有砟軌道精調技術

陳杰亮

（中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230000）

我國高速鐵路施工過程中不斷提高對TQI 值（軌道質量指數Track Quality Index）要求，對軌道精調的施工組織、施工方案、施工過程管控要求也在不斷提升。軌道精調質量的影響因素包含有砟里面的線型控制、卸砟搗固、焊軌放散、扣件鎖定狀態等工序均對軌道精調產生影響。軌道精調主要施工行為是在長軌精調控制上。本篇主要闡述有砟軌道精調的各工序施工組織和相關工藝標準以及技術要求，以達到規范有砟軌道長軌精調作業，提升軌道精調作業質量和效率的目的。此處，我們主要針對影響TQI 的十大指標（軌距、軌距變化率、三角坑、水平、左軌向、右軌向、左高低、右高低、左正失、右正失）分別進行了分析，其中特別針對軌距精調作業時，如何降低相應的TIQ 單項值做出明確論述。

1 基本定義、術語

軌道控制網（CPⅢ）：指沿線路成對布設，作為線路設計、鋪設和運營維護提供控制基準。

中誤差：又稱“標準差”或“均方根差”是衡量觀測精度的一種數字標準。

絕對精度：是指外部幾何參數測量時所能達到的誤差值，測量誤差一般以中誤差進行衡量。

相對精度：是指內部幾何參數測量時所能達到的誤差值。測量誤差一般以中誤差進行衡量。

TQI 是高低、軌向、軌距、水平和三角坑等動態檢測數據的統計結果，用以反映檢測軌道狀態的平順程度，與平順性成反比例關系。

TQI 計算公式：

2 線路粗養

2.1 準備工作

2.1.1 檢查并對損壞的軌枕進行抽換，并人工搗固密實；逐項檢查以保證扣配件齊全、緊固；核實預留接頭夾板是否齊全，螺栓連接是否牢固；搗固前，對不能進行大機整道的部位（道岔岔區以及無縫夾板處），在大型搗固車前進方向軌道中心右側標識清楚。

2.1.2 大型機械整道作業前，應將線路的方向、水平、三角坑等進行基本消除，超高基本達到設計要求，修整完畢后應保證枕下道砟搗固密實，這樣才可以保證大機第一遍的搗固質量，不會出現高低起伏現象。可保證大機搗固的施工速度及質量，同時亦可確保生產運輸時行車安全。

2.1.3 大型機械整道作業前為確保軌枕盒內道砟均勻飽滿，道砟頂面略高于軌枕面，道砟厚度不小于150mm 的要求，應該以實測起道量為依據進行上砟、補砟作業。

2.1.4 測量隊在大型機械整道前3 日將撥道量、起道量按5m 一組數據、曲線段的曲線要素、超高等以測量交底的形式移交給大型搗固車作業班組，同時將測量數據清晰標注于搗固機前進方向道心的右側，如果是09 及以上型號的大機，將作業時的里程確認即可，并每500 米確認一次。

2.2 大機搗固

2.2.1 針對缺砟較為嚴重的地段，首先利用老K 車（卸砟車）進行補砟至道床飽滿，進行大機搗固第一遍，建議最大的起道量不宜超過60mm。然后進行穩定車作業一遍。后根據缺砟量繼續補砟、穩定，計劃3 搗、3 穩使線路達到精調條件（穩定車保證穩3 遍1、3 遍穩定）。

2.2.2 針對道砟飽滿地段，首先進行穩定車作業一遍，然后再進行搗固、補砟，計劃3 穩、3 搗使線路達到精調條件。

2.2.3 線路大養至距設計標高60mm、平面在20mm 以內，軌道達到初期穩定狀態。

在粗搗的過程中機組人員在作業前先分析數據，如出現高低起伏較大的地段，需要先將起道量較大的地段先進行拉坑處理，將線路標高養至大致等高狀態方可通養；如果每次都按數據搗固，極大可能個別地段出現高于設計標高造成落道現象，例如：200mm 的起道量大機三遍雙搗即可養至剩余60mm，但剩余距設計標高只有60mm 的起道量，經過三次雙搗可能就只剩10-15mm 的起道量了，給后期的精搗造成不必要的麻煩，建議調過該段線路待大致拉平后在進行通搗。技術人員應對每份大養數據進行分析。

3 精測精調

3.1 準備工作

3.1.1 技術資料準備。（1）CPIII 測設單位，應將長軌精調前的CPIII 復測評估合格后的資料交于精調單位。（2）收集線路技術資料，包括設計要求、曲線、坡度及豎曲線資料等。（3）收集相關道岔圖紙、扣件說明書。（4）收集相關動態、靜態驗收標準、技術規程等相關規范。

3.1.2 精測精調前的軌道檢查。對全線軌道幾何狀態(線路平面±20mm 以內、高程-50mm)、扣件（接觸面是否被污染，是否扣緊、壓實、裝到位）及道床（是否缺砟或太滿影響改道）、焊縫平直度等進行檢查，檢查是否滿足要求；同時注意電容、電磁枕的抽換是否結束，盡可能在抽換完成后進行軌道精調。

3.2 線路軌距精調

軌距、軌距變化率及軌向精調分粗調、全面精調及全面找細復調3 個階段。

圖1

3.2.1 軌距粗調。第一步：①全面檢查扣件是否齊全，扣壓力必須做到三點密貼；②檢查扣件錨固螺栓是否涂油；③對軌枕位置是否準確、方正進行全面核查；④檢查電容枕、電磁枕是否按設計就位；⑤全面檢查承軌槽是否干凈、是否有道砟等異物；⑥檢查以確保膠墊無串動、位置準確，軌距擋板完全就位；⑦螺旋道釘是否因套管堵塞擰不到位或錨固螺栓損壞使螺母擰不到位；⑧檢查鋼軌軌面是否臟污或有異物；⑨用軌道精調小車檢查線路狀態。第二步：①對檢查發現的問題進行初整；②全面整理軌底膠墊、扣件安裝狀態及扣壓力；③對軌道精調小車檢查出來的大、小軌距及軌距變化率不良地段進行調整；第三步：①用軌道精調小車復檢已精調地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結經驗教訓。

表1 現場實際采集數據

表2 現場數據TQI 計算報告

3.2.2 軌距精調。有砟線路軌距全面精調的前提條件：大機完成普通搗固后，平面與設計偏差為±20mm，高程低于設計標高50mm，或第一遍精搗后，平面及高程接近設計線形。軌距精調步驟如下：第一步：①用軌道精調小車全線推檢，分析軌距、軌距變化率及軌向；②現場調查，找準基準股，先改基準股、再改非基準股；③全面清掃軌面及承軌槽，確保干凈、無異物；第二步：①帶油脂，對螺栓套管沒有油的螺栓進行涂油；②對有砟軌道軌距進行調整；第三步：①用軌道精調小車復檢已精調地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結。③軌距全面精調過程中，需注意以下問題：a.測量軌溫后拆開扣件時，不得全段拆開扣件精調，應根據實際軌溫控制拆開的長度；b.在進行軌距精調時采用軌道精調小車檢測的辦法進行，軌向靠傳統目視控制；c.道尺必須在上道前與標準道尺進行核對，兩組搭接時要順接；d.精調前要對扭矩扳手扭矩進行試驗，扣件扣壓力必須達到3 點密貼的要求，空隙不大于0.5mm，且扭矩不超標；e.承軌槽必須保障干凈無異物，同時驗證承軌槽的寬度誤差，使用標準軌距擋板后，測量軌距擋板與軌底的縫隙；f.精調作業應沿列車運行方向進行；g.經過對精搗后軌距的變化規律分析后發現：大機搗固后一般會出現0.3～0.5mm 的軌距變化。

軌距精調：①根據軌道精調小車檢測數據及現場復核結果，確定需要調整的處所及股別，用道尺測量該處軌距，在鋼軌上標記；②松開螺栓道釘，取出彈條；③根據需要調整軌距的多少，確定軌距檔板的組合；④安裝軌距擋板；⑤安裝彈條。

圖2 彈條安裝示意圖

3.2.3 軌距復調。大機完成第一遍或第二遍精搗后，進入有砟線路軌距全面復調階段。步驟如下：第一步：分析軌道精調小車數據以驗證軌距、軌距變化率和軌向，對不良地段用電子道尺進行復檢；第二步：根據軌道精調小車檢查數據，在現場查找超限處所，根據復核情況及軌距變化規律進行軌距精調；第三步：①用軌道精調小車復檢已精調地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結經驗教訓。

3.2.4 聯調聯試期間軌距精調。在保證軌枕位置正確的前提下，在聯調聯試期間可采用精調件進行精調。

3.2.5 注意事項。①作業前必須掌握該地段實際鎖定軌溫，根據作業軌溫條件進行作業，應嚴格執行“作業前、中、后各階段測量軌溫”制度；②無縫線路作業軌溫條件；（表3）③彈條安裝到位的標準為：以彈條中部前端下顎剛好與鋼軌接觸為準，兩者的間隙不大于0.5mm；④在大規模安裝前，先選取5-10 個扣件進行安裝，測出使彈條能按照以上標準達到正確安裝位置的實際安裝扭矩；⑤改軌距時應保障改完軌距后不產生軌向；⑥軌距精調過程中，嚴禁敲擊鋼軌。

表3

3.3 線路精調

3.3.1 測量前的準備工作。軌道精調小車軟件設置、輸入并核對軌道測量儀電腦中的線形文件及全站儀CF 卡中的控制點文件。第一遍作業前必須對作業地段進行軌道精調小車每1.2 米點測量，控制好測量精度以及準確度，最終提供平面及高程調整數據。

3.3.2 設置安全防護。上道前在計劃測量區段按《工程線施工管理辦法》辦理，進行登記防護，確保人身和行車安全。

3.3.3 全站儀校準及軌道精調小車校準。每天測量之前要對全站儀、精調小車的超高傳感器進行校準，校準后需保障在同一點進行正反兩次測量，測量值偏差應在0.3mm 以內。

全站儀后方交會設站過程中，為確保全站儀的設站精度，建議使用4 對CPIII 控制點，如果現場條件不滿足，至少也應使用3 對控制點;電子氣泡居中，使傾斜角L、T 的偏差數值在1 毫米以內;設站中誤差：東坐標/北坐標/高程≤0.7mm，水平定向誤差≤1.4″；下一區間設站時至少要包括4 個上一區間精調中用到的控制點，以保證軌道線形的平順性;全站儀設站的位置應靠近線路中心，每次設站均要在精測臺賬上登記，精測臺賬，建議在晚上進行精測。

表4 精測臺賬

3.3.4 數據采集。①軌道精調小車應由遠及近靠近全站儀的方向進行測量且應該保證測量的連續性；②軌道測量時目標距離控制在120 米內；③搬站后并將軌道測量儀退后20 米（道岔區段退后15 米）重復采集進行搭接段測量；④第一遍測量搭接控制在3mm 以內，第二遍測量搭接控制在2mm 以內，第三遍測量搭接控制在2mm 以內，第四遍測量搭接控制在2mm 以內，如果各遍搭接超差，需重新設站、重新進行搭接測量；⑤平曲線、豎曲線段需采集前后120 米數據，方能保證順接；⑥為大機精搗提供數據時，每隔1.2 米采集一次數據。

4 導出數據

按需要格式導出精測數據提供給大機機組人員。

5 編制精調方案

5.1 大機精搗方案。根據精測數據計算出實際軌面標高、平面位置與設計軌面標高、平面位置的差值編制大機精搗方案，具體如下：①方案編制原則:實際標高比設計標高大時，記錄需落道的里程、標高及長度，進行落道，同一區段有幾處需要落道時，待落道完畢并重新精測后再做方案；方案按1‰進行順坡；按單臺大機搗固做方案，單次起道量不大于30mm；方案起終點不能在緩和曲線上；②編制方案:根據測量數據設定第一遍大機搗固后的實際軌面標高與設計軌面標高的差值（根據實際情況，某一區段的實際標高與設計標高偏差較大，設定的差值會不一樣），得出第一遍大機的抬道量；撥道量為實際平面與設計平面的偏差值；第二遍待穩定后重新測量數據編制方案。

5.2 人工整治方案。首先按制訂的精調作業標準修改軌道檢查儀軟件中的限值設置；第二步打開測量數據；第三步按調整量計算原則分別進行平面、高程調整，調整量應按0.2mm 控制，且應分別按長、短波進行檢算；第四步對調整完的線形按照超限標準進行控制，確保線路平順。

圖3 大機精搗方案

5.3 有砟線路大機精確搗固。精確搗固根據精測數據編制的方案進行純數據化搗固，第二遍大機自動順平進行搗固、撥道，穩定車在大機后全面穩定。

5.4 優化線路數據采集處理。有個別地段可能會出現高于設計面的現象，有砟段盡量避免這種類似的事情發生，最好處理方法為“落道”，工期不允許的情況下必須查明原因上報總工，同意后進行順坡處理；為保證線路的平順性，順坡的原則是以該段最高點再加5mm 起道量，然后把高于設計標高的高差進行萬分之一坡率順接。在處理有砟、無砟過渡段時，以無砟段精調后的軌道現狀為零點進行萬分之一坡率順接。

6 大機精搗

6.1 有砟線路大機精確搗固。精確搗固根據精測數據編制的方案進行純數據化搗固，第三遍大機自動順平進行搗固、撥道，穩定車禁止在最后一遍精搗后進行穩定工作。

6.2 大機作業靜態標準。①第一遍精搗后標準：水平偏差不超過1mm，延長18m 的距離內三角坑不得大于3mm，曲線的超高順坡率≤0.5‰；正矢差不大于2mm，正矢連續差不大于3mm，圓曲線最大最小正矢差不大于4mm；10m弦測量軌向不大于2mm，且50m 范圍內不得有兩個及以上的連續軌向；高低用10m 弦長量不大于2mm；②第二遍精搗后標準：水平偏差不超過1mm，延長18m 的距離內三角坑不得大于2mm，曲線的超高順坡率≤0.5‰；正矢差不大于2mm，正矢連續差不大于3mm，圓曲線最大最小正矢差不大于4mm；20m 弦測量軌向不大于1mm，且50m 范圍內不得有兩個及以上的連續軌向；高低用10m 弦長量不大于2mm；③第三遍精搗：根據第二遍精搗后的TQI 分析數據制定相應搗固計劃。如果TQI 數據已經滿足驗收要求，建議大機自動起、撥道，進行加強搗固。如果TQI 不滿足驗收要求，建議進行第三遍精測并按精測數據進行搗固作業；④建議精搗前兩遍后進行穩定作業，精搗第三遍（最后一遍）嚴禁穩定車上道作業；⑤撥道量按橫偏控制，誤差在±3mm 以內；⑥抬道量按高程控制，誤差在±5mm 以內；⑦根據多個項目搗固經驗，一般精搗2 遍后TQI 值基本在2.7-2.8 以內。

6.3 大機精搗線路條件。①完成一遍軌距、軌變精調；②第一遍精搗條件是平面基本到位，平面方面：線路平面與設計偏差小于20mm；高程方面：線路高程比設計高程低30mm；③通過一遍普搗、三遍精搗、達到平縱斷面設計要求。

大機精搗大機條件：①精搗前必須進行調試標定狀況良好，保證提供的數據通過搗固后能全面實現；②當大機不能實現數據時，應停止精搗，安排調試；③當大機不能夠穩定的實現或不能100%實現時，應通過后面的試驗計算實現率，通過調整精調方案來實現精搗目標。

數據采集和方案設計：①采用絕對軌檢小車根據CPⅢ數據，每5m 采集一處數據（采用連續測量方法）；②按平行和吻合設計線形的原則設計精搗方案，原則上最大起道量不超過50mm。大機采用09-32 或以上型號搗固車進行作業；③遇變坡點或曲線ZH、HZ 時，應延長至變坡點或曲線頭兩側200m。

6.4 大機精搗工法及人工配合

必須實現人、機、網三合一。大機精搗方案必須用精測所采集的CPⅢ數據，根據設計線形進行方案設計后導入大機進行起撥道作業。

6.4.1 大機配合。①大機根據設計線形及精測數據編制大機精搗方案；②大機根據當次作業范圍準確在線路標注大機作業起點；③大機根據精搗方案進行搗固。

6.4.2 測量組配合。①測量組每5 米精測1 處后，將數據交大機；②每50m 標注1 處線路里程，平面曲線5 個樁應單獨在軌枕標注，豎曲線應明確標注起點、中點、終點準確位置和里程，以上用白色油漆在軌枕中部頂面標注；③道岔每遍精搗前在每50 米（道岔搗固時在尖軌順坡接頭、尖軌跟、岔趾及岔跟4 處）處標注起道量、撥道量及方向（第一遍用黑色油漆、第二遍用黃色油漆、第三遍用綠色油漆），同時安排人員進行大機作業地段道床狀況進行檢查，當道床不飽滿低于軌枕面時，嚴禁進行大機搗固；④進行精搗時，第一遍后安排勞力補充道碴，以便滿足第二遍大機養條件，同時應在搗固后用道尺進行檢查，在穩定車后也要安排人員檢查；⑤第二遍大機精搗時，線路平面應控制在離設計線形平面10mm，高程30mm 以內。⑥道岔搗固時，安排人員對曲股長岔枕進行起道搗固。

6.5 穩定車作業

6.5.1 搗固車作業后穩定車同步穩定線路，采用慢速重穩，垂直預加載10.0Mpa，預置下沉量10～20mm，振動頻率28～35Hz（根據設計院提供的橋梁共振頻率定），作業速度第一遍為0.6km/h，第二遍為0.8km/h ，第三遍為0.8km/h，第四遍及以后為1km/h。

6.5.2 穩定車橋上作業須要求：要求橋上道碴深度不小于150mm；要求振動頻率不小于30Hz；要求不得在橋范圍內起、停振，橋上不得停機。