺。

4.2.2 軌道精調(diào)現(xiàn)場控制標準

軌道調(diào)整方案已經(jīng)考慮了長波不平順因素的影響，所以現(xiàn)場調(diào)整線路平順性以方案為準，僅對現(xiàn)場軌距、超高、相鄰軌距和超高、軌距及超高變化率進行控制，確保現(xiàn)場短波不平順、三角坑、扭曲符合要求。

表6 現(xiàn)場施工控制標準

4.2.3 軌道調(diào)整工藝流程

（1）根據(jù)基準軌調(diào)整方案，標注調(diào)整量于鋼軌內(nèi)側(cè)，并測量軌距、超高并標注在基準軌內(nèi)側(cè)道床上，根據(jù)標注調(diào)整量，散調(diào)整扣件。

（2）松開扣件，更換調(diào)整件，更換完成檢查無誤后擰緊調(diào)整件，擰緊過程中根據(jù)軌距尺實際調(diào)整量與理論調(diào)整量的偏差，確定左右側(cè)扣件擰緊順序。

（3）基準軌扣件擰緊后軌距尺測量調(diào)整后軌距、超高并標注在第一次測量數(shù)據(jù)的下方。如測量后軌距、超高不符合要求，重新步驟2，并重新進行軌距、超高測量。

（4）基準軌調(diào)整合格后，根據(jù)已測量軌距和超高，確定非基準軌調(diào)整量，并標注在非基準軌內(nèi)側(cè)。

（5）調(diào)整非基準軌，與步驟2相同。

（6）非基準軌扣件擰緊后軌距尺測量調(diào)整后軌距、超高并標注在非基準軌內(nèi)側(cè)道床上。如測量后軌距、超高不符合要求，重新步驟5，并重新進行軌距、超高測量。

（7）對軌道調(diào)整后的軌距、超高、調(diào)整件進行記錄。

4.3 軌道調(diào)整應(yīng)用

在最初京津城際鐵路、武廣高速鐵路、京滬高速鐵路施工時，完全按照規(guī)范要求施工，調(diào)軌時未明確基準軌和非基準的調(diào)整順序，調(diào)整遍數(shù)一般在4-6遍，調(diào)整量大，調(diào)整周期長，60 km線路調(diào)整時間一般為6個月。根據(jù)對現(xiàn)場施工經(jīng)驗和控制標準進行總結(jié)，確定適當提高現(xiàn)場控制標準，能夠有效節(jié)省調(diào)整總時間，提高工程質(zhì)量。京津城際延伸線63 km線路，采用上述標準和方法進行調(diào)整和測量控制，總調(diào)整時間為2個月，調(diào)整2遍，調(diào)整效果明顯提高。

5 總結(jié)

隨著我國高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)行規(guī)范標準對高速鐵路建設(shè)超到了非常關(guān)鍵的作用。我們要擺脫“提高標準就會增加投資，增加施工時間”的錯誤意識，我們應(yīng)在保證要求不降低的情況下，適當提高現(xiàn)場施工限差標準，改進測量作業(yè)控制方式，增加過程控制，減少測量總時間，調(diào)軌總時間，提高總體調(diào)整效率。在以后的工作中，我將繼續(xù)就現(xiàn)場測量控制方面進行深入研究。