地鐵軌道工程鋪軌基標(biāo)及CPⅢ軌道控制網(wǎng)應(yīng)用討論

摘要：本文介紹了城市軌道交通工程軌道專業(yè)施工所采用的兩種軌道測(cè)量控制方式——鋪軌基標(biāo)及CPⅢ軌道控制網(wǎng)，同時(shí)也對(duì)兩種軌道測(cè)量控制方式進(jìn)行了分析對(duì)比。

關(guān)鍵詞：地鐵 軌道專業(yè) 測(cè)量控制

1 概述

目前在地鐵軌道專業(yè)鋪軌施工過程中，有兩種軌道控制測(cè)量方式——鋪軌基標(biāo)和CPⅢ軌道控制網(wǎng)。

鋪軌基標(biāo)是一種采用的比較廣泛的鋪軌控制方式，主要是在軌道中心或軌道外側(cè)（距軌道中心一定距離的位置）每隔6m或5m埋設(shè)一個(gè)基標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)基標(biāo)點(diǎn)包括了里程及高程數(shù)據(jù)，依據(jù)設(shè)計(jì)資料及基標(biāo)點(diǎn)來確定軌道位置及軌面高程。

CPⅢ軌道控制網(wǎng)是從高鐵引入地鐵鋪軌施工的一種鋪軌測(cè)量控制方式，主要是在軌道兩側(cè)的結(jié)構(gòu)上每隔30m～60m埋設(shè)一對(duì)控制點(diǎn)（即CPⅢ點(diǎn)），CPⅢ點(diǎn)提供大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)及高程數(shù)據(jù)，依據(jù)設(shè)計(jì)資料及CPⅢ點(diǎn)來確定軌道位置及軌面高程。

2 鋪軌基標(biāo)軌道控制測(cè)量方式應(yīng)用

鋪軌基標(biāo)的設(shè)置及測(cè)設(shè)主要依據(jù)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50299-1999 2003年版）、《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》（GB 50308-2008）及軌道設(shè)計(jì)文件。

2.1 鋪軌基標(biāo)設(shè)置規(guī)定

地下線整體道床鋪軌基標(biāo)一般設(shè)置在軌道中心排水溝內(nèi)或軌道外側(cè)（行車方向右側(cè)）的排水溝內(nèi)，高架橋整體道床鋪軌基標(biāo)一般設(shè)置在軌道中心。

鋪軌基標(biāo)分為控制基標(biāo)和加密基標(biāo)兩種（見圖1）。

控制基標(biāo)：在線路直線段宜120m設(shè)置一個(gè)，曲線段上除在曲線要素點(diǎn)（曲線起終點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、曲線中點(diǎn)）上設(shè)置控制基標(biāo)外，曲線要素點(diǎn)間距較大時(shí)還宜每60m設(shè)置一個(gè)；單開道岔控制基標(biāo)應(yīng)測(cè)設(shè)在岔頭、岔尾、岔心和曲股位置或一側(cè)；交叉渡線道岔控制基標(biāo)應(yīng)測(cè)設(shè)在長(zhǎng)軸和短軸的兩端、岔頭、岔尾以及與正線相交的岔心位置或一側(cè)。

加密基標(biāo)：在線路直線段應(yīng)每6m，曲線段應(yīng)每5m設(shè)置一個(gè)。

控制基標(biāo)一般設(shè)置成等高等距（等高指每個(gè)控制基標(biāo)標(biāo)高與相應(yīng)里程位置處的軌面高差相等，等距指控制基標(biāo)設(shè)置間距相等），埋設(shè)永久標(biāo)志；加密基標(biāo)一般設(shè)置成等距不等高，埋設(shè)臨時(shí)標(biāo)志。

2.2 鋪軌基標(biāo)的測(cè)設(shè)

在第三方檢測(cè)單位隧道結(jié)構(gòu)凈空限界檢測(cè)和軌道線路中線及水平貫通測(cè)量，各項(xiàng)偏差調(diào)整且滿足設(shè)計(jì)要求后，才可進(jìn)行鋪軌基標(biāo)的測(cè)量工作。

一般情況下，鋪軌基標(biāo)的測(cè)設(shè)位置應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的《鋪軌綜合圖》進(jìn)行，在《鋪軌綜合圖》中每隔6m或5m設(shè)計(jì)給出了一個(gè)里程及相應(yīng)的軌面設(shè)計(jì)高程（此高程一般為軌道一股鋼軌的軌面標(biāo)高，此標(biāo)高數(shù)據(jù)已經(jīng)包括了曲線超高、豎曲線），基標(biāo)測(cè)設(shè)完成后，需要提供基標(biāo)成果資料，成果資料中包括基標(biāo)里程、相應(yīng)里程處的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高、基標(biāo)高程、基標(biāo)與設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高的高差。

鋪軌施工時(shí)依據(jù)基標(biāo)成果，采用L尺將相應(yīng)的股道調(diào)整到設(shè)計(jì)位置（見圖2），然后采用萬能道尺將另一股道調(diào)整到設(shè)計(jì)位置，完成軌道鋪設(shè)。

2.3 特殊情況下基標(biāo)的設(shè)置與使用

隨著鋼彈簧浮置板整體道床施工工藝的改進(jìn)，采用機(jī)鋪軌排法施工后，每塊浮置板在直線段與曲線段都采用了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，在曲線段，線路超高全部通過浮置板基底來實(shí)現(xiàn)，因此曲線段鋼彈簧浮置板基底的標(biāo)高控制就是鋼彈簧浮置板施工的重點(diǎn)。

為了精確控制浮置板基底的標(biāo)高及平整度，在浮置板地段鋪軌基標(biāo)采用兩側(cè)設(shè)置并且等距等高，一般情況下沿線路中心外偏1.5m左右設(shè)置（外偏1.5m基本位于浮置板基底邊緣），每5m設(shè)置1對(duì)。

浮置板基底控制采用沿線路中心兩側(cè)等距成對(duì)埋設(shè)鋼筋控制樁（與基標(biāo)里程位置對(duì)應(yīng)）的方法，計(jì)算出每個(gè)鋼筋樁位置的基底設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后通過基標(biāo)測(cè)量鋼筋樁頂?shù)臉?biāo)高，計(jì)算出基底設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置，用紅油漆標(biāo)示在鋼筋樁上，然后用弦繩纏繞在鋼筋樁標(biāo)示位置，布置成網(wǎng)狀（弦繩可以比基底設(shè)計(jì)標(biāo)高高30mm，這個(gè)高度可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定），在砼澆筑后抹面過程中，利用尺量的方法進(jìn)行控制。

鋼筋控制樁的布置：鋼筋控制樁設(shè)置在線路兩側(cè)，從線路中心外偏1.1m（也可以外偏1.2m，計(jì)算過程中應(yīng)注意采用的外偏值是多少），沿線路方向與鋪軌基標(biāo)設(shè)置在同一里程，因此每個(gè)鋼筋控制樁位置都有確定的里程，可以根據(jù)《鋪軌綜合圖》查出相應(yīng)里程的線路設(shè)計(jì)標(biāo)高，并計(jì)算出每個(gè)鋼筋控制樁處的浮置板基標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

每對(duì)控制樁與相應(yīng)的鋪軌基標(biāo)設(shè)置在同一里程，因此可以從《鋪軌綜合圖》查到相應(yīng)里程的線路設(shè)計(jì)標(biāo)高（以下用字母XH表示）及相應(yīng)的曲線超高值（以下用字母QH表示），然后利用三角比例計(jì)算出每對(duì)控制樁位置處的基底超高數(shù)據(jù)（以下用字母JH表示）。

曲線內(nèi)側(cè)鋼筋控制樁處基底設(shè)計(jì)標(biāo)高=XH-軌面至基底的設(shè)計(jì)高度-JH/2

曲線外側(cè)鋼筋控制樁處基底設(shè)計(jì)標(biāo)高=XH-軌面至基底的設(shè)計(jì)高度+JH/2

軌面至基底的設(shè)計(jì)高度=浮置板的高度+浮置板與基底之間的高度

基底超高JH=每對(duì)鋼筋控制樁之間的寬度×曲線超高QH/左右股鋼軌中心距離

每對(duì)鋼筋控制樁之間的寬度取2200mm（鋼筋控制樁外偏線路中心1.1m時(shí)）或2400mm（鋼筋控制樁外偏線路中心1.2m時(shí)）。

左右股鋼軌中心距離=軌距1435mm+軌頭寬度73mm=1508mm，也可按1500mm計(jì)算。

在砼澆筑后，用弦繩綁在鋼筋控制樁標(biāo)示位置，布置成網(wǎng)狀，抹面時(shí)配合鋼板尺控制基底的標(biāo)高，弦繩以外的位置利用平尺進(jìn)行控制。

2.4 鋪軌基標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

鋪軌基標(biāo)這種軌道控制方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

鋪軌基標(biāo)軌道控制方法容易掌握，在鋪軌施工時(shí)，對(duì)軌道調(diào)整人員及施工環(huán)境要求低。

使用鋪軌基標(biāo)施工速度較快，在特殊情況下可以增加人員，分組進(jìn)行流水化施工。

同時(shí)，這種方法也存在以下缺點(diǎn)：

鋪軌基標(biāo)成品保護(hù)比較困難，基標(biāo)設(shè)置在隧道底部整體道床范圍內(nèi)，在施工過程中現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)人員多，很容易被破壞，同時(shí)整體道床混凝土澆筑過程中，大部分基標(biāo)被覆蓋而無法保留下來，目前這是鋪軌施工中不容易解決的一個(gè)問題。

鋪軌基標(biāo)設(shè)置不統(tǒng)一，目前鋪軌基標(biāo)有設(shè)置在線路中心，也有設(shè)置在軌道外側(cè)，同時(shí)控制基標(biāo)與軌面的高差不同的設(shè)計(jì)院或不同線路要求也不相同。

3 CPⅢ軌道控制網(wǎng)控制測(cè)量方式應(yīng)用

CPⅢ軌道控制網(wǎng)技術(shù)是從高速鐵路引入地鐵中的軌道測(cè)量控制方法。CPⅢ軌道控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)主要依據(jù)《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10601-2009）。CPⅢ軌道控制網(wǎng)主要為軌道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。

在地鐵線路兩側(cè)的結(jié)構(gòu)上成對(duì)埋設(shè)CPⅢ點(diǎn)預(yù)埋件，然后進(jìn)行CPⅢ控制網(wǎng)的建網(wǎng)及測(cè)量工作，測(cè)量成果滿足相關(guān)規(guī)范要求后，采用全站儀配合軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x（軌檢小車）進(jìn)行軌道鋪軌的調(diào)整，完成整體道床施工，無縫線路施工結(jié)束后，利用CPⅢ軌道控制網(wǎng)復(fù)測(cè)軌道的幾何狀態(tài)為軌道整理提供數(shù)據(jù)。

3.1 CPⅢ點(diǎn)的布設(shè)

CPⅢ點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)全線采用統(tǒng)一的布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在高速鐵路上，CPⅢ點(diǎn)一般沿線路每50m～70m埋設(shè)一對(duì)，在地鐵工程，由于線路曲線半徑較小，同時(shí)施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較差，特別是地下線可能因洞內(nèi)潮濕，霧氣大通視條件不好，所以地鐵上一般每30m～60m埋設(shè)一對(duì)，預(yù)埋件見圖3。

在高架段，CPⅢ點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在橋梁兩側(cè)，根據(jù)實(shí)際情況可以埋設(shè)在兩側(cè)混凝土護(hù)欄或單獨(dú)埋設(shè)，埋設(shè)高度距橋面0.8m～1.0m，需要注意的是CPⅢ點(diǎn)一定要埋設(shè)在橋梁的固定支座端。

在地下隧道區(qū)間段，CPⅢ點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在隧道側(cè)墻上，點(diǎn)位埋設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)限界圖中應(yīng)急平臺(tái)、消防水管、電纜支架等的設(shè)計(jì)位置進(jìn)行綜合比選，選擇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高度合適、視線良好、便于控制網(wǎng)測(cè)量的位置進(jìn)行布點(diǎn)。

在地下島式或側(cè)式車站，站臺(tái)一側(cè)控制點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在站臺(tái)廊檐側(cè)面（高于軌道底部基礎(chǔ)1.6m左右），且應(yīng)避開屏蔽門及塞拉門位置，點(diǎn)位埋設(shè)位置距離廊檐頂面不宜小于10cm或者站臺(tái)檐下適當(dāng)位置。

CPⅢ控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)固、可靠、不易破壞和便于測(cè)量的地方，并應(yīng)防凍、防沉降、防震動(dòng)和抗移動(dòng)。預(yù)埋件埋設(shè)時(shí)，首先在選定位置大致水平鉆孔，采用30mm左右直徑鉆頭，鉆深30mm。埋設(shè)時(shí)應(yīng)注意清孔干凈、保證預(yù)埋件應(yīng)盡量水平，采用速凝水泥或錨固劑填充孔位，然后安放預(yù)埋件，使速凝水泥或錨固劑沿預(yù)埋件外壁四周被擠出。速凝水泥或錨固劑凝固后進(jìn)行檢查，預(yù)埋件須穩(wěn)固，標(biāo)志內(nèi)及標(biāo)志頂面須無任何異物，并檢查保護(hù)蓋是否正常。

在車站段埋設(shè)預(yù)埋件時(shí)，其外邊緣應(yīng)與車站廊檐側(cè)面齊平，以免影響限界，嚴(yán)禁侵入限界。

預(yù)埋件埋設(shè)完成及不使用時(shí)，應(yīng)加設(shè)保護(hù)蓋，以防止異物進(jìn)入預(yù)埋件內(nèi)影響預(yù)埋件正常使用及安裝精度。

控制點(diǎn)埋設(shè)時(shí)應(yīng)使用品質(zhì)良好的錨固劑，錨固措施必須使得預(yù)埋件牢固，以確保長(zhǎng)期穩(wěn)固。

CPⅢ點(diǎn)埋設(shè)完后，應(yīng)進(jìn)行編號(hào)及標(biāo)注，編號(hào)應(yīng)明顯、清晰地標(biāo)在CPⅢ點(diǎn)附近。點(diǎn)號(hào)標(biāo)志字號(hào)應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)格字模，嚴(yán)禁采用手寫標(biāo)識(shí)，CPⅢ點(diǎn)應(yīng)采用紅油漆圈起來，見圖4。

3.2 CPⅢ軌道控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)

CPⅢ軌道控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)包括平面測(cè)量和高程測(cè)量。

為保證控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)的一致性，CPⅢ控制網(wǎng)平面坐標(biāo)系應(yīng)采用與地鐵既有平面控制網(wǎng)相同的坐標(biāo)系統(tǒng)。CPⅢ控制網(wǎng)采用自由測(cè)站邊角交會(huì)的方法測(cè)量，每個(gè)自由測(cè)站觀測(cè)4對(duì)控制點(diǎn)，測(cè)站間重復(fù)觀測(cè)3對(duì)控制點(diǎn)。

CPⅢ控制網(wǎng)高程系統(tǒng)采用與地鐵既有高程控制網(wǎng)相同的高程系統(tǒng)。在高架段和直線敞開段，CPⅢ控制網(wǎng)高程測(cè)量采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法。在地下隧道段，CPⅢ控制網(wǎng)高程測(cè)量可以利用平面測(cè)量的邊角觀測(cè)值，采用自由測(cè)站三角高程測(cè)量方法與平面測(cè)量合并進(jìn)行。

3.3 CPⅢ軌道控制網(wǎng)的使用

將CPⅢ軌道控制網(wǎng)的成果和軌道線路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)全部輸入軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x的計(jì)算機(jī)中，用來進(jìn)行軌道幾何狀態(tài)的調(diào)整。

在北京地鐵10號(hào)線二期十里河站～分鐘寺站左線盾構(gòu)區(qū)間（K26+459-K28+068）共1.6km，北京地鐵昌八聯(lián)絡(luò)線朱辛莊站～回龍觀東大街站（K0+000～YK6+327.989）共12.6km采用了CPⅢ軌道控制網(wǎng)。在這兩段實(shí)際施工過程中，采用了兩套軌道測(cè)量控制系統(tǒng)，軌道線路架設(shè)及粗調(diào)時(shí)采用鋪軌基標(biāo)進(jìn)行，線路精調(diào)時(shí)采用CPⅢ軌道控制網(wǎng)，確保了施工進(jìn)度。

軌道線路架設(shè)時(shí)采用鋼軌支撐架架設(shè)，直線一般每隔6m，曲線一般每隔5m設(shè)置一個(gè)支撐架，支撐架的位置與鋪軌基標(biāo)基本相匹配，確保每個(gè)基標(biāo)位置附近都有支撐架。架設(shè)及粗調(diào)時(shí)，先采用鋪軌基標(biāo)對(duì)線路進(jìn)行定位，標(biāo)高及軌距水平等按零誤差調(diào)整。精調(diào)時(shí)再采用CPⅢ軌道控制網(wǎng)調(diào)整，精調(diào)時(shí)先在每個(gè)支撐架的位置采集數(shù)據(jù)，根據(jù)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示的偏差值進(jìn)行調(diào)整，然后再在每個(gè)扣件位置采集軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，如果支撐架密度不足則增加支撐架，最后采集每個(gè)扣件位置的軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)，合格后澆筑道床。在無縫線路施工完后，軌道整理前，采集每個(gè)扣件位置的軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)，為軌道整理提供依據(jù)。

3.4 CPⅢ軌道控制網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

CPⅢ軌道控制網(wǎng)這種軌道控制方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

CPⅢ點(diǎn)埋設(shè)后，施工過程中不容易被破壞，利于長(zhǎng)久保存，為施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)長(zhǎng)期使用。

CPⅢ軌道控制網(wǎng)可以通過加密軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)采集頻率及軌道調(diào)整，提高軌道鋪軌的絕對(duì)精度，使軌道更平順，軌道幾何狀態(tài)更接近設(shè)計(jì)位置。

同時(shí)，這種方法也存在以下缺點(diǎn)：

CPⅢ軌道控制網(wǎng)使用時(shí)對(duì)人員、施工環(huán)境要求高，需要專業(yè)人員來操作儀器設(shè)備。

在鋪軌施工時(shí)，使用CPⅢ軌道控制網(wǎng)進(jìn)行軌道幾何狀態(tài)調(diào)整速度比較慢，受鋪軌流水化施工的時(shí)間限制，使得每天的鋪軌進(jìn)度降低。

從經(jīng)濟(jì)方面來說，采用CPⅢ軌道控制網(wǎng)投入的費(fèi)用稍高一些。

4 結(jié)束語

總的來說，在鋪軌施工中，鋪軌基標(biāo)和CPⅢ軌道控制網(wǎng)這兩種軌道測(cè)量控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

對(duì)城市軌道交通工程來說，設(shè)計(jì)時(shí)速并不高，目前傳統(tǒng)的鋪軌基標(biāo)測(cè)量控制方式在精心施工的情況下，能滿足和適應(yīng)目前的城市軌道交通軌道專業(yè)的使用，能滿足軌道線路的平順性要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50299-1999，地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].2003.

[2]GB 50308-2008，城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范[S].

[3]TB 10601-2009，高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].

[4]孟峰，馬全明，陳大勇，李響，高超.CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2013（01）.

[5]敖付勇.CPⅢ控制網(wǎng)在城市軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究[J].2013（51）.

作者簡(jiǎn)介：

羅小強(qiáng)（1979-），男，陜西鳳翔人，工程師，畢業(yè)于西安鐵路工程職工大學(xué)，鐵道工程專業(yè)，研究方向：城市軌道施工。