張 迪

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司， 北京 100041）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，高速鐵路也進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。當(dāng)長(zhǎng)鋼軌完成鋪設(shè)、焊接、放散鎖定作業(yè)，需要對(duì)長(zhǎng)鋼軌進(jìn)行精調(diào)，即多次調(diào)整和修正，促使長(zhǎng)鋼軌幾何狀態(tài)符合設(shè)計(jì)時(shí)速要求及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，確保軌道平順性，滿足列車(chē)運(yùn)行要求。

1 工程概況

新建哈爾濱至牡丹江鐵路客運(yùn)專(zhuān)線Ⅷ標(biāo)段，鋪軌正線里程為DK200+140～DK296+200，全長(zhǎng)96.06km。其中無(wú)砟軌道31.953km，有砟軌道64.107km，雙線鐵路，線間距4.6m，列車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h，最大縱坡20‰，最小曲線半徑600m。

2 軌道精調(diào)前期工作

2.1 軌道精調(diào)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB10754-2018)的規(guī)定，無(wú)砟軌道靜態(tài)鋪設(shè)精度如表1所示：

表1 無(wú)砟軌道靜態(tài)鋪設(shè)精度

2.2 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備工作主要將平曲線、豎曲線、超高設(shè)計(jì)值等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到軌檢小車(chē)采集軟件中，坐標(biāo)系投影換帶、斷鏈處要做特殊處理，數(shù)據(jù)庫(kù)建模完成后由專(zhuān)業(yè)人員復(fù)核，確保數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)確。軌道精調(diào)精度要求較高，在軌道精調(diào)前期，技術(shù)人員結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際施工情況和工期要求，開(kāi)展數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備工作，確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，才能保障軌道精調(diào)工作的正確。在進(jìn)行長(zhǎng)軌精調(diào)前，評(píng)估單位需要提前評(píng)估CPⅢ控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)成果，評(píng)估單位評(píng)估合格后方可使用，按照軌檢小車(chē)軟件的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)形式把CPⅢ成果導(dǎo)入對(duì)應(yīng)項(xiàng)目中，才能進(jìn)行長(zhǎng)軌精調(diào)。

2.3 外業(yè)準(zhǔn)備

2.3.1 長(zhǎng)軌精調(diào)主要的儀器設(shè)備

包括：絕對(duì)軌檢小車(chē)（或慣導(dǎo)小車(chē)）、相對(duì)軌檢小車(chē)、全站儀、棱鏡等。其中，對(duì)于測(cè)量?jī)x器的要求包括：（1）儀器檢校和標(biāo)定；（2）滿足軌道精調(diào)測(cè)量精度；（3）對(duì)絕對(duì)小車(chē)和慣導(dǎo)小車(chē)數(shù)據(jù)對(duì)比分析其軌道橫向偏差與高程偏差的互差值應(yīng)控制在2mm以?xún)?nèi)；（4）軌道數(shù)據(jù)采集應(yīng)安排在夜間作業(yè)，避免陽(yáng)光直射、外界劇烈變化等因素對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響；（5）軌檢小車(chē)必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)標(biāo)定合格且具有相關(guān)檢定報(bào)告。

2.3.2 鋼軌、焊縫及扣件檢查

對(duì)測(cè)量區(qū)段內(nèi)的鋼軌表面情況和扣件安裝情況進(jìn)行全面檢查，確保以下幾點(diǎn)后方可進(jìn)行下一步工作：

（1）鋼軌表面不應(yīng)有碰傷、擦傷、掉塊、低陷、壓潰飛邊。

（2）焊縫處應(yīng)保持平順、清潔無(wú)雜物。

（3）線路上擋塊、墊片、彈條的安裝符合技術(shù)要求。

2.3.3 軌道靜態(tài)測(cè)量

軌道靜態(tài)調(diào)整是指軌檢小車(chē)根據(jù)CPⅢ控制點(diǎn)坐標(biāo)靜態(tài)測(cè)量軌道的幾何狀態(tài)，將測(cè)量軌枕數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，分析并調(diào)整線形，使軌道平順達(dá)到理想狀態(tài)，對(duì)線形的調(diào)整包括軌向（軌道長(zhǎng)波和軌道短波），高低（高低長(zhǎng)波和高低短波），超高和軌距，對(duì)超高變化率和軌距變化率的控制。

軌道靜態(tài)測(cè)量分為絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量?jī)煞N：絕對(duì)測(cè)量是指全站儀利用CPⅢ控制點(diǎn)設(shè)站，配合絕對(duì)軌檢小車(chē)（或慣導(dǎo)小車(chē)）進(jìn)行靜態(tài)逐個(gè)軌枕數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集完畢，通過(guò)軌檢小車(chē)配套的軌道幾何狀態(tài)軟件分析模擬調(diào)整方案，確保軌道平順性滿足指標(biāo)要求，最終確定調(diào)整方案并提供給精調(diào)班組。絕對(duì)測(cè)量是為了消除全部長(zhǎng)波和部分短波，相對(duì)測(cè)量是指相對(duì)軌檢小車(chē)在精調(diào)一遍后再次對(duì)軌道進(jìn)行測(cè)量，相對(duì)小車(chē)測(cè)量效率較高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方案處理，部分人工干預(yù)，再次作出調(diào)整方案，提供給精調(diào)班組。相對(duì)測(cè)量是為了消除短波。

3 軌道精調(diào)注意事項(xiàng)

（1）道岔前后200m應(yīng)與道岔作為一個(gè)單獨(dú)區(qū)間進(jìn)行軌道靜態(tài)數(shù)據(jù)采集和分析，并保持平順性。

（2）在進(jìn)行軌道數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)合理劃分每臺(tái)軌檢小車(chē)工作區(qū)段，同一臺(tái)軌檢小車(chē)應(yīng)盡量連續(xù)測(cè)量，減少不同軌檢小車(chē)間的搭接，避免系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。

（3）對(duì)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行核對(duì)，確保設(shè)計(jì)參數(shù)正確輸入，復(fù)核平曲線要素、豎曲線要素、曲線超高、斷鏈、坐標(biāo)系投影換帶。

（4）面對(duì)模擬量調(diào)整試算，謹(jǐn)慎處理數(shù)據(jù)，對(duì)于既可調(diào)整又可不調(diào)整的情況，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況搭接數(shù)據(jù)，使其滿足平順性。

（5）對(duì)左右線軌枕分別編號(hào)，軌枕編號(hào)按照CPⅢ樁號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，以每個(gè)CPⅢ樁對(duì)應(yīng)的第一根軌枕開(kāi)始編號(hào)，編號(hào)形式舉例：235301001（235為公里數(shù)，301為CPⅢ樁編號(hào)，001為軌枕編號(hào)），如遇道岔截止，在岔后重新計(jì)算軌枕編號(hào)，并在備注中標(biāo)明。

（6）合理組織分配人員，每組至少有一名全站儀與軌檢小車(chē)的熟練操作者，需在軌道精調(diào)測(cè)量區(qū)段兩端配備安全防護(hù)人員及通訊設(shè)備。

4 制定調(diào)整方案

4.1 基準(zhǔn)軌定義

對(duì)于曲線段，軌道高股為軌向數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)軌，而軌道低股則為高低基準(zhǔn)軌。在直線段一般選用緩直點(diǎn)作為基準(zhǔn)軌的分界點(diǎn)，軌向數(shù)據(jù)以前方曲線高股側(cè)鋼軌定義基準(zhǔn)軌，低股軌為高低數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)軌。如果直線前沒(méi)有曲線或出現(xiàn)里程斷鏈時(shí)，則沿用直線段后方曲線的高低股定義基準(zhǔn)軌。

4.2 調(diào)整原則

調(diào)整原則：“先軌向、后軌距，先高低、后水平”，優(yōu)先保證基準(zhǔn)軌的平順性，另外一股鋼軌通過(guò)軌距和水平與基準(zhǔn)軌靠齊。

先軌向、后軌距。軌向的優(yōu)化通過(guò)調(diào)整高軌的平面位置來(lái)實(shí)現(xiàn)，低軌的平面位置利用軌距及軌距的變化率來(lái)控制。

先高低、后水平。高低的優(yōu)化通過(guò)調(diào)整低軌的高程來(lái)實(shí)現(xiàn)，高軌的高程利用超高和超高變化率來(lái)控制。

4.3 數(shù)據(jù)模擬調(diào)整

將測(cè)量的軌道幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入長(zhǎng)軌精調(diào)分析軟件進(jìn)行模擬調(diào)整。對(duì)計(jì)算后的調(diào)整量進(jìn)行核對(duì)優(yōu)化后形成正式“精調(diào)方案”，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。模擬調(diào)整方案時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）在精調(diào)方案中，注意導(dǎo)向軌的選擇，導(dǎo)向軌為“-1”表示右轉(zhuǎn)曲線，導(dǎo)向軌為“1”表示左轉(zhuǎn)曲線，調(diào)整方法沿用基準(zhǔn)軌定義。

（2）先整體、后局部，從區(qū)間整體調(diào)整量到局部調(diào)整量的順序展開(kāi)分析調(diào)整。在長(zhǎng)波不佳區(qū)段，應(yīng)先基于整體曲線圖，標(biāo)出期望的線路走向和起伏狀態(tài)，完成區(qū)間整體調(diào)整，再調(diào)節(jié)局部的短波、軌向、軌距、高低、水平等參數(shù)。

（3）平面調(diào)整“先軌向、后軌距”，在長(zhǎng)軌精調(diào)軟件中將導(dǎo)向軌軌向和軌距調(diào)整平順，軌向短波(30m弦，5m檢核)值控制在2mm，再按照軌距偏差±1mm以?xún)?nèi)，軌距變化率≤1/1500的要求進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)要保證平面基準(zhǔn)軌線型平順，無(wú)突變。如圖1所示：

圖1 軌向和軌距調(diào)整示意圖

（4）高程調(diào)整“先高低、后水平”，按照整體分析方案調(diào)整高程基準(zhǔn)軌的高低，對(duì)軌道高程整體偏差進(jìn)行控制，再按高低短波(30m弦，5m檢核)值控制在2mm進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)要保證高低基準(zhǔn)軌線型平順，水平的調(diào)整是在高低基準(zhǔn)軌已滿足平順性要求的基礎(chǔ)上，對(duì)非基準(zhǔn)軌和水平進(jìn)行調(diào)整，水平在2mm以?xún)?nèi)，水平變化率≤1/2500，同時(shí)滿足水平無(wú)周期性小幅振蕩。如圖2所示。

圖2 高低和水平調(diào)整示意圖

（5）當(dāng)軌道平面和高程模擬調(diào)整完畢后，通過(guò)模擬方案圖像顯示，對(duì)調(diào)整前后幾何狀態(tài)直觀對(duì)比分析，可在圖形中查看調(diào)整后的改善程度及軌道平面和高程的調(diào)整量大小，也可以直接查詢(xún)調(diào)整數(shù)值。如圖3所示。

圖3 平面高程模擬方案

5 外業(yè)扣件調(diào)整

5.1 機(jī)具設(shè)備

軌道精調(diào)工作的機(jī)具設(shè)備質(zhì)量將直接影響到精調(diào)的精度。采用“絕對(duì)+相對(duì)”或“慣導(dǎo)+相對(duì)”的測(cè)量模式，可提高軌道測(cè)量效率，應(yīng)配備絕對(duì)軌檢小車(chē)、慣導(dǎo)軌檢小車(chē)、相對(duì)軌檢小車(chē)、及全站儀棱鏡等測(cè)量配件。軌道精調(diào)時(shí)需要設(shè)備材料較多，因此在準(zhǔn)備階段要求物資人員結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)和軌道精調(diào)方案提前做好對(duì)應(yīng)型號(hào)扣件的材料儲(chǔ)備，同時(shí)也要配備電子道尺、塞尺、起道器、電動(dòng)扳手、撬棍等小型機(jī)具，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保機(jī)具設(shè)備滿足精度要求和工作標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 人員配置

軌道精調(diào)人員劃分為三組，分別是專(zhuān)職管理人員、測(cè)量人員、現(xiàn)場(chǎng)精調(diào)人員。軌道精調(diào)前需組織人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，做好技術(shù)交底，確保工作人員能夠熟練操作儀器設(shè)備并掌握精調(diào)施工流程，切實(shí)提高工作效率。

5.3 扣件更換

哈牡客專(zhuān)鋼軌扣件為福斯羅300-1型扣件系統(tǒng)。軌道精調(diào)前由技術(shù)人員按照軌道精調(diào)方案，將橫、縱向扣件調(diào)整量標(biāo)識(shí)在鋼軌上。在進(jìn)行標(biāo)識(shí)時(shí)，必須對(duì)該扣件編號(hào)、扣件數(shù)量進(jìn)行復(fù)查，作業(yè)人員按照標(biāo)識(shí)調(diào)整量擺放對(duì)應(yīng)型號(hào)的調(diào)整件。準(zhǔn)備工作結(jié)束后，施工人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)軌溫要求嚴(yán)格控制連續(xù)松開(kāi)扣件數(shù)量。對(duì)鋼軌進(jìn)行松螺栓、起道、將擺放在該處的橫、縱向調(diào)整件按照安裝要求進(jìn)行更換，在安裝扣件調(diào)整件時(shí)先將扣件內(nèi)、承軌臺(tái)處的雜物清理干凈，確?？奂惭b密貼、正確?？奂鼡Q完畢后鎖定鋼軌按規(guī)定力矩緊固螺栓，并對(duì)調(diào)整下來(lái)的扣件分類(lèi)回收，清理干凈軌道板表面，并按照一定的間距檢查軌距、超高與調(diào)整方案是否吻合。兩根鋼軌的精調(diào)完成后，再次采用零級(jí)道尺實(shí)測(cè)軌距及超高，對(duì)軌距、超高、軌距變化率、三角坑等指標(biāo)不合格的扣件進(jìn)行調(diào)整。

5.4 軌向、軌距調(diào)整

軌向調(diào)整前，工作人員用電子道尺對(duì)整個(gè)軌道的軌距、超高數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄，與測(cè)量數(shù)據(jù)比對(duì)確認(rèn)，確認(rèn)無(wú)誤后可開(kāi)始按照內(nèi)業(yè)精調(diào)方案調(diào)整，通過(guò)更換不同型號(hào)的軌距塊實(shí)現(xiàn)軌向和軌距的調(diào)整。在軌向調(diào)整過(guò)程中，需先將基準(zhǔn)軌進(jìn)行調(diào)整，并且現(xiàn)場(chǎng)檢核滿足軌向短波(30m弦，5m檢核)值控制在2mm的要求，同時(shí)要保證平面基準(zhǔn)軌線形平順，無(wú)突變，完成后續(xù)非基準(zhǔn)股的軌距調(diào)整工作，使非基準(zhǔn)軌滿足線形平順，軌距在偏差±1mm以?xún)?nèi)，軌距變化率≤1/1500，同時(shí)軌距無(wú)周期性小幅振蕩。分段重復(fù)上述調(diào)整作業(yè)，直至軌道調(diào)整后軌向、軌距參數(shù)能夠達(dá)到規(guī)范要求。

5.5 高低、水平調(diào)整

調(diào)整高低基準(zhǔn)軌的高程，按照整體分析方案中高低調(diào)整量要求，對(duì)軌道高程整體偏差進(jìn)行控制，通過(guò)更換不同型號(hào)高程墊片或高程墊板來(lái)實(shí)現(xiàn)高低基準(zhǔn)軌調(diào)整，同時(shí)要保證高低基準(zhǔn)軌線形平順無(wú)突變，高低短波滿足(30m弦，5m檢核)值控制在2mm的要求。水平的調(diào)整是在高低基準(zhǔn)軌已滿足平順性要求的基礎(chǔ)上，采用上述高低基準(zhǔn)軌調(diào)整方法，使高程非基準(zhǔn)軌滿足線形平順，水平偏差在2mm以?xún)?nèi)，水平變化率≤1/2500，同時(shí)水平無(wú)周期性小幅振蕩。分段重復(fù)上述調(diào)整作業(yè)，直至軌道調(diào)整后高低、水平以及三角坑參數(shù)能夠達(dá)到規(guī)范要求。

6 調(diào)整后復(fù)測(cè)

整個(gè)段落軌道精調(diào)工作完成后，及時(shí)對(duì)調(diào)整后鋼軌數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測(cè)。測(cè)量人員結(jié)合軌道調(diào)整情況，靈活開(kāi)展調(diào)整后的復(fù)測(cè)工作。對(duì)于僅更換了個(gè)別調(diào)整件的區(qū)域，需測(cè)量人員使用道尺復(fù)測(cè)；對(duì)于長(zhǎng)距離精調(diào)區(qū)域，需測(cè)量人員使用相對(duì)軌檢小車(chē)復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)結(jié)果不達(dá)標(biāo)的要重復(fù)精調(diào)，再?gòu)?fù)測(cè)，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。對(duì)前后精調(diào)分段搭接區(qū)域，需進(jìn)行搭接處理再更換扣件，滿足軌道幾何狀態(tài)及各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)。哈牡客運(yùn)專(zhuān)線軌道質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)，要求靜態(tài)TQI≤1.6，同時(shí)每個(gè)單元TQI≤1.6，如表2所示。

表2 軌道不平順質(zhì)量統(tǒng)計(jì)表

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道正線長(zhǎng)軌精調(diào)技術(shù)研究具有重要意義。軌道的平順性、穩(wěn)定性是保證列車(chē)高速運(yùn)行的基礎(chǔ)，長(zhǎng)軌精調(diào)作業(yè)則是保證軌道高平順性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。哈牡客運(yùn)專(zhuān)線的長(zhǎng)軌精調(diào)作業(yè)，第一遍精調(diào)采用絕對(duì)靜態(tài)測(cè)量模式采集軌道數(shù)據(jù)，調(diào)整軌道的長(zhǎng)波平順性，使線路順直；第二、三遍精調(diào)時(shí)，則采用相對(duì)測(cè)量模式獲取軌道的軌距、水平、短波、平順性等內(nèi)部幾何狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后將軌道的相應(yīng)指標(biāo)調(diào)整至滿足規(guī)范要求，相對(duì)于傳統(tǒng)絕對(duì)測(cè)量方法提高了工作效率，很好地控制了軌道精調(diào)質(zhì)量，三遍精調(diào)后軌道靜態(tài)TQI值均在1.6以?xún)?nèi)。