CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道測量控制

潘德

通過銀西鐵路客專時(shí)速250km/h 正線CRTS Ⅰ雙塊式無砟軌道標(biāo)準(zhǔn)軌排架在現(xiàn)場先粗調(diào)在通過全站儀加軌道檢測小車精調(diào)，直線段測量控制，及曲線段的測量控制方法，使得軌排架上的工具軌高低、軌向，軌距，水平達(dá)到要求設(shè)計(jì)值。為以后類似測量提供借鑒。

一、引言

目前CRTS Ⅰ型雙塊式無砟軌具有道常應(yīng)用于高速鐵路及鐵路客運(yùn)專線，相比較傳統(tǒng)的軌道的平順性好、穩(wěn)定性好、壽命長、維修更便捷等優(yōu)點(diǎn)。軌排架能夠滿足我國時(shí)速200～300km/h 鐵路雙塊式無砟軌道道床施工，并能適應(yīng)路基、橋梁、隧道不同區(qū)段的施工，其具有結(jié)構(gòu)簡潔、安裝緊湊、拆裝方便、對(duì)位調(diào)整方便且調(diào)整精度高等優(yōu)點(diǎn)，并兼有軌枕安裝定位、軌道粗調(diào)與精調(diào)的功能，能有效簡化作業(yè)程序、降低施工成本。本工程段采用軌排架法，排架優(yōu)點(diǎn)在于軌距、軌底坡、軌枕間距三項(xiàng)主要幾何尺寸指標(biāo)，用機(jī)械方式固定，同時(shí)組合了高程調(diào)整、超高角度調(diào)整、軌向調(diào)整、中線對(duì)中、模板及其調(diào)整，減少了施工調(diào)整時(shí)間，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量。

二、工程概況

銀川至西安線甘寧段YXZQ-2 標(biāo)施工起止里程為DK194+170.06～DK206+611.34 段的正線施工任務(wù)，全長12441.28m。管段內(nèi)有橋梁4 座總長2506.74m，其中有2 個(gè)特大橋：九龍河特大橋（1024.8m）、馬蓮河特大橋（1125.06m）、2 個(gè)大橋：九龍河大橋（207.2m）、黃家溝支溝大橋（149.68m）；隧道5 座總長7534.54m：賈家灣隧道（1186.94m）、寧縣1 號(hào)隧道（1127m）、寧縣2 號(hào)隧道（1910.62m）、寧縣3 號(hào)隧道（2809.98m）、上莊隧道（暫按500m 考慮）；路基4 段總長2408.9m。其中隧道部分采用CRTS Ⅰ型雙塊式無砟道床，其余路基、橋梁部分采用有碴道床施工工藝。隧道地段CRTS Ⅰ型雙塊式無砟軌道由鋼軌、彈性扣件、雙塊式軌枕、道床板等組成，為縱向連續(xù)結(jié)構(gòu)。鋼軌采用60kg/m、100m 定尺長、U71MnG 無螺栓孔新鋼軌，扣件采用WJ-8B 型，軌枕采用SK-2 型雙塊式軌枕，軌枕間距一般采用650mm，特殊地段在600～650mm 范圍內(nèi)調(diào)整。道床板寬2800mm，厚約260mm，直線地段在道床板表面設(shè)置1%的橫向人字排水坡，曲線地段道床板根據(jù)超高設(shè)置厚度不同，內(nèi)軌下結(jié)構(gòu)高度保持不變，外軌抬高。

三、軌道板放線

當(dāng)隧道內(nèi)具備軌道板施工所有條件后，軌道板與仰拱接觸面范圍內(nèi)工作面鑿毛，清理驗(yàn)收合格后，全站儀采用后方交會(huì)法，在施工區(qū)內(nèi)后視4 至6 個(gè)CP Ⅲ控制點(diǎn)全站儀自動(dòng)平差計(jì)算精度在1mm 以內(nèi)方可放線，每隔6.492m（一個(gè)軌排架的長度），放出軌道中心線控制點(diǎn)，以軌道中心點(diǎn)左右兩側(cè)0.717m（標(biāo)準(zhǔn)軌距1.435m的一半）放兩個(gè)邊點(diǎn)，用鋼釘精確定位，用紅油漆標(biāo)識(shí)，用墨線彈出中心線，兩側(cè)邊點(diǎn)用紅色記號(hào)筆在電纜槽邊墻上寫明距軌面的高差為后面軌排架粗調(diào)定位做準(zhǔn)備。以軌道中心線兩側(cè)各1.4m 為準(zhǔn)用墨線彈出道床板邊線。

四、軌排架就位及粗調(diào)

用鋪裝龍門從分枕平臺(tái)上吊起組裝好的軌排運(yùn)至鋪設(shè)地點(diǎn)，按中線和高程定位允許偏差：中線±10mm，高程-10～0mm。每組軌排按順序安裝，軌縫統(tǒng)一為8mm，采用自制8mm 墊板控制軌縫。通過魚尾夾板連接，每個(gè)接頭安裝4 套螺栓，注意正反顛倒安裝。

當(dāng)所有軌排架就位后，開始粗調(diào)，粗調(diào)原則：先中線，后高程，高程寧低勿高。初步調(diào)整采用數(shù)顯軌距尺加1m 鋼尺。粗調(diào)順序1 →4 →5 →8（圖1）首先在軌距尺上分中，在中心點(diǎn)處綁上吊錘，橫向移動(dòng)軌排架直至與地面中線墨線重合停止橫向移動(dòng)。高程調(diào)整用1m 鋼尺靠在軌排架工具軌端頭，旁邊電纜槽邊墻上已標(biāo)明，鋼釘頂面距左右工具軌頂面的距離尺寸，擰動(dòng)軌排架上的高程調(diào)節(jié)螺桿，直至左右軌達(dá)到所需控制的高程停止。調(diào)整完一個(gè)單元的軌排之后，需要再次檢查中線，中線誤差越小越好。粗調(diào)誤差控制在：中線2mm，高程-5mm～0mm。檢查（圖1）2 →3 →6 →7，高程調(diào)節(jié)螺桿是否受力，如果未受力則擰緊螺桿，達(dá)到整體受力效果。當(dāng)所有單元塊全部粗調(diào)完成后用沖擊鉆通過支撐螺柱底部固定底座的螺栓孔向仰拱填充面進(jìn)行打孔并用錨固螺栓擰緊，將軌排與仰拱填充面連接加固。各軌排架端頭用魚尾夾板連接。

圖1 軌排架平面示意圖

五、軌排架精調(diào)

當(dāng)粗調(diào)結(jié)束后，頂層鋼筋安裝及接地焊接完成，軌道板兩側(cè)邊模安裝完畢，進(jìn)入到精調(diào)環(huán)節(jié)。所需要的儀器有徠卡TS16 全站儀（1″），徠卡腳架，9 個(gè)徠卡棱鏡頭及CP Ⅲ連接桿。天寶 DiNi03 數(shù)字水準(zhǔn)儀，銦鋼尺，腳架，CP Ⅲ高程連接桿。軌檢小車，0 級(jí)數(shù)顯軌距尺，溫度濕度氣壓表。精調(diào)前需要對(duì)軌檢小車進(jìn)行檢核，軌檢小車組裝上道，完成自檢后連接全站儀，將軌檢小車緩慢推至（圖1）1 →2 →3 →4 處測出四個(gè)位置處的軌面高程，軌距，超高值并記錄。再用天寶 DiNi03 數(shù)字水準(zhǔn)儀后視最近的一處CP Ⅲ點(diǎn)，復(fù)核另外一個(gè)CP Ⅲ點(diǎn)，誤差滿足要求后，測出1 →2 →3 →4 處的四個(gè)軌面高程值。用0 級(jí)數(shù)顯軌距尺測出1 →2 →3 →4 處的，軌距值及超高值，與軌檢小車的記錄值對(duì)比，誤差值均在0.5mm 以內(nèi)方可使用。每次進(jìn)入隧道精調(diào)前，全站儀精平，溫濕度氣壓表掛在全站儀腳架上，軌檢小車組裝好上道后，需要靜置半個(gè)小時(shí)，使其適應(yīng)隧道內(nèi)環(huán)境溫度。

軌檢小車推（圖1）1 處，單輪在左軌上時(shí)，小車標(biāo)記線與道釘對(duì)齊，打開軌檢小車電源，手薄通過藍(lán)牙與軌檢小車連接，記錄此時(shí)的軌距和超高值。提起軌檢小車轉(zhuǎn)動(dòng)180 度，使其單輪在右軌上，與在左軌同一斷面處。記錄單輪在右軌時(shí)的軌距和超高值，點(diǎn)擊手薄上的計(jì)算校核。完成軌檢小車自身的傳感器校正。

每次精調(diào)前，和搬動(dòng)小車至另一線路精調(diào)時(shí)都要先完成軌檢小車傳感器自檢校核，才能進(jìn)入精調(diào)工作。全站儀精平后，需要對(duì)全站儀補(bǔ)償器，指標(biāo)差，視準(zhǔn)差和ART，進(jìn)行組合校正，校正完后再次精平。在對(duì)氣象改正，輸入溫濕度氣壓表測的環(huán)境值，全站儀會(huì)自動(dòng)修正氣象改正數(shù)。

全站儀采用后方交會(huì)法進(jìn)行設(shè)站，儀器架設(shè)在精調(diào)區(qū)域靠近線路中心的位置，與最近的CP Ⅲ控制點(diǎn)一般應(yīng)超過15m。后視區(qū)域要大于精調(diào)區(qū)域（圖2）。

圖2 全站儀后視平面示意圖

后視8 個(gè)CP Ⅲ控制點(diǎn)，后視完后在全站儀中點(diǎn)擊計(jì)算，全站儀會(huì)將8 個(gè)控制點(diǎn)自動(dòng)平差計(jì)算。設(shè)站中誤差應(yīng)滿足：X 坐標(biāo)/Y 坐標(biāo)/高程均在0.7mm 以內(nèi)，方向1.4″以內(nèi)，方可定向。若殘差過大，需要在全站儀中剔除殘差過大的1 到2 個(gè)控制點(diǎn)，最少6 個(gè)控制點(diǎn)參與平差計(jì)算，直至復(fù)核設(shè)站精度要求，方可定向。

全站儀定向好后，全站儀開啟目標(biāo)追蹤模式，實(shí)時(shí)觀測軌檢小車的棱鏡中心，通過電臺(tái)與軌檢小車電臺(tái)連接建立通訊，軌檢小車與測量手簿藍(lán)牙相連，測量手簿獲得棱鏡的三維坐標(biāo)，后通過配套的解算軟件實(shí)時(shí)處理。根據(jù)測量手簿所持續(xù)顯示出軌向調(diào)整量，左軌高程調(diào)整量，右軌高程調(diào)整量，軌距調(diào)整量，超高調(diào)整量，即可指導(dǎo)工人師傅精調(diào)軌排架。精調(diào)應(yīng)遵循：“先軌向后軌距”，“先高低后水平”的原則，調(diào)整支撐桿直至差值接近于0mm 為止，調(diào)整中線采用專用扳手調(diào)節(jié)左右橫向調(diào)節(jié)器，一次調(diào)整2 組，左右各配2人同時(shí)作業(yè)，當(dāng)往線路左側(cè)移動(dòng)時(shí)，右側(cè)2 人松橫向調(diào)節(jié)器，同時(shí)左側(cè)2 人緊橫向調(diào)節(jié)器。調(diào)整高程，用套筒扳手，旋轉(zhuǎn)豎向螺柱調(diào)整軌道水平、超高，調(diào)整螺柱時(shí)要緩慢進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)90 度，高程變化約為1mm，調(diào)整后用手檢查螺柱是否受力，如未受力則擰緊調(diào)整附近的螺柱，精調(diào)過程中，應(yīng)先調(diào)整偏差較大處相鄰幾對(duì)螺柱同時(shí)調(diào)整，調(diào)整時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。曲線地段調(diào)整時(shí)豎直和水平方向同時(shí)調(diào)整。精調(diào)過程最少分3 次進(jìn)行，對(duì)兩個(gè)特定軌排框架而言，橫梁精調(diào)順序：第一次為1 →4 →5 →8 將誤差控制在2mm 以內(nèi)。第二次為2 →3 →6 →7 將誤差控制在高程：0～-0.5mm，左右軌面相對(duì)高差：±0.2mm，中線位置：0mm。第三次為1 →2 →3 →4 →5 →6 →7 →8 此次為微調(diào)并采集數(shù)據(jù)（圖1）。

每次測站只負(fù)責(zé)測站后方60m 范圍內(nèi)，距離儀器10m 范圍內(nèi)的軌排需要待下一測站進(jìn)行順接調(diào)整，順接過渡方法，前一站調(diào)整完成后，下一站調(diào)整時(shí)需重疊上一站調(diào)整過的8 到10 根軌枕。在CP Ⅲ點(diǎn)精度、設(shè)站精度、全站儀精度、軌檢小車精度均符合規(guī)范要求情況下，兩設(shè)站點(diǎn)對(duì)同一點(diǎn)位的測量絕對(duì)值偏差，中線不大于0.5mm、高程不大于2mm。過渡段從順接后的第一個(gè)軌排架開始，每根軌枕的數(shù)據(jù)遞減值宜小于0.2mm，直到絕對(duì)值偏差接近0 為止。

六、混凝土澆筑注意事項(xiàng)

注意事項(xiàng)：測量區(qū)域需停止其他施工作業(yè)；軌排精調(diào)后應(yīng)采取防護(hù)措施，嚴(yán)禁踩踏和撞擊；軌排精調(diào)后應(yīng)盡早澆筑混凝土，如果軌排受到外部擾動(dòng)，或放置時(shí)間過長，或環(huán)境溫度變化超過15℃時(shí)，必須重新檢查確認(rèn)合格后，方能澆筑混凝土。澆筑前工具軌及軌枕及時(shí)覆蓋保護(hù)防止污染。混凝土澆筑振搗時(shí)工人應(yīng)站在自制的支架上對(duì)混凝土振搗，振搗棒避免碰撞軌枕及軌排。

七、軌排框架拆除

當(dāng)?shù)来舶寤炷脸跄螅皶r(shí)采集澆筑后的軌面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集完即可松開扣件和魚尾夾板螺栓避免溫度應(yīng)力變化及混凝土收縮時(shí)對(duì)混凝土造成破壞，待終凝后混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa 后方可按照拆除順序拆除軌排框架，拆卸模板，最后經(jīng)過確認(rèn)扣件全部松開后，由鋪裝龍門吊起軌排框架運(yùn)至軌排組裝區(qū)清理待用。待全部工具及配件拆除后，及時(shí)蓋緊道釘防護(hù)帽，防止雜物及灰塵進(jìn)入。再次清理軌枕表面殘留的水泥漿及雜物。鋪蓋土工布與道床板混凝土表面密貼灑水養(yǎng)護(hù)。

八、混凝土澆筑前后數(shù)據(jù)分析

精調(diào)時(shí)按照1mm 控制軌道最終精度如表1。

表1 精調(diào)時(shí)按照1mm控制軌道最終精度

精調(diào)時(shí)按照0.5mm 控制軌道最終精度如表2。

表2 精調(diào)時(shí)按照0.5mm控制軌道最終精度

對(duì)混凝土澆筑后復(fù)測與澆筑前精調(diào)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，在混凝土澆筑完成后混凝土強(qiáng)度凝固過程中自身的膨脹與收縮對(duì)軌排與道床存在一定的影響，其變動(dòng)值在0.1～1mm 變動(dòng)。