高速鐵路 CRTSⅡ型無砟軌道鋪設測量技術探討

龔衛鋒 羅光財

高速鐵路 CRTSⅡ型無砟軌道鋪設測量技術探討

龔衛鋒 羅光財

結合無砟軌道工程施工特點,以石武高速鐵路工程為例,對高速鐵路 CRTSⅡ型無砟軌道鋪設測量技術進行了介紹,包括CPⅢ控制網布測技術、GRP布測技術及軌道板鋪設測量技術,為同類無砟軌道施工測量工作積累了寶貴經驗。

高速鐵路,無砟軌道,CPⅢ平面控制網,軌道板

無砟軌道是當今世界上最先進的軌道結構形式,是高速鐵路發展的主要方向。現有的無砟道床形式主要有：CRTSⅠ型板式無砟道床、CRTSⅡ型板式無砟道床、CRTSⅢ型板式無砟道床等[1]。CRTS-Ⅱ型板式無砟軌道技術是一種無需設置斷縫,采納梁、板間滑動的理念,充分發揮了底座板、軌道板連續鋪設的技術優勢,實現了鐵路的高速運行目標,如石武高速鐵路采用 CRTS-Ⅱ型板式無砟軌道板設計運營速度 380 km/h。每塊 CRTS-Ⅱ型板均有獨立編號,其鋪設工序嚴密繁瑣,需要用精密儀器反復測量,不僅有平面及高程測量,還包括了軌道板的空間三維姿態調整和定位,測量精度要求高。因此,軌道板鋪設測量是高鐵施工最重要、最難控制的一環,是高速鐵路土建施工的關鍵技術。本文結合石武高速鐵路施工對 CRTS-Ⅱ型無砟軌道鋪設施工測量技術及控制要點做一些簡要介紹和初步探討。

1 CPⅢ控制網布測技術

CPⅢ的三維坐標是軌道板鋪設的基準,為軌道精調提供測量依據。石武高鐵CPⅢ平面控制網采用自由設站邊角交會測量,是一種全新的測量方式,該測量方式在國內并不多見,2009年在京津城際高速鐵路鋪設無砟軌道時方開始使用[2]。

1.1 CPⅢ平面控制網觀測

自由站點宜設在相鄰兩對 CPⅢ控制點的中間,站點之間的距離約 120m,每個自由站觀測前后共 6對 CPⅢ點,觀測視線長度不大于 180m,每一站測量至少3組完整的測回。該方法為德國建立無砟軌道鋪設控制網采用的方法,稱之為軌道設標網[4],如圖 1所示,采用全圓方向觀測法進行觀測,控制網精度必須滿足規范[3]要求。

1.2 CPⅢ高程控制網觀測

CPⅢ高程控制點與平面控制點共樁。每一測段應至少與3個二等水準點進行聯測,形成檢核。測量方式采取往返測量。往測水準路線示意圖見圖 2。返測水準路線示意圖見圖 3。

2 GRP布測技術

GRP平面坐標和高程應分開施測。

2.1 GRP的平面坐標測量

GRP平面測量在軌道板鋪設之前進行,左、右線分別設站觀測見圖 4。

2.1.1 外業觀測注意事項

1)每測站 CPⅢ點不應少于 4對,包括重復觀測上一站的CPⅢ控制點 2對 ～3對;觀測的 GRP宜為 10個 ～15個,包括與上一個測站搭接的 5個 GRP;2)應采用正鏡(盤左)進行 3個測回觀測,GRP由遠及近依次進行觀測;3)對中測量棱鏡必須垂直正對測站,對中基座放置位置固定;4)CPⅢ點位置的棱鏡在觀測中保證位置不變;5)測量過程中某個 GRP點,第一次出現離散值超限時,可進行直接測量;若第二次還出現離散值超限,則將對中基座進行重新放置后再測量;如果CPⅢ點出現離散值超限,可直接進行測量;6)盡量采用同一種設站方向,當轉變設站方向時,與上一個測站應做整站搭接。

2.1.2 內業處理方法

利用 CPⅢ點的已知坐標和本測站搭接的第一個 GRP合格坐標作為起算值,采用平差的方法求解 CPⅢ控制點兩套坐標的轉換參數,得到GRP各點的坐標值。CPⅢ控制點的坐標與原坐標的差值在 2mm以內,搭接 GRP點與上一測站時的坐標較差均應少于 0.4mm。站間的GRP取均值,確保平均位置允許差之內。每測站搭接合格的 CPⅢ控制點不應少于 2對,搭接合格的 GRP不應少于 3個,站間不能連續剔除 2個以上 GRP點。

2.2 GRP的高程測量

高程測量應該在軌道板初鋪之后進行,以防止二期荷載對GRP的高程造成影響。施測時采用附合水準路線和中視法支水準測量路線相結合的方法進行(如圖 5所示)。

往測中先對作為轉點的CPⅢ控制點進行平差計算,得到各轉點處CPⅢ控制點的高程,再據此計算各中視 GRP的往測高程。同理得返測水準路線GRP高程數據,最后取均值作為本測站GRP的采用高程,各GRP點往返測高程值與其平均值間較差不應大于0.3mm。

3 軌道板鋪設測量技術

軌道板精調時,將全站儀設在軌道板精調前進方向上,后視棱鏡架設在已調好的軌道板的板端GRP上(如圖 6所示),其步驟及注意事項如下：

1)在精調作業前應該對標架進行檢校,通過標準標架對測量標架的尺寸進行修改;2)精調前,應對承軌槽進行清理,分別于待調軌道板首端承軌槽、板中央承軌槽、板末端承軌槽以及已調整完的上一軌道板首端承軌槽上架精調標架,標架接觸端應與承軌槽左端部密貼;3)精調前對 GRP測釘進行清洗,擰緊強制對中三角架,必要時需配重;4)精調前應檢查補償器及正倒鏡測坐標,如果補償器大于 10 s必須對儀器進行補償校準,正倒鏡測坐標大于1mm必須對儀器進行組合校準;5)精調第一塊軌道板時,全站儀應根據待調軌道板端的基準點定方向;其余應以相鄰已精調好的軌道板首端承軌槽上為精確標架定向;6)先進行單點定向,再進行搭接定向;7)精調時遇到軌道板某個支點達不到設計要求,首先考慮標架的棱鏡安放是否正確,再考慮標架觸頭是否與軌道板接觸良好,然后檢查軌道板上是否有污垢等;8)精調時出現橫向偏移量過大現象,首先要檢查標架是否經過標準標架的檢驗,必要時對全部標架重新檢驗,再檢查軌道板兩端的位置是否達到設計要求,然后對精調的原始數據進行檢查,看是否正確;9)分清楚第一次精調、灌漿前復測、灌漿后復測數據,及時把數據拷貝保存。

4 結語

CPⅢ測量、GRP測量、軌道板精調測量是一個整體,環環相扣。三個測量系統的相互兼容、嚴密的測量方法是解決 CRTS-Ⅱ型無砟軌道施工測量技術難點的關鍵。結合石武高速鐵路的建設,遵循“引進、消化、吸收、再創新”的技術路線,通過對 CRTS-Ⅱ型板式無砟軌道鋪設的施工測量技術及關鍵要點深入系統的研究,將計算機程序廣泛地應用在大量的測量計算中,參與高精密的施工測量放樣與數據處理,形成了一套 CRTS-Ⅱ型無砟軌道施工測量技術,為CRTS-Ⅱ型無砟軌道施工測量工作積累寶貴的經驗,對同類工程施工具有參考價值。

[1]王海彥,侯 晗,彭彥彬.高速鐵路無砟軌道施工測量方法綜述[J].石家莊鐵路職業技術學院學報,2009(3)：37-41.

[2]卿三惠,胡 健,陳 叔.京津城際高速鐵路無砟軌道施工技術及裝備創新[J].高速鐵路技術,2010(1)：61-65.

[3]鐵建[2007]76號,客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定[S].

[4]王兆祥.鐵路工程測量[M].北京：中國鐵道出版社,2001.

On exp loration for CRTSⅡtype ballastless track layoutmeasurement technique of exp ress railway

GONG Wei-feng LUO Guang-cai

Combining with the constructing characteristics of ballastless track project,the paper taking Shijiazhuang-Wuhan railway p roject as the example,introduces CRTSⅡ type ballastless track layoutmeasurement techniqueof exp ress railways,including CPⅢ control network layoutmeasurement technique,GRP layoutmeasurement technique,and track plate layoutmeasurement technique,so as to accumulate the precious experience for similar ballastless track construction measurementwork.

express railway,ballastless track,CPⅢ plane control network,track plate

U 213.215

A

1009-6825(2011)03-0156-02

2010-10-17

龔衛鋒(1978-),男,碩士,工程師,湖南益陽高新區建設部,湖南 益陽 413000

羅光財(1979-),男,碩士,工程師,中建路橋建設公司,湖南長沙 410004