高速鐵路長(zhǎng)軌精調(diào)測(cè)量控制

孟永福

（中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司 天津 300454）

1 概述

高速鐵路長(zhǎng)軌精調(diào)測(cè)量包括沉降觀測(cè)、CPI和CPII控制網(wǎng)復(fù)測(cè)、CPⅢ軌道控制網(wǎng)復(fù)測(cè)、軌道幾何狀態(tài)測(cè)量控制、現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)軌精調(diào)測(cè)量控制等方面。高速鐵路長(zhǎng)軌精調(diào)鋪設(shè)完成，長(zhǎng)軌精調(diào)前需要對(duì)線路沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，合格后報(bào)設(shè)計(jì)單位審批，進(jìn)行 CPI、CPII復(fù)測(cè)，測(cè)量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與施工期復(fù)測(cè)相同，此處不再贅述，下面將對(duì)其他幾個(gè)方面的施工經(jīng)驗(yàn)根大家分享。

2 CPⅢ軌道控制網(wǎng)復(fù)測(cè)

由于 CPⅢ高程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)多采用二等水準(zhǔn)測(cè)量方式進(jìn)行，操作較簡(jiǎn)單，此處不做贅述。下面將對(duì)CPⅢ平面測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)和建議進(jìn)行詳述。

2.1 測(cè)量區(qū)段劃分

施工測(cè)量階段，由于線下單位施工進(jìn)度影響或現(xiàn)場(chǎng)施工條件制約，一般測(cè)量區(qū)段長(zhǎng)度為 2-4km，搭接處平順性會(huì)造成比較大的影響。在長(zhǎng)軌精調(diào)前CPⅢ復(fù)測(cè)時(shí)，為保證測(cè)量平順性，建議8km劃分為一個(gè)區(qū)段，最大不超過(guò)10km，區(qū)段過(guò)長(zhǎng)時(shí)測(cè)量周期長(zhǎng)，平差計(jì)算量較大，影響測(cè)量進(jìn)度和平差質(zhì)量。

2.2 CPⅢ外業(yè)測(cè)量技術(shù)要求，見表1

表1 CPⅢ平面水平方向觀測(cè)技術(shù)要求

上表為《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》TB10601-2009中對(duì)CPⅢ平面控制網(wǎng)外業(yè)測(cè)量限差的規(guī)定。CPⅢ平面網(wǎng)距離觀測(cè)基本較少出現(xiàn)超限問(wèn)題，當(dāng)出現(xiàn)距離超限時(shí)，檢查棱鏡是否松動(dòng)或有遮擋，并進(jìn)行重測(cè)。

表2 CPⅢ平面網(wǎng)距離觀測(cè)技術(shù)要求

CPⅢ軌道控制網(wǎng)精度要求高，測(cè)量條件要求嚴(yán)格，經(jīng)常選擇溫度變化較小的夜間進(jìn)行外業(yè)測(cè)量。外業(yè)測(cè)量精度對(duì)整網(wǎng)平差的吻合性影響較大，在采用規(guī)范限差測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)即使外業(yè)測(cè)量合格后，內(nèi)業(yè)出現(xiàn)超限的頻率仍比較高，所以應(yīng)該在測(cè)量時(shí)適當(dāng)提高外業(yè)測(cè)量的控制標(biāo)準(zhǔn)。

表3 CPⅢ平面水平方向觀測(cè)技術(shù)要求

2.3 內(nèi)業(yè)測(cè)量應(yīng)與外業(yè)測(cè)量同步進(jìn)行

CPⅢ測(cè)量應(yīng)即時(shí)對(duì)CPⅢ外業(yè)測(cè)量資料進(jìn)行平差，完成相鄰CPII間閉合環(huán)測(cè)量后即進(jìn)行平差計(jì)算，發(fā)現(xiàn)不合格的立即補(bǔ)測(cè)不合格測(cè)站。此時(shí)補(bǔ)測(cè)一般補(bǔ)測(cè)1站即可，如外業(yè)測(cè)量完成后另選時(shí)間補(bǔ)測(cè)，一般要測(cè)量3站（超限點(diǎn)的3方向），而且容易影響相鄰測(cè)站出現(xiàn)平差超限，造成補(bǔ)測(cè)量增大。

津秦客運(yùn)專線CPⅢ復(fù)測(cè)時(shí)，內(nèi)外業(yè)分離操作，一段線路長(zhǎng)度4.8 km，共40站。1臺(tái)TS30全站儀3天測(cè)量完成，平差計(jì)算超限點(diǎn)5個(gè)，涉及12測(cè)站，最終補(bǔ)測(cè)測(cè)站45站，測(cè)量平差合格。后來(lái)同樣長(zhǎng)度4.8 km線路，采用2臺(tái)儀器測(cè)量，內(nèi)業(yè)組跟班外業(yè)組測(cè)量，2天時(shí)間測(cè)量完成，過(guò)程重測(cè)5站，計(jì)算數(shù)據(jù)合格未補(bǔ)測(cè)。

3 軌道幾何狀態(tài)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)控制

3.1 測(cè)量?jī)x器要求

全站儀標(biāo)稱精度要求：測(cè)角精度1秒，測(cè)距精度1+2ppm。常用的全站儀包括徠卡TS30、徠卡TS15、徠卡TCRP1201、天寶S6、天寶S8等，儀器必須在檢定有效期內(nèi)。

常用的軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x包括：安伯格 GRP1000、GEDO精調(diào)小車型、長(zhǎng)沙悅誠(chéng)精調(diào)小車、中鐵二院精調(diào)小車、中鐵咨詢精調(diào)小車、南方測(cè)繪精調(diào)小車等，儀器必須在檢定期內(nèi)，各傳感器工作正常。

3.2 自由設(shè)站精度要求

自由設(shè)站觀測(cè)的 CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)少于 4 對(duì)，位于所聯(lián)測(cè) CPⅢ點(diǎn)的中間。CPⅢ點(diǎn)應(yīng)采用與 CPⅢ網(wǎng)測(cè)量時(shí)一致的 CPⅢ標(biāo)志。全站儀設(shè)在線路中線附近，更換測(cè)站后，相鄰測(cè)站重疊觀測(cè)的 CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)少于 2 對(duì)。自由設(shè)站點(diǎn)精度一般應(yīng)符合下表表4要求，連續(xù)橋、特殊孔跨橋自由設(shè)站點(diǎn)精度可放寬至1.0 mm。

表4 自由設(shè)站點(diǎn)精度要求

完成自由設(shè)站后，CPⅢ點(diǎn)的坐標(biāo)不符值應(yīng)滿足表 2 的要求。當(dāng) CPⅢ點(diǎn)坐標(biāo)不符值 X、Y 大于表 2 的規(guī)定時(shí)，該 CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)參與平差計(jì)算。

表5 CPⅢ點(diǎn)坐標(biāo)不符值限差要求

每一測(cè)站參與平差計(jì)算的 CPⅢ點(diǎn)不應(yīng)少于 6 個(gè)。

3.3 日常測(cè)量相關(guān)規(guī)定

3.3.1 全站儀標(biāo)定

全站儀除必須在檢定有效期內(nèi)，在精密測(cè)量前需要對(duì)全站儀的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定一般選擇在清晨或傍晚溫度變化較小，陽(yáng)光較柔和時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)儀器進(jìn)行溫度氣壓改正，標(biāo)定完成后，盤左盤右測(cè)量X、Y、Z偏差均不得大于1mm（100m檢測(cè)）。

3.3.2 測(cè)量日常規(guī)定

（1）全站儀每天首次使用必須檢查盤左盤右測(cè)量偏差，并做好檢查記錄。

（2）當(dāng)盤左盤右測(cè)量超限，儀器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，必須記錄校準(zhǔn)人員，校準(zhǔn)時(shí)間，校準(zhǔn)過(guò)程以及校準(zhǔn)前后偏差情況。

4 長(zhǎng)軌精調(diào)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制

4.1 軌道幾何狀態(tài)測(cè)量

4.1.1 測(cè)量前的檢查

軌道幾何狀態(tài)測(cè)量，俗稱“推精調(diào)小車”。每日測(cè)量前須對(duì)組裝后小車軌距、超高進(jìn)行檢查，軌距以小車專用軌距尺顯示為準(zhǔn)，超高采用正反兩方向測(cè)量取平均的方法修正，修正后距離超高偏差不大于0.1mm。

4.1.2 測(cè)量相關(guān)規(guī)定

（1）測(cè)量方向

一般線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)，采用多臺(tái)儀器平行作業(yè)的方式進(jìn)行軌道幾何狀態(tài)測(cè)量，為保證測(cè)量數(shù)據(jù)可以連續(xù)有效搭接，并結(jié)合測(cè)量習(xí)慣，要求的以小車從小里程至大里程方向前進(jìn)。

（2）基準(zhǔn)軌的確定

根據(jù)規(guī)范要求，超高以內(nèi)軌為基準(zhǔn)，軌距以外軌為基準(zhǔn)，反算公稱軌距的一半為線路中線位置，造成高程和平面基準(zhǔn)軌不統(tǒng)一?，F(xiàn)場(chǎng)軌道精調(diào)時(shí)，軌距和超高為同時(shí)調(diào)整量，須統(tǒng)一到同一條鋼軌，軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x以“雙輪梁”所在軌道為基準(zhǔn)軌。為保證測(cè)量和調(diào)軌現(xiàn)場(chǎng)一致，一般將線路左軌定義為基準(zhǔn)軌，避免基準(zhǔn)軌反復(fù)更換造成的不便。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)軌道基準(zhǔn)軌進(jìn)行精調(diào)，并根據(jù)軌距、超高計(jì)算非基準(zhǔn)軌的調(diào)整量，確定調(diào)整件數(shù)量。

4.2 軌道現(xiàn)場(chǎng)精調(diào)測(cè)量控制

4.2.1 軌道調(diào)整原則

軌道現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整以“基準(zhǔn)軌嚴(yán)格執(zhí)行方案，軌距尺控制非基準(zhǔn)軌”的原則進(jìn)行精調(diào)。軌距尺每日與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定，確保軌距尺偏差符合要求。軌道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量概括來(lái)講就是“一張紙、一把尺”，即方案和軌距尺。

4.2.2 軌道精調(diào)現(xiàn)場(chǎng)控制標(biāo)準(zhǔn)

軌道調(diào)整方案已經(jīng)考慮了長(zhǎng)波不平順因素的影響，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整線路平順性以方案為準(zhǔn)，僅對(duì)現(xiàn)場(chǎng)軌距、超高、相鄰軌距和超高、軌距及超高變化率進(jìn)行控制，確?，F(xiàn)場(chǎng)短波不平順、三角坑、扭曲符合要求。

表6 現(xiàn)場(chǎng)施工控制標(biāo)準(zhǔn)

4.2.3 軌道調(diào)整工藝流程

（1）根據(jù)基準(zhǔn)軌調(diào)整方案，標(biāo)注調(diào)整量于鋼軌內(nèi)側(cè)，并測(cè)量軌距、超高并標(biāo)注在基準(zhǔn)軌內(nèi)側(cè)道床上，根據(jù)標(biāo)注調(diào)整量，散調(diào)整扣件。

（2）松開扣件，更換調(diào)整件，更換完成檢查無(wú)誤后擰緊調(diào)整件，擰緊過(guò)程中根據(jù)軌距尺實(shí)際調(diào)整量與理論調(diào)整量的偏差，確定左右側(cè)扣件擰緊順序。

（3）基準(zhǔn)軌扣件擰緊后軌距尺測(cè)量調(diào)整后軌距、超高并標(biāo)注在第一次測(cè)量數(shù)據(jù)的下方。如測(cè)量后軌距、超高不符合要求，重新步驟2，并重新進(jìn)行軌距、超高測(cè)量。

（4）基準(zhǔn)軌調(diào)整合格后，根據(jù)已測(cè)量軌距和超高，確定非基準(zhǔn)軌調(diào)整量，并標(biāo)注在非基準(zhǔn)軌內(nèi)側(cè)。

（5）調(diào)整非基準(zhǔn)軌，與步驟2相同。

（6）非基準(zhǔn)軌扣件擰緊后軌距尺測(cè)量調(diào)整后軌距、超高并標(biāo)注在非基準(zhǔn)軌內(nèi)側(cè)道床上。如測(cè)量后軌距、超高不符合要求，重新步驟5，并重新進(jìn)行軌距、超高測(cè)量。

（7）對(duì)軌道調(diào)整后的軌距、超高、調(diào)整件進(jìn)行記錄。

4.3 軌道調(diào)整應(yīng)用

在最初京津城際鐵路、武廣高速鐵路、京滬高速鐵路施工時(shí)，完全按照規(guī)范要求施工，調(diào)軌時(shí)未明確基準(zhǔn)軌和非基準(zhǔn)的調(diào)整順序，調(diào)整遍數(shù)一般在4-6遍，調(diào)整量大，調(diào)整周期長(zhǎng)，60 km線路調(diào)整時(shí)間一般為6個(gè)月。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)和控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行總結(jié)，確定適當(dāng)提高現(xiàn)場(chǎng)控制標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效節(jié)省調(diào)整總時(shí)間，提高工程質(zhì)量。京津城際延伸線63 km線路，采用上述標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行調(diào)整和測(cè)量控制，總調(diào)整時(shí)間為2個(gè)月，調(diào)整2遍，調(diào)整效果明顯提高。

5 總結(jié)

隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高速鐵路建設(shè)超到了非常關(guān)鍵的作用。我們要擺脫“提高標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)增加投資，增加施工時(shí)間”的錯(cuò)誤意識(shí)，我們應(yīng)在保證要求不降低的情況下，適當(dāng)提高現(xiàn)場(chǎng)施工限差標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)測(cè)量作業(yè)控制方式，增加過(guò)程控制，減少測(cè)量總時(shí)間，調(diào)軌總時(shí)間，提高總體調(diào)整效率。在以后的工作中，我將繼續(xù)就現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制方面進(jìn)行深入研究。