CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道測量控制

潘德

通過銀西鐵路客專時速250km/h 正線CRTS Ⅰ雙塊式無砟軌道標準軌排架在現場先粗調在通過全站儀加軌道檢測小車精調，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，水平達到要求設計值。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用于高速鐵路及鐵路客運專線，相比較傳統的軌道的平順性好、穩定性好、壽命長、維修更便捷等優點。軌排架能夠滿足我國時速200～300km/h 鐵路雙塊式無砟軌道道床施工，并能適應路基、橋梁、隧道不同區段的施工，其具有結構簡潔、安裝緊湊、拆裝方便、對位調整方便且調整精度高等優點，并兼有軌枕安裝定位、軌道粗調與精調的功能，能有效簡化作業程序、降低施工成本。本工程段采用軌排架法，排架優點在于軌距、軌底坡、軌枕間距三項主要幾何尺寸指標，用機械方式固定，同時組合了高程調整、超高角度調整、軌向調整、中線對中、模板及其調整，減少了施工調整時間，提高了施工效率，保證了施工質量。

二、工程概況

銀川至西安線甘寧段YXZQ-2 標施工起止里程為DK194+170.06～DK206+611.34 段的正線施工任務，全長12441.28m。管段內有橋梁4 座總長2506.74m，其中有2 個特大橋：九龍河特大橋（1024.8m）、馬蓮河特大橋（1125.06m）、2 個大橋：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 號隧道（1127m）、寧縣2 號隧道（1910.62m）、寧縣3 號隧道（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，為縱向連續結構。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 范圍內調整。道床板寬2800mm，厚約260mm，直線地段在道床板表面設置1%的橫向人字排水坡，曲線地段道床板根據超高設置厚度不同，內軌下結構高度保持不變，外軌抬高。

三、軌道板放線

當隧道內具備軌道板施工所有條件后，軌道板與仰拱接觸面范圍內工作面鑿毛，清理驗收合格后，全站儀采用后方交會法，在施工區內后視4 至6 個CP Ⅲ控制點全站儀自動平差計算精度在1mm 以內方可放線，每隔6.492m（一個軌排架的長度），放出軌道中心線控制點，以軌道中心點左右兩側0.717m（標準軌距1.435m的一半）放兩個邊點，用鋼釘精確定位，用紅油漆標識，用墨線彈出中心線，兩側邊點用紅色記號筆在電纜槽邊墻上寫明距軌面的高差為后面軌排架粗調定位做準備。以軌道中心線兩側各1.4m 為準用墨線彈出道床板邊線。

四、軌排架就位及粗調

用鋪裝龍門從分枕平臺上吊起組裝好的軌排運至鋪設地點，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，軌縫統一為8mm，采用自制8mm 墊板控制軌縫。通過魚尾夾板連接，每個接頭安裝4 套螺栓，注意正反顛倒安裝。

當所有軌排架就位后，開始粗調，粗調原則：先中線，后高程，高程寧低勿高。初步調整采用數顯軌距尺加1m 鋼尺。粗調順序1 →4 →5 →8（圖1）首先在軌距尺上分中，在中心點處綁上吊錘，橫向移動軌排架直至與地面中線墨線重合停止橫向移動。高程調整用1m 鋼尺靠在軌排架工具軌端頭，旁邊電纜槽邊墻上已標明，鋼釘頂面距左右工具軌頂面的距離尺寸，擰動軌排架上的高程調節螺桿，直至左右軌達到所需控制的高程停止。調整完一個單元的軌排之后，需要再次檢查中線，中線誤差越小越好。粗調誤差控制在：中線2mm，高程-5mm～0mm。檢查（圖1）2 →3 →6 →7，高程調節螺桿是否受力，如果未受力則擰緊螺桿，達到整體受力效果。當所有單元塊全部粗調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

當粗調結束后，頂層鋼筋安裝及接地焊接完成，軌道板兩側邊模安裝完畢，進入到精調環節。所需要的儀器有徠卡TS16 全站儀（1″），徠卡腳架，9 個徠卡棱鏡頭及CP Ⅲ連接桿。天寶 DiNi03 數字水準儀，銦鋼尺，腳架，CP Ⅲ高程連接桿。軌檢小車，0 級數顯軌距尺，溫度濕度氣壓表。精調前需要對軌檢小車進行檢核，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 處測出四個位置處的軌面高程，軌距，超高值并記錄。再用天寶 DiNi03 數字水準儀后視最近的一處CP Ⅲ點，復核另外一個CP Ⅲ點，誤差滿足要求后，測出1 →2 →3 →4 處的四個軌面高程值。用0 級數顯軌距尺測出1 →2 →3 →4 處的，軌距值及超高值，與軌檢小車的記錄值對比，誤差值均在0.5mm 以內方可使用。每次進入隧道精調前，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，需要靜置半個小時，使其適應隧道內環境溫度。

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

每次精調前，和搬動小車至另一線路精調時都要先完成軌檢小車傳感器自檢校核，才能進入精調工作。全站儀精平后，需要對全站儀補償器，指標差，視準差和ART，進行組合校正，校正完后再次精平。在對氣象改正，輸入溫濕度氣壓表測的環境值，全站儀會自動修正氣象改正數。

全站儀采用后方交會法進行設站，儀器架設在精調區域靠近線路中心的位置，與最近的CP Ⅲ控制點一般應超過15m。后視區域要大于精調區域（圖2）。

圖2 全站儀后視平面示意圖

后視8 個CP Ⅲ控制點，后視完后在全站儀中點擊計算，全站儀會將8 個控制點自動平差計算。設站中誤差應滿足：X 坐標/Y 坐標/高程均在0.7mm 以內，方向1.4″以內，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 個控制點，最少6 個控制點參與平差計算，直至復核設站精度要求，方可定向。

全站儀定向好后，全站儀開啟目標追蹤模式，實時觀測軌檢小車的棱鏡中心，通過電臺與軌檢小車電臺連接建立通訊，軌檢小車與測量手簿藍牙相連，測量手簿獲得棱鏡的三維坐標，后通過配套的解算軟件實時處理。根據測量手簿所持續顯示出軌向調整量，左軌高程調整量，右軌高程調整量，軌距調整量，超高調整量，即可指導工人師傅精調軌排架。精調應遵循：“先軌向后軌距”，“先高低后水平”的原則，調整支撐桿直至差值接近于0mm 為止，調整中線采用專用扳手調節左右橫向調節器，一次調整2 組，左右各配2人同時作業，當往線路左側移動時，右側2 人松橫向調節器，同時左側2 人緊橫向調節器。調整高程，用套筒扳手，旋轉豎向螺柱調整軌道水平、超高，調整螺柱時要緩慢進行，旋轉90 度，高程變化約為1mm，調整后用手檢查螺柱是否受力，如未受力則擰緊調整附近的螺柱，精調過程中，應先調整偏差較大處相鄰幾對螺柱同時調整，調整時應協調一致。曲線地段調整時豎直和水平方向同時調整。精調過程最少分3 次進行，對兩個特定軌排框架而言，橫梁精調順序：第一次為1 →4 →5 →8 將誤差控制在2mm 以內。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 此次為微調并采集數據（圖1）。

每次測站只負責測站后方60m 范圍內，距離儀器10m 范圍內的軌排需要待下一測站進行順接調整，順接過渡方法，前一站調整完成后，下一站調整時需重疊上一站調整過的8 到10 根軌枕。在CP Ⅲ點精度、設站精度、全站儀精度、軌檢小車精度均符合規范要求情況下，兩設站點對同一點位的測量絕對值偏差，中線不大于0.5mm、高程不大于2mm。過渡段從順接后的第一個軌排架開始，每根軌枕的數據遞減值宜小于0.2mm，直到絕對值偏差接近0 為止。

六、混凝土澆筑注意事項

注意事項：測量區域需停止其他施工作業；軌排精調后應采取防護措施，嚴禁踩踏和撞擊；軌排精調后應盡早澆筑混凝土，如果軌排受到外部擾動，或放置時間過長，或環境溫度變化超過15℃時，必須重新檢查確認合格后，方能澆筑混凝土。澆筑前工具軌及軌枕及時覆蓋保護防止污染。混凝土澆筑振搗時工人應站在自制的支架上對混凝土振搗，振搗棒避免碰撞軌枕及軌排。

七、軌排框架拆除

當道床板混凝土初凝后，及時采集澆筑后的軌面數據。數據采集完即可松開扣件和魚尾夾板螺栓避免溫度應力變化及混凝土收縮時對混凝土造成破壞，待終凝后混凝土強度達到5MPa 后方可按照拆除順序拆除軌排框架，拆卸模板，最后經過確認扣件全部松開后，由鋪裝龍門吊起軌排框架運至軌排組裝區清理待用。待全部工具及配件拆除后，及時蓋緊道釘防護帽，防止雜物及灰塵進入。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護。

八、混凝土澆筑前后數據分析

精調時按照1mm 控制軌道最終精度如表1。

表1 精調時按照1mm控制軌道最終精度

精調時按照0.5mm 控制軌道最終精度如表2。

表2 精調時按照0.5mm控制軌道最終精度

對混凝土澆筑后復測與澆筑前精調數據對比分析，在混凝土澆筑完成后混凝土強度凝固過程中自身的膨脹與收縮對軌排與道床存在一定的影響，其變動值在0.1～1mm 變動。