摘要：近几年在地铁接触网施工中，无轨测量作为一项新的施工方法，在地铁施工中得到越来越广泛的应用。在地铁接触网施工中，测量作为施工的首要工序，其效率及精度直接影响着接触网整体施工进度及质量。传统的测量方法是以轨道为参考，依靠激光测量仪进行测量定位，工期压力大，施工干扰严重，施工质量难以保证。无轨测量施工在轨道铺设前进行无轨测量，提前进场施工，施工周期短，各个专业交叉施工干扰少，施工精度高，各项指标都能够满足设计要求。该工法与传统的无轨测量施工方法相比，在计算悬挂点偏移时，综合考虑了拉出值预偏、曲线区段时因腕臂旋转安装引起的横向偏移，保证了悬挂点位置更加贴合线路实际，提高了施工精度，效果显著。
无轨测量施工方法的工艺原理是以站前单位的基标点为参考，通过全站仪的点位放样找到坐标数据所对应的定位点的位置。在无轨条件下，结合综合铺轨图中里程与设计轨面高程的相对关系，得出定位点的里程及每个定位点的设计轨面高程，以基标点的高程为参考，测量出柔性接触网中基础的高程及刚性接触网中悬挂点处的净空。
1 无轨测量施工方法的主要特点
1.1、实现了不以钢轨为参照进行悬挂点定位，与铺轨单位同时进场施工，极大地减少交叉施工干扰，施工进度快，安全隐患小。
1.2、在悬挂点定位坐标计算中，提出了更加贴合线路实际的悬挂点偏移计算方法，综合考虑了拉出值的预偏以及曲线区段时腕臂旋转引起的预偏，极大地避免了因拉出值调整范围不够而引起的后续施工质量不符合设计要求，保证了安装质量。
1.3、严格精确控制测量误差，在放样施工中，当基标点的前视、后视测距及坐标校核误差小于2mm时，方可进行点位放样，测量的精度保证了整体施工质量。
2 具体施工步骤
2.1 收集基标点数据，解读图纸
仔细研究接触网平面布置图以及线路平纵断面图。通过图纸得出测量准备阶段所需要的数据，主要有：每个悬挂点的里程、相邻悬挂点间的跨距、直线区域及曲线区域的分布里程等。另外，需要注意比对平面布置图与平纵断面图的线路参数是否能对上，如有对不上的及时与设计联系解决。
2.2、计算悬挂点线路中心坐标及高程
A、结合站前移交的现场实际，确认测量区域；B、确定起始测量点，一般选锚段起点或道岔为起测点，通过刚性接触网平面布置图，按悬挂点编号顺序统计悬挂点跨距，确保悬挂点距起测点的距离数据准确；C、在已知起测点坐标，计算悬挂点距离起测点的距离情况下，通过坐标正算程序计算可得悬挂点坐标；D、通过线路平纵断面图以及铺轨单位的综合铺轨图，已知悬挂点线路参数，可以得出悬挂点所在位置的设计轨面高程。在曲线段，悬挂点数据计算与直线有所不同，需要知道曲线线路的平曲线要素以及纵曲线要素。主要包含：ZH点（直线-缓和曲线）、HY点（缓和曲线-圆曲线）、QZ点（圆曲线中点）、YH点（圆曲线-缓和曲线）、HZ点（缓和曲线-直线）五大桩的里程及坐标数据；变坡点及坡度等数据。在已知交点桩号、曲线交点转向角、曲线半径、缓和曲线长以及交点坐标时，可以通过曲线坐标计算程序得到曲线段悬挂点的所在位置的线路中心线的坐标。计算曲线段悬挂点所在处的设计轨面高程，按平面布置图的跨距叠加计算出悬挂点里程，结合综合铺轨图或调线调坡报告，即可得到曲线段悬挂点的设计轨面高程。
2.3、计算偏移及悬挂点坐标
刚性悬挂点的偏移分直线和曲线两种。
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直线段时，结合刚性安装图，首先确定悬挂点距离线路中心的偏移，对直线段所有悬挂点为一固定值；然后再结合平面布置图中的拉出值数据，当拉出值较大时，需要把拉出值方向的偏移加上，一般情况下，视施工经验增加，例如拉出值大于150mm时可以往拉出方向加上50mm的偏移。最后再确定偏移方向，确定是往线路中心线的左边还是右边偏。
曲线段时，结合安装图，因为曲线相比较于直线，条件更复杂，需要再计算另外的偏移。首先确定距离线路中心线的偏移值；当拉出值较大时，需要往拉出方向再加上一点偏移；然后再结合安装图对曲线段悬挂点的要求，曲线段吊柱安装分为垂直于水平面安装和垂直于轨面安装两种形式，需要计算，再加上一定数值的偏移值。
吊柱位于曲线时，因为腕臂旋转引起的腕臂底座安装位置横向尺寸变化：相对于直线，偏移值在曲内是增加的，曲外是减小的。因为腕臂旋转引起的腕臂底座安装位置竖向尺寸变化：相对于直线，在曲内是减小的，曲外是增加的。当曲线段吊柱垂直于轨面安装时，需要再确定吊柱下沿与吊柱底板中心在竖直方向的偏移差值，否则会出现偏移不够的情况。
2.4、全站仪放样得到悬挂点于地面上的位置
测量前结合现场实际，选定满足测量需求的基标控制点，确定测站点及后视点，已知计算所得定位点坐标，通过全站仪放样即可找到悬挂点所在处位于路基面上的位置。具体步骤如下：A、仪器架设；B、仪器粗整平；C、仪器精整平，使全站仪精确对准基标点，气泡居中，输入坐标，这样测站点设置完成；D、将棱镜架设在另外一个基标点，将气泡整平；E、调整全站仪的目镜及物镜等，全站仪对准棱镜片的中心，清晰且准确；F、测距，校核测距及坐标误差，在误差小于2mm后，方可进行往下的步骤；G、输入悬挂点坐标，将角度转为零后锁死左右旋转螺旋；H、指挥棱镜移动位置，当处在全站仪目镜十字架中时测距；I、指挥棱镜在棱镜和全站仪两点方向上，往前或往后移动，当角度和距离为零时确定此点为所需定位点，并用油漆或者记号笔等标记。
2.5、地面点位往隧道顶返点并标记
A、把激光投影仪架在路基面上的定位点，对中整平；B、将准备好的工具组装（长杆、毛笔），将毛笔沾上油漆后，拿长杆毛笔往隧道顶的红心交点画出标记符号，以便吊柱打孔。
2.6、测量悬挂点净空高度
A、将塔尺放置在基标控制点上，整平水准仪，找准塔尺，读数并记录；B、抽出塔尺全部部分，将塔尺上部置于隧道顶的悬挂点标记处，水准仪对准塔尺，读数并记录；C、已知基标点高度和前视后视高差，计算即可得到悬挂点的高度；D、将悬挂点的高度值减去悬挂点处的设计轨面高程，即为悬挂点处的净空高度。
在测量过程中，应该注意到的是在偏移计算及坐标计算中，保留小数点后4位小数，将计算阶段的误差尽可能地减小。测量精度的控制。测量时必须对站前所给的基标控制点进行复核，一般情况下选取距离大于200米左右，保持测距误差在3mm以内的两个基标点作为测站点和后视点，确保测量参考基础的正确。在使用水准仪进行高程测量时，先将塔尺放置水平后再进行观测，将误差控制在20mm以内。
当然无轨测量施工同样存在一些不足，由于存在轨道铺轨的施工误差、受空气温度湿度粉尘造成的测量偏差和施工人员自身的误差，造成少部分接触网悬挂点的实际位置与理论放样位置不在同一处，这样就会造成悬挂点的偏差，如果悬挂点的偏差大于允许偏差范围，将导致悬挂点返工。在以后施工采取本技术时将提前对技术人员进行培训，提高对测量仪器的使用要求，努力将无轨施工时所产生的质量及测量误差等问题消除。
结束语
受制于城市轨道交通先“轨通”后“电通”施工工序，目前国内新建城市轨道交通接触网施工，都是在轨道已经成型之后，再进行接触网测量、预埋锚栓、安装悬挂的施工。通过接触网的无轨施工，形成接触网无轨施工科技成果，能够使接触网施工突破先“轨通”后“电通”的施工工序，能够在隧道结构完成之后就能开始接触网的施工，能提前介入施工，提高生产效率，减少交叉施工，降低劳务成本，增加企业效益。同时，该方法也可以应用于地铁环网、疏散平台、信号等一系列需要根据轨道数据确定安装位置的施工，具有一定的推广价值。
论文作者:贾高乾
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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