趙偉

（中鐵三局集團(tuán)線橋工程有限公司 河北廊坊 065201）

地鐵軌道施工中CPⅢ測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

趙偉

（中鐵三局集團(tuán)線橋工程有限公司 河北廊坊 065201）

高鐵測(cè)量技術(shù)逐漸成熟和地鐵工程的興起，為地鐵軌道測(cè)量技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新提供了新的發(fā)展機(jī)遇。本文介紹了CPⅢ測(cè)量技術(shù)概念及其在地鐵軌道施工中的困難進(jìn)行了研究，并就地鐵軌道控制網(wǎng)的選點(diǎn)與埋設(shè)、軌排放樣、平面高程測(cè)量及精度調(diào)整進(jìn)行了系列研究。

CPⅢ；地鐵；軌道

引言

在城市地鐵軌道交通迅速發(fā)展的時(shí)代，在其施工與建設(shè)當(dāng)中，測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵，CPⅢ測(cè)量應(yīng)用技術(shù)就成為了關(guān)鍵，怎樣掌握一門新應(yīng)用技術(shù)，要通過實(shí)踐過程得知，而CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量技術(shù)在實(shí)際過程中克服了種種外界壓力與困難，應(yīng)用前景十分廣闊，下面內(nèi)容主要為通過筆者多年參與多個(gè)鐵路項(xiàng)目建設(shè)的過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)的該技術(shù)在應(yīng)用過程中的問題弊端，并針對(duì)該技術(shù)在地鐵軌道測(cè)量施工中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，希望能夠作為廣大讀者的參考之處。

1 CPⅢ簡(jiǎn)介

高速鐵路列車運(yùn)行速度高，為了達(dá)到安全性和舒適性，要求高速鐵路必須具有非常高的平順性、鋪軌精度和幾何線性參數(shù)，其精度達(dá)到了毫米級(jí)。為此高速鐵路勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)過程中，在地面平面框架控制網(wǎng)CP0的基礎(chǔ)上建立三級(jí)控制網(wǎng)。①CPⅠ：在CP0基礎(chǔ)上布設(shè)，點(diǎn)間距4km左右，測(cè)量精度為GPSB級(jí)，在勘測(cè)階段建立。②CPⅡ：在CPⅠ上布設(shè)，點(diǎn)間距800m左右，測(cè)量精度為GPSC級(jí)或三等導(dǎo)線，在勘測(cè)階段建立。③CPⅢ：主要為鋪設(shè)無砟軌道和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)，鋪軌前建立，在CPⅠ、CPⅡ上布設(shè)，點(diǎn)間距60m左右，采用測(cè)量機(jī)器人自由設(shè)站后方交會(huì)的原理進(jìn)行施測(cè)，測(cè)量精度相鄰點(diǎn)位精度小于1mm。

2 高鐵CPⅢ網(wǎng)引入地鐵隧道所面臨的問題

2.1 通視問題

高鐵軌道兩側(cè)各對(duì)CPⅢ點(diǎn)的橫距要大于10m，即使是單線的隧道，也可達(dá)8～9m左右。而地鐵單線隧道多數(shù)的內(nèi)徑最大值為5.5m，相比高鐵來說縮小了很多，即便采取改進(jìn)網(wǎng)，由于自由設(shè)站在隧道的中線邊上，在觀看側(cè)壁上的CPⅢ點(diǎn)十分艱難。

2.2 無法配合施工

在地鐵隧道貫通前，隧道的施工企業(yè)多采取導(dǎo)線法對(duì)隧道定向及開挖進(jìn)行指導(dǎo)，若采取CPⅢ網(wǎng)進(jìn)行軌道控制網(wǎng)的布設(shè)，不能充分地利用好施工企業(yè)布設(shè)好的導(dǎo)線，也無法及時(shí)對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)采取檢測(cè)，無法達(dá)到施工指導(dǎo)的目的。

2.3 外業(yè)觀測(cè)工作量較大

CPⅢ改進(jìn)網(wǎng)設(shè)站的間隔與CPⅢ控制點(diǎn)的縱向間隔相同，均為60m。各設(shè)站點(diǎn)的觀測(cè)要至少有8個(gè)方向、8個(gè)邊長(zhǎng)。所以，不考慮各高級(jí)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，1km長(zhǎng)隧道的CPⅢ網(wǎng)最少應(yīng)設(shè)16個(gè)站點(diǎn)，128個(gè)觀測(cè)邊長(zhǎng)和128個(gè)觀測(cè)方向。

2.4 無法滿足與高級(jí)點(diǎn)聯(lián)測(cè)的要求

高鐵軌道的CPⅢ控制網(wǎng)要求每600～800m與CPⅡ或者CPⅠ高級(jí)點(diǎn)實(shí)行聯(lián)測(cè)，因此地鐵每600～800m就要設(shè)置區(qū)間井，但地鐵隧道很難達(dá)到這個(gè)要求；目前，隧道高級(jí)控制點(diǎn)只能采取導(dǎo)線測(cè)量法來傳遞。以上都是阻礙CPⅢ控制網(wǎng)布設(shè)工作。

3 地鐵軌道施工中CPⅢ測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

3.1 地鐵軌道控制網(wǎng)的選點(diǎn)與埋設(shè)

軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)沿線路成對(duì)布設(shè)，縱向間距控制在30～60m。高架段可布設(shè)于U型梁擋板，距離上翼頂面20cm左右；地下圓形或矩形隧道，應(yīng)根據(jù)限界圖中應(yīng)急平臺(tái)、消防水管、電纜支架的設(shè)計(jì)位置埋設(shè)于隧道兩側(cè)側(cè)墻上；在車站內(nèi)，站臺(tái)一側(cè)的控制點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在站臺(tái)板側(cè)面，距離頂面不宜小于10cm，且避開屏蔽門和塞拉門位置，另一側(cè)埋設(shè)在隧道側(cè)墻上?？刂泣c(diǎn)埋設(shè)時(shí)，首先選好布點(diǎn)位置，然后用電鉆在所選位置鉆孔將孔內(nèi)雜物吹出，注入植筋膠速凝劑；最后將預(yù)埋件大致水平放入孔內(nèi)，待膠水凝固即可。

3.2 水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

在軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)布設(shè)的同時(shí)，應(yīng)沿線路每250m左右布設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位應(yīng)選擇在軌面以上10～15cm的隧道側(cè)墻或中隔墻上，且能夠滿足幾何水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的需要。水準(zhǔn)點(diǎn)采用與軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)相同的測(cè)量組件，與軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)同時(shí)布設(shè)和埋設(shè)。

3.3 平面測(cè)量

CPⅢ地鐵控制網(wǎng)和線路的控制點(diǎn)及地下平面的起算點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)，至少要不少于兩個(gè)自由觀測(cè)站實(shí)施聯(lián)測(cè)。當(dāng)進(jìn)行有線路的控制點(diǎn)布設(shè)時(shí)，軌道的基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)測(cè)量每300m要與既有高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)；若既有線路的控制點(diǎn)被破壞，首先要沿著車站的通道把既有的GPS點(diǎn)引入至地下，并于車站的兩端布設(shè)平面地下起算點(diǎn)。既有地面GPS點(diǎn)引測(cè)法與測(cè)量的精度要滿足有關(guān)測(cè)量規(guī)范的規(guī)定要求?；A(chǔ)軌道控制網(wǎng)在測(cè)量時(shí)要對(duì)各個(gè)車站布設(shè)平面地下起算點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。

3.4 高程測(cè)量

由于CPⅢ控制點(diǎn)位于兩側(cè)隧道壁上，距離軌面有1.6m隧道底部2.25m。采用傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量方法，儀器必須架設(shè)足夠高，由于點(diǎn)位上方有電纜、各種管線等，水準(zhǔn)尺立放比較困難。同時(shí)由于隧道的視線條件較差，無論采用光學(xué)水準(zhǔn)亦或電了水準(zhǔn)儀，讀數(shù)、記錄均有一定的影響，效率不高。建議CPⅢ控制點(diǎn)高程測(cè)量采用自由設(shè)站三角高程測(cè)量與CPⅢ平面控制測(cè)量一起進(jìn)行。

3.5 軌排安裝粗調(diào)測(cè)量

檢查軌道安裝扣件是否足夠緊固；查看待調(diào)的軌排軌距情況，保證其達(dá)到施工的要求，標(biāo)準(zhǔn)的軌距是1435±1mm，應(yīng)用軌檢尺對(duì)軌枕的位置進(jìn)行逐個(gè)測(cè)量，沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；查看工具軌的表面清潔與否，若存在附著物要馬上進(jìn)行清除；對(duì)調(diào)整單元的行走輪要經(jīng)過的路面進(jìn)行清掃；按照要求對(duì)螺桿的調(diào)節(jié)托盤進(jìn)行安裝。粗調(diào)機(jī)和測(cè)量系統(tǒng)相互配合，在粗調(diào)之后，軌排的頂標(biāo)高要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，其允許的偏差在0～-5mm；且軌道和設(shè)計(jì)的中線偏差允許值為±5mm。

3.6 軌排安裝精調(diào)測(cè)量

軌排的精調(diào)主要是測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)備與校核，先把軌道測(cè)量小車、精調(diào)測(cè)量工具及全站儀運(yùn)到施工場(chǎng)地，之后對(duì)檢校的儀器和設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)節(jié)，主要的調(diào)試項(xiàng)目是軌道精調(diào)小車和調(diào)節(jié)裝置工作的狀態(tài)，螺桿調(diào)節(jié)器的固定狀況及扭矩扳手的性能等。軌排精調(diào)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)有：軌距為1435±1mm，且變化率不大于1‰；水平以普通的鋼軌為基準(zhǔn)，和設(shè)計(jì)的高差要控制在±2mm，兩股鋼軌的水平相對(duì)差不超過±1mm，而軌向?yàn)?mm/10m；高低為2mm/10m；扭曲為2mm/6.25m。

3.7 混凝土澆筑

軌排安裝精調(diào)測(cè)量后進(jìn)行道床澆筑，并對(duì)已澆筑地段進(jìn)行復(fù)測(cè)，混凝土澆筑時(shí)沖擊力會(huì)對(duì)架立好的軌排造成擾動(dòng)，鋼軌接頭等薄弱位置軌道幾何尺寸易發(fā)生2mm左右變化，因此要增加調(diào)軌支架，此項(xiàng)措施提高軌排整體穩(wěn)定性、加快了調(diào)整軌排的速度，使混凝土澆筑后軌道幾何尺寸發(fā)生變化問題得到了有效控制。

4 結(jié)語

隨著城市軌道交通工程建設(shè)的飛速發(fā)展，不同軌道鋪設(shè)施工技術(shù)和工藝流程不斷涌現(xiàn)，以高速鐵路無柞軌道CPⅢ測(cè)量技術(shù)引領(lǐng)的高精度軌道安裝鋪設(shè)先進(jìn)工藝，促使城市地鐵軌道鋪設(shè)施工技術(shù)的整體提升，為城市地鐵列車運(yùn)營(yíng)平順、穩(wěn)定、安全、舒適奠定良好基礎(chǔ)。

[1]鄒浜.水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與管理系統(tǒng)的開發(fā)研究[D].西南交通大學(xué)，2014.

[2]洪思敏.軌道檢測(cè)小車測(cè)量方法的研究[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2015.

[3]劉金平，汪天華.淺談客運(yùn)專線CPⅢ建網(wǎng)與施測(cè)技術(shù)[J].地理空間信息，2012，05：123～125+9.

U231

A

1004-7344（2016）08-0151-02

2016-2-22