轨道作为列车运行的基础,轨道良好的平顺性(即轨道几何尺寸的控制)是确保列车运行平稳、安全及乘客舒适度的关键,同时有利于减低轮轨之间的设备磨耗和噪声振动问题。传统地铁铺轨采用基标法,完成铺轨加密基标测量后,根据测设的5m间距基标点,主要靠人工,采用简易的测量工具及方式(L尺高程测量、垂球吊点、人工目测、弦线测量)进行轨道几何尺寸的控制,存在人为因素多、测量手段落后、轨道几何尺寸调整效率低、施工完成的轨道几何尺寸精度低等问题。
随着CP Ⅲ轨道控制网测量技术及轨检小车、板式轨道测量等先进测量手段和配套的精密测量仪器设备在高速铁路上的应用,为地铁轨道测量技术的提升提供了可借鉴的宝贵经验。但是高铁CP Ⅲ轨道控制网是建立在CPⅠ, CPⅡ基础上进行轨道几何尺寸控制的加密控制网,同时高铁同地铁在线路设计标准、轨道结构设计等存在差异,均无法直接拿来使用。需根据地铁线路特征及边界工况条件,消化、吸收高铁的CPⅢ轨道控制网,建立适用于地铁的轨道控制网,从而进行地铁轨道几何尺寸的控制。同时,地铁轨道控制网的建立,犹如工程施工的眼睛,为后续地铁铺轨施工朝着模块化、机械化、自动化、人工智能化等方向发展,实现人机对话模式提供了测量基础。
综上,为了提高城市轨道交通轨道的平顺性,改变传统的落后测量控制手段,以先进的测量检测手段代替传统落后的人工测量手段,以配套程序化的数据处理软件、数据分析软件代替传统手工进行计算及数据分析,提高测量的精度、效率。需对地铁轨道基础控制网进行理论分析,研发相关配套的软件,并进行现场的验证分析,制定相关的测量技术标准,研发适用于地铁的轨道基础控制网技术,用于地铁轨道工程轨道几何尺寸的控制。其具有以下优点:
(1)建立地铁轨道基础控制网作为轨道铺设的测量控制网比常规铺轨基标精度高,提高轨道的绝对偏差及轨道整体平顺性。
(2)建立轨道基础控制网,提高了测量的精度,规避了原有基标测量方法中仪器对中误差、棱镜对中误差等误差。
(3)改变传统地铁利用铺轨基标,靠人工采用简易的测量工具及方式进行轨道几何尺寸的调整,引进高铁先进的测量仪器及工装、数据处理和分析软件等技术手段,进行轨道几何尺寸的控制,有效降低人为因素对工程质量的影响。
(4)提高轨道几何尺寸调整的速度,减少后期轨道整理精调工作量,提高轨道精调速度。
3.3.1.1 传统地铁轨道测量技术现状分析
1.传统地铁轨道测量
传统地铁在隧道贯通后,将地面点(高程及平面坐标点)由车站竖井孔洞引入地下车站,两站一区间进行线路调坡测量,附合导线及水准,进行平面及高程测量。区间隧道导线及高程点建立后,进行隧道断面测量,根据实测的盾构断面进行数据分析,调整及优化线路平面及高程。根据调线调坡后线路放样控制基标,将调坡数据及高程点位移交施工单位后,施工单位对控制基标进行线路复测,根据控制基标设置5m(或3m)间距的加密基标。现场根据加密基标及测量成果进行调轨作业。
地铁线路调线调坡测量主要因测量误差、隧道掘进及管片拼装施工误差、车站施工误差、结构沉降等原因,在隧道车站贯通测量后,根据实测的断面对线路的平面及坡度进行优化,在确保道床厚度的前提下,满足列车运行的最有利限界要求和后期隧道沉降对限界的富余。
2.传统地铁测量流程及主要技术要求与限差
1)传统地铁测量流程图
(1)传统地铁测量流程图如图3-65所示。
(2)地铁隧道贯通测量两站一区间测量方案如图3-66所示。
图3-65 传统地铁测量流程图
图3-66 地铁隧道贯通测量两站一区间测量方案
(3)车站两端引入坐标点(高程、平面)及主要技术要求与限差(表3-12—表3-15)。
表3-12 车站两端引入坐标点(平面)主要技术要求
表3-13 导线直接传递测量主要技术要求
表3-14 车站两端引入(高程)视线长度、视距差、视线高度主要技术要求
表3-15 车站两端引入(高程)水准测量测站观测限差单位:mm
2)区间导线贯通采用附合导线及附合水准进行测量
采用附合导线的方法,直接利用从地面通过联系测量传递到地下两端车站的导线点进行区间导线加密。
(1)区间导线贯通附合导线的技术要求与精度指标(表3-16) 。
表3-16 区间导线贯通测量主要技术要求
(2)区间贯通控制高程测量。
①高程控制点可利用车站两端引入的水准点控制点为主,单独埋设时宜每200 m埋设一个水准控制点,并与相邻竖井间或相邻车站间贯通。
②采用二等水准测量的方法,并应起算于车站两端引入的水准点控制点。二等水准测量主要技术要求与限差分别如表3-16与表3-15所示。
3.线路中线调整和结构断面测量
线路中线调整测量和结构横、纵断面测量应按下列步骤进行:
(1)测设线路中线点必须以区间贯通平差后的施工控制点为起算数据;
(2)线路中线点应分段与施工控制点联测并形成附合导线,平差后应对线路中线点依据设计位置进行归化改正,同时以贯通平差后的高程控制点为依据,施测线路中线点高程;
(3)以归化改正后的线路中线点或贯通平差后的施工控制点为依据,进行线路结构横、纵断面测量;
(4)横、纵断面测量数据应及时提交给设计单位,根据设计反馈意见,对不满足设计要求的数据应进行复核测量;
(5)对结构断面超限等引起设计变更的区段,应根据变更后的设计要求按照(1)~(4)的步骤重新进行线路中线定线,重新进行横、纵断面测量。
1)线路中线调整测量的技术要求
线路中线调整测量的技术要求和平差后的线路中线与设计归化改正限差分别见表3-17和表3-18。
表3-17 线路中线调整测量的技术要求
表3-18 平差后的线路中线与设计归化改正限差
2)结构断面测量
结构横断面及底板断面测量应以贯通平差后的施工平面和高程控制点以及调整后的线路中线点为依据,按设计或工程需要进行。直线段每6m、曲线段每5m测量一个横断面和底板高程点,结构横断面变化处和施工偏差较大段应加测断面。
(1)结构断面测量的主要技术要求(表3-19)。
表3-19 结构断面测量的主要技术要求与限差
(2)结构断面测量后,当结构断面净空不能满足要求,线路设计变更时,应根据变更后的设计文件重新测设变更区段线路中线点。
(3)满足要求后方可使用,并出设计调线调坡等相关资料。
4.线路中线调整后的使用
1)控制基标的放样与复测
(1)控制基标放样的技术要求与限差(表3-20)。
表3-20 线路中线控制基标放样的技术要求
(2)控制基标复测的技术要求与限差(表3-21)。
表3-21 线路中线控制基标复测的限差要求
2)加密基标的测量与施工应用
(1)加密基标的测量与施工应用流程图,如图3-67所示。
(2)加密基标测量要求及规范。
①加密基标应在线路直线段每6m、曲线段每5m设置一个;
②加密基标平面位置和高程测定的限差应满足表3-22要求;
图3-67 地铁区间隧道加密测量及施工流程
表3-22 加密基标平面位置和高程测定的限差单位:mm
③加密基标满足限差要求后,进行交接桩位及测量资料;
④现场根据基标点及测量数据进行调轨。
3.3.1.2 理论分析与结论
1.轨道基础控制网平面精度分析
1)轨道基础控制网平面精度指标
轨道基础控制网平面精度指标详见表3-23—表3-25。
表3-23 轨道基础控制网自由网平差后的主要技术要求
表3-24 轨道基础控制网约束网平差后的主要技术要求
表3-25 轨道基础控制网平差计算取位
2)轨道基础控制网平差结果
轨道基础控制网平差结果如图3-68所示。
图3-68 轨道基础控制网平差结果
2.导线点对轨道基础控制网的分析与结论
1)计算与分析
在使用轨道基础控制网的时候,为验证设计院提供的导线点精度是否会对轨道基础控制网的精度产生影响,以及影响程度的高低,作了以下分析。
本次使用12号线轨道2标中,桂林公园站至漕宝路站的轨道基础控制网进行分析,其中区间含有5个导线点。在轨道基础控制网平差数据分析中,使用如下3种方案进行平差。
方案1:只带入区间两端两个控制点作为起算数据。
方案2:在方案1的基础上加入区间中间的导线点作为起算数据。
方案3:把全部导线点均作为起算数据。
(1)设计院提供导线点情况。
验证设计院给定导线点坐标的正确性,对方案1的导线点进行t检验(表3-26)。
表3-26 设计院提供的导线点情况
点位误差按照方向观测中误差3.5s,测距中误差2 mm+2×10-6mm,按照一级导线能够达到的精度进行估算得出。
(2)不同计算方案单位权中误差对比(表3-27)。
表3-27 不同计算方案单位权中误差对比
(3)轨道基础控制网平差导线点坐标与设计院提供坐标的坐标差(表3-28) 。
表3-28 轨道基础控制网平差导线点坐标与设计院提供坐标的的坐标差单位:mm
(4)轨道基础控制点(包含设站点)坐标差(图3-69和表3-29)。
图3-69 轨道基础控制点坐标差
表3-29 坐标差统计单位:mm
(5)各方案轨道基础控制点(包含设站点)点位误差对比(图3-70)。
图3-70 各方案按点位误差对比
2)结论分析
由表3-26,t检验结果中可以看出导线点的精度比较高,有一个点甚至出现按照未知点进行平差后坐标与设计院给定坐标相同的情况。
结合控制点精度情况,可以得出如下分析:
(1)由导线点点位误差和轨道基础控制点点位误差比较可以看出,导线点点位误差普遍大于3mm,而轨道基础控制网即使在没有引入导线点的情况下最大点位误差也在3 mm以下,轨道基础控制网点位精度高于导线点。
(2)由不同计算方案单位权中误差对比图可以看出,单位权中误差随着导线点的引入呈上升趋势,低精度的导线点直接导致了轨道基础控制网精度的降低。
(3)由分析不同计算方案的导线坐标差中轨道基础控制点坐标差可以看出,低精度的导线点对轨道基础控制点的坐标产生了比较大的影响。
(4)控制点的引入可以降低点位中误差,但是这种点位精度提高是在我们假设控制点没有误差的基础上得到的,如果控制点误差较大,这种点位精度的提高完全没有意义。控制点质量较好的情况下,引入导线点能够提高点位精度。
(5)建议在之后轨道基础控制网的平差之前,首先对导线点的精度做出评定。
(6)如果导线点的精度太低,严重影响轨道基础控制网的质量,可以考虑不采用这批导线点。可以与之前的轨道基础控制点联测,或者使用精度高的导线点作为控制点平差。
(7)如果在今后计算数据中,虽然t检验没有通过,但是中间加入一个导线点之后两个系统计算结果的偏差大部分在2 mm以内。这种情况下,建议采用每400~600 m间隔加测一个导线点为已知点,这样减少了导线对轨道基础控制网精度的影响,同时使得轨道基础控制网的成果更接近导线测量成果,这样对盾构横断面的限界成果不至于产生影响。
3.轨道基础控制网三角高程精度分析结论
三角高程测量的精度受竖角观测误差、边长误差、大气折光误差、仪器高和目标高的量测误差与垂线偏差等诸多因素的影响。其中竖角观测误差、边长误差在采用高精度全站仪的情况下,误差是比较小的;仪器高和目标高因为采取了差分观测值,也可以抵消。因此,三角高程观测中的主要误差来源为大气折光误差。
1)大气折光误差分析与结论
(1)由式进行计算分析,式中C为球气差系数。
(2)优化后的网形单测站与多测站如图3-71所示。
图3-71 优化网型图
(3)得出结论:
由于在三角高程测量中折光影响与距离的平方成正比,因此,在两个单向观测值的距离相等或相近的情况下,优化网形中由单向观测值组合而成的差分观测值可以很大程度上抵消大气折光误差的影响。
4.轨道基础控制网高程分析结论
1)精度指标
轨道基础控制网高程精度指表详见表3-30—表3-33。
表3-30 轨道基础控制网自由测站三角高程网平差后的精度指标单位:mm
表3-31 每千米水准测量的偶然中误差和全中误差限差单位:mm
表3-32 往返高差不附值、环闭合差和检测高差之差的限差
注:当测段长度小于0.1km时,按0.1km进行计算。
表3-33 高程测量水准路线的精度要求
2)测量数据
本次计算采用12号线轨道2标桂林公园到漕宝路区间第一段的数据,如表3-34所示。
表3-34 桂林公园到漕宝路第一段二等水准测量成果单位:m
3)平差结果与分析
(1)两种方案分别为:高程控制带入部分和高程控制点全部带入。
(2)平差结果(表3-35—表3-38;图3-72、图3-73) 。
表3-35 不同方案验后中误差单位:mm
表3-36 三角高程附合路线闭合差
表3-37 三角高程全中误差单位:mm
图3-72 不同计算方案点位高程中误差(www.xing528.com)
图3-73 闭合环闭合差统计
表3-38 二等水准测量与三角高程测量高程差对比
(3)平差结果对比分析。
①由全中误差可以看出,方案2的全中误差较小,显示优化后的观测值精度有了提高。
②结合上面分析结果中,计算方案1的单位权中误差往往比计算方案2的单位权中误差大的情况,并且闭合差全中误差随网型的选择逐渐降低。三角高程网的精度较高,而位于区段中间的水准点本身的高程精度不够,水准点高程的引入导致网的精度有所下降。
③由表3-38可以看出,三角高程测量的平差结果与二等水准测量的成果的差异在1 mm以下,能满足后续施工的要求,三角高程测量达到或接近二等水准测量标准。
4)综合结论
(1)纵向观测值容易受到球气差的影响,为了尽可能消除这种影响,建议在轨道基础控制网外业测量的时候,测站尽量设置在轨道基础控制网网型的中心。这样能保证测站到轨道基础控制点的距离相近,在使用中间法的时候能够尽可能地消除球气差,使测量结果更精确。
(2)优化网型能消除一部分球气差的影响,使得单位权中误差和闭合差全中误差降低,测量平差精度得到提升。
(3)根据以上数据平差结果中平差值与二等水准测量高程值的比较可以看出,三角高程测量与二等水准测量的互差在1 mm以内,三角高程测量平差精度达到或接近二等水准测量。
(4)根据以上数据平差结果中平差值与二等水准测量高程值的互差没有显示出规律性,这可能与导线点三角高程测量不符值没有进行处理,超限横向观测值没有进行剔除,以及水准点本身精度的影响有关。期待今后使用更多的数据进行研究。
(5)网型中水准点和导线点因为没有规律性,给球气差的中间法消除带来了困难。
(6)本报告分析了地铁中球气差对三角高程的影响,对轨道基础控制网高程的平差网型做了优化,经过试验,优化改进网型能够一定程度上消除三角高程球气差的影响,提高三角高程精度。经过对轨道基础控制网高程平差结果闭合差的分析,与二等水准测量成果的差值对比,可以认为轨道基础控制网三角高程测量精度能够达到或接近二等水准测量精度,在高程控制网的建立过程中能够代替水准测量,提高施工速度,降低施工成本。
3.3.1.3 轨道基础控制网的建立
1.轨道基础控制网概述
前期隧道断面测量和调线调坡测量同原测量方案,即将车站地面的点引入洞内,根据附合导线及附合水准进行隧道断面测量,进行调线调坡。根据附合导线和附合线路的水准点建立轨道基础控制网与提交测量成果(图3-74) 。
图3-74 地铁区间隧道调线调坡及轨道基础网测设流程图
2.导线网平面测量主要技术要求
车站两端引入坐标点(平面)主要技术要求以表3-39为主。
表3-39 导线点与地面点联测导线测量水平角技术要求
3.轨道基础控制网的布设
1)轨道基础控制网布设主要技术要求
轨道基础控制网布设主要技术要求见表3-40。
表3-40 控制点布设主要技术要求
2)轨道基础控制网测量仪器设备
轨道基础控制网平面测量使用的全站仪标称精度必须满足以下要求:
(1)角度测量精度:≤±1″;
(2)距离测量精度:≤±1 mm +2×10-6 mm;
(3)现场全站仪为具有自动目标搜索、自动照准(ATR)、自动观测、自动记录功能的Leica TCRP1 201+智能型全站仪;
(4)每台全站仪配11个棱镜,使用前对棱镜进行必要的重复性和互换性检核。
3)轨道基础控制网点标号
轨道基础控制点按照线路里程递增方向进行编号。位于线路里程增大方向左侧的控制点号为奇数,右侧的则为偶数编号,在长短链地段其编号不能重复编制。
控制点编号统一采用六位数,具体为:X(左右线标识Z或Y) +XX(里程整千米数)+G(表示轨道基础控制点)+XX(该整千米段内点位序号)。例如:Z11G01,表示左线11 km内轨道基础控制点第1号点。一般采用沿线路方向左侧奇数,右侧偶数编制。
4.轨道基础控制网的测设
1)测量组件的要求
控制点测量组件由预埋件、平面测量杆、专用平面测量棱镜、高程杆四部分组成。该组件均由不锈钢材料制作,标志重复安置精度和互换安装精度X, Y, Z三方向分别小于0.3mm,0.3mm, 0.2mm。
2)轨道基础控制网平面测量
(1)轨道基础控制网采用自由测站边角交会的方法施测。控制网附合于既有的高等级线路控制点上(精密导线点),采用固定数据平差。当高等级线路控制点位密度和位置不满足联测要求时,按同精度内插方式加密高等级线路控制点,轨道基础控制网平面测量技术要求应满足表3-41—表3-43。
表3-41 轨道基础控制网控制点水平距离观测技术要求
表3-42 轨道基础控制网平面测量主要技术要求
表3-43 轨道基础控制网控制点距离观测技术要求
(2)轨道基础控制网平面测量方法。
①每个自由测站观测4对控制点,测站间重复观测3对控制点,每个控制点保证有4个自由测站的独立方向和距离观测量,如图3-75所示。 自由测站观测控制点最近不小于15m左右,最远不超过120m。 自由测站间距直线段为50~60m,曲线段为30~40m。
②平面测量应在气象条件相对比较稳定的天气(温差变化较小、湿度较小下)进行施测。观测应注意避开强光源对测段的影响。平面测量可根据施工需要分段测量,分段测量的区段一般为一个区间左右,区段间重复观测不应小于6对控制点,每一独立测段首尾必须封闭。区段接头不得位于车站范围内。轨道基础控制网测段及测段衔接网型如图3-78所示。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录。
图3-75 轨道基础控制网平面控制网
③当外业观测的水平方向和距离的观测值不满足以上技术要求时,该测站立即现场重测。
④在每次测量开始时必须做好现场记录,记录各测站的实际情况,记录每个测站的温度、气压及测量点等。在进行外业测量时应填写记录表。
3)轨道基础控制网高程测量
轨道基础高程控制网的首次测量与平差计算,应该独立进行两次。所谓“独立进行两次”是指两次测量和平差计算应该在完全不同的两个时间段内进行。
(1)主要技术要求,同平面测量。
(2)轨道基础控制网高程测量方法。
首先依据设计院提供的水准点与轨道基础水准控制点进行联测,联测时采用二等水准测量(奇偶数交替)方法进行附合或闭合水准路线测设,测设指标为主。测设完成后,进行数据平差处理(表3-44) 。
表3-44 轨道基础控制网三角高程外业观测主要技术要求
轨道基础控制网高程利用平面测量的边角观测值,采用自由测站三角高程测量方法与平面测量合并同时进行。采用不同测站所测得的相邻点的高差进行构网。相邻点须有3个高差值,且互差应小于1.5mm(表3-45)。
表3-45 轨道基础控制网自由测站三角高程网平差后的精度指标
5.轨道基础控制网平面内业数据处理
平面内业数据处理一般按照下述步骤完成:数据导入及限差检查—闭合差计算—网平差计算—搭接平滑处理。
1)轨道基础控制网平面平差主要技术要求及指标
同平面测量。
2)数据采集
外业观测前,将表3-41—表3-44各项技术指标输入轨道基础控制网数据采集程序,并检查全站仪中气象参数、棱镜常数等设置是否正确,然后进行数据采集,若测站观测数据超限,则应立即现场重测。
3)数据计算与平差
(1)轨道基础控制网平面控制网数据计算和平差处理,采用中铁二院Survey Adjust Setup V3.05及上海同济大学所编制的KongCe V1.0平差软件进行计算,平面测量时先采用独立自由网平差,再采用合格的平面起算点进行固定约束平差。
(2)轨道基础控制网自由网平差后按表3-23的规定对各项技术指标进行统计分析,检核控制网自由网平差的精度。平差结果不能满足规范要求的精度指标时,应分析原因并根据相应情况进行返工测量。
(3)自由网平差满足要求后,应进行平面约束平差,并按表3-24、表3-25的规定,对各项技术指标进行统计分析,检核控制网约束平差的精度。为保证控制网成果质量,约束平差前应对采用的平面起算点进行精度检核,采用检核合格的起算点进行约束平差计算。
(4)区段之间衔接时,前后区段独立平差,重叠点坐标值应≤±2 mm。满足该条件后,采用余弦平滑方法进行区段接边处理。
6.高程内业数据处理
高程内业数据处理一般按照下述步骤完成:数据导入及限差检查—闭合差计算—网平差计算—搭接平滑处理。
1)数据检查
观测数据存储之前,应对观测数据作各项限差检核。检核合格时,进行顺序整理,检核不合格时,对不合格测段进行重测。
2)数据计算及网平差
轨道基础控制网高程测量平差时,依据3.3.1.2高程测量中的各项指标,进行环闭合差和附合路线闭合差统计,并对每千米高差偶然误差和每千米高差全中误差进行统计分析。相邻控制点的水准环闭合差不得大于1 mm,采用平差计算软件进行计算。
应对相邻4个控制点所构成的水准闭合环进行环闭合差检核,相邻控制点的水准环闭合差不得大于1mm。
轨道基础控制网高程测量应以联测过的既有的调线调坡高程控制点为起算数据,进行严密固定数据约束平差,且相邻轨道基础控制点间高差中误差不应大于±0.5 mm。
3)区段间接边处理
区段之间衔接时,前后区段独立平差重叠点高差值应≤±3 mm。满足该条件后,采用余弦平滑方法进行区段接边处理。
4)轨道基础控制网测量成果提交
提交成果时应提交相应地段的下列文件:外业观测原始数据,外业观测数据检查文件,平面控制点文件,高程控制点文件,平差文件,闭合差检查文件,自由网平差文件,约束网平差文件,控制网网形图,控制网测设总结报告,成果表,重合点坐标比较表。
7.轨道基础控制网的复测与维护
1)轨道基础控制网的复测
(1)为了保证轨道施工的精度,在施工过程中应定期对轨道基础控制网进行复测,复测的技术要求和作业方法均应按照初次测量时的标准进行,如遇到平面、高程控制点破坏或不稳定时,应选用该点附近稳定的轨道基础控制网点参与平差计算。
(2)轨道基础控制点复测与原测量成果的平面坐标较差以表3-46要求为主,较差超限时应分析判断超限原因,确认复测成果无误后,应对超限的控制点采用同精度内插方式更新成果。
表3-46 轨道基础控制网复测限差单位:mm
2)轨道基础控制网的维护
轨道基础控制点易受工程施工的影响,应加强对轨道基础网的保护。为确保轨道基础控制点成果的准确可靠,在使用轨道基础控制点进行后续轨道施工测量时,需要与周围其他点进行校核。
对丢失和破损较严重的轨道基础控制点应按原测量标准在原标志附近重新补测。
(1)补设轨道基础控制点的埋设。
补设轨道基础控制点应按原测标准在原标志附近重新补设。补设轨道基础控制点的点号参考原点号,通过修改原点号中的第4位得到,第1次补设第4位为“J”,第2次补设第4位为“K”,第3次补设第4位为“L”,依此类推。
(2)补设轨道基础控制点外业测量及数据处理。
当有轨道基础控制点丢失时,应补测此点临近至少4对轨道基础控制点,采用同精度内插的方式进行坐标计算。
平差时,首先选择两端各一个稳定的轨道基础控制点进行平差计算,平差后其余未约束的轨道基础控制点成果与原测成果的较差应≤±3 mm。满足要求后,平面平差应以补设点附近至少6个稳定的轨道基础控制点为起算数据进行约束平差。
3.3.1.4 轨道基础控制网的应用
轨道基础控制网主要应用流程图如图3-76所示。
图3-76 轨道基础控制网流程图
1.轨道基础控制网进行现浇整体道床轨道几何尺寸的精调铺轨施工测量
轨道粗调采用传统基标测设方法,将轨排中线、高程控制在±5 mm以内,然后采用轨道基础控制网进行精调。
1)轨排精调流程图
轨排精调流程图如图3-77所示。
2)轨排粗调作业细则
(1)使用轨道基础控制网进行自由设站;
(2)设站完成后,加密轨排粗调控制桩及标高测设;
(3)根据轨排粗调控制桩,将高程及中线误差控制在±5 mm以内。
3)轨道基础控制网配合轨检小车应用
(1)轨检小车、全站仪、轨道基础控制点调轨前准备。
在轨道调整前把全站仪架立在4对轨道基础控制点中间稳固地段,避开钢筋网;连接轨检小车,在已浇筑好的轨道上进行零点采集。
(2)打开全站仪、轨检小车通讯设备,进行轨道调整作业。
全站仪、轨检小车通讯设备打开后,轨检小车锁定全站仪,首先采用施工模式对上次浇筑地段进行搭接测量,满足要求后进行轨道精调。第一遍:先测量轨排支撑架处水平、高程并进行调整,将偏差调整到±2 mm以内;第二遍:测量轨排支撑架处水平、高程并进行调整,将偏差调整到±1 mm以内。
(3)轨检小车数据采集。
轨道精调到位后轨检小车逐根轨枕采集数据,如有超限地段进行微调,并对采集数据受影响地段进行重新采集(观察原采集值无变化止,调整超限点前后约5根左右轨枕)。
4)内业数据处理
采用与轨检小车匹配的软件进行数据处理。如果发现某段数据导向轨不一致,则应在导向轨切换处(一般为缓直点)将原始测量文件断开;检查原始测量数据,剔除异常值;检查测量顺序,确保一个测站一个顺序;每个测点最多只能重叠测量2次,多余的测量值要删除。生成文件之前,检查属性设置是否正确,设计线型是否正确,控制点是否启用,确认软件中配置文件设置正确,然后进行数据处理,生成报表,报监理审批合格后进行浇筑。
2.轨道基础控制网进行轨道板精调
1)轨道基础控制网使用前复测
轨道基础控制网使用前复测同3.3.1.3节中的复测。
2)轨道板粗调
(1)精调作业前对轨道板进行粗调。首先使用液压油顶将轨道板顶起后,在轨道板左、右两侧的预埋套管上安装4个精调爪并受力,保证支座侧面与轨道板侧面平行密贴,受力均匀。
(2)支座安装妥当之后,4个精调爪同步转动竖向调节螺杆,使轨道板慢慢升起,取出粗铺轨道板时安放的垫木条,并确认轨道板下无其他废弃物。
图3-77 轨排精调流程图
(3)先调整轨道板水平位置,再调整轨道板高程。要求横向位置偏差不超过±5 mm,纵向偏差不超过10mm。当纵向偏差超过10mm时,应调用起重设备纵移轨道板至正确位置。高程以直线无纵坡地段相邻两块轨道板顶面相对高差不超过2 mm继续控制,按设计自密实混凝土垫层厚度±30 mm作校核。
(4)粗调到位后应在24 h内实施精调,以提高精调支座利用率、提高轨道板精调作业效率。
3)测量系统的布置和安放
首先在测段前后线路两侧各2对共8个轨道基础控制点套管上插入配套的观测棱镜,再将全站仪架设在测量前进方向的轨道板上(图3-78),其中心尽量靠近轨道板中心线,使全站仪分别照准至少6个轨道基础控制棱镜进行设站,建站精度为0.5mm。精调前利用标准标架对另外6个标架(精调标架数量与所采用产品及软件有关)进行检校,满足1 mm精度要求。
精调标架采用扣件的预埋套管定位结构形式,并采用与之配套的精调处理软件。精调前,将1号、2号标架放置待调轨道板始端扣件预埋套管内,5号、6号标架放置待调轨道板终端扣件预埋套管内,将3号、4号标架成对放置在前一块(已调整好的)轨道板向内数第2个承轨台上。测量过程中,全站仪的位置与1号标架间距控制在5~40 m,超过此范围时须重新设站。全站仪与精调标架布设位置如图3-78、图3-79所示。
图3-78 精调标架布设位置
图3-79 全站仪架设与操控电脑
设站完成后先调整高程,后调整横向位置。4个精调支座各配置1名操作人员,作业时按照手簿显示数据或精调技术员发出的指令等方式进行轨道板调整,调整高程时注意避免单个支座受力,调整水平时须左右两侧同向调整。正常情况下调整2~3次即可到位。
若延续已精调的轨道板连续作业,须对上一块轨道进行搭接符合测量,相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差不大于0.5mm,再精调下一块轨道板。
精调过程中,应采用水平靠尺对已完成精调的轨道板进行复核,测量板端高差间隙,高差小于0.5mm为合格,可进行下一块轨道板精调。
4)封边与压板
为保持精调成果,提高轨道板的精调质量和作业效率,宜在轨道板精调后24 h内完成板下自密实混凝土灌筑。
5)轨道板位置精度复测
轨道板精调后,因为没有及时灌注自密实混凝土(如时间超过24 h或温差超过15℃),或受到外力扰动(如封边压板、灌筑自密实混凝土等),可能对精调成果产生影响,在上述情况下应检查轨道板的位置精度。轨道板铺设精度复测可利用轨道基础控制网自由测站方法进行。
(1)复测时全站仪设站与精调时同步;
(2)在换站测量的时候要搭接上一测站的1~2块板,以减少测站间的误差(在换站的时候最好测量搭接区轨道板坐标并和上一站所测坐标进行比较,如相差较大则检查测站精度,进行重新设站);
(3)导出数据予以分析,必要时解除压板装置重新调整。
6)数据采集处理
轨道板铺设精度测量数据的采集处理使用南方测绘所编制的轨道板专用软件进行。一个工作日或一个测量段落完工后,现场测量人员须向内业数据处理技术人员提交现场测量数据,内业组人员应及时检查测量数据。检查无误后生成轨道板精调成果并报监理审核之后执行立即归档保存。
3.3.1.5 地铁轨道基础控制网的建立和应用创新点分析
采用轨道基础控制网进行轨道几何尺寸的控制,保证轨道平顺性,尤其大幅提高了地铁轨道中波、长波的平顺性,使列车行驶更加平稳,改善列车乘客的舒适度,主要创新点如下:
(1)在引进、消化和吸收高铁CP Ⅲ网技术的基础上,结合传统地铁轨道测量的实际情况和特点,研究如何在地铁上建立轨道基础控制网,并进行系统的理论精度分析和现场验证,建立适用于城铁的轨道基础控制网。
(2)根据建立的轨道基础控制网,将精密测量技术应用于地铁轨道几何尺寸的调整,在国内外首次将轨道基础控制网应用于轨道板、道岔板的精调。
(3)会同高校及南方测绘研发导线平差软件,根据城铁板式轨道的特点,会同测绘公司研发适用于地铁板式轨道配套的板式轨道测量软件。
(4)改变了传统地铁采用采用简易的测量工具及方式(L尺高程测量、垂球吊点、人工目测、弦线测量)进行轨道几何尺寸的控制,避免了其存在的人为因素多、测量手段落后、轨道几何尺寸调整效率低、施工完成的轨道几何尺寸精度低等问题。以先进的测量检测手段代替传统落后的人工测量手段,以配套程序化的数据处理软件、数据分析软件代替传统手工进行计算及数据分析,提高测量的精度、效率。
(5)地铁轨道控制网的建立,为后续地铁铺轨施工朝着模块化、机械化、自动化、人工智能化等方向发展,实现人机对话模式提供了基础。
应用轨道基础控制网施工成型的不同类型线路轨道如图3-80所示。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。