哈大線CRTSⅠ型板式無砟軌道精調(diào)施工工藝

徐 玥，孔慶祥

(1.西安鐵路工程職工大學，陜西 西安 710065;2.中鐵一局集團四公司，陜西咸陽 712000)

高速鐵路與常速鐵路相比最大的區(qū)別在于軌道的高平順性。高平順性要求鋼軌在空間上具有高度平緩的線形特征和嚴格準確的幾何形位。軌道精調(diào)是根據(jù)軌道測量數(shù)據(jù)對軌道進行的精確調(diào)整，使軌道精度達到規(guī)范標準，滿足動車平穩(wěn)、舒適運行要求。軌道的精調(diào)直接影響著高速鐵路的質(zhì)量，它不僅是技術(shù)問題，也是經(jīng)濟問題。軌道精調(diào)質(zhì)量對動車的運行品質(zhì)具有重要影響，甚至影響行車安全，應引起高度重視。

哈大客運專線無砟軌道采用CRTSⅠ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，扣件采用WJ-7B(G)軌道扣件系統(tǒng)。

1 施工方案

無砟軌道精調(diào)工作是在無縫線路完成后，即長鋼軌鋪設放散、鎖定結(jié)束后展開。前后分為靜態(tài)調(diào)整和動態(tài)調(diào)整兩個階段。只有靜態(tài)調(diào)整達到靜態(tài)驗收標準后，才能開始聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

靜態(tài)調(diào)整階段主要根據(jù)軌檢小車靜態(tài)測量數(shù)據(jù)對軌道幾何狀態(tài)進行不斷完善，包括對軌道線形(軌向和高低)進行優(yōu)化調(diào)整，合理控制軌距變化率和水平變化率，使軌道靜態(tài)精度滿足規(guī)范要求(見表1)。

動態(tài)調(diào)整階段主要通過對動檢車的數(shù)據(jù)進行分析，利用靜態(tài)調(diào)整的方式對軌道進行調(diào)整。通過兩個階段的調(diào)整，最終使得無砟軌道狀態(tài)滿足動車組高速運行的舒適性和安全性要求。

2 精調(diào)前的準備工作

1)組建精調(diào)隊伍，開展技術(shù)培訓，使參與軌道精調(diào)人員全面掌握軌道精調(diào)的工藝、程序和標準。

2)全站儀、軌距尺和精調(diào)設備在使用前必須進行檢校，規(guī)范測量操作(特別是棱鏡安裝)，否則采集數(shù)據(jù)不準，給后續(xù)施工帶來困難。

表1 無砟軌道靜態(tài)平順度允許偏差表

3)準備調(diào)整件。

4)軌道板復測。為保證后期鋼軌的鋪設及軌道精調(diào)，軌道板灌漿后7 d或砂漿強度達到0.7 MPa后，及時對軌道板進行復測。復測內(nèi)容包括:高程、中線位置、CA砂漿四角離縫。其中高程、中線位置復測采用螺栓孔速調(diào)標架的方法。軌道板復測后，應與前期精調(diào)數(shù)據(jù)及時進行分析對比，發(fā)現(xiàn)有下列情況者，必須揭板重新灌漿:軌道板橫向或高程超差的;凸臺樹脂厚度、CA砂漿四角離縫超差的。

5)檢查鋼軌扣件的安裝狀態(tài)及完好性，糾正安裝不正的扣件，更換或補充缺損件。扣件安裝精度高，可大量減少后期軌道精調(diào)工作量。

6)精調(diào)前必須先用內(nèi)燃螺栓扳手完成對鋼軌扣件的復緊，保證測量數(shù)據(jù)真實。

7)CPⅢ復測。CPⅢ平面網(wǎng)復測應聯(lián)測與原測相同的CPⅠ，CPⅡ控制點(包括加密控制點)，當CPⅠ和CPⅡ控制點破壞或不滿足聯(lián)測精度要求時，應采用穩(wěn)定的CPⅢ點原測成果進行約束平差。CPⅢ高程復測采用的網(wǎng)形和精度指標應與原測相同。CPⅢ點復測與原測成果的高程較差≤±3 mm，且相鄰點的復測高差與原測高差較差≤±2 mm時，采用原測成果。較差超限時應分析判斷超限原因，確認復測成果無誤后，應對超限的CPⅢ點采用同級擴展方式更新成果。

8)鋼軌硬彎、變形、焊縫尺寸超標、附著污染物等應在精調(diào)準備工作中予以消除。

9)為保證外業(yè)數(shù)據(jù)的真實可靠，軌檢小車外業(yè)采集數(shù)據(jù)應在陰天或夜間進行。作業(yè)環(huán)境溫度在-10℃至+40℃，在風速≤4級的環(huán)境內(nèi)作業(yè)。采集方法對應承軌臺位置，采用“隔一測一”的方法，對鋼軌進行測量，一次設站測量長度不宜超過80m，連續(xù)測量不小于300m，前后兩次測量的搭接區(qū)不少于5個測點，搭接偏差不超過1 mm。

3 軌道精調(diào)施工工藝

3.1 軌道狀態(tài)測量

軌道測量前提條件為:軌道沿線的CPⅢ網(wǎng)已測設完成;軌道鋪設后單元軌已焊接完成。

1)全站儀設置點坐標測設。將全站儀安置在線路中心附近的軌枕上整平(采用GRP1000軌道測量系統(tǒng)時，將全站儀安置在線路中心附近)。測量原理為自由設站原理。在連續(xù)的8個(線路每側(cè)4個，每一測段用4個即可，另4個轉(zhuǎn)站后使用)CPⅢ網(wǎng)點上安裝專用棱鏡。啟動全站儀觀測4個棱鏡自動確認本站坐標。

2)測量小車設定。將測量小車安置在測段起點，輸入測段起始點設計坐標、里程(如測段在曲線上則輸入曲線要素點及半徑、設計超高值)及設計高程和測段坡度。

3)軌道測量。啟動測量系統(tǒng)即可對測段進行測量。測量系統(tǒng)可記錄并顯示各測點里程、高程差、方向差、左右股鋼軌高差及軌距誤差。測點間距可根據(jù)需要設定。測量小車每到一個測點即停車對位，啟動系統(tǒng)進行一次觀測。為保證測量的準確性，應對一個測段進行往、返兩次觀測，即將測量小車調(diào)轉(zhuǎn)方向從測段終點向始點再觀測一遍。

換站后，應先對上站調(diào)整到位的最后1～3個調(diào)整點進行復測，同一點位的橫向和高程的相對偏差均不應＞2 mm。如果復測超限，應重新設站后再次復測。如果依然超限，須對換站前的所有鋼軌調(diào)整點重新進行調(diào)整，直至滿足要求后方能進行換站后的鋼軌調(diào)整。對于＜±2 mm的偏差，應使用線性或函數(shù)方式進行換站搭接平順修正，順接長度應遵循1 mm/10m變化率原則。

3.2 測量數(shù)據(jù)評估及調(diào)整量計算

將軌道狀態(tài)測量采集的數(shù)據(jù)導入長軌精調(diào)軟件，根據(jù)先軌向后軌距、先高低后水平、先整體后局部的原則進行調(diào)整。對計算的調(diào)整量進行核對優(yōu)化后形成正式“調(diào)整量表”，用于指導現(xiàn)場調(diào)整。

3.3 現(xiàn)場調(diào)整

現(xiàn)場調(diào)整對照調(diào)整量表，按先高低后水平、先軌向后軌距的原則進行精調(diào)施工。每個作業(yè)面為提高工作效率宜分為兩個調(diào)整小組，一組高程，一組軌向。

1)根據(jù)調(diào)整方案和對應的軌枕號首先用石筆在鋼軌表面或軌腰處標記調(diào)整件的型號(調(diào)整量)。標示要有專人復核，字體要規(guī)范，不能潦草。

2)根據(jù)現(xiàn)場的標示，把調(diào)整墊片準確無誤地擺放在軌枕臺的兩側(cè)。調(diào)整墊片擺放要有專人復核，擺放要整齊，以便于更換。

3)鋼軌高低位置調(diào)整范圍-4～+26 mm，施工調(diào)整范圍為-4～+6 mm，可按所需厚度的絕緣緩沖墊板和調(diào)高墊板進行調(diào)整。

4)高程調(diào)整時，不能同時松開兩股鋼軌的扣件，應先固定一根鋼軌作為參照，松開另外一根。每次松開扣件數(shù)量不得連續(xù)超過10個扣件。松開扣件之前應先用電子道尺檢查軌距、水平相對關系并記錄讀數(shù)，確定調(diào)整后的數(shù)據(jù)，用以檢查調(diào)整是否到位。

5)鋼軌高低位置正調(diào)整，可采用軌下調(diào)高墊板或鐵墊板下調(diào)高墊板進行。

采用軌下調(diào)高墊板進行調(diào)整時，先松開彈條，取出絕緣塊，提升鋼軌，在軌下墊板和鐵墊板間墊入所需厚度的軌下調(diào)高墊板(軌下調(diào)高墊板的型號分別為0.5mm，1 mm，2 mm，5mm，8 mm)，鋼軌落下后再用可控制扭矩的扳手或機具擰緊螺母，使彈條安裝到位。軌下墊板總厚度不得超過10mm，數(shù)量不得超過2塊，并把最薄的墊板放在下面，以防軌下調(diào)高墊板竄出。當調(diào)高量需0.5mm級別時，可緊貼鐵墊板承軌面加墊0.5mm厚的軌下調(diào)高墊板，數(shù)量可為3塊。

采用鐵墊板下調(diào)高墊板調(diào)整時，先卸下錨固螺栓，提升鋼軌，在鐵墊板和絕緣緩沖墊板之間墊入需要厚度的鐵墊板下調(diào)高墊板，鋼軌復位后檢查軌向和軌距，必要時進行調(diào)整，確認合適后用可控制扭矩的扳手或機具以300～350 N·m的扭矩擰緊錨固螺栓，鐵墊板下調(diào)高墊板總厚度不得超過16 mm，數(shù)量不得超過2塊。

6)鋼軌高低位置負調(diào)整，應先卸下錨固螺栓，提升鋼軌，將鐵墊板下6 mm厚的絕緣緩沖墊更換為2 mm的絕緣緩沖墊，鋼軌復位后檢查軌向和軌距，必要時進行調(diào)整。確認合適后用可控制扭矩的扳手或機具以300～350 N·m的扭矩擰緊錨固螺栓，然后根據(jù)調(diào)整量，在軌下墊板和鐵墊板間墊入所需厚度的軌下調(diào)高墊板。

7)軌向調(diào)整，松開扣件之前應先用電子道尺檢查軌距相對關系并記錄讀數(shù)，確定調(diào)整后的數(shù)據(jù)，用以檢查調(diào)整是否到位。然后松開錨固螺栓，用改道器卡住鋼軌，橫向移動鐵墊板予以調(diào)整，使軌向達到要求。當鐵墊板橫向移動受到平墊塊卡阻時，應將平墊塊掉頭使用。

8)基準軌調(diào)完之后，根據(jù)電子道尺或軌檢小車數(shù)據(jù)用相同的方法調(diào)整另外一根鋼軌的水平及軌距。

9)特殊情況。軌道精調(diào)的過程中要注意因軌道板在灌注過程中上浮造成的軌道高低不合格的現(xiàn)象，在現(xiàn)場可以使用1 m靠尺或方鋁合金檢查板的上浮情況。此種情況在調(diào)整量計算表中一般表現(xiàn)為高低不合格量在板縫附近的點超標最大，向兩側(cè)延伸。在現(xiàn)場調(diào)整時一定要注意盡量將上浮板的墊板調(diào)低，相鄰的板上墊板不動。如果將相鄰板的墊板也做調(diào)整，將可能再次引起不合格。同時扣件在上緊過程中會造成軌道板脫空，導致軌檢數(shù)據(jù)中垂直加速度超限，并對以后軌道質(zhì)量造成隱患。所以需要向下調(diào)整高度的軌道，必須檢查相鄰軌道板的板底是否脫空。斷鏈和S曲線地段一定要檢查基本軌是否設置正確。

重復以上的精調(diào)作業(yè)步驟，直至滿足軌道幾何狀態(tài)靜態(tài)檢測精度及允許偏差的要求。

3.4 軌道復測

復測前，對第一次調(diào)整記錄整理，以便復測時復核。對調(diào)整區(qū)段的扣件、墊板進行全面檢查，確認安裝正確，扣壓力達到標準。

復測時，外業(yè)采集和第一次測量方法一樣，采用軌檢小車進行，測量點位跟第一次交叉進行。

對相同區(qū)段兩次測量數(shù)據(jù)，進行分析對比，不滿足要求的地段重新調(diào)整。

通常無砟軌道的調(diào)整工作量與軌道板鋪設精度和扣件安裝精度有關，如安裝精度高，調(diào)整工作重復3～4次可達到要求，每次循環(huán)的調(diào)整量會越來越小。

3.5 動態(tài)精調(diào)

動態(tài)調(diào)整主要依據(jù)軌道動態(tài)檢測報告和分析檢測波形圖，找出影響行車安全和旅客舒適度的局部區(qū)段，通過軌檢小車確定調(diào)整位置和調(diào)整量，對鋼軌進行調(diào)整。動態(tài)調(diào)整是對軌道線形的進一步優(yōu)化，最終使軌道線路在運營過程中全面達到350 km/h行車條件。

軌道動態(tài)檢測手段主要有:低速(≤160 km/h)軌道檢測車、高速(250～350 km/h)軌道檢測車、高速軌道動力學檢測車、動態(tài)車載式添乘檢測儀。通過不斷的檢測和調(diào)整，最終使軌道達到所需標準。

4 提高軌道精度的主要措施

1)加強無砟軌道施工過程控制，確保施工精度。無砟軌道施工精度是軌道精度的基礎、源頭，其施工精度對后期的軌道精調(diào)影響巨大。施工精度高，則精調(diào)工作量小，調(diào)整件用量少，容易獲得較高軌道精度;反之，則精調(diào)工作量大，調(diào)整件用量多，難以達到較高軌道精度。

2)高度重視軌道測量工作，確保數(shù)據(jù)真實可靠。

3)軌道靜態(tài)精調(diào)之前，應對鋼軌、扣件安裝狀態(tài)進行全面檢查，確認后方可進行測量和調(diào)整。

4)提高焊縫打磨精度。無縫線路鎖定后，應對所有焊縫進行全面檢查，不合格接頭必須重新處理。

5)按照確定的精調(diào)工藝調(diào)整，避免反復調(diào)整。

6)軌道靜態(tài)調(diào)整精度應全面滿足要求。

7)應安排專業(yè)人員對動態(tài)檢測數(shù)據(jù)(軌檢車資料、動力學檢測報告)和靜態(tài)測量數(shù)據(jù)進行綜合對比分析，制定有針對性的調(diào)整方案，力爭用最小調(diào)整量達到最佳調(diào)整效果。

5 結(jié)語

無砟軌道精調(diào)是一項非常精細的工作，既是鐵路前期建設工程質(zhì)量的集中反映，又是鐵路后期高速、安全運營的基礎和保證。因此，必須要求客專建設各方高度重視，在施工組織、技術(shù)培訓、資源配置、安全質(zhì)量等方面制定切實可行的措施，尤其是要配置高精度、工況良好的測量設備和相關工具，更要配置素質(zhì)高、業(yè)務精的管理、測量和施工人員。同時還要合理安排作業(yè)面，確保在有限的時間內(nèi)完成全部精調(diào)工作。

［1］哈大鐵路客運專線有限公司工程部.哈大鐵路客運專線無砟軌道施工精調(diào)作業(yè)指導書［Z］.大連:哈大鐵路客運專線有限公司，2007.

［2］王志堅，劉彬.武廣鐵路客運專線無砟軌道精調(diào)關鍵技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(1):1-6.

［3］江成.高速鐵路板式無砟軌道技術(shù)［CD］.中國鐵道學會2009年度優(yōu)秀學術(shù)論文評選一等獎論文，北京:中國學術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社，2010.

［4］中華人民共和國鐵道部.TB 10601—2009 高速鐵路工程測量規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［5］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2007］85號 客運專線無碴軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗收暫行標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.