高速铁路 CRTSⅡ型无砟轨道铺设测量技术探讨

龚卫锋 罗光财

高速铁路 CRTSⅡ型无砟轨道铺设测量技术探讨

龚卫锋 罗光财

结合无砟轨道工程施工特点,以石武高速铁路工程为例,对高速铁路 CRTSⅡ型无砟轨道铺设测量技术进行了介绍,包括CPⅢ控制网布测技术、GRP布测技术及轨道板铺设测量技术,为同类无砟轨道施工测量工作积累了宝贵经验。

高速铁路,无砟轨道,CPⅢ平面控制网,轨道板

无砟轨道是当今世界上最先进的轨道结构形式,是高速铁路发展的主要方向。现有的无砟道床形式主要有：CRTSⅠ型板式无砟道床、CRTSⅡ型板式无砟道床、CRTSⅢ型板式无砟道床等[1]。CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道技术是一种无需设置断缝,采纳梁、板间滑动的理念,充分发挥了底座板、轨道板连续铺设的技术优势,实现了铁路的高速运行目标,如石武高速铁路采用 CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道板设计运营速度 380 km/h。每块 CRTS-Ⅱ型板均有独立编号,其铺设工序严密繁琐,需要用精密仪器反复测量,不仅有平面及高程测量,还包括了轨道板的空间三维姿态调整和定位,测量精度要求高。因此,轨道板铺设测量是高铁施工最重要、最难控制的一环,是高速铁路土建施工的关键技术。本文结合石武高速铁路施工对 CRTS-Ⅱ型无砟轨道铺设施工测量技术及控制要点做一些简要介绍和初步探讨。

1 CPⅢ控制网布测技术

CPⅢ的三维坐标是轨道板铺设的基准,为轨道精调提供测量依据。石武高铁CPⅢ平面控制网采用自由设站边角交会测量,是一种全新的测量方式,该测量方式在国内并不多见,2009年在京津城际高速铁路铺设无砟轨道时方开始使用[2]。

1.1 CPⅢ平面控制网观测

自由站点宜设在相邻两对 CPⅢ控制点的中间,站点之间的距离约 120m,每个自由站观测前后共 6对 CPⅢ点,观测视线长度不大于 180m,每一站测量至少3组完整的测回。该方法为德国建立无砟轨道铺设控制网采用的方法,称之为轨道设标网[4],如图 1所示,采用全圆方向观测法进行观测,控制网精度必须满足规范[3]要求。

1.2 CPⅢ高程控制网观测

CPⅢ高程控制点与平面控制点共桩。每一测段应至少与3个二等水准点进行联测,形成检核。测量方式采取往返测量。往测水准路线示意图见图 2。返测水准路线示意图见图 3。

2 GRP布测技术

GRP平面坐标和高程应分开施测。

2.1 GRP的平面坐标测量

GRP平面测量在轨道板铺设之前进行,左、右线分别设站观测见图 4。

2.1.1 外业观测注意事项

1)每测站 CPⅢ点不应少于 4对,包括重复观测上一站的CPⅢ控制点 2对 ～3对;观测的 GRP宜为 10个 ～15个,包括与上一个测站搭接的 5个 GRP;2)应采用正镜(盘左)进行 3个测回观测,GRP由远及近依次进行观测;3)对中测量棱镜必须垂直正对测站,对中基座放置位置固定;4)CPⅢ点位置的棱镜在观测中保证位置不变;5)测量过程中某个 GRP点,第一次出现离散值超限时,可进行直接测量;若第二次还出现离散值超限,则将对中基座进行重新放置后再测量;如果CPⅢ点出现离散值超限,可直接进行测量;6)尽量采用同一种设站方向,当转变设站方向时,与上一个测站应做整站搭接。

2.1.2 内业处理方法

利用 CPⅢ点的已知坐标和本测站搭接的第一个 GRP合格坐标作为起算值,采用平差的方法求解 CPⅢ控制点两套坐标的转换参数,得到GRP各点的坐标值。CPⅢ控制点的坐标与原坐标的差值在 2mm以内,搭接 GRP点与上一测站时的坐标较差均应少于 0.4mm。站间的GRP取均值,确保平均位置允许差之内。每测站搭接合格的 CPⅢ控制点不应少于 2对,搭接合格的 GRP不应少于 3个,站间不能连续剔除 2个以上 GRP点。

2.2 GRP的高程测量

高程测量应该在轨道板初铺之后进行,以防止二期荷载对GRP的高程造成影响。施测时采用附合水准路线和中视法支水准测量路线相结合的方法进行(如图 5所示)。

往测中先对作为转点的CPⅢ控制点进行平差计算,得到各转点处CPⅢ控制点的高程,再据此计算各中视 GRP的往测高程。同理得返测水准路线GRP高程数据,最后取均值作为本测站GRP的采用高程,各GRP点往返测高程值与其平均值间较差不应大于0.3mm。

3 轨道板铺设测量技术

轨道板精调时,将全站仪设在轨道板精调前进方向上,后视棱镜架设在已调好的轨道板的板端GRP上(如图 6所示),其步骤及注意事项如下：

1)在精调作业前应该对标架进行检校,通过标准标架对测量标架的尺寸进行修改;2)精调前,应对承轨槽进行清理,分别于待调轨道板首端承轨槽、板中央承轨槽、板末端承轨槽以及已调整完的上一轨道板首端承轨槽上架精调标架,标架接触端应与承轨槽左端部密贴;3)精调前对 GRP测钉进行清洗,拧紧强制对中三角架,必要时需配重;4)精调前应检查补偿器及正倒镜测坐标,如果补偿器大于 10 s必须对仪器进行补偿校准,正倒镜测坐标大于1mm必须对仪器进行组合校准;5)精调第一块轨道板时,全站仪应根据待调轨道板端的基准点定方向;其余应以相邻已精调好的轨道板首端承轨槽上为精确标架定向;6)先进行单点定向,再进行搭接定向;7)精调时遇到轨道板某个支点达不到设计要求,首先考虑标架的棱镜安放是否正确,再考虑标架触头是否与轨道板接触良好,然后检查轨道板上是否有污垢等;8)精调时出现横向偏移量过大现象,首先要检查标架是否经过标准标架的检验,必要时对全部标架重新检验,再检查轨道板两端的位置是否达到设计要求,然后对精调的原始数据进行检查,看是否正确;9)分清楚第一次精调、灌浆前复测、灌浆后复测数据,及时把数据拷贝保存。

4 结语

CPⅢ测量、GRP测量、轨道板精调测量是一个整体,环环相扣。三个测量系统的相互兼容、严密的测量方法是解决 CRTS-Ⅱ型无砟轨道施工测量技术难点的关键。结合石武高速铁路的建设,遵循“引进、消化、吸收、再创新”的技术路线,通过对 CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道铺设的施工测量技术及关键要点深入系统的研究,将计算机程序广泛地应用在大量的测量计算中,参与高精密的施工测量放样与数据处理,形成了一套 CRTS-Ⅱ型无砟轨道施工测量技术,为CRTS-Ⅱ型无砟轨道施工测量工作积累宝贵的经验,对同类工程施工具有参考价值。

[1]王海彦,侯 晗,彭彦彬.高速铁路无砟轨道施工测量方法综述[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2009(3)：37-41.

[2]卿三惠,胡 健,陈 叔.京津城际高速铁路无砟轨道施工技术及装备创新[J].高速铁路技术,2010(1)：61-65.

[3]铁建[2007]76号,客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定[S].

[4]王兆祥.铁路工程测量[M].北京：中国铁道出版社,2001.

On exp loration for CRTSⅡtype ballastless track layoutmeasurement technique of exp ress railway

GONG Wei-feng LUO Guang-cai

Combining with the constructing characteristics of ballastless track project,the paper taking Shijiazhuang-Wuhan railway p roject as the example,introduces CRTSⅡ type ballastless track layoutmeasurement techniqueof exp ress railways,including CPⅢ control network layoutmeasurement technique,GRP layoutmeasurement technique,and track plate layoutmeasurement technique,so as to accumulate the precious experience for similar ballastless track construction measurementwork.

express railway,ballastless track,CPⅢ plane control network,track plate

U 213.215

A

1009-6825(2011)03-0156-02

2010-10-17

龚卫锋(1978-),男,硕士,工程师,湖南益阳高新区建设部,湖南 益阳 413000

罗光财(1979-),男,硕士,工程师,中建路桥建设公司,湖南长沙 410004