地铁轨道工程施工测量控制技术论文_张磊,翟宝伶

地铁轨道工程施工测量控制技术论文_张磊,翟宝伶

天津国际工程建设监理公司 天津市 300191

摘要:在城市地铁施工建造的过程中,轨道工程施工测量具有极其重要的意义和作用。轨道工程施工测量的准确性和有效性将会直接决定着城市地铁的整体工程质量的高低和施工过程中的安全性问题。

关键词:地铁轨道;施工测量;技术

1地铁工程中的轨道施工测量技术

1.1轨道测量控制网

在地铁工程当中,测量控制网分为高程控制网和平面控制网,而根据施测阶段、功能以及目的,又可以分为施工控制网、勘测控制网以及运维控制网。为了确保控制测量质量能够对勘测、施工以及运维等阶段的要求加以满足,确保地铁工程建设及运营管理等工作的顺利进行,需要保证各阶段中的高程、平面控制测量能够具有统一的标准,即在平面控制方面应统一采用CPI作为标准,而高程控制则可以将二等水准基点作为标准,在地铁工程中的平面测量控制网主要是由线路平面控制网、基础平面控制网以及轨道控制网组成。高程测量控制网包括轨道控制网和线路水准基点控制网,其中前者主要作为运营维护、轨道精调以及铺设调整等工作的高程控制基准,而后者主要用于地铁施工、勘测工作的高程基准。

1.2板式无砟轨道板精调技术

当前阶段,我国在客运专线当中应用的无砟轨道形式主要有以下几种:CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型无砟轨道,其中CRTSⅡ型无砟轨道又分为板式和双板式。而CRTSⅠ型无砟轨道主要是在钢筋混凝土底座上利用水泥沥青砂浆铺设调整层。其中设置了凸形挡台限位,在确保轨道板铺设能够满足相关精度需求的基础上,通常会通过调整扣件的方式对钢轨最终的几何状态进行控制,其系统构成包括混凝土底座、GA砂浆层、轨道板、凸形挡台、钢轨以及扣件系统等。即便隧道、路桥在线下基础方面存在差异,但CRTSⅠ型板式无砟轨道的构成并不会发生改变,而我国首条应用无砟轨道结构形式的地铁,已经对相关技术进行了有效的消化,并对制造Ⅱ型板的工艺进行研究和实验,经过不断的摸索和总结,已经开发出了独具特色的Ⅱ型板制造工艺,而这种轨道结构形式即为CRTSⅡ型板无砟轨道形式。

1.3无砟轨道平顺性检测技术

在完成轨道板精调以后,需要使用CA砂浆进行浇筑,而铺设精度在通过验收以后,就可以进行铺轨和扣件安装,完成轨道铺设需要使用轨检小车来测量轨道的几何状态,并利用扣件进行轨道的调整,使其进度能够达到设计要求。

从理论上来讲,要求线路中心轴为轨距中心,在直线段当中要与两根铁轨平行,在曲线段当中要与曲线切线平行,我国标准轨距是1435mm,轨距变化率要保持在1mm/1.5m,以±1mm作为验收标准,在活动端设有复位弹簧,确保在轨检小车运行过程中能够与轨道内侧紧密相连,而具体测量范围在-35~35mm。在地铁工程中,轨面高程以及轨道中线是工程质量的直观反映,通过将线路高程、坐标与设计值进行对比得出其中的偏差,可以对轨道自身的几何状态进行全面的反映,在测量轨道高程和坐标的过程中,需要通过高精度全站仪对轨检小车当中的棱镜中心三维坐标进行实测。根据标定好的轨面情况、线路中心线以及小车几何参数,将对应里程中的轨面高程及中心线位置换算出来,并与设计参数进行对比,从而得出设计和实测的差值,利用相关技术规范完成评价。

水平轨向就是轨道里程方向上的内线状态,而高低轨向则是轨道顶面部分的线形状态,如果横向轨道不良,会导致列车在横下加速度过程中缺乏稳定性,而高低轨向不良则会对列车垂向加速度造成影响,对于高低轨向和水平轨向的平顺检测,可以对德国长、短波不平顺检测法加以借鉴,并使用300m弦或30m弦的轨道平顺性核检。走行轨、支脚以及模板的安装,需要通过支脚对无砟轨道进行测量精度控制,这种测量方法主要是将加密基桩和控制基桩作为依据,根据线形设计资料将各模板及支脚的位置计算出来,然后在施工现场进行放样,并完成定点和划线。在对走行轨、支脚以及模板进行固定时,需要保证左右支脚的中轴线位置位于线路中心线的法线上,而支脚前后间距即为轨枕间距,对于曲线路段,外侧两支脚间距要大于内侧两支脚间距,因此在安装支脚的过程中,要将外侧作为基准。

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1.4全站仪自由设站程序设计

在对轨道的几何状态进行测量时,应该针对测区钢轨中的8个CPⅢ控制点运用边角后方交会的办法完成全站仪的自由设站,利用无线控制端,实现全站仪的有效控制,从而达到自动观测的目的。在对全站仪进行换站处理时,相邻站之间需要对4个CPⅢ控制点进行搭接,使数据之间能够具有较强的关联性,下述内容为相关设计流程。

第一,利用全站仪对2个CPⅢ控制点进行手动瞄准,结合后方交会原理对近似的全站仪位置进行确定;第二,根据待测点坐标以及近似全站仪坐标,对待测控制点自身的棱镜方向值进行计算,并通过相关指令,使全站仪将剩余控制点的自动观测完成;第三,针对CPⅢ观测值对数据稳定性进行检测,查看观测值是否存在超限问题,并将其中不合格的点剔除在外。

2关键工序测量检测

2.1联系测量及检测

联系测量的主要开展目的便是通过明挖车站、施工竖井等对坐标信息进行统计和接收,并传递到隧道之中,为后续挖掘工作提供测量依据。联系测量的精度是正确指导隧道贯通的基础。在地铁施工过程中,平面联系测量涉及的方式有很多,如陀螺定向、一井定向、两井定向、导线直接传递、区间钻孔投点等。陀螺经纬仪定向速度快、操作简便,但在使用时其精度可能受到隧道施工环境中电磁波的影响,必须注意陀螺方位角与坐标方位角之间的差异。一井定向法实施方便,但容易受到投点误差、井口大小和竖井深度等因素的影响。

2.2贯通测量检测

采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作,称为贯通测量。

在施工中,由于地面控制测量、联系测量、地下控制测量及细部放样等误差的影响,使得两个相向施工的贯通面、单向施工的贯通面与预留面的施工中线不能理想衔接,从而产生错开现象,产生贯通误差。贯通误差反映在平面位置上包括横向贯通误差和纵向贯通误差,反映在高程上为高程贯通误差。

结构贯通后,应及时进行平面及高程贯通误差测量工作,以检验测量工作是否满足精度要求,结构是否按设计要求准确就位。

贯通测量检测前,应审查施工单位贯通测量的技术报告,主要审查贯通测量的测量方法、数据处理方法等是否符合规范和技术方案的要求,复核各项技术指标、精度指标是否满足规范和技术方案的规定。在审查各项指标符合规范要求后,方可开展测量检测工作。

2.3地下控制点恢复测量检测及竣工断面测量

地下控制点恢复测量应在贯通测量之后,且贯通误差符合限差要求后进行。起算点应选用车站或区间竖井投测的地下施工加密控制点,并应将已有平面控制点或中线点联测成附合导线,将高程控制点联测成附合水准路线。成果应满足下一级铺轨控制测量的起算要求。隧道和车站结构完工后,应进行其结构横断面和底板纵断面测量。竣工断面测量时,轨行区按直线每6米一个断面,曲线每5米一个断面,车站站厅层每一轴一个断面施测。

3结语

随着我国城市化的不断发展,为了缓解交通压力,各大城市都纷纷开展地铁项目建设。地铁工程建设十分的复杂,涉及的内容也十分广泛,骨雕功臣施工测量作为其中重要的一环,对于整个地铁工程建设质量有着重要的意义。因此,我们需要结合实际情况,选择合理的测量技术,并做好相应的控制工作,保证轨道工程测量的准确性,促进地铁工程顺利的建设,为城市的发展提供有力的保障。

参考文献:

[1]李晓伟.轨道精密工程测量技术在地铁轨道运营维护中的应用研究[J].铁道勘察,2017,43(02):1-6.

[2]李阳腾龙,岑敏仪,马国治.高速铁路无砟轨道分段测量的数据处理研究[J].测绘通报,2016(10):31-34.

[3]魏晖,朱洪涛,万坚.绝对测量在无砟轨道的轨向控制中的精度分析[J].铁道工程学报,2012,29(05):1-5.

论文作者:张磊,翟宝伶

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/29

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