高铁测量系列04——无砟轨道铺轨测量与精调技术

第一篇：高铁测量系列04——无砟轨道铺轨测量与精调技术

无砟轨道铺轨测量与精调技术

王建华

（中铁七局集团有限公司，郑州 4 5 0 0 1 6）概述

无砟轨道是以整体道床代替碎石道床的一种新型轨道，其平顺性、稳定性、精度和标准要求高，传统的施工技术和工艺已不能满足设计和运营的要求。这种新型的轨道结构，其静态几何状态中线为2mm，高程2mm，轨距±1mm，检测方法为全站仪配合轨道几何状态测量仪检测。

对于无砟轨道要求的高标准性，施工中一般是采用全站仪配合静态轨检小车对已铺设成型的线路轨道进行测量，人工配合进行线路调整。使用全站仪配合轨检小车进行轨道几何状态测量是一项费时细致的工作，再加上没有成熟的调整顺序和方法，会出现调整过一遍后，再进行复测时又出现线路的几何状态不能满足规范要求，需进行反复测量反复调整。不仅影响铺轨精调的整体进度，而且给钢轨和扣件带来一定的影响，最大的问题是不能保证联调联试的正常进行。在现有的施工技术条件下，如何在保证精调精度的同时提高铺轨精调的速度，本文对此进行探讨，寻求一种快速的精调作业方法，提高铺轨精调的速度。

合武铁路的大别山隧道位于墩义堂至麻城之间，采用双块式无砟轨道，全长13.256km。在隧道两端分别设置25m的过渡段，设计线间距4.6m。隧道终点有一半径7000m的曲线伸入隧道内，伸入长度799.93m。隧道内无砟轨道正线采用专用的双块式轨枕，按1600根/km布置。正线铺设60kg/m U75V无螺栓孔新耐腐蚀钢轨，隧道内正线采用pandrol直列式扣件。轨道几何尺寸要求

2．1 轨道动态几何尺寸要求

轨道动态几何尺寸的检测是通过大型轨检车进行的，利用轨检车试运营来检测轨道在负重情况下的几何状态参数，依列车运营时的平稳性和乘坐舒适度为标准来衡量。为此，在进行静态轨道调整时，也要以线路的平顺性和相对关系为重点对线路进行静态调整。轨检车在时速160km情况下的轨道动态检测指标如表1所示。

2．2 轨道静态几何尺寸要求

轨道静态几何尺寸是指在线路不受外力的作用下，通过检测手段得到的线路平面位置、高程与设计值之间的差值，静态测量值可以显示出建成结构物的绝对位置。由于各种原因，施工后的轨道结构物不一定完全达到设计线路平顺性的要求，规范要求的轨道实际位置与设计位置偏差允许值如表2所示。

轨道静态情况下要满足线路平顺性要求，就需要检测各点在某一线路方向或高程方向左右的游离，这个方向就是需要拟合的线路正确方向，轨道各检测点相对于拟合方向的线路偏差的限差，规范中做了规定如表3所示。

在进行轨道精调时着重控制的技术指标是轨道静态几何尺寸。轨道绝对位置的正确是线路符合设计要求的保证，而轨道的相对位置是行车安全和乘车舒适度的保证。在此基础上进行轨道静态相对位置的调整，才能保证列车运行时的安全与乘车舒适性。

2．3 现场实施控制的轨道静态几何尺寸要求

合武铁路大别山隧道无砟轨道设汁速度为250km/h，规范规定的静态检核尺寸的限差为：10m弦长的高低和轨向为2mm，水平为1mm，轨距为±1mm。精调后进行列车动态检核时又发现轨距、轨顶面的高低存在一定的误差。这说明进行列车动态检核更能体现出轨道的相对位置关系和轨道的几何尺寸的变化率。规范规定的10m弦长对轨道高低和轨向的控制实际上是对这2项指标的变化率的控制，故对轨道水平和轨距也应该用变化率来进行控制。大别山隧道无砟轨道每2根轨枕间距为0.625m，对于每根轨枕都作为静态几何尺寸的检查点，相邻2检查点的数据与设计值之差作为这2点的变化率。从现场的检测情况看：无论是轨向、高低，还是水平、轨距这个变化率都应控制在0.5mm以内，且这个变化率应该在某一个定值上游离。轨道精调

3．1确定基本轨

在轨道的2根钢轨中选择1条作为基本轨，一般在一段线路中选择没有曲线超高的一条钢轨作为高低基本轨；在曲线地段的外轨作为轨向基本轨。基本轨是轨道几何尺寸调整的基础轨，也是轨道调整的基本线，轨向基本轨的确定标志着线路中心线的确定，在合武铁路大别山隧道中选择左轨作为高低基本轨，右轨作为轨向基本轨。因为在隧道出口处有一左转曲线，右轨具有曲线超高。

3．2轨距的调整 轨距是轨道的重要几何尺寸之一，也是最基础的控制要素，在钢轨铺完后就应对轨距进行检测。轨距的检测方法采用带有毫米刻度的道尺，读数应读至0.1mm，并做好记录，为下一步调整做好准备。

调整按照1435.5mm的标准轨距进行，2根轨枕间的轨距变化不应超过0.5mm，对已经调整过的地段重新进行轨距检测，保证在1435～1436mm之间，其变化率不应大于0.5mm。

3．3精测与调整

轨距调整完成后即可用轨检小车进行轨道静态几何尺寸的测量，测量是进行轨向、轨顶面高程调整的基础和依据。静态测量数据的精确与否直接影响到线路的精调质量，测量时要严格按照轨道几何状态测量仪测量的顺序和步骤进行。在大别山隧道无砟轨道精调测量中采用德国的GEDO CE轨道几何状态测量仪和天宝全站仪以及配套的GEDO CE测量软件。

3．3．1 精测方法

3．3．1．1 CPⅢ控制网布设形式

大别山隧道无砟轨道CPⅢ平面控制测量采用后方交会法施测，其测量布网形式如图1所示。

CPⅢ控制测量完成后利用铁道第三勘察设计院集团有限公司编程的后处理软件进行平差，平差后的相邻点位中误差应小于1mm。

CPⅢ控制点水准测量按精密水准测量的要求施测，CPⅢ控制点高程测量在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段不应少于3个水准点。

3．3．1．2 GEDO CE测量系统原理 采用全站仪自由设站，利用后方交会的测量方法和多对CPⅢ联测得到点位精度小于1mm的全站仪设点三维坐标；全站仪测量利用轨检小车上的棱镜得到高精度的棱镜坐标，通过小车的固定棱镜得到坐标值和高度值，计算得出线路的倾斜数据。将得到的测量数据结合小车传感器数据，计算得出线路中线数据、超高值(测量)和倾斜高(测量)；再将计算出的中线数据、超高值、倾斜高和线路设计值进行比较得到差值并通过显示器显示出来。轨检小车计算原理如图2所示。

3．3．2 测量

大别山隧道无砟轨道铺轨精调采用6～8个CPⅢ控制点的后方交会法进行全站仪设站，设站所测点残值都应满足小于2mm的系统要求，站点的坐标中误差应小于1mm。

全站仪架设在4对CPⅢ(左右线各4个)中间并保持与小车棱镜在同一条钢轨上方；全站仪架设要最低，保持小车从小里程到大里程运动(也可以从大里程到小里程运动)，小车棱镜安置方向应与固定端相对应，固定端安置在轨向参考轨上。设站时全站仪与小车的距离在80m以内，每次精调测设范围最好控制在10-80m。每测设完1站后移动1对CPⅢ，重新设站，全站仪倒退，每2次设站必须保持一定的重叠段(以10m为宜)，测量布设如图3所示。

3．3．3 数据整理

《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》要求轨道线路平顺性指标主要用10m弦控制，轨向和高低10m弦的最大偏差为2mm。10m弦的含义为：在线路上任意选取(或测量)3个点，组成一条弦最大偏差不应大于2mm。在大别山隧道无砟轨道测量中，GEDO CE测量系统的后处理软件也列出了这几项指标，该系统能自动生成一个包含这几项指标在内的实测数据文件表格，生成的数据文件中有10m弦和30m弦2种(可根据实际情况进行定义)，大别山隧道主要以30m弦2mm这项指标控制。铁道部最新颁布的铁建函[2009]674号文件《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》中规定轨道静态平顺度高低、轨向30m弦均为2mm。

现场测量中根据实测形成的数据文件，对线路上的超限部分进行数据分析，并重新对线路轨向、高低进行拟合，形成一条满足线路平顺性要求的内业拟合方向线，再依据这条拟合的方向线对各实测点的轨向和高低确定调整量，对测量点的钢轨进行调整。下面以表4为例具体说明。

以表中60～53测量点来说明具体数据分析调整方法：首先看轨顶高低的30m弦数据(测量数据可以形成10m、30m弦，为保证数据的可靠性这里采用30m弦2mm的限值)，在整个30m弦轨顶高低偏差值项没有大于2mm的检核点，这说明该段线路在轨顶高低平顺性中是平顺的，满足规范对线路高低平顺性的要求，所以对本段轨顶面高程不需要进行调整。而在本段的轨向(中心线)上可以看出对应的30弦偏差出现了不同程度的超限(表中的加黑方框部分)，不难发现这几点的水平中线与前后相比有明显的偏离(前后的中线方向都在一1之上)，调整时需要将这部分轨道中心线调整到相对平顺的位置上(表4中加黑方框内粗线数据即为具体调整数据)，才能使弦差不超限，保证线路的平顺性。

3．3．4 轨道调整

轨道调整在轨距调整完成后的段落进行，减少因轨距调整对方向和高程的影响，有效避免反复测量和调整。

首先调整轨向：根据软件形成的资料，由专人复核，并到现场按里程将需要调整的数据标记在钢轨对应的轨枕上(注意调整方向)。调整时需有技术人员指导对钢轨进行调整，首先用道尺量出调整处的轨距，并做好记录；松开扣件按照要调整的方向和数据将基本轨调整到位；再用道尺按照记录好的轨距将另一根钢轨调整到位。

基本轨轨顶面高低的调整：根据整理的测量资料由技术人员到现场将调整数据标记在钢轨对应的轨枕处，并指导工作人员对钢轨进行抬升或降低。对于既存在超高又需调整基本轨的测量点，首先将高低基本轨调整到位，再根据超高调整另一根钢轨到位。

无论是曲线地段还是直线地段都应该按照里程前进方向进行测量调整(保证调整方向的一直性)。在进行轨顶面高程调整的同时对调整部分的前后进行空掉板项的检查，发现空掉板应即时进行处理，保证线路几何状态在重力作用下的稳定性。做完第一遍调整后，重新对轨道数据进行测量，作为第二遍轨道调整的依据，依次类推。

第二篇：高铁测量技术

1、测量在高铁建设中有哪些方面的应用？

高速铁路建设大致可以分为以下几个阶段，分别为勘察设计，线路施工，轨道施工，运营维护，测量在这几个阶段都是非常重要的组成部分。在勘察设计阶段，主要内容有选线定线测量，线路平面和高程控制网的建设等。在线路施工阶段，测量工作主要包括线路平面和高程控制网的复测、加密，线路工程施工测量（中边桩放样等），沉降观测，轨道施工测量（包括底座板、轨道板、长轨精调测量等）。线路建成后的运营维护，主要包括现有平面高程控制网的复测，主要结构物的变形观测，以及钢轨几何状态测量和调整。

2、高铁测量技术的难点何在？其中无砟轨道测量和有砟轨道测量相比，难度有哪些？

高速铁路测量的难点，主要是两方面，一是长里程，二是高精度。高速铁路往往是几百公里，甚至几千公里的里程，另外高速铁路是一个线性工程，里程长，但是相对宽度往往只有几十米；如何保证在这样特殊的作业环境中，提供高精度的测量精度，用我们现有测量技术解决这两个难点，还是有一定难度。

无砟轨道测量和传统有砟轨道测量相比，最突出的特点是三网合一，即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网三网合一，统一了坐标和高程系统、起算基准、测量精度。无砟轨道测量和有砟轨道测量相比，难度也就在于三网统一。

在武广、郑西客专建设中，由于原勘测控制网的精度和边长投影变形值不能满足无碴轨道施工测量的要求，最近按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求建立了CPⅠ、CPⅡ平面控制网和二等水准高程应急网。采用了利用新旧网相结合使用的办法，即对满足精度的旧控制网仍用其施工；对不满足精度要求的旧控制网则采用CPⅠ、CPⅡ平面施工控制网与施工切线联测，分别更改每个曲线的设计进行施工，待线下工程竣工后再统一贯通测量进行铺轨设计的方法。由于工程已开工，新旧两套坐标在精度和尺度上都存在较大的差异，只能通过单个曲线的坐标转换来启用新网，给设计施工都造成了极大的困难。

在目前城际铁路建设中，由于线下工程施工高程精度与轨道施工高程控制网精度不一致，造成了部分墩台顶部施工报废重新施工的情况。由此可见，三网统一在无砟轨道测量中是非常重要的。

3、无砟轨道技术最先是从其它地方引进，我们对它进行消化吸收再创新，引进也包含测量技术的引进吗？

我们必须承认，无砟轨道技术是从国外引进的，主要是德国和日本的技术。象德国睿铁，雷达2000，旭普林，博格等，日本的新干线等，都是我们引进吸收的对象。德国睿铁公司（RailOne）执行副总裁巴哈曼先生在总结无碴轨道铁路建设经验时说：要成功地建设无碴轨道，就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系统———否则必定失败。可见测量技术在无砟轨道施工中的重要性。在引进无砟轨道技术时，我们也同时引进了相应的测量技术。经过几年的消化吸收，现在我们国内的无砟轨道的测量技术已经完全满足施工和运营维护精度要求，同时也建立了中国自己的测量规范和一系列标准。我想，在几年之内，我们也会向世界上其它国家输出无砟轨道测量技术，作为国内专业的无砟轨道测量公司，我们南方高铁也将成为无砟轨道测量专家，为全世界高铁建设提供保障。所以南方高铁的员工，在几年内出国提供技术服务是很可能的事，将来出国就象在国内出差一样频繁。

4、要保障高铁测量的高精度，要做哪些方面的工作？我们做了哪些方面的努力？

软件硬件要保障高铁测量的高精度，最重要的工作是分级控制。客运专线铁路测量必须具有非常精确的几何线性参数，精度要保持在毫米级的范围以内，测量控制网的精度在满足线下工程施工控制测量要求的同时必须满足轨道铺设的精度要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。轨道的外部几何尺寸体现出轨道在空间中的位置和标高，根据轨道的功能和与周围相邻建筑物的关系来确定，由其空间坐标进行定位。轨道的外部几何尺寸的测量也可称之为轨道的绝对定位。轨道的绝对定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。由此可见，为了保障必须按分级控制的原则建立铁路测量控制网。

客运专线铁路工程测量平面控制网第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ）。非常遗憾的是，在现有高铁测量中，使用的仪器都是进口高精度仪器，但是我们做了其它方面的研发来保障高精度测量。比如南方高铁I型、II型、III型轨道板精调系统，轨道板检测系统，GRP测量系统等。我认为高速铁路测量最关键的是轨道板精调，只要轨道板精调成功，后面的长轨精调以及运营维护，就会相对简单，可以减少很多工作量。南方高铁现在开发的高铁测量系统，从CPIII测量系统，到底座板施工放样，GRP测量系统，轨道板精调系统，轨检小车，涵盖了整个高速铁路线上测量，而且我们具有自主知识产权。

5、高铁测量中，难度最高的有哪些部分？精度要求在什么级别？我们承接的工程，属于高铁测量最难的那部分吗？

如上面所述，高铁测量中，我认为难度最高和最重要的是轨道板精调。根据最新《高速铁路工程测量规范》要求，轨道板定位限差横向和纵向应分别不大于2mm 和5mm；高程定位限差应不大于1mm。如果轨道板精调能够做得好，可以为后续工序省下很多工作。

从2006年京津城际开始，再到后来的武广高铁、沪宁城际，哈大线，成灌线，广珠城际，京沪高铁，京石武客专、沪杭高铁，南方高铁打造了一支专业轨道板精调队伍。可以提供轨道板精调方案，轨道板检测，轨道板精调，灌浆后检测等专业服务，为施工单位解决了许多施工难题。

第三篇：高铁无砟轨道病害整治技术简介

高铁无砟轨道病害整治技

术简介

北京中铁瑞威基础工程有限公司

2012年5月

目 录

一、公司简介......................................................................................................................................................

第四篇：对高铁无砟轨道精调的几点感悟—秦伟

对高铁无砟轨道精调的几点感悟

在京沪高速铁路联调联试线路精调工作中，CRTSⅠ型、CRTSⅡ型板无砟轨道我均参与了调试。结构的差异、精度要求的严格使精调期间遇到了与有砟轨道整治方面很多不同的东西，主要有以下几点感悟：

一、绝对小车数据资料分析在固定线路位置方面作用突出。

无砟轨道绝对检查小车资料能准确直观地反映线路位置，它提供的高低、轨距、轨向、水平、扭曲等几何参数在固定线路绝对及相对位置方面是以往采用的定桩定线、定桩顺线等原始的传统整治方法所不能达到的。精调前半期的工作主要抓住这一优势，围绕资料分析、整治数据展开，采用了“三测三整”的方法进行。“一测”；是相对粗调阶段；根据绝对小车资料分析进行“一整”，主要围歼1㎜以上的数值。一整结束段穿插进行“二测二整”；主要修正“一测一整”时测具、量具、机械、作业及环境因素造成的误差，以上“两测”只做人为复核，尽量避免人为干扰。“三测三整”是在全面复测的同时加强前期作业质量复核，在极值限度内确保线路绝对位置的前提下。融入人为对正、参照动检车图纸及测后整治数据相结合的方法，针对0.5～1㎜处所进行综合治理，是对线路在0.5㎜范围精细对准，在允许范围内

压值确认，即绝对范围内的相对调整，参照动态的图纸波形目的是消灭线路隐性不良及分析资料中遗漏和过整处所，是保证静态优良的同时落实动态达标。实践证明此办法在确定线路位置及总体平顺上行之有效，在1月中旬的初调动态检查中左右线k409+200～k416+200全线消灭了所有振幅，优良率100%，TQI平均值2.63，最大值2.71，最小值2.47。

总之，绝对检查小车资料分析在排除环境因素和人员技能的前提下，控制线路位置方面的优势是经验作业和传统定桩调整无法比拟的，资料调整后的大高低、大方向顺平、顺直度及竖曲线递率比较均衡，是确定线路绝对位置的最佳选择。

二、充分认识到动态检查是判定线路精调优劣的最终结果。

应该这样讲线路是否满足高速运行条件下列车的安全平稳其主要检测手段就是轨道检查车的动态检查，它能直接反映线路某一速度下安全平稳指数，线路整修精调的主要目的也是服务于此，因此我们所有工作必须围绕其展开。

“三测三整”后在确定了线路位置的前提下，我们依据动态检查图纸资料，对波形突出点进行现场定位，对点复核整治，尤其重视了0.5㎜范围的两个以上连续短波（应该讲0.5㎜左右范围的调整对线路整体状况影响不大，不会造成中心位置幅度性的改变）。考虑到随着车速的不断提高，极

小的连续短波很容易造成横加、垂加的Ⅰ级超限和动力学超标。因此利用0.5㎜垫板进行小范围短波抽垫及0.5㎜以下方向、轨距调整，尤其是轨距变化率、水平递顺率必须在1/3000范围内控制，（CRTSⅡ型板地段视扣件与轨底密实程度确定是否更换扣件或采取松开扣件均匀内外密实程度的方法实现）。在对70ｍ、120ｍ长波地段处理上采取了如下两方面措施；一是利用白日远距离目测高低、轨向，对存在的问题采取“远大整、近小顺”的方法进行，近小顺时尽量考虑与大调整的方向统一。二是由于安伯格的使用，产生长波的原因也不尽可能是大范围问题，连续短波占极多数成分，整治时认真对照图纸波形中短波与长波关系，消灭大范围内的连续短波，也可实现，此方法尤其适用于夜间目测困难情况下的设备整修，以达到“省时、少动、不变”的目的。

竖曲线是高低长波振幅较为频的地段，整治中采取了“加载段忌高，减载段忌低，曲中递顺”的方法进行。平面曲线产生的长波横向加速度，主要是正矢不良所致，也是绝对检查小车存在的误区，这是因为小车60ｍ采点转站时产生的误差，以及全站仪60ｍ范围内是正弦运动，影响短波的同时，对70ｍ、120ｍ长波轨向也难以测准，直接影响方案调整的精度，是目前安伯格小车自身难以弥补的缺陷。解决方法；采取常用的20ｍ弦绳2.5ｍ密点细测按差之差不大于0.3，五点内不大于0.8的精度计算后使用电子道尺定点整

治，使曲线达到圆顺度，以消灭长波横向加速度。当然大范围的碎方向也可产生横加超限，那就需安常用的办法，结合轨向、轨距进行综合治理。

另外，在作业中认真了解CRTSⅠ型、CRTSⅡ型无砟轨道板的特性。一般看来CRTSＩ型板在调整钢轨水平位移方面，通过松开楔钉视调整量的大小来确定是否调转方向或用改换轨距补偿块的方法即可实现，但在调整钢轨垂直位移方面准确掌握Ｔ型螺栓的扣压力是关键，扣压力过大或过小都会影响调整量，造成与补偿轨垫规格不相符，加大作业难度。另外对0.3㎜范围的轨道不平顺，采取允许值范围内的调整Ｔ型螺栓扣压力的方法也可实现。CRTSⅡ型板在调整钢轨垂直位移时由于扣压结构的不同，一般调整量与补偿轨垫的规格相符，在水平位移的调整方面需认真调查轨距补偿挡块与轨底的密实程度及调整量的大小，以确定是否更换轨距补偿块。但实施中由于个别钢轨存在少量硬弯（尤其是1ｍ范围内的）或焊接处的硬度不均作业时很不容易掌握。

轨道动态检查评定作为线路动态测评的唯一手段和行车安全的最后屏障，所有作业项目及方法必须以此为切入点，确保静动态的优良，达到“表里如一”。

三、科学对待绝对检查小车资料。

前面讲到了绝对检查小车数据分析后，整治线路大方向、大高低及控制线路位置占有相当的优势，但通过一段时

间的观察使用，也有一些其自身难以实现的东西，产生的数据与现场不甚相符，影响精调质量。主要由以下几方面原因造成：

1.全站仪转站造成误差的存在； 2.全站仪正弦运动时产生的误差；

3.小车和全站仪定位处的线路已有病害的存在； 4.钢轨踏面细小异物的影响；

5.受阳光直射及风力等自然条件的制约； 6.分析人员理论与现场结合的程度差异。

以上原因产生的数据都会影响现场整治质量。过度信任整治数据很难确保作业上不产生失误，如左线k400+200因冬季夜间踏面覆冰，依照数据进行的钢轨调高作业曾造成了动态检查2.62㎜的三角坑；虽然现场复核整治时15ｍ范围只存在1.47㎜的扭曲差，但资料调整的曲下股5块板1㎜调高明显不平顺，抽出处理后此段落未发生类似问题。总结后采取了“一对照，一复核”的方法，“一对照”就是根据调整方案现场标识后对照动检图纸波形是否存在该病害；“一复核”人工配合电子道尺确定调整段是否存在异常，或采取什么方法更加简捷、高效。最后落实到调整方案，确实存在的，人工复核存在的必须整治；调整方案没有的，但动检资料及人工复核存在的必须整治；调整方案有的而动态资料未显示且人工复核不明显的可不做整治。以上方法在左右

线ｋ399+760～ｋ405+500消灭多处动态检查ⅠⅡ级超限、动力学超标及大幅消减TQI值方面效果十分明显，最终达到了消灭所有动态超限，TQI值短时间内下降了20%。

总之，对待绝对检查小车分析资料要有一个科学的态度，认识到它的最佳使用范围及它尚不能做到的地方，做到“信任它但不迷信它”。此方法建议在运营期间的设备整修中不妨一试。

四、有待观察的几个问题

线路精调已结束，满足了高速运行的条件，不过有以下问题需密切观察: 1.且不追究是否是施工质量或工艺本身存在的CRTSⅠ型轨道板与CA砂浆垫层间离缝问题，目前虽已做封胶处理，但填充是否均匀？填充密疏不等是否会造成弹性不均而致三角坑的隐形存在？

2.钢轨焊缝处因硬度不均，轨向、轨距改正时是用扣件或补偿块强力挤压完成的，是否随着列车密度的增加、震动的频繁会产生急剧变化？

3.钢轨内部应力是否均匀？据常温时段静态观察凸形档台前后端受力不甚均匀，高温时段轨（气温29℃，轨温51℃）道静态变化量以左线ｋ400+900～401+100为例，高低变化1㎜、轨向变化1～1.5㎜、水平变化0.6～1.1㎜，且凸形档台受力端挤压较重，这些现象可以看出钢轨内部应力的变化

情况，加强观测的同时是否应该采取措施。

我认为高速铁路线路的整修应该在“精、细”上做文章，严格卡控高低、轨向短波，水平、高低的递顺，轨矩的千分比。作业中可否执行动态检查上的安伯格资料照准及人工复核。

秦 伟 高级技师

2011年6月7日

济南工务段

第五篇：高铁测量系列01

高铁测量系列01——我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望

版主前言：《我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望》一文是铁道部工程管理中心辛维克部长所著，该文曾获中国铁道学会2008优秀学术论文评选一等奖，确实是一篇集专业性、科普性于一体的好文章。因此，该文作为转载的高铁测量系列论文的第一篇。

声明：本文为转载，来源于公开发表的出版物，版权属于原作者，转载在此仅用于交流和学习，若原作者有异议，请与版主联系（qq：595077）。

我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望

铁道部工程管理中心 辛维克

轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。实现和保持高精度的轨道几何状态是客运专线建设的关键技术之一。高速铁路和客运专线铁路在建设方面与传统铁路的主要区别，是一次性建成稳固、可靠的线下工程和高平顺性的轨道结构。工程测量是建设和养护维护高速铁路和客运专线铁路的最重要基础技术工作之一。我国客运专线铁路工程测量是在大规模客运专线铁路建设中不断认识、提高、深化和完善的，现已基本构建完成了我国客运专线铁路的工程测量体系。

一、我国高速铁路及客运专线工程测量体系的建立和发展

我国高速铁路及客运专线的工程测量发展是随着对高速铁路的认识和客运专线的建设实践逐步深化的过程。

1．传统铁路工程测量

传统铁路工程勘测设计、施工测量采用导线法测设线路中线。导线测量和中线测量精度偏低，对轨道工程精度考虑较少。现行《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）规定的导线限差见表1。中线测量依据初测导线点、航测外控点、典型地物点或 GPS 点采用拨角法或支距法或极坐标法测设交点或转点，施测曲线控制桩。根据交点、转点和曲线控制桩测设线路中线，一般用偏角法测设曲线，其中线闭合差见表2，中桩的桩位限差为纵向（0.1+S/2000）m，横向为10cm。偏角法测设曲线闭合差限差为纵向 1/2000，横向 10cm。高程测量为五等水准。轨道工程依据线路中桩及引放的外移桩进行轨道铺设。测量基桩的埋设标准很低。

在运营维护中，轨道工程主要采用弦线法进行养护维修。直线依据中桩外移桩，曲线依据曲线控制桩按正矢法进行轨道养护。由于基桩埋设标准低，基桩测设精度偏低，存在线路测量可重复性较差，中线控制桩连续丢失后很难进行恢复等缺点，造成运营线路直线不直、曲线偏移，曲线半径等要素出现偏差，超高设置与半径不匹配等现象，致使列车提速后舒适度下降。这些现象在第六次大提速中已有明显反映，显现出传统的测量体系和方法已不能满足客运专线建设需要。

2．客运专线建设初期的主要测量标准和测量实践

⑴秦沈客运专线。在 1999 年开工建设的秦沈铁路客运专线中，铁三院利用 GPS 技术，测设导线控制点，施工单位依据设计院导线控制网采用导线法测设长大直线和曲线。在轨道施工中开始引进轨道检测仪对轨道几何状态进行做道和检测。

⑵《京沪高速铁路测量暂行规定》。2003年，原铁道部高速铁路办公室依据“八五”、“九五”国家重点科技攻关计划专题――高速铁路线桥隧站设计参数与技术条件的研究等有关成果，吸取了秦沈客运专线测量的实践经验，编制了《京沪高速铁路测量暂行规定》（铁建设〔2003〕13号）。在建的客运专线初期大都参考和采用了《京沪高速铁路测量暂行规定》。其主要测量设计思路为：按线路中线点之间的相对中误差为1/10000，使用国家三等大地点，用GPS测量加密相当国家四等大地点，在 GPS 点的基础上做铁路五等导线，利用导线点测设线路中线控制点和铺设轨道。加密四等大地点按GPS测量D级网的技术要求测设。铁路五等附合导线测量的相对闭合限差为1/20000。为使实际地面测量不受影响，规定投影长度变形不大于1/40000，即每千米不大于2.5cm。高程测量采用四等水准测量。

.线路的中线测量标准同《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）。轨道工程的铺设与维护仍延续传统的相对测量方法，不能避免传统铁路出现的问题，尤其不适用于无砟轨道施工。

⑶京津城际铁路的测量实践。在客运专线铁路建设初期，京津城际、武广、郑西等客运专线均参照《京沪铁路高速铁路暂行规定》设置测量控制网进行施工。随着对高速铁路测量工作认识的不断深化，发现以下四个方面问题，不适用于无砟轨道施工，在京津城际铁路建设中最早暴露出来。

①控制点埋石标准低。《京沪高速铁路测量暂行规定》控制点埋石标准与《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）控制点埋石标准相同，控制点埋深浅，标石规格低，在沉降区域和其他地基不稳定区域控制点不稳定，对建设和运营维护中的高精度控制和沉降观测造成影响。

②控制网精度低。控制网测量精度不能满足轨道平顺性要求，建成后轨道的平顺性，尤其是长波不平顺很难保证。测量标准与国外高速铁路测量标准有较大差距。

③网点布局不合理。由于对控制网没有进行系统设计，网点布局不合理，不能满足无砟轨道高精度测量要求。

④施工控制测量接口多，控制测量方法和执行标准尺度不一。客运专线线下工程的控制测量应满足无砟轨道误差要求。我国客运专线与国外不同，地形复杂，桥长、隧长是基本特色。但长桥和长隧的控制测量仅由施工单位对单项工程建网进行控制，施工单位各自为政，没有进行统一的布网测设要求和标准，没有统筹考虑线下工程的测量标准要满足无砟轨道施工要求。

针对以上问题，工程管理中心与京津公司研究后决定立即在京津城际启动应急测量网建设，应急网采用平面三等导线、高程二等水准标准进行测设，较设计交桩网采用平面五等导线、高程四等水准精度和标准有较大提高。应急网建成后迅速对已建桥梁墩台进行了复核，对已完成的 691 个墩台中横向超标的有 98 个，最大偏差 57mm；纵向超标的有 102 个，最大偏差 55mm；最大高程偏差 128mm，平均-31.7mm，多为负偏差。

经分析，平面偏差均为测量网间量标准差异造成，高程偏差受水准点埋石标准较低及区域地质沉降影响。随后对全线出现的偏差均采用技术和工程措施进行了妥善处理，并启动了精测网建设，铁三院承担了基础网至轨道设标网(GVP/CPⅢ)间的全部测量工作，施工单位承担了无砟轨道的轨道基准点(GRP)和轨道板精调安装的测量工作，确保了无砟轨道施工精度。京津城际铁路已于 2007 年底全部完成无砟轨道施工和轨道铺设任务，现基本完成轨道精调作业。经轨道静、动态检测，总体精度情况良好。以上偏差也充分佐证了客运专线铁路建设高精度测量网的重要性和必要性。

京津的实践也说明，《京沪铁路高速铁路暂行规定》受当时对高速铁路，尤其是无砟轨道客运专线的认识局限，对控制网的设计要求及精度标准还有不足，但提出了分级设网的雏形，提高了测量精度要求，在客运专线建设中起到了重要的承上启下作用。

3．现行的客运专线测量标准

随着对客运专线铁路测量认识的逐步深化，铁道部组织铁道第二勘察设计院和西南交通大学开展了无砟轨道工程测量控制网精度研究，依据高速铁路轨道平顺性要求，参考国外高速铁路测量标准，提出了平面和高程控制网精度标准。根据研究成果，组织编制和颁布了《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设〔2006〕189号）和《时速200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》（铁建设〔2007〕76 号），提出了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网“三网合一”的要求，设计了基础平面控制网 CPⅠ、线路控制网CPⅡ和基桩控制网CPⅢ三级测量控制网，对控制网网型和测量精度做出了明确要求。高程控制网按无砟和有砟分别提高为二等和三等水准测量施测。提出了客运专线铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤10mm/km（无砟）/25mm/km（有砟）的工程独立坐标系。同时提出了客运专线无砟轨道铁路工程控制测量完成后，应由建设单位组织评估验收的要求，并制定了评估验收内容和要求。表4～6 为客运专线无砟轨道铁路工程控制网测设要求和精度标准，并借鉴国外测量标准，提出了控制点的定位精度（见表7）。表8～9时速 200～250 公里有砟轨道测量铁路工程控制网测设要求和精度指标。

通过以上技术措施，为实现线路的坐标控制绝对定位创造了条件。

当前，武广、郑西、哈大等时速 300～350 公里客运专线和京沪高速铁路均按《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》布设了CPⅠ、CPⅡ控制网和高程控制网，并布设了部分CPⅢ控制网。石太、合武、武合、合宁、温福、福厦、广珠城际等时速 200～250 公里客运专线也已按新的测量标准设计和施设了平面和高程控制网，并采取积极、稳妥的技术和管理措施处置了新旧测量网测量精度不同造成的测量偏差。

二、需要进一步深化研究和规范的几个问题

1．CPⅢ的测设方法应进一步研究深化

CPⅢ主要为轨道工程的铺设和运营维护提供基准，由于前期对其精度和测设方法研究较少，《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》对 CPⅢ的测设提出了导线法和后方交会法（自由设站边角交会法）两种方法，《时速200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》对CPⅢ要求使用导线法。但由于铁路线路横向宽度限制，导线法与轨道高精度测量匹配较为困难，同时在铺轨和运营维护时，个别基桩点的缺失对施工和维护作业影响较大，不利于轨道精测系统智能化测量定位，不便于机械化作业。因此，客运专线铁路 CPⅢ测设应采用自由设站边角交会法。

CPⅢ测量是建设高平顺性轨道的基础工作，点多量大，对其重要性，许多单位和测量人员还没有引起充分的重视，技术力量薄弱，应加强宣传和培训，规范其管理。

2．轨道几何状态检查仪是高速铁路和客运专线铁路轨道定位和运营维护的重要测量器具，应高度重视，加强研究和管理。

传统铁路轨道施工和维护测量主要使用弦线测量或相对型轨道检查仪（俗称轨检小车）。但国外高速铁路轨道，尤其是无砟轨道的施工和维护已发展为坐标测量。高速铁路和客运专线铁路，尤其是无砟轨道高速铁路精度测量需要使用专用的测量装备以 CPⅢ为基准施测，进行包括长、短波不平顺的轨道几何状态控制。同时在轨道验收时也需要使用轨道几何状态检查仪对轨道几何状态进行精密验收。

客运专线开工建设以来，我们陆续引进和研发了部分新型轨道精密测量器具。引进的四种无砟轨道中，博格使用特制精调框配合全站仪依据轨道设标网(相当于 CPⅢ)进行轨道板精确定位；雷达2000使用粗调机将工具轨和轨枕组成的轨排粗调后，使用由轨检小车、全站仪等组成的“一体化”轨道测量系统根据 CPⅢ精调定位；旭普林使用全站仪依据 CPⅢ定位支脚实现轨枕精确定位，但铺轨后也需使用由轨检小车、全站仪等组成的“一体化”轨道测量系统精调钢轨位置；日本板铺轨后的精调也需要使用由轨检小车调整充填式垫板和扣件。各种型式的无砟轨道施工和验收均需使用大量的轨道精密测量器具。引进的新型轨道精密测量器具主要是瑞士安博格公司 GRP 和德国SINNING公司的GEDO 轨道几何状态检测仪。国内正在进行研发的单位分别是江西日月明公司、长沙悦诚公司、西安远景智能公司等单位，产品均在研发中。

根据《铁路专用计量器具新产品技术认证管理办法》(铁道部22号令)、《铁路专用计量器具管理目录》(铁科技〔2006〕31号)，轨道几何状态检测仪为Ⅰ类铁专量具，应通过铁道部技术认证。但因为缺乏相关技术条件和相关检定规程，技术认证工作还没有开展。

轨道几何状态检测仪的使用是高速铁路和客运专线铁路测量和检测的关键装备，急需加强研发和管理。

3．在轨道工程验收中增加量测长波不平顺内容，完善轨道几何状态测量验收方法和检测数量

国外高速铁路轨道均在静态验收时精确测量轨道几何状态，检查其是否满足设计位置和高平顺性要求。轨道动态验收是在静态验收合格后，再使用轨检列车对轨道内几何尺寸进行检测，计算分析轨道功率谱密度。如动态检测中偏离值超过标准值，需要与静态轨道测量值对比分析，研究采取相应措施进行改善。静态检测的数据和动态检测数据相互印证，为维修调整提供精确依据，为高速列车开行提供决策支持。动态检测和静态检测相互补充，不能替代。

精确测量轨道几何状态是世界高速铁路的通行做法。如德国铁路标准DB883.0031明确要求验收时“合同的承包方(AN)以验收申请方式提供按支承点的间隔对车辆投入运营准备就绪的轨道(经过焊接和磨光)的大地测量结果”。法国、荷兰、比利时、台湾等国家和地区也有类似的要求。部分国家和地区在开通前还委托专业测量机构对验收项目的静态轨道几何状态进行抽查。

我国铁路第六次大面积提速的实践证明轨道位置十分重要，传统的弦线测量法会造成线路的偏移，尤其对大半径曲线，较小的正矢偏差就会造成很大的曲线半径误差，已不适应轨道工程施工和养护。因此客运专线轨道工程建设应依据精密控制测量网精确施设。同样，验收也应采用坐标法精确测量轨道的几何状态。当前，各客运专线已依据轨道平顺性要求建立了平面和高程控制网，引进的博格、雷达2000、旭普林三种无砟轨道在施工时均依据 CPⅢ精确测设钢轨支承点或钢轨，具备了在验收时对包括大地坐标在内的每个钢轨支承点处钢轨的几何状态进行精密量测的条件。

《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设〔2006〕189号)在竣工测量中提出了对轨道精确测量的要求，但《客运专线无砟轨道铁路施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2007〕85号)对轨道中线和高程仅规定每公里检查2处，每处10个点；《时速 200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南》(铁建设函〔2007〕76号)规定铺轨时采用弦线法测量，《客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)规定的检验数量为每5公里2处。轨道工程的验收数量和国外先进做法还有一定距离，同时没有轨道长波不平顺的检测要求。

4．要研究建立初级基础控制网 CP0 的条件和精度要求

鉴于我国大地坐标网已不能很好满足客运专线基础控制网测设需要的现状，在京津城际、哈大客专、京沪高速（西段）、贵广铁路等测量工作中，施测单位还根据线路实际研究和增设了CP0 级控制网，对保证CPⅠ级控制网精度和补设精度进行了积极探讨，使基础控制网更加完善和灵活。需要总结其测设经验，研究初级基础控制网的条件和精度。

当前，在建客运专线铁路无砟轨道施工即将大面积展开，我们已经建立了满足高速铁路和客运专线铁路高平顺性要求的测量控制网基本标准，相信通过不断的总结和完善，我们一定能建成世界一流的客运专线测量技术体系和完整的测量控制标准。