CRTSⅡ型板式無砟軌道底座(支承層)頂面高程控制測量新方法

趙夢杰

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

眾所周知，高速鐵路軌道需要很高的平順性，而其底座(支承層)的精密施工是高速鐵路軌道高平順性的基本保障。在底座(支承層)施工中，最為關(guān)鍵的工作就是底座(支承層)頂面高程的控制，直接影響到下一步軌道板的精調(diào)和CA砂漿的灌注質(zhì)量，繼而影響到軌道精調(diào)，影響到高速鐵路軌道的高平順性。目前，我國高速鐵路底座(支承層)的施工，由于其頂面高程施工控制不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致最終澆筑成型的底座(支承層)頂面高程與其設(shè)計(jì)高程偏差較大，這時(shí)就必須對(duì)其進(jìn)行處理:高于設(shè)計(jì)高程的，就必須進(jìn)行打磨;而低于設(shè)計(jì)高程的，就需用后續(xù)CA砂漿的灌注來彌補(bǔ)低于設(shè)計(jì)高程部分;如果偏離設(shè)計(jì)高程值過大無法進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，則需將其炸掉重新澆筑。勢必會(huì)影響到底座(支承層)的施工進(jìn)度，浪費(fèi)很大的人力、財(cái)力。

提出一種關(guān)于底座(支承層)頂面高程控制測量的新方法，以期望節(jié)省人力、財(cái)力，提高工作效率，為實(shí)現(xiàn)高速鐵路軌道的高平順性打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 底座(支承層)頂面高程控制資料準(zhǔn)備

1.1 基礎(chǔ)資料

(1)評(píng)估通過的CPⅢ控制網(wǎng)成果;

(2)評(píng)估檢查合格的底座(支承層)邊線(左、右兩側(cè))放樣點(diǎn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，一般每5 m一個(gè)控制斷面。

1.2 底座(支承層)施工模板安裝允許偏差

根據(jù)《高速鐵路CRTSⅡ型版式無砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》:底座(支承層)施工模板安裝允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定［1］。

表1 底座(支承層)模板安裝允許偏差_________

1.3 底座(支承層)外形尺寸允許偏差

根據(jù)《高速鐵路CRTSⅡ型版式無砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》:底座(支承層)外形尺寸允許偏差、檢驗(yàn)方法如表2所示［1］。

表2 底座(支承層)外形尺寸允許偏差和檢驗(yàn)數(shù)量及方法

2 底座(支承層)模板安裝高程控制

2.1 底座(支承層)邊線放樣

(1)底座(支承層)邊線放樣每5 m設(shè)一個(gè)控制斷面，采用專業(yè)布板軟件計(jì)算出控制斷面兩側(cè)邊線點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)底座(支承層)頂面設(shè)計(jì)高程。

(2)根據(jù)底座(支承層)邊線點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，即可采用精度不低于(2″、2 mm+2×10－6D)的全站儀進(jìn)行坐標(biāo)放樣。放樣時(shí)以CPⅢ點(diǎn)作為控制點(diǎn)進(jìn)行自由設(shè)站，最長放樣距離應(yīng)≤70 m;每測站自由設(shè)站觀測的CPⅢ點(diǎn)不宜少于3對(duì)，相鄰測站重復(fù)觀測的CPⅢ點(diǎn)不宜少于1對(duì)。自由設(shè)站點(diǎn)的精度應(yīng)滿足表3的規(guī)定［2］，CPⅢ點(diǎn)的坐標(biāo)不符值應(yīng)符合表4的規(guī)定［2］。

表3 自由設(shè)站點(diǎn)精度要求

表4 CPⅢ控制點(diǎn)坐標(biāo)不符值限差要求

若CPⅢ控制點(diǎn)坐標(biāo)不符值不滿足表4的要求時(shí)，在保證CPⅢ控制點(diǎn)不少于2對(duì)的前提下，應(yīng)剔除超限CPⅢ點(diǎn)重新自由設(shè)站，直到滿足要求為止。

(3)根據(jù)放樣出的邊線點(diǎn)，即可用墨斗彈出底座(支承層)邊線，以控制模板的平面位置。

2.2 模板安裝

(1)模板安裝之前，首先依據(jù)每個(gè)控制斷面上放樣出的邊線點(diǎn)，用記號(hào)筆在底座(支承層)左右兩側(cè)分別標(biāo)示出位于邊線外側(cè)5～10 cm處的“模板高度控制點(diǎn)”。

(2)然后采用精度不低于3mm/km的電子水準(zhǔn)儀以CPⅢ點(diǎn)為控制基準(zhǔn)，測量出每個(gè)控制斷面上左右兩個(gè)“模板高度控制點(diǎn)”的高程，并計(jì)算出該點(diǎn)與對(duì)應(yīng)邊線點(diǎn)處底座(支承層)頂面設(shè)計(jì)高程的高差值，作為對(duì)應(yīng)邊線點(diǎn)模板安裝的初始高度。

(3)在放樣出的底座(支承層)邊線上安裝模板。

(4)模板安裝完成后，在每一個(gè)控制斷面上將水平尺安置于一側(cè)模板頂部，調(diào)整水平尺水平后用鋼尺測出水平尺到邊線外側(cè)5～10 cm處的“模板高度控制點(diǎn)”的高差，與“(2)”步驟中所計(jì)算高差進(jìn)行比較，確保測量高差不小于計(jì)算高差。

(5)安裝側(cè)模板時(shí)，模板底面出現(xiàn)空隙時(shí)用合適厚度的木條塞縫支墊，木條兩端與模板內(nèi)外側(cè)平齊，防止錯(cuò)臺(tái)。

2.3 模板頂面高程控制與調(diào)整

(1)根據(jù)專業(yè)布板軟件計(jì)算出的底座(支承層)邊線點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)，在兩側(cè)模板軌道頂面沿線路方向，每隔5 m采用精度不低于(2″、2 mm+2×10－6D)的全站儀按表3和表4的精度要求放樣出“模板高度調(diào)整點(diǎn)”，并用記號(hào)筆標(biāo)示在模板軌道頂面上。

(2)實(shí)測“模板高度調(diào)整點(diǎn)”的高程，測量時(shí)水準(zhǔn)儀設(shè)站點(diǎn)盡量位于相鄰兩個(gè)CPⅢ控制點(diǎn)之間，采用兩個(gè)穩(wěn)定的CPⅢ控制點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行附合路線測量，閉合精度應(yīng)滿足四等水準(zhǔn)精度等級(jí)要求。觀測時(shí)采用“后－中…中－前(BF)”的測量模式，一個(gè)測段內(nèi)所有放樣點(diǎn)均作為中視點(diǎn)，且轉(zhuǎn)點(diǎn)宜采用線路兩側(cè)的CPⅢ控制點(diǎn)，得到模板軌道頂面實(shí)測高程。每一測站的技術(shù)要求應(yīng)滿足表5的規(guī)定。

表5 底座(支承層)放樣點(diǎn)高程測量主要技術(shù)要求____

(3)通過底座(支承層)頂面與模板軌道頂面設(shè)定高差及其設(shè)計(jì)高程，計(jì)算對(duì)應(yīng)模板軌道頂面設(shè)計(jì)高程。

(4)計(jì)算出模板軌道頂面設(shè)計(jì)高程與實(shí)測高程的較差，將該較差交予現(xiàn)場作業(yè)班組并同時(shí)標(biāo)注在現(xiàn)場模板上，指導(dǎo)現(xiàn)場人員對(duì)模板軌道頂面高程進(jìn)行調(diào)整。

(5)當(dāng)現(xiàn)場作業(yè)班組將模板軌道頂面高程調(diào)整到設(shè)計(jì)高程后，通知工程部負(fù)責(zé)該段施工的技術(shù)人員到現(xiàn)場復(fù)測模板軌道頂面高程，現(xiàn)場復(fù)測過程中精調(diào)模板軌道頂面高程，每個(gè)斷面逐個(gè)檢查，使模板的安裝精度滿足表1的要求。

(6)模板安裝時(shí)，以高程±2 mm的精度進(jìn)行放樣。模板安裝要平順，相鄰模板錯(cuò)臺(tái)不超過1 mm，確保接縫嚴(yán)密，模板穩(wěn)固。

2.4 注意事項(xiàng)

(1)橋面高出設(shè)計(jì)高程時(shí)，需提前進(jìn)行打磨，直至滿足設(shè)計(jì)高程。

(2)保持模板軌道頂面的清潔工作，防止有混凝土黏結(jié)在模板軌道頂面，影響底座(支承層)頂面高程控制。

(3)加固完成后，再次復(fù)測模板高程是否符合設(shè)計(jì)要求，不符合時(shí)進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)入下道工序施工。

3 底座(支承層)混凝土施工高程控制

底座(支承層)混凝土澆筑施工工藝為:模板+鋼軌+攤鋪機(jī)，大大減少了混凝土在澆筑過程中操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，更方便于底座(支承層)頂面高程的控制。

3.1 混凝土施工高程控制

(1)將模板軌道頂面至底座(支承層)頂面的設(shè)定高差以技術(shù)交底的形式交予施工作業(yè)班組及現(xiàn)場管理人員。

(2)底座(支承層)混凝土施工前，現(xiàn)場測量人員選擇一處模板放樣點(diǎn)處對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行初始調(diào)整(通過調(diào)整滾筒頂高程對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行初始調(diào)整;調(diào)整完成后扭緊扳手螺母，并記錄攤鋪機(jī)上標(biāo)尺讀數(shù)，防止攤鋪機(jī)在施工的過程中人為扭動(dòng)扳手)，攤鋪機(jī)初始調(diào)整后即可進(jìn)行混凝土澆筑。

(3)混凝土澆筑過程中，現(xiàn)場值班技術(shù)人員要每隔2 m左右，在兩軌道間拉線檢查模板軌道頂面至底座(支承層)頂面的高差和交底設(shè)定高差是否一致，如果發(fā)現(xiàn)不一致，則首先檢查攤鋪機(jī)滾筒頂高程，再檢查模板軌道頂面高程，根據(jù)交底數(shù)據(jù)及時(shí)將攤鋪機(jī)滾筒頂面調(diào)整到設(shè)計(jì)高程位置。

(4)底座(支承層)施工完成后應(yīng)進(jìn)行混凝土施工質(zhì)量檢查，使其外形尺寸的允許偏差滿足表2的要求。

3.2 注意事項(xiàng)

(1)注意記錄和時(shí)時(shí)檢查攤鋪機(jī)上標(biāo)尺讀數(shù)，方便攤鋪機(jī)滾筒頂面設(shè)計(jì)高程的及時(shí)恢復(fù)。

(2)對(duì)攤鋪機(jī)滾筒頂高程進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)分別對(duì)滾筒左、右側(cè)頂部高程進(jìn)行放樣測量(左、右側(cè)滾筒頂調(diào)整到的理論高程不一致)。

4 檢測數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)

《高速鐵路CRTSⅡ型版式無砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》中要求無論是混凝土支承層還是混凝土底座，其頂面高程的允許偏差為±5 mm。現(xiàn)將現(xiàn)場抽查檢測的5 km左、右線底座(支承層)頂面高程與其對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)高程進(jìn)行對(duì)比分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表6。

由表6可以看出:檢測點(diǎn)高程值與其對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)高程值偏差位于區(qū)間［－5，5］mm的百分比大約為85%，即絕大部分檢測點(diǎn)底座(支承層)頂面高程與其設(shè)計(jì)高程偏差滿足《高速鐵路CRTSⅡ型版式無砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》的要求，其中位于區(qū)間［－2，2］mm的百分比大約為35%，比位于區(qū)間［－5，－2］mm和［2，5］mm的百分比大10%左右。

表6 檢測高程與設(shè)計(jì)高程偏差統(tǒng)計(jì)

由此可見，采用本文提出的方法進(jìn)行底座(支承層)頂面高程的控制，其中絕大部分偏差位于區(qū)間［－5，5］mm內(nèi)，可以很好的將其頂面高程控制在設(shè)計(jì)值附近，能夠?qū)Φ鬃?支承層)頂面高程進(jìn)行精密控制。

5 結(jié)論

采用分模板安裝高程控制測量和混凝土施工高程控制測量兩個(gè)步驟，對(duì)底座(支承層)頂面高程進(jìn)行精密控制的方法，其頂面高程偏差絕大部分滿足《高速鐵路CRTSⅡ型版式無砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》的要求，能夠在底座(支承層)施工過程中精密控制其頂面高程，繼而提高工作效率，節(jié)省人力、財(cái)力，同時(shí)為高速鐵路軌道的高平順性打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，這一方法是對(duì)我國現(xiàn)有底座(支承層)頂面高程控制施工工藝的進(jìn)一步完善，具有重要的參考價(jià)值。

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［7］王鵬，劉成龍，楊希．無碴軌道CPⅢ自由設(shè)站邊角交會(huì)網(wǎng)平差概略坐標(biāo)計(jì)算方法研究［J］．鐵道勘察，2008(3):26－28

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