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高标准快速铁路轨道施工与调整体会
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内容提示：以新建合肥—武汉高速铁路为实例,论述了高速铁路轨道施工过程中施工测量存在的问题及采取的措施,详细介绍了有砟和无砟轨道施工中通过测量达到线路精细调整的方法与注意事项,阐明了精细测量在高标准快速铁路一次铺设跨区间无缝线路施工中的重要作用。
0 引言
目前我国正处在快速和高速铁路建设的高潮时期,其中最大的变化是把路基作为结构物来控制施工,轨道施工要求达到的精密程度前所未有,可以说:路基和轨道的控制施工是快速和高速铁路建设成败的关键。（参考《建筑中文网》）
1 工程实例
新建铁路合肥—武汉段,位于沪汉蓉快速通道的东段,是我国设计一次开通时速达250 km的客运快速铁路。
2 轨道工程施工测量
2.1 合武铁路(安徽段)有砟轨道施工控制测量
中铁四局承担了合武铁路(安徽段)全线CPⅢ测量任务(包括24 km长的无砟轨道)。铺轨前在全线建立了CPⅢ网,为铺轨和线路粗精调提供了保证。关于有砟轨道CPⅢ网测设和使用的具体方法和要求,我就不单独介绍了,在这里只强调要特别注意的两点: 1)CPⅢ控制网测设的最佳时机,应待线下工程沉降和变形满足要求后施测,应在铺轨前完成。CPⅢ布网精度直接影响到轨道粗、精调效果。测量方法严格按规范要求在CPⅠ和CPⅡ基础上,导线测量方法按五等导线施测,水准按精密水准施测。2)在现场测设中必须严格选点和埋点,以保持CPⅢ点位的永久性。
2.2 合武铁路(安徽段)无砟轨道施工控制测量
无砟轨道必须满足高速度、高可靠性及高舒适性的要求,无砟轨道的精密测量是无砟轨道施工的前提条件。为满足无砟轨道铺设时的高精度测量要求,按照铁建设(2006)189号文《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》,在无砟轨道施工前,采用自由设站后方交会法布设CPⅢ控制网,其间距为50 m~60 m左右一对,用CPⅢ控制网作为测设基线,采用测量小车测量系统高精度测设轨道的绝对三维坐标;依靠螺杆调整器初步定位,整群定位器精确定位,反复调整达到规范要求,再利用全站仪和测量小车及分析系统(也称为测量小车测量系统),对每一根轨枕处的中线和高程(对轨道进行全断面三维空间位置和铺设精度进行检测)适时进行测量,跟踪精调,完成最终定位,以保证无砟轨道的施工精度。
3 有砟轨道施工和精细整道
3.1 有砟轨道施工
对于有砟轨道,道床的稳定性是保持轨道几何形态的主要因素,是保证列车按照规定速度运行的关键因素。所以在施工中:1)要把好道砟生产、存储、运输关; 2)要高度重视道砟的摊铺质量和防止上道后的二次污染; 3)要加强施工组织,铺轨后的上砟、养护、焊接、锁定等工序应紧密衔接。
3.2 有砟轨道粗精调方法及注意的问题
现场施工中,要保证轨道基桩的完整性,并在线路锁定前,通过测量采集基标和实际轨道空间位置数据与设计轨道来对比,提供准确的大机拨道量与起道量。在铺轨后线路放散锁定之前,一般按三遍大养粗调,使线路快速达到初步稳定状态。通过粗调,轨道即能控制在偏离设计位置3 cm范围以内。
在线路放散锁定之后,在允许作业轨温条件下开始进行精调工作,通常分三次精调,大机平均起道量不超过4 cm,以保证锁定焊接质量,方法是:
1)及时对有变形和破损的基桩重新恢复,并重新测量平差,建立数据关系;采用二维方向带水准管的直角丁字尺或三点激光仪进行横距量取。2)曲线地段,采用二维方向带水准管的直角丁字尺或三点激光仪进行横距量取,通过与设计横距比较,弃去不合理的离散型较大的数据,计算出拨道量,然后对实测线型进行纠偏,按内插法细化给出每5 m的拨道量。3)车站两端道岔群,采用1″全站仪进行多次穿线作业(分别至少向站外延伸200 m以上),以一线方向为基准(当然这条线方向是控制在CPⅢ网精度范围之内),从而保持站场岔群以及两端线路相对位置关系的正确。4)高程控制上,每隔5 m测设出线路高程,计算相应起道量。5)联调联试期间,根据轨道动态检测结果对轨道局部缺陷进行修复,使轨道静态、动态精度指标全面达到设计运行条件。
轨道精调中,还应注意以下四个问题:
1)在长大直线中,小偏角折点位置出现检测超限,部分偏角稍大区域正矢不能满足设计值时,根据上海局技术中心提供的经验改为1 500 000 m大半径曲线处理。2)道岔区域的方向和高低容易出现超限,需要加强养护作业。3)车站和两端的区间线路出现超限时,要坚持“站场不动,调整区间”的原则。4)无砟和有砟段过渡段外约70 m长度变形大(高低),应重点加强养护。
4 无砟轨道精细调整
无砟道床施工完成,道床板强度达到设计要求后,进行无砟轨道长钢轨的铺设,长钢轨应力放散、锁定后,利用轨道精调小车对逐根轨枕处的轨道进行静态数据采集,并通过处理软件对采集数据进行及时处理分析,再根据模拟适算表,确定该处静态几何尺寸的调整方向和调整量,从而实现对轨道进行调整。
4.1 轨道静态几何尺寸测量
以合武铁路(安徽段)无砟轨道为例,前期道床施工采用“轨排法”施工,由于在施工过程中严格按照规范标准进行控制,因此,在精调过程中,轨道的几何尺寸总体情况较好,仅有个别位置的几何尺寸偏差较大。
4.2 原因分析
根据统计,轨道几何尺寸不合格处主要是发生在工具轨排的端部以及在精调过程中两测段的顺接段,同时曲线地段的不合格点比直线地段要多,造成不合格的原因有以下几点:
1)相邻轨排的端部用无孔夹具锁定,相对于整个轨排来说,此处整体稳定性较差,再加上浇筑混凝土过程中的碰撞,容易造成轨排端部几何尺寸的变动。2)在测量仪器后视不同的后视点进行设站时,两设站间存在偏差,因此必须有10 m的过渡段进行顺接,此10 m过渡段为精度较低处。3)轨排在螺杆调整器支撑起来后,受自身重心的影响,再加上浇筑混凝土过程中,施工人员站立在轨排上操作对轨排产生的活荷载,轨排整体有下凹的趋势,导致两根工具轨的间距减小。4)在曲线地段,横向支撑受力较大,如果在浇筑混凝土过程中,有个别横向支撑发生松动,就会对轨排的中线产生影响。
4.3 无砟轨道的精调
轨道几何尺寸是衡量轨道铺设精度的关键指标,在应力放散及锁定后,应对轨道的几何状态进行精细调整,使轨道的几何尺寸满足设计及规范要求。轨道精调施工工艺见图1。
4.4 联合调试
通过长时间的列车运行,线路上依然有个别地方不合格,通过轨道检测车对钢轨动态检测报告和波形图的分析,找出影响行车安全和旅客舒适度的区段,通过用精调小车,塞尺,弦线对轨道进行测量,确定调整位置和调整量,对该位置轨道进行调整。
在如何建设好高标准快速铁路一次铺设跨区间无缝线路施工中,我们仍存在着许多不足之处,我相信在路局的正确领导和大力帮助下,通过建设和施工以及接管单位的共同努力,我们一定能为优质高效地建成一流高标准快速铁路作出新的贡献。
参考文献:
[1] TB 10101-2009,铁路工程测量规范[S].
[2] 铁建设[2005]160号,客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准[S].
[3] 苗福旺.时速350 km旭普林无碴轨道施工精度控制[J].山西建筑, 2010, 36(3): 311-312. 来源: 《建筑中文网》.
目前我国正处在快速和高速铁路建设的高潮时期,其中最大的变化是把路基作为结构物来控制施工,轨道施工要求达到的精密程度前所未有,可以说:路基和轨道的控制施工是快速和高速铁路建设成败的关键。（参考《建筑中文网》）
1 工程实例
新建铁路合肥—武汉段,位于沪汉蓉快速通道的东段,是我国设计一次开通时速达250 km的客运快速铁路。
2 轨道工程施工测量
2.1 合武铁路(安徽段)有砟轨道施工控制测量
中铁四局承担了合武铁路(安徽段)全线CPⅢ测量任务(包括24 km长的无砟轨道)。铺轨前在全线建立了CPⅢ网,为铺轨和线路粗精调提供了保证。关于有砟轨道CPⅢ网测设和使用的具体方法和要求,我就不单独介绍了,在这里只强调要特别注意的两点: 1)CPⅢ控制网测设的最佳时机,应待线下工程沉降和变形满足要求后施测,应在铺轨前完成。CPⅢ布网精度直接影响到轨道粗、精调效果。测量方法严格按规范要求在CPⅠ和CPⅡ基础上,导线测量方法按五等导线施测,水准按精密水准施测。2)在现场测设中必须严格选点和埋点,以保持CPⅢ点位的永久性。
2.2 合武铁路(安徽段)无砟轨道施工控制测量
无砟轨道必须满足高速度、高可靠性及高舒适性的要求,无砟轨道的精密测量是无砟轨道施工的前提条件。为满足无砟轨道铺设时的高精度测量要求,按照铁建设(2006)189号文《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》,在无砟轨道施工前,采用自由设站后方交会法布设CPⅢ控制网,其间距为50 m~60 m左右一对,用CPⅢ控制网作为测设基线,采用测量小车测量系统高精度测设轨道的绝对三维坐标;依靠螺杆调整器初步定位,整群定位器精确定位,反复调整达到规范要求,再利用全站仪和测量小车及分析系统(也称为测量小车测量系统),对每一根轨枕处的中线和高程(对轨道进行全断面三维空间位置和铺设精度进行检测)适时进行测量,跟踪精调,完成最终定位,以保证无砟轨道的施工精度。
3 有砟轨道施工和精细整道
3.1 有砟轨道施工
对于有砟轨道,道床的稳定性是保持轨道几何形态的主要因素,是保证列车按照规定速度运行的关键因素。所以在施工中:1)要把好道砟生产、存储、运输关; 2)要高度重视道砟的摊铺质量和防止上道后的二次污染; 3)要加强施工组织,铺轨后的上砟、养护、焊接、锁定等工序应紧密衔接。
3.2 有砟轨道粗精调方法及注意的问题
现场施工中,要保证轨道基桩的完整性,并在线路锁定前,通过测量采集基标和实际轨道空间位置数据与设计轨道来对比,提供准确的大机拨道量与起道量。在铺轨后线路放散锁定之前,一般按三遍大养粗调,使线路快速达到初步稳定状态。通过粗调,轨道即能控制在偏离设计位置3 cm范围以内。
在线路放散锁定之后,在允许作业轨温条件下开始进行精调工作,通常分三次精调,大机平均起道量不超过4 cm,以保证锁定焊接质量,方法是:
1)及时对有变形和破损的基桩重新恢复,并重新测量平差,建立数据关系;采用二维方向带水准管的直角丁字尺或三点激光仪进行横距量取。2)曲线地段,采用二维方向带水准管的直角丁字尺或三点激光仪进行横距量取,通过与设计横距比较,弃去不合理的离散型较大的数据,计算出拨道量,然后对实测线型进行纠偏,按内插法细化给出每5 m的拨道量。3)车站两端道岔群,采用1″全站仪进行多次穿线作业(分别至少向站外延伸200 m以上),以一线方向为基准(当然这条线方向是控制在CPⅢ网精度范围之内),从而保持站场岔群以及两端线路相对位置关系的正确。4)高程控制上,每隔5 m测设出线路高程,计算相应起道量。5)联调联试期间,根据轨道动态检测结果对轨道局部缺陷进行修复,使轨道静态、动态精度指标全面达到设计运行条件。
轨道精调中,还应注意以下四个问题:
1)在长大直线中,小偏角折点位置出现检测超限,部分偏角稍大区域正矢不能满足设计值时,根据上海局技术中心提供的经验改为1 500 000 m大半径曲线处理。2)道岔区域的方向和高低容易出现超限,需要加强养护作业。3)车站和两端的区间线路出现超限时,要坚持“站场不动,调整区间”的原则。4)无砟和有砟段过渡段外约70 m长度变形大(高低),应重点加强养护。
4 无砟轨道精细调整
无砟道床施工完成,道床板强度达到设计要求后,进行无砟轨道长钢轨的铺设,长钢轨应力放散、锁定后,利用轨道精调小车对逐根轨枕处的轨道进行静态数据采集,并通过处理软件对采集数据进行及时处理分析,再根据模拟适算表,确定该处静态几何尺寸的调整方向和调整量,从而实现对轨道进行调整。
4.1 轨道静态几何尺寸测量
以合武铁路(安徽段)无砟轨道为例,前期道床施工采用“轨排法”施工,由于在施工过程中严格按照规范标准进行控制,因此,在精调过程中,轨道的几何尺寸总体情况较好,仅有个别位置的几何尺寸偏差较大。
4.2 原因分析
根据统计,轨道几何尺寸不合格处主要是发生在工具轨排的端部以及在精调过程中两测段的顺接段,同时曲线地段的不合格点比直线地段要多,造成不合格的原因有以下几点:
1)相邻轨排的端部用无孔夹具锁定,相对于整个轨排来说,此处整体稳定性较差,再加上浇筑混凝土过程中的碰撞,容易造成轨排端部几何尺寸的变动。2)在测量仪器后视不同的后视点进行设站时,两设站间存在偏差,因此必须有10 m的过渡段进行顺接,此10 m过渡段为精度较低处。3)轨排在螺杆调整器支撑起来后,受自身重心的影响,再加上浇筑混凝土过程中,施工人员站立在轨排上操作对轨排产生的活荷载,轨排整体有下凹的趋势,导致两根工具轨的间距减小。4)在曲线地段,横向支撑受力较大,如果在浇筑混凝土过程中,有个别横向支撑发生松动,就会对轨排的中线产生影响。
4.3 无砟轨道的精调
轨道几何尺寸是衡量轨道铺设精度的关键指标,在应力放散及锁定后,应对轨道的几何状态进行精细调整,使轨道的几何尺寸满足设计及规范要求。轨道精调施工工艺见图1。
4.4 联合调试
通过长时间的列车运行,线路上依然有个别地方不合格,通过轨道检测车对钢轨动态检测报告和波形图的分析,找出影响行车安全和旅客舒适度的区段,通过用精调小车,塞尺,弦线对轨道进行测量,确定调整位置和调整量,对该位置轨道进行调整。
在如何建设好高标准快速铁路一次铺设跨区间无缝线路施工中,我们仍存在着许多不足之处,我相信在路局的正确领导和大力帮助下,通过建设和施工以及接管单位的共同努力,我们一定能为优质高效地建成一流高标准快速铁路作出新的贡献。
参考文献:
[1] TB 10101-2009,铁路工程测量规范[S].
[2] 铁建设[2005]160号,客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准[S].
[3] 苗福旺.时速350 km旭普林无碴轨道施工精度控制[J].山西建筑, 2010, 36(3): 311-312. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201108/14996.htm
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