高速鐵路軌道精調(diào)施工技術(shù)

摘要：文章以石武高速鐵路無砟軌道為研究對象，結(jié)合軌道精調(diào)小車測量儀和檢查儀，提出以“相對測量+絕對測量”軌道精調(diào)創(chuàng)新模式，從而大大提高軌道精調(diào)作業(yè)精度及工作效率，實現(xiàn)軌道平順性要求。

關(guān)鍵詞：石武高速鐵路；軌道精調(diào)；精調(diào)作業(yè)；精調(diào)測量；精調(diào)數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：U213文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）12-0079-03

石武高鐵是我國四縱四橫高速鐵路北京至香港一部分、標準最高、速度最快的高速鐵路，舉世關(guān)注。設(shè)計時速350公里/小時，運營后動車從北京到香港最快8個小時。

本文以石武高鐵無砟軌道精調(diào)為研究對象，調(diào)作業(yè)標準數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容，結(jié)合精調(diào)作業(yè)介紹軌道精調(diào)小車SGJ-T客運專線軌道測量儀（絕對測量小車）和GJY-T高鐵型軌道檢查儀（相對測量小車）即“相對測量+測量測量”軌道精調(diào)模式。最后對如何提高軌道精調(diào)作業(yè)精度及效率，進行總結(jié)考。

一、軌道精調(diào)工藝流程

軌道精調(diào)是一個比較漫長的過程，通常需要四到五遍的精調(diào)過程，而且每一遍精調(diào)過程又包括施工準備、測量及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及精調(diào)方案制定、現(xiàn)場復(fù)核及調(diào)整。在四五遍的精調(diào)完成，軌道達到平順性要求之后，需要進行復(fù)測驗收。

二、精調(diào)作業(yè)標準

石武高速鐵路設(shè)計時速350公里/小時，根據(jù)高速測量規(guī)范要求，軌道精調(diào)作業(yè)執(zhí)行高速鐵路軌道精調(diào)標準。

三、軌道精調(diào)作業(yè)

（一）線路狀態(tài)檢查確認

在長鋼軌鎖定完成之后，必須對軌道進行清理和密貼檢查，保證測量數(shù)據(jù)準確，精調(diào)有效。精調(diào)前線路狀態(tài)檢查主要包括以下幾個方面：

1．檢查并清理鋼軌，確保無污染，無低塌、掉塊、硬彎等缺陷。

2．檢查扣件，安裝正確，無缺少、損壞、污染，且扭矩達到設(shè)計標準，彈條中部前端下顎與軌距擋塊間隙≯0.5mm，軌底外側(cè)邊緣與軌距擋塊間隙≯0.3mm，軌枕擋肩與軌距擋塊間隙≯0.3mm。

3．檢查墊板，安裝正確，無缺少、損壞、偏斜、污染、空吊（間隙≯0.3mm）。

4．檢查焊縫平順性，頂面0～+0.2mm，工作邊0～-0.2mm，圓弧面0～-0.2mm。

5．檢查道床板，清理扣件內(nèi)部、承軌槽內(nèi)砼殘留雜物、灰塵等。

（二）精調(diào)測量及技術(shù)要求

傳統(tǒng)軌道精調(diào)測量方法主要采用絕對測量小車，即客運專線軌道測量儀，依賴全站儀和CP3網(wǎng)實現(xiàn)對軌道三維坐標的定位測量。其主要缺點是對環(huán)境適應(yīng)性差，如下雨、風(fēng)大、霧大、太陽光照射等都不進行測量，同時作業(yè)效率極低，只能達到600米/天的測量效率。

為了提高測量效率同時又滿足測量的精度，中鐵十四局石武項目部和日月明鐵道設(shè)備開發(fā)有限公司創(chuàng)新性的提出了“絕對＋相對”的測量模式。“絕對”指的是采用絕對測量小車逐根軌枕測量軌道三維坐標和軌道內(nèi)部幾何狀態(tài)。“相對”指的是采用相對測量小車在軌道上連續(xù)推行，以陀螺儀慣性法測量軌道平順性參數(shù)和軌道內(nèi)部幾何狀態(tài)參數(shù)，其測量效率達到4公里/小時。根據(jù)精調(diào)測量的不同階段，“相對測量”和“絕對測量”配合使用，達到提高測量效率的功效：

1．在長鋼軌鎖定完成之后，先采用“相對測量”測量軌道平順性，根據(jù)高鐵型軌檢儀的軌枕定位功能打印超限報表，確定軌下橡膠墊板缺失、鋼板缺失、多余絕緣墊塊等粗大病害。同時根據(jù)“相對測量”壓縮報表，估算扣件系統(tǒng)不同規(guī)格墊板和軌距擋塊更換件的用量，并根據(jù)估算結(jié)果備齊調(diào)整件。

2．當(dāng)解決完橡膠墊板缺失、鋼板缺失、多余絕緣墊塊后，采用絕對測量對軌道進行絕對位置的測量，根據(jù)軌道平順性指標，模擬軌道調(diào)整，打印軌道調(diào)整方案。根據(jù)調(diào)整方案，進行軌道扣件更換和軌道整正。同時采用“相對測量”對軌道進行普查，跟蹤軌道線路狀態(tài)。

3．到了軌道精調(diào)后期，線路基本平順，采用“相對測量”對線路進行平順性測量，定位不平順區(qū)段（病害區(qū)）里程。在不平順區(qū)段上采用絕對測量對軌道絕對位置進行測量，同時根據(jù)調(diào)整方案對軌道進行整正。通過先定位后處理的方式可以減少絕對測量60%的工作量。

4．當(dāng)軌道精調(diào)完成，采用相對測量對軌道進行復(fù)測，保存線路測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)軌道的數(shù)字化管理。為了保證測量數(shù)據(jù)的高精度，軌道精調(diào)測量作業(yè)需要注意以下幾方面的要求：（1）在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集前，將線路參數(shù)及CPIII控制點坐標錄入軌檢小車；（2）每次測量前，用零級道尺對軌檢小車進行現(xiàn)場標定；（3）全站儀自由設(shè)站的位置靠近軌道中線每次聯(lián)測6～8對CPIII控制點，并且測站位于聯(lián)測的CPIII控制點中間，自由設(shè)站的精度必須滿足站點坐標殘差小于0.7mm，方向殘差小于0.2″；（4）每站測量距離不宜超過70m，最近距離不小于10m；（5）相鄰測站必須由一定的交疊區(qū)域，一般不少于一塊軌道板的距離；相鄰精調(diào)作業(yè)單元之間至少重疊測量一站。

（三）精調(diào)數(shù)據(jù)分析及方案制定

精調(diào)數(shù)據(jù)分析及方案制定是一個紙上談兵的過程，根據(jù)軌道測量數(shù)據(jù)和平順性評價指標分析線路調(diào)整量。確定調(diào)整量的原則主要有以下幾方面：

1．高低和軌向調(diào)整均以“內(nèi)軌為基本軌”。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理模擬調(diào)整堅持“先整體、后局部”；“先軌向、后軌距；先高低、后水平”的基本原則。“先整體、后局部”：即根據(jù)采集的數(shù)據(jù)由軟件生產(chǎn)的波形圖，以“削峰填谷”的方式確定總體調(diào)整方案，控制調(diào)整量。“先軌向、后軌距；先高低、后水平”：即先調(diào)整后基準軌的軌向，后調(diào)整非基準軌的軌距；先調(diào)整好基準軌的高低，后調(diào)整非基準軌的水平。

3．根據(jù)軌檢小車采集的數(shù)據(jù)對軌道線性進行綜合分析和評價，生成軌距、軌向、高低、水平、扭曲等波形圖，確定需要調(diào)整的區(qū)段。

4．制定模擬軌道調(diào)整方案，將軌道幾何參數(shù)調(diào)整到允許范圍為之內(nèi)，再對模擬調(diào)整后圖形進一步檢查和優(yōu)化，確保線性順直，曲線圓順，過渡順暢。

5．在制定模擬調(diào)整方案時，軌距偏差按照-1～0.5mm進行控制。

6．在曲線直緩、緩直點處不能出現(xiàn)反超高；相鄰精調(diào)作業(yè)單元之間重疊區(qū)域模擬調(diào)整方案保持一致性。

根據(jù)模擬調(diào)整方案，確定調(diào)整部位和扣件規(guī)格，形成調(diào)整量

（四）現(xiàn)場軌道精調(diào)作業(yè)

調(diào)整方案確定后，開始軌道扣件的更換軌道調(diào)整，一般在白天進行：

1．根據(jù)模擬調(diào)整量表準備各型號調(diào)整件，并備有余量。

2．將模擬調(diào)整量數(shù)據(jù)全部在軌腳進行初標識。

3．對“基準軌”利用弦線進行核對后將正確的軌向調(diào)整量標識于擋肩上，高低調(diào)整量標識于軌頂上。依據(jù)核查后的軌向和高低調(diào)整量，確認更換扣件規(guī)格，調(diào)整完畢后用弦線核查。

4．對非基準軌用道尺對軌距和水平調(diào)整量進行核對后，將正確的軌距調(diào)整量標識于擋肩上，水平調(diào)整量標識于軌頂上。依據(jù)核查后的軌距和水平調(diào)整量，確認更換扣件規(guī)格，調(diào)整完畢后用道尺

核查。

5．兩軌軌道調(diào)整完畢后，記錄現(xiàn)場實際調(diào)整件的部位、規(guī)格和數(shù)量，建立扣件更換臺賬；用道尺復(fù)測，并記錄實際軌距和水平偏差值。

6．按照“擺（扣件）、松（螺栓）、拆（扣件）、頂（鋼軌）、清（雜物）、裝（扣件）、緊（螺栓）、查（扭矩）、記（臺賬）”九個步驟更換扣件；更換扣件時，每次連續(xù)松開不宜超過6個扣件。

四、質(zhì)量控制及檢驗

1．?dāng)?shù)據(jù)采集測量一般選在陰天或夜間進行，嚴禁在高溫、雨天、大霧、大風(fēng)等氣象條件下進行測量作業(yè)，避免測量誤差過大，出現(xiàn)假數(shù)據(jù)。

2．消除軌底外側(cè)與軌距擋板之間的間隙。

3．嚴格軌道調(diào)整順序，基準軌調(diào)整到位之前不得調(diào)整非基準軌。

4．弦線長度不宜超過25米，起終點應(yīng)選擇在調(diào)整量為零的區(qū)域。

5．緩直、直緩點處不得出現(xiàn)反超高。

6．扣件更換結(jié)束后，按規(guī)定扭力上緊螺栓。

五、結(jié)論

“絕對＋相對”測量模式的使用，抓住無砟線路軌道精調(diào)是將線路精調(diào)到平順狀態(tài)的核心思想，充分利用了相對測量小車測量效率高，環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點，與絕對測量小車配合使用，提高了軌道精調(diào)整體的作業(yè)效率。同時“絕對測量”和“相對測量”結(jié)合使用，在很好地滿足軌道精調(diào)高精度、高標準要求的同時，與傳統(tǒng)測量模式相比使設(shè)備成本，人力成本也大大降低。

作者簡介：宋成新（1973-），男，山東成武人，中鐵十四局集團第五工程有限公司工程師，研究方向：工程測量。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）