鐵路工程中無砟軌道施工的測量技術與精度控制

鐵路工程中無砟軌道施工的測量技術與精度控制摘要：傳統(tǒng)形式的有砟軌道，在受到列車荷載作用影響下，會導致道床出現(xiàn)道砟粉化及磨損的問題，從而導致結構變形，使軌道使用壽命受到嚴重影響。在列車高速行駛的情況下，還可能造成道砟飛濺，容易引發(fā)安全事故問題，無砟軌道不僅具有較高的穩(wěn)定性和平順性，而且?guī)缀巫冃尾桓?、便于維護，具有較長的使用壽命。也正是受到這些特點的影響，無砟軌道的施工具有較高的要求，需要通過準確的測量來確保施工的質(zhì)量，所以有必要針對無砟軌道施工過程中的測量技術以及精度控制進行深入的研究。

關鍵詞：鐵路工程；無砟軌道施工；測量技術；精度控制

一、鐵路工程中的無砟軌道施工測量技術

1、軌道測量控制網(wǎng)

在鐵路工程當中，測量控制網(wǎng)分為高程控制網(wǎng)和平面控制網(wǎng)，而根據(jù)施測階段、功能以及目的，又可以分為施工控制網(wǎng)、勘測控制網(wǎng)以及運維控制網(wǎng)。為了確?？刂茰y量質(zhì)量能夠對勘測、施工以及運維等階段的要求加以滿足，確保鐵路工程建設及運營管理等工作的順利進行，需要保證各階段中的高程、平面控制測量能夠具有統(tǒng)一的標準，即在平面控制方面應統(tǒng)一采用CPI作為標準，而高程控制則可以將二等水準基點作為標準，在鐵路工程中的平面測量控制網(wǎng)主要是由線路平面控制網(wǎng)、基礎平面控制網(wǎng)以及軌道控制網(wǎng)組成。高程測量控制網(wǎng)包括軌道控制網(wǎng)和線路水準基點控制網(wǎng)，其中前者主要作為運營維護、軌道精調(diào)以及鋪設調(diào)整等工作的高程控制基準，而后者主要用于鐵路施工、勘測工作的高程基準。

2、板式無砟軌道板精調(diào)技術

當前階段，我國在客運專線當中應用的無砟軌道形式主要有以下幾種：CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型無砟軌道，其中CRTSⅡ型無砟軌道又分為板式和雙板式。而CRTSⅠ型無砟軌道主要是在鋼筋混凝土底座上利用水泥瀝青砂漿鋪設調(diào)整層。其中設置了凸形擋臺限位，在確保軌道板鋪設能夠滿足相關精度需求的基礎上，通常會通過調(diào)整扣件的方式對鋼軌最終的幾何狀態(tài)進行控制，其系統(tǒng)構成包括混凝土底座、GA砂漿層、軌道板、凸形擋臺、鋼軌以及扣件系統(tǒng)等。即便隧道、路橋在線下基礎方面存在差異，但CRTSⅠ型板式無砟軌道的構成并不會發(fā)生改變，而我國首條應用無砟軌道結構形式的鐵路，已經(jīng)對相關技術進行了有效的消化，并對制造Ⅱ型板的工藝進行研究和實驗，經(jīng)過不斷的摸索和總結，已經(jīng)開發(fā)出了獨具特色的Ⅱ型板制造工藝，而這種軌道結構形式即為CRTSⅡ型板無砟軌道形式。

3、無砟軌道平順性檢測技術

在完成軌道板精調(diào)以后，需要使用CA砂漿進行澆筑，而鋪設精度在通過驗收以后，就可以進行鋪軌和扣件安裝，完成軌道鋪設需要使用軌檢小車來測量軌道的幾何狀態(tài)，并利用扣件進行軌道的調(diào)整，使其進度能夠達到設計要求。從理論上來講，要求線路中心軸為軌距中心，在直線段當中要與兩根鐵軌平行，在曲線段當中要與曲線切線平行，我國標準軌距是1435mm，軌距變化率要保持在1mm/1.5m，以±1mm作為驗收標準，在活動端設有復位彈簧，確保在軌檢小車運行過程中能夠與軌道內(nèi)側緊密相連，而具體測量范圍在-35～35mm。在鐵路工程中，軌面高程以及軌道中線是工程質(zhì)量的直觀反映，通過將線路高程、坐標與設計值進行對比得出其中的偏差，可以對軌道自身的幾何狀態(tài)進行全面的反映，在測量軌道高程和坐標的過程中，需要通過高精度全站儀對軌檢小車當中的棱鏡中心三維坐標進行實測。根據(jù)標定好的軌面情況、線路中心線以及小車幾何參數(shù)，將對應里程中的軌面高程及中心線位置換算出來，并與設計參數(shù)進行對比，從而得出設計和實測的差值，利用相關技術規(guī)范完成評價。水平軌向就是軌道里程方向上的內(nèi)線狀態(tài)，而高低軌向則是軌道頂面部分的線形狀態(tài)，如果橫向軌道不良，會導致列車在橫下加速度過程中缺乏穩(wěn)定性，而高低軌向不良則會對列車垂向加速度造成影響，對于高低軌向和水平軌向的平順檢測，可以對德國長、短波不平順檢測法加以借鑒，并使用300m弦或30m弦的軌道平順性核檢。

4、全站儀自由設站程序設計

第一，利用全站儀對2個CPⅢ控制點進行手動瞄準，結合后方交會原理對近似的全站儀位置進行確定；第二，根據(jù)待測點坐標以及近似全站儀坐標，對待測控制點自身的棱鏡方向值進行計算，并通過相關指令，使全站儀將剩余控制點的自動觀測完成；第三，針對CPⅢ觀測值對數(shù)據(jù)穩(wěn)定性進行檢測，查看觀測值是否存在超限問題，并將其中不合格的點剔除在外。

二、控制無砟軌道施工測量精度的具體措施

1、做好測量儀器設備的配置工作

第一，要對高精度全站儀加以準備，要求其具有ATR自動照準功能；第二，準備精密水準儀，要求該儀器能夠對數(shù)據(jù)進行顯示和存儲，且誤差要小于0.3mm/km；第三，對電子軌道尺加以配置，要求具有數(shù)碼顯示功能，且精度誤差在0.5mm以內(nèi)。

2、線路基標測設

對于無砟軌道施工而言，線路基標是其實現(xiàn)精度控制的基礎，具體測設內(nèi)容包括加密基標記控制基標，基標方面的測設精度不但會對無砟軌道施工精度造成影響，同時還會影響到施工的效率，具體測定方法為：第一，選定CPⅢ控制點，并以此為基礎，采用精密水準測量以及設站極坐標法對施工高程和平面進行測設；第二，在直線段中以100m為一個間距進行控制基標的設置，而曲線段則每間隔60m就要設置一個控制基標；第三，對特殊路段需要進行控制基標的加密設置，結合軌排長度，在直線段中應以12.5m為一個間隔進行設置，而曲線段要以6.25m為一個間隔進行設置；第四，在混凝土地板強度達到一定水平以后，對控制基標以及加密基標進行布設，并做好標識，在完成基標布設以后，要在道床板頂面使用墨線標記中心線位置。

3、軌排架精確調(diào)整

為了確保測量數(shù)據(jù)的準確性，在借助軌道檢測小車完成測量時，應該嚴格按照測量規(guī)定要求進行，通常在測站20～80m的范圍內(nèi)測量準確度較高，所以順接段以及搭接段的測量長度應控制在62.5～20m，具體長度需要結合兩次測量數(shù)據(jù)對比以及測量距離來確定。在此過程中，需要對測站位置、數(shù)據(jù)的收集和分析保持重視，在精調(diào)過程中，需要將小車靜置在待測軌道當中，利用全站儀進行小車棱鏡點的測量，從而對設計位置、軌道位置、位置偏差以及調(diào)軌方向進行實時的顯示，使現(xiàn)場調(diào)軌作業(yè)能夠獲得相應的指導。

4、測量控制網(wǎng)復測

第一，在進行復測以前，需要對線路測量的相關資料進行檢查，并與設計單位針對現(xiàn)場樁橛進行交接，包括控制點、水準點、導線點以及GPS點等；第二，針對水準點高程、GPS點坐標以及導線點間距和右角進行展開復測，如果復測結果和設計單位的勘測結果存在差異，應在此進行復測，如果是設計單位的勘測資料存在誤差，要通過協(xié)商之后進行及時的更正；第三，完成復測以后需要對復測報告加以編制，并反饋給設計和監(jiān)理單位，在完成批復以后才能進行后續(xù)測量。

5、測量精度控制中的注意事項

第一，不管是粗調(diào)還是精調(diào)，在對棱鏡進行移動的過程中，都要一直面向全站儀，且棱鏡與全站儀之間不能有阻礙物；第二，在精調(diào)軌排架時，工作區(qū)域當中嚴禁無關人員的進入，且在測量過程中要保證軌排架軌面具有較高的清潔性；第三，由于在精調(diào)過程中，軌排架和魚尾夾板相連，所以在調(diào)整時要對連續(xù)2～3榀軌排架展開聯(lián)測，就是要求每榀排架調(diào)整以后，都要對與之相連并完成調(diào)整的軌排架進行復測，確認是否存在影響，如果受到影響需要進行適當?shù)恼{(diào)整。

結束語

綜上所述，在鐵路工程中，針對無砟軌道施工落實相關測量技術，并做好精度控制工作能夠使無砟軌道施工質(zhì)量得到有效的保證，