鐵路軌道變形監(jiān)測(cè)方法研究

杜志鵬

（晉能控股山西煤業(yè)股份有限公司塔山鐵路分公司， 山西 大同 037001）

引言

現(xiàn)階段，鐵路軌道交通已經(jīng)成為我國人們生活中和貨物運(yùn)輸中必不可少的交通工具，同時(shí)我國鐵路軌道交通是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，在一定程度上也促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是由于鐵路軌道交通容易受外界因素的影響，在運(yùn)營過程中容易發(fā)生軌道變形的現(xiàn)象，如圖1 所示。嚴(yán)重威脅著我國鐵路軌道運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，因此，將鐵路軌道交通與科學(xué)技術(shù)融合發(fā)展是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的必然階段，鐵路軌道變形檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，極大程度提高了鐵路軌道安全性，促進(jìn)我國鐵路軌道交通的可持續(xù)發(fā)展提供保證。

1 鐵路軌道變形概述

1.1 鐵路軌道變形的誘發(fā)因素

在鐵路軌道的運(yùn)行中，軌道變形主要是由于列車長時(shí)間的重力作用導(dǎo)致的，軌道發(fā)生的形態(tài)的變化，在一定程度上影響軌道交通運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。另外，在鐵路軌道周圍的建設(shè)施工對(duì)過道的變形也存在一定的影響，由于建筑施工導(dǎo)致地面不同程度的下沉，導(dǎo)致鐵路軌道受到影響。由于軌道不同程度的變形，會(huì)導(dǎo)致鐵路軌道在運(yùn)行中發(fā)生不同程度的顛簸，降低鐵路軌道交通的使用感受，與現(xiàn)代熱門對(duì)鐵路軌道交通的需求不相符合。其次由于鐵路軌道交通的機(jī)械零件容易損壞，基于軌道變形的基礎(chǔ)上，會(huì)加速其零件的損壞速度，增加成本消耗的同時(shí)降低鐵路軌道交通運(yùn)行的安全系數(shù)。

1.2 鐵路軌道結(jié)構(gòu)變形

在鐵路軌道出現(xiàn)變形主要是由于施工過程中的鐵路軌道質(zhì)量問題以及運(yùn)營過程中的問題。在施工過程中，修建鐵路軌道是需要進(jìn)行地基的開鑿，在一定程度是破壞力該地域的原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于巖石的松動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)失去原有的平衡，順著鐵路軌道交通工程施工分的不斷深入，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會(huì)越差，鐵路軌道發(fā)生變形的概率也會(huì)逐漸增大。基于此，在進(jìn)行鐵路軌道交通施工過程中，要進(jìn)行仔細(xì)的勘察，對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行分析，防止地表嚴(yán)重下沉進(jìn)而影響鐵路軌道運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性。其次，在鐵路軌道交通運(yùn)營過程中，由于列車常年重力的影響，發(fā)生不同程度的沉降是必然現(xiàn)象，尤其是鐵路軌道軟地基施工，受地質(zhì)環(huán)境的影響，容易引發(fā)鐵路軌道變形。另外，周圍的建筑物對(duì)鐵路軌道變形也具有一定的影響。由于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型的建筑物拔地而起，在建筑物建設(shè)施工過程中，地基以及深基坑的挖掘必不可少。在這一背景下，我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞，地表承載力下降。因此，建筑物的建設(shè)也是鐵路軌道發(fā)生軌道變形的一個(gè)重要原因。

1.3 鐵路軌道檢測(cè)的主要方向

隨著鐵路軌道交通的發(fā)展，軌道變形引發(fā)的鐵路不穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為發(fā)展的阻礙因素，因此，進(jìn)行鐵路軌道變形測(cè)量的非常重要的手段，檢測(cè)鐵路軌道的實(shí)時(shí)情況，推進(jìn)我國鐵路軌道交通平穩(wěn)運(yùn)營具有重要意義。在鐵路軌道監(jiān)測(cè)工作中，要具有計(jì)劃地進(jìn)行分析，基于全局觀對(duì)鐵路軌道施工情況進(jìn)行檢測(cè)，其中包括深基坑的建設(shè)、地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、支護(hù)穩(wěn)定性、軌道變形部分的檢測(cè)和地表建筑物的修建情況等情況進(jìn)行檢測(cè)分析。在鐵路軌道交通運(yùn)行過程中，對(duì)地表承載力、鐵路軌道的狀態(tài)、地下管道的鋪設(shè)情況以及將地標(biāo)建筑物修建等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)地進(jìn)行記錄。在結(jié)果檢測(cè)完畢后將鐵路軌道施工時(shí)以及運(yùn)營時(shí)期進(jìn)行比對(duì)，分析其具體成因，并制定相關(guān)的維修計(jì)劃[1]。

2 鐵路軌道變形監(jiān)測(cè)方法分析

2.1 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

在鐵路軌道變形檢測(cè)發(fā)展的歷程中，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)是通過水平測(cè)量儀的測(cè)量工程進(jìn)行人工實(shí)地檢測(cè)，在監(jiān)察過程中能夠?qū)壍雷冃尾糠值臄嗝孢M(jìn)行測(cè)量，但是人工測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在一定的問題，需要大量的人員勞動(dòng)力，與我國當(dāng)下自動(dòng)化的發(fā)展不相符合。其次，人工監(jiān)測(cè)技術(shù)受距離因素的影響，無法實(shí)現(xiàn)鐵路軌道變形遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，在一定程度上降低了軌道變形監(jiān)測(cè)的效率。另外，在進(jìn)行鐵路軌道監(jiān)測(cè)過程中，不能妨礙軌道列車的正常行駛，但是人工監(jiān)測(cè)在工作時(shí)存在一定的危險(xiǎn)因素，監(jiān)測(cè)的安全性不能保證，進(jìn)而降低軌道變形監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。

2.2 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，將鐵路軌道變形技術(shù)與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，提高軌道變形檢測(cè)的技術(shù)水平。積極引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備，采用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)代替人工檢測(cè)技術(shù)，通過先進(jìn)的檢測(cè)儀器，對(duì)鐵路軌道進(jìn)行全方位的檢測(cè)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如，在鐵路軌道內(nèi)部安裝全站儀，利用GPRS 數(shù)據(jù)連接與信息技術(shù)相連接，通過信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全站儀對(duì)鐵路軌道的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及穩(wěn)定性。在全站儀及逆行數(shù)據(jù)檢測(cè)過程中，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存并管理，再利用信息技術(shù)資源整合的特點(diǎn)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合共享。如果在檢測(cè)過程中出現(xiàn)儲(chǔ)存容量告急、物體遮擋等現(xiàn)象時(shí)進(jìn)行技術(shù)處理，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性[2]。

2.3 制定明確的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)

軌道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置不夠合理，監(jiān)測(cè)點(diǎn)過多會(huì)增加其工作量，降低鐵路軌道變形的效率。監(jiān)測(cè)點(diǎn)過少不能對(duì)鐵路軌道進(jìn)行全方位的檢測(cè)，降低鐵路軌道變形的真實(shí)性。因此，在進(jìn)行布點(diǎn)過程中要結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，制定科學(xué)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，保證檢測(cè)的全面科學(xué)性。

2.4 完善鐵路軌道變形的治理措施

在鐵路軌道變形情況進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)整合上傳，相關(guān)工作人員以數(shù)據(jù)為依托，對(duì)該鐵路軌道變形部分進(jìn)行仔細(xì)分析，為了防止鐵路軌道變形的情況嚴(yán)重化，及時(shí)制定相關(guān)的治理措施，注意要保證治理措施的科學(xué)性。

3 結(jié)語

通過上述分析可以看出，目前我國鐵路軌道交通領(lǐng)域事業(yè)不斷發(fā)展，但是在鐵路軌道運(yùn)營過程中，出現(xiàn)了不同程度的軌道變形現(xiàn)象，在一定程度上影響我國鐵路穩(wěn)定性的需求，實(shí)施鐵路軌道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)是非常必要的。傳統(tǒng)的人工技術(shù)相對(duì)落后，檢測(cè)的數(shù)據(jù)真實(shí)性以及準(zhǔn)確性不能保證，因此要積極發(fā)展軌道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)鐵路軌道變形監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)資源共享，提高鐵路軌道變形監(jiān)測(cè)的工作效率，促進(jìn)我國鐵路軌道穩(wěn)定發(fā)展。