CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工测量技术

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摘要：本文从观测测量、测量方法、测量技术等几方面具体阐述了crtsⅠ型双块式无砟轨道施工测量技术在湘桂线永州至柳州（含柳州枢纽）扩能改造工程XG-5标观音岩隧道无砟轨道施工中的应用。

关键词：CRTSⅠ型；双块式无砟轨道；观测测量；轨排精调

中图分类号：TU74文献标识码： A

无砟轨道是一种先进的轨道技术，相比于传统轨道，它有平顺性好、稳定性高、寿命长、维修少等优点，目前常应用于高速铁路及铁路客运专线。湘桂线永州至柳州扩能改造工程XG-Ⅴ标观音岩隧道CRTSⅠ型双块式无砟轨道工程是整个改造工程的控制性工程之一。该工程位于观音岩隧道内，施工起止里程为: DK415+597～DK421+894,全长6297双延米。该隧道为单洞双线隧道，设计速度为200km/h。多为Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩，是全线最长的隧道。无砟轨道线路为直线，设人字坡，最大纵坡为5‰。由于隧道长度较长、围岩变化复杂、洞内外温差大等因素，因此位于隧道内的无砟轨道的施工难度较高，环境复杂，极易出现测量误差。因此，本文针对无砟轨道施工的施工测量技术来具体阐述。

一、观测测量

1.隧道基底沉降观测

1）观测点布置及观测频率：隧道主体工程完工后，即对隧道基底进行沉降观测，观测期不少于三个月，观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，适当延长观测期。沉降观测点设在与观测断面相对应的两侧边墙上。观测频率为隧底工程完成后，观测期限3个月，观测频率为每周1次；无砟轨道铺设后，观测期限3个月，观测频率为0～1月每周1次，1～3月每周1次，沉降稳定后可不再进行观测。

2）无砟轨道施工前，组织勘察设计、施工、监理和咨询等单位，对隧道进行全面检查评估，绘制沉降预测变形曲线，对工后沉降情况进行综合评估，确认满足设计沉降标准后，作为无砟轨道施工的依据。

2.施工测量

在无砟轨道施工前，首先根据CPII平面及高程控制网，建立无砟轨道施工控制网，包括基桩控制网和高程控制网；然后再进行无砟轨道的安装测量，主要有加密桩测量、轨道安装测量；最后进行轨道竣工测量。为满足CPIII控制基标的建立，首先对CPII控制网进行加密。采用全站仪（ I″级）进行四个测回观测，分别起闭于两端的CPII控制点。当然，在对CPII控制网进行加密前需进行复测。

3.CPII控制网复测和加密

CPII控制点可采用全球卫星定位系统GPS测量技术进行平面控制网复测 。CPII平面控制网GPS复测使用的仪器精度以及技术指标应符合《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》之规定；各级GPS控制网测量的主要精度和技术指标应符合下列表中指标要求：

GPS测量的精度指标1

4.CPⅢ平面控制基桩控制网测设

CPⅢ基桩控制网主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准，在CPⅡ加密控制网基础上采用后方交汇法施测。为保证无砟轨道施工满足线路平顺性要求，CPⅢ控制点分布于线路两侧纵向间距为60m，距线路中线为5.2m，埋设要求参照《高速铁路工程测量规范》办理。

首先利用线路附近的CPⅡ加密基桩控制点，在线路内引出3个标准点（如下图1），标准点设在两个基桩之间，并且在两个方向上能观测到2×3个基桩。

图1 标准点示意图

CPⅡ加密基桩控制点不能满足要求时，在适当位置设置辅助点，通过辅助点或CPⅡ控制点测放标准点。见图2。

图2 辅助点示意图

测放标准点时进行两个测回的测量。为能够准确确定基桩，目标点之间的最大间距为180m 。（洞内光线不足等条件影响时，可减小距离）利用标准点测放基桩时，至少需重叠3～4对CPⅢ基桩点测量，且相互比较（如上图）。隧道内的线路段，与原有的地下隧道网络相连接。平面控制测量测距中误差标准为±3mm。

5.高程控制测量

CPⅢ水准加密基标高程控制测量工作应在平面测量完成后进行，应进行往返水准测量起闭于二等水准基点 (如图3所示)。

图3 往返水准测量的往测原理示意图

高程测量要完成二个测回（奇数站为后－前前－后偶数站为前－后后－前），均方差为±1mm。CPⅢ高程控制测量应在水准联测后进行严密平差，平差计算按有关精密水准测量的规定执行。在返测时，如上图所示，所有在往测上作为中视的CPⅢ观测点，现在作为交替测点。即原CPⅢ中视观测点变为前后视观测点。

6.放样点坐标计算

根据设计要求道床板宽度为2.8m，为了施工方便放样数据按3m计算，既线路两侧各外移10cm作为放样点。轨面/底座高差以实测高程计算为准，轨头外侧/放样点0.7095m。观音岩隧道无砟轨道的安装测量主要有道床板和双块式轨枕施工测量。道床板测量利用控制基桩放样并控制模板安装位置，平面采用坐标法，高程放样按精密水准测量要求测设，双块式轨枕利用人工轨排法组装并精调后方可进入下一步施工。

7.轨排的精调

轨排的精调是通过全站仪的目标追踪系统对放置在轨排上的轨检小车进行观测，获得棱镜的三维坐标。经测量手簿（手持微型测量电脑）与全站仪的无线连接，与轨检小车的蓝牙连接，通过微型电脑内安装的专业测量软件对实测数据进行实时处理。根据测量手簿所持续显示出轨检小车所在位置与设计平面和高程位置的偏移量，对轨排的方向、距离、水平、轨距进行精确调整。

（1）将全站仪通过三角架架设在固定端一侧垂直于钢轨处（60-70m范围内选择一处），后视至少8个CPⅢ点，观测一个测回，以保证所有后视CPⅢ点的三维坐标残差在1mm之内，并保存其观测值。若超限需适当增加测回数或查找原因后重测，直至合限。见图4，图中黑色点位为CPIII基标点。

图4 轨排测量工作区域示意

（2）通过全站仪的目标追踪系统，可以得到小车所处位置的轨道几何型位，并且持续显示出实测值与设计值的偏差，人工对轨排进行精确调整，使轨检小车位置处的几何型位和理论值相符。调整轨排的三维坐标与设计值偏差均控制在0.5 mm以内，精度达标后，锁定所有固定螺栓。

（3）由于测站前后10m范围内的测设距离太近，为保证调整精度，测站点前后10m范围内的5对轨排调整支撑单元在全站仪转入下一测站时进行精调。

（4）每个测站只负责测站后方60m范围内（距仪器10m范围内的轨排调整单元除外）的轨排测量调整。测站前方的轨排待下一测站进行测量调整。

在进行轨排精确调整前必须对全站仪及轨检小车进行校正。自由设站完成后即可打开轨检小车电源、信号传输器，启用测量手簿蓝牙装置与轨检小车连接，并连接全站仪信号，使传感器导向轮密贴钢轨轮缘，徐徐推动轨检小车至每个轨道调整架处，通过全站仪的目标追踪系统，获得轨检小车上棱镜的三维坐标，以及持续显示偏差（里程位置上方向、轨距及左右股轨顶面水平与设计值的偏差），测量人员根据测量手簿所显示轨排的方向、水平、轨距偏差通过下承式轨道调整架，按水平方向水平方向水平方向的顺序进行循环精调作业，直至符合限差。达到限差后固定地锚螺栓。

当变换测站时，需对前一测站最后的3到5个已经精调的轨道调整架处进行重叠观测，重叠观测段约为16m，最远精调观测距离不得超过86m。对在不同的两个测站进行重叠区段内同一精调位置偏差超限时，需返工重调直至符合限差为准。

当进行已浇筑混凝土段区域与新组装区域精调作业时，为保证无砟轨道的高平顺性，应在已浇筑段区域至少扣紧8根轨枕的钢轨进行测设，并根据偏差值进行仪器的自动补偿调整或人工补偿调整，补偿调整的量为1mm/10m。

8.测量中的注意事项

①控制基标点位布设时应考虑其稳定性，网形建立应具有合理性。

②要使用的仪器精度及性能指标要满要足测规要求，尽量使用高精度全站仪进行进行自动搜索，以及数显水准仪，减少人为观测误差；

③注意观测环境变化的不定性，如空气、温度、大气折光、地球曲率等产生误差的原因；

④在施工控制测量过程中，其精度的保证取决于：严格按照施工测量规范之要求进行施测、准确的测量步骤、合格的测量仪器、严格的复核制度及严谨的工作态度。

9.轨道铺设竣工测量

竣工测量时进行线路中线测量和高程测量，并贯通全线的里程和高程。竣工测量主要检测线路中线位置、轨面高程、测点里程、坐标、轨距、水平、高低、扭曲；采用轨检小车测量，轨检小车测量步长为一个轨枕间距。竣工测量完成以后，提交竣工测量成果。