客運專線雙塊式無砟軌道施工靜態幾何尺寸控制分析

■湯憲海 ■中鐵十二局集團第四工程有限公司，陜西 西安 710021

無砟軌道是以整體道床代替碎石道床的一種新型軌道，對軌道平順性和精度的要求標準比較高，傳統的施工技術和工藝已不能滿足設計和運營的要求。而精調質量好與壞，直接影響后期長軌精調的工作量和成本投入，軌道工程施工過程中，無論是板式還是雙塊式無砟軌道，都需要對已組裝工具軌進行幾何尺寸的精確調整工作。如果方法不當、要求不嚴，就會造成精調時反復測量反復調整的現象發生，費時費力，影響鋪軌精調的整體進度，而且會給鋼軌和扣件帶來一定的影響和損害。

1 施工準備

(1)控制網復測。精調測量前，應檢查確認軌道控制網CPIII 狀態是否良好，其精度是否符合精調作業要求。對已破壞或精度不滿足要求的CPIII 控制點應及時恢復，并拉入整網進行搭接平差，如果平差精度不滿足要求時，應在軌道施工前對不合格的控制點坐標及時進行補測更新。

(2)內業資料編輯。對精調設備軌道幾何狀態測量儀所需要平曲線、豎曲線、超高、軌道控制網CPIII 數據進行編輯，并換手復核，確保內業資料絕對正確。

(3)精調儀器狀態檢測。廈深鐵路客運專線設計速度為250km/h，梁山隧道無砟軌道施工精調采用采用天寶S6 全站儀和德國天拓公司生產的GEDO CE 軌道幾何狀態測量儀以及配套的GEDO CE測量軟件，徠卡圓棱鏡等設備對無砟軌道的靜態幾何尺寸進行測量、分析以及調整。為保證順利施工，在施工前應提前檢查精調設備的工作狀態是否完好，檢查天寶全站儀與徠卡圓棱鏡的匹配常數是否正確，軌道檢測儀的棱鏡高與實際高度是否一致，每個棱鏡測量精度是否能滿足設站精度要求。

(4)工具軌的選擇。無砟軌道整體道床施工分為有軌道排架法和工具軌法，梁山隧道采用軌排架法，施工之前必須檢測軌排架的狀態是否能滿足下一步施工需求，對于在運輸或施工過程中變形的軌排架及時進行標記并調整，調整后仍無法滿足施工要求的軌排或工具軌進行調換，避免對下一步長軌精調及后期運營造成更壞的影響。

2 軌道靜態幾何尺寸及檢測儀工作原理

(1)軌道靜態幾何尺寸。軌道靜態幾何尺寸即軌道在不受外力的狀態下，以軌道控制網CPIII 為基準，通過軌道檢測儀得出線路平面位置、高程與設計值之間的差值，靜態測量值可以顯示出軌道的絕對位置。軌道靜態狀態下要滿足線路平順性要求，就需要檢測各軌枕在線路方向或高程方向左右或上下的游離值，進行軌道施工調整時著重控制的技術指標是軌道靜態幾何尺寸。軌道絕對位置的正確是線路符合設計要求的保證，而軌道的相對位置是行車安全和乘車舒適度的保證。在此基礎上進行軌道靜態相對位置的調整，才能保證列車運行時的安全與乘車舒適性。

(2)軌道檢測儀測量原理。GEDO CE 軌道檢測儀是通過天寶TSC2 手簿將天寶S6 全站儀與軌檢小車連接一起，將全站儀正確的安置在軌道檢測小車有固定棱鏡的一側的鋼軌上，以軌道控制網CPIII為基準，利用后方交會的方法將全站儀進行自由設站，得出設站點準確位置，然后得出軌檢小車固定端棱鏡的坐標值，通過小車傳感器得出每根軌枕的平面位置、高程位置、軌距大小等，并將該數據通過手簿顯示出來，最終以此數據為基準進行靜態幾何尺寸的調整。

設站時后視6～8 個CPIII 控制點，設站時精度殘差值都應小于2mm，且測站點的坐標中誤差應小于1mm 的要求。全站儀架設在4對CPIII 之間，并保持與軌檢小車棱鏡在同一條鋼軌上方，全站儀盡可能架的最低，保持小車從小里程到大里程運行，保持全站儀與小車的距離控制在70 米以內，每測完一對一站后，向前移動一對CPIII，每兩次設站必須保證有一定的搭接段(一般以10 根軌枕為宜)，以此來相互檢核兩次設站精度，從而確保兩次設站精度一致可靠。

3 軌道施工精調

(1)確定基準軌。基準軌是軌道幾何尺寸調整的基礎軌，也是軌道調整的基本線，軌向基準軌的確定標志著線路中心線的確定。故軌道精調前一定要確定基準軌，在曲線段上一般以內軌(低軌)為高程基準軌，以外軌(高軌)作為平面基本軌。在直線段則以下一段曲線為依據來選擇基準軌。

(2)軌距調整。軌距是軌道的重要幾何尺寸之一，也是最基礎的控制要素，在鋼軌鋪完后就粗調時應以檢測合格的軌道尺為基準，對軌距進行檢測調整。梁山隧道無砟軌道工具軌為軌排架，對于軌排架來講軌距是固定的，在加工軌排架的時候已經控制好了。而在京滬高鐵的合蚌線我們采用的工具軌，這種情況下組裝的時候一定要先將軌距控制好。調整時按照1435mm 的標準軌距為基準，每相鄰2 根軌枕間的軌距變化率應控制在0.5mm 以內。

(3)軌道施工及幾何尺寸的精確調整。粗調完成后便進入精調環節，即利用軌檢幾何尺寸檢測儀進行軌道靜態幾何尺寸的測量，即對鋼軌平面位置、軌面高程進行數據采集，通過軌道檢測儀將數據分析，通過手簿將偏差值顯示出來，根據偏差值大小進行調整。軌道鋪設調整精度應滿足表1 中軌道靜態平順度允許偏差的要求。

表1 無砟軌道靜態平順度允許偏差

在精調過程中，由于澆筑混凝土的過程中的一些外界因素的影響，會導致混凝土凝固之后復測的數據與設計數據偏差較大，所以我們精調時一般要根據經驗，按照精調靜態幾何尺寸的指標差來控制調整尺寸大小。從而保證混凝土澆筑之后復測時的靜態幾何尺寸能滿足運營時平順性的要求。由于混凝土澆筑過程中而對于高程也有明顯的上浮現象，如果是按理論指標精調澆筑后復測數據和根據經驗將軌頂標高調整至比設計標高低0.5～1mm 來控制的話，混凝土初凝拆模后復測數據相比效果相對要好一些。

根據《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》要求軌道線路平順性指標主要用10m 弦控制，軌向和高低10m 弦的最大偏差為2mm。所以為保證線路的平順性，我們一般根據經驗，以上表中各項精度指標為基準，對軌道進行調整。

4 總結

通過對廈深鐵路梁山隧道雙塊式無砟軌道施工精調完成后，對后期復測數據的靜態幾何尺寸的分析，總結如下:(1)軌道施工精調時應將軌距調整至1435～1436mm 范圍，且每相鄰2 軌枕之間軌距變化率應控制在0.5mm 范圍內;(2)為保證線左右線線間距，中線調整時應將左右線分別調整至偏向外側1～1.5mm;(3)為防止澆筑混凝土過程中軌排及軌枕塊整體上浮，施工精調時每根軌枕軌頂標高應統一調整至比設計標高低0.5～1mm。

［1］高速鐵路工程測量規范.TB10601 -2009.

［2］客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定.

［3］客運專線鐵路軌道工程施工質量驗收暫行標準.

［4］高速鐵路無砟軌道工程施工精調技術方案.

［5］王曉明.GEDO CE 軌道測量系統.北京天拓天寶科技有限公司，2010.