普速線路運用精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)探討

惲 琦 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海工務(wù)段

1 精測網(wǎng)的運用概況

1．1 CPⅢ精測網(wǎng)簡介

普速鐵路工程測量平面控制網(wǎng)應(yīng)按分級布網(wǎng)的原則分四級布設(shè)，第一級為安裝抱箍件即構(gòu)筑框架平面控制網(wǎng)（CP0），第二級為測量柵欄外部高程即構(gòu)筑基礎(chǔ)控制網(wǎng)（CPⅠ），第三級為曲線特征點測量即線路平面控制網(wǎng)（CPⅡ），第四級為線路平縱斷面測量即軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）。CPⅢ平面網(wǎng)是一個立體三維網(wǎng)絡(luò)平面線形圖，其測量方法較傳統(tǒng)抄平測量更加立體客觀準(zhǔn)確。它采用自由測站進(jìn)行邊角交會測量即每站重復(fù)測量三個點，其距離只能進(jìn)行單程觀測。控制網(wǎng)的使用較傳統(tǒng)方法有很大不同，首先是按照平面CP3和柵欄外高程CP1及曲線特征點CPⅡ構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)圖，通過推進(jìn)四維小車構(gòu)筑線型，采用自由測站后方變長交會測量方法確定測站點的三維坐標(biāo)，然后用三維極坐標(biāo)測量的方法進(jìn)行軌道的精調(diào)和精測以及軌道的維護(hù)管理等。

1．2 CPⅢ精測網(wǎng)的應(yīng)用

普速鐵路對軌道的平順性有著極高的要求。CPⅢ精測網(wǎng)和軌檢小車在京滬線常州段上行K1266～K1286鐵路軌道精調(diào)中的使用經(jīng)驗以及軌道精調(diào)的流程和技巧，為上海工務(wù)段管內(nèi)既有線的前期聯(lián)調(diào)聯(lián)試和后期運營養(yǎng)護(hù)中，軌道空間定位提供控制依據(jù)。

CPⅢ精測網(wǎng)和四維小車能確保線路在不斷的養(yǎng)護(hù)過程中始終保持在設(shè)計的位置，不會因為不斷的起撥道而引起線間距、站臺限界不足，或引起豎曲線變坡點位置、坡段長度、平曲線位置的改變，給日常養(yǎng)護(hù)工作帶來便利，能較好地滿足普速鐵路平順性要求，保障列車的高速平穩(wěn)運行。

2 我車間管內(nèi)的京滬線鐵路概況

上海工務(wù)段常州線路車間管京滬線鐵路上下行K1257-K1309，管內(nèi)管轄正線總計104 km，站線、到發(fā)線、專用線88.616 km；道岔總計267組，合計線路192.616 km，總線路設(shè)備換算成公里數(shù)為21 116 km。因京滬線運營時間長且列車運營繁忙，線路設(shè)備病害較為復(fù)雜，主要問題集中于路橋、路涵結(jié)合部不均勻沉降，以及線岔結(jié)合部因大機(jī)線路與道岔搗固銜接不良處所。

3 現(xiàn)場作業(yè)階段

應(yīng)中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司要求，今年京滬線集中修采用精測網(wǎng)技術(shù)，第一階段在常州線路車間管內(nèi)K1266-1286區(qū)段應(yīng)用，現(xiàn)選取京滬線K1283+000～K1283+100做主要說明介紹。

3.1 精測前期準(zhǔn)備

3.1.1 抱箍件的安裝

CPⅢ點應(yīng)成對布設(shè)，距離布置一般約為120 m，埋設(shè)于接觸網(wǎng)電桿上CPⅢ點布設(shè)高度應(yīng)大致等高，并應(yīng)設(shè)在設(shè)計軌道高程面600 mm～800 mm間。CPⅢ點的埋設(shè)一般宜采用預(yù)埋方式進(jìn)行布設(shè)；對于后埋的，應(yīng)采用植筋膠進(jìn)行固定，確保CPⅢ抱箍件的穩(wěn)固。

3.1.2 精測網(wǎng)測量加密

CPⅢ在單面測量時需要加密，加密后在精測網(wǎng)系統(tǒng)中將加密桿號填入系統(tǒng)后現(xiàn)場進(jìn)行加密測量，待CPⅢ審核通過后進(jìn)行高程測量，如CPⅢ審核未通過再進(jìn)行復(fù)測，直至通過。

3.2 精測階段的精測網(wǎng)作業(yè)形式

作業(yè)條件：需要在晴朗溫和天氣條件下進(jìn)行，現(xiàn)場溫度不宜過高不得超過30℃，陽光不宜過于強烈。

作業(yè)準(zhǔn)備機(jī)具：全站儀1部、四維小車1部、棱鏡6個、報話機(jī)6部。

作業(yè)人員組織：一組作業(yè)人員共11人，在局控天窗點內(nèi)作業(yè)，其中線上操作人員2人一人負(fù)責(zé)全站儀，一人負(fù)責(zé)四維小車，上下行線下負(fù)責(zé)棱鏡各3人，防護(hù)人員3人，上下行線下防護(hù)各一人，線上防護(hù)1人。

3.3 精測階段的精測網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集及運用方式

3.3.1 精測階段的精測網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集

核對設(shè)計數(shù)據(jù)，利用設(shè)計院提供的設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行線性數(shù)據(jù)編輯，線性數(shù)據(jù)分為：平曲線、豎曲線和超高。

（1）平曲線（帶曲線設(shè)計交點坐標(biāo)）：起始點坐標(biāo)、方位角、要素長度、開始和結(jié)束半徑（左轉(zhuǎn)為負(fù)，右轉(zhuǎn)為正）。

（2）豎曲線：交點里程、交點高程、曲線半徑（凸曲線為負(fù)，凹曲線為正）。

（3）超高：變化點里程、左軌超高值、右軌超高值、傾斜類型。

（4）使用全站儀實測得四維小車上棱鏡的三維坐標(biāo)，然后結(jié)合標(biāo)定的四維小車幾何參數(shù)、小車的定向參數(shù)、水平傳感器所測橫向傾角及實測軌距，即可換算出對應(yīng)里程處的實測平面位置和軌面高程，繼而與該里程處的設(shè)計平面位置和軌面高程進(jìn)行比較，得到其偏差，用于指導(dǎo)搗固車作業(yè)。

3.3.2 精測階段的精測網(wǎng)數(shù)據(jù)的運用方式

將處理好的數(shù)據(jù)編輯成大機(jī)識別的格式導(dǎo)入大機(jī)系統(tǒng)（導(dǎo)入的內(nèi)容有：里程、起道量和撥道量），然后大機(jī)里的計算機(jī)會將中間里程前后兩個點的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差進(jìn)行連續(xù)作業(yè)。作業(yè)過程中施工負(fù)責(zé)人要核對數(shù)據(jù)、大機(jī)搗固起止里程，配合人員利用道尺在大機(jī)后面檢查水平方向即可，遇到起、撥道量較大的地方，大機(jī)一次性不能作業(yè)到位的地方施工負(fù)責(zé)人可要求大機(jī)進(jìn)行二次機(jī)搗。

4 精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)儀抄平測量數(shù)據(jù)比較（見表1）

精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)：

面向大里程，橫向：負(fù)（-）為向右調(diào)整，正（+）為向左調(diào)整；垂向：正（+）為起道,負(fù)（-）為落道，水準(zhǔn)儀抄平數(shù)據(jù)。

表1 精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)儀抄平測量數(shù)據(jù)比較

對比精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)儀抄平數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論：

（1）精測網(wǎng)數(shù)據(jù)更加精確精測網(wǎng)將左軌與右軌橫向、垂向偏差值標(biāo)注清楚；抄平數(shù)據(jù)比較簡單，每隔10 m測量一次，且數(shù)據(jù)不夠精確。

（2）精測網(wǎng)測量方案優(yōu)化，平面CP3、高程、曲線特征點、四維小車的測量數(shù)據(jù)均需上傳軟件后可直接生成大機(jī)搗固方案，方案更加細(xì)化謹(jǐn)慎；抄平生成數(shù)據(jù)過程更加簡單，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不高。

（3）精測網(wǎng)數(shù)據(jù)無需人工現(xiàn)場標(biāo)注起道量，大機(jī)搗固期間節(jié)省人工提高工作效率，抄平拉坡數(shù)據(jù)對測量人員與計算拉坡數(shù)據(jù)人員素質(zhì)要求較高，拉坡數(shù)據(jù)易受立尺人員立尺影響。

（4）精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)將設(shè)備的幾何尺寸偏差值標(biāo)注清楚，有利于大機(jī)搗固過后線路車間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

（5）精測網(wǎng)測量數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出更為詳細(xì)精確的設(shè)備靜態(tài)幾何尺寸，為工區(qū)的日常養(yǎng)護(hù)提供了作業(yè)依據(jù)，工區(qū)可依據(jù)設(shè)備靜態(tài)集合狀態(tài)統(tǒng)籌兼顧大機(jī)搗固作業(yè)，采取人工大機(jī)綜合維修，方案更加科學(xué)周密，可進(jìn)一步提升設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化率。

5 精測網(wǎng)測量方式進(jìn)行大機(jī)搗固作業(yè)前后線路TQI值對比（見表2）

表2 精測網(wǎng)測量方式進(jìn)行大機(jī)搗固作業(yè)前后線路TQI值對比

通過2018年5月28日利用精測網(wǎng)對上行1283-100處大機(jī)搗固前后5月21日與6月11日同型號動檢車數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)以下情況：

（1）利用精測網(wǎng)數(shù)據(jù)搗固后線路高低值、水平值、三角坑明顯下降線路更加平順；

（2）利用精測網(wǎng)數(shù)據(jù)搗固后TQI值下降1.61，下降比例24.8%，線路動態(tài)質(zhì)量明顯提高，證明大機(jī)搗固質(zhì)量明顯提升；

（3）利用精測網(wǎng)數(shù)據(jù)搗固后線路一側(cè)方向有不良，經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)復(fù)核后重新安排人工申請局控天窗養(yǎng)護(hù)作業(yè)；

（4）利用精測網(wǎng)數(shù)據(jù)搗固后線路軌距不良，在大機(jī)搗固后經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)復(fù)核后重新安排人工申請局控天窗養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

6 結(jié)論與建議

通過對運營既有線線路精測網(wǎng)的測量運用，得出以下結(jié)論：

（1）精測期間重視測量儀器的定期檢定維護(hù)，確保測量數(shù)據(jù)精度；

（2）既有線路精測對精調(diào)自然條件提出了更加嚴(yán)苛的要求，需密切結(jié)合天氣、溫度情況制定最優(yōu)化的方案；

（3）精測作業(yè)負(fù)責(zé)人要合理安排精測工作，確保精測工作有序開展，嚴(yán)格把控作業(yè)過程質(zhì)量關(guān)，盡可能避免臨線來車對精測過程的影響，同時確保作業(yè)結(jié)束時線路達(dá)到正常開通條件；

（4）抱箍件應(yīng)安裝牢固，因安裝過程中采用植筋膠固定，安裝后時間長久容易產(chǎn)生豎向位移，應(yīng)安排人工定期進(jìn)行檢查抱箍件位置，如發(fā)生位移應(yīng)及時恢復(fù)至原位；

（5）在運用精測網(wǎng)數(shù)據(jù)大機(jī)搗固時，在盡可能恢復(fù)線路設(shè)計線型的基礎(chǔ)上改善運營有碴線路的長短波不平順，有效降低設(shè)備質(zhì)量（TQI），在大機(jī)搗固結(jié)束后對搗固后線路方向、軌距安排計劃在天窗點內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。