有砟軌道精調(diào)技術

陳杰亮

（中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230000）

我國高速鐵路施工過程中不斷提高對TQI 值（軌道質量指數(shù)Track Quality Index）要求，對軌道精調(diào)的施工組織、施工方案、施工過程管控要求也在不斷提升。軌道精調(diào)質量的影響因素包含有砟里面的線型控制、卸砟搗固、焊軌放散、扣件鎖定狀態(tài)等工序均對軌道精調(diào)產(chǎn)生影響。軌道精調(diào)主要施工行為是在長軌精調(diào)控制上。本篇主要闡述有砟軌道精調(diào)的各工序施工組織和相關工藝標準以及技術要求，以達到規(guī)范有砟軌道長軌精調(diào)作業(yè)，提升軌道精調(diào)作業(yè)質量和效率的目的。此處，我們主要針對影響TQI 的十大指標（軌距、軌距變化率、三角坑、水平、左軌向、右軌向、左高低、右高低、左正失、右正失）分別進行了分析，其中特別針對軌距精調(diào)作業(yè)時，如何降低相應的TIQ 單項值做出明確論述。

1 基本定義、術語

軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）：指沿線路成對布設，作為線路設計、鋪設和運營維護提供控制基準。

中誤差：又稱“標準差”或“均方根差”是衡量觀測精度的一種數(shù)字標準。

絕對精度：是指外部幾何參數(shù)測量時所能達到的誤差值，測量誤差一般以中誤差進行衡量。

相對精度：是指內(nèi)部幾何參數(shù)測量時所能達到的誤差值。測量誤差一般以中誤差進行衡量。

TQI 是高低、軌向、軌距、水平和三角坑等動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果，用以反映檢測軌道狀態(tài)的平順程度，與平順性成反比例關系。

TQI 計算公式：

2 線路粗養(yǎng)

2.1 準備工作

2.1.1 檢查并對損壞的軌枕進行抽換，并人工搗固密實；逐項檢查以保證扣配件齊全、緊固；核實預留接頭夾板是否齊全，螺栓連接是否牢固；搗固前，對不能進行大機整道的部位（道岔岔區(qū)以及無縫夾板處），在大型搗固車前進方向軌道中心右側標識清楚。

2.1.2 大型機械整道作業(yè)前，應將線路的方向、水平、三角坑等進行基本消除，超高基本達到設計要求，修整完畢后應保證枕下道砟搗固密實，這樣才可以保證大機第一遍的搗固質量，不會出現(xiàn)高低起伏現(xiàn)象。可保證大機搗固的施工速度及質量，同時亦可確保生產(chǎn)運輸時行車安全。

2.1.3 大型機械整道作業(yè)前為確保軌枕盒內(nèi)道砟均勻飽滿，道砟頂面略高于軌枕面，道砟厚度不小于150mm 的要求，應該以實測起道量為依據(jù)進行上砟、補砟作業(yè)。

2.1.4 測量隊在大型機械整道前3 日將撥道量、起道量按5m 一組數(shù)據(jù)、曲線段的曲線要素、超高等以測量交底的形式移交給大型搗固車作業(yè)班組，同時將測量數(shù)據(jù)清晰標注于搗固機前進方向道心的右側，如果是09 及以上型號的大機，將作業(yè)時的里程確認即可，并每500 米確認一次。

2.2 大機搗固

2.2.1 針對缺砟較為嚴重的地段，首先利用老K 車（卸砟車）進行補砟至道床飽滿，進行大機搗固第一遍，建議最大的起道量不宜超過60mm。然后進行穩(wěn)定車作業(yè)一遍。后根據(jù)缺砟量繼續(xù)補砟、穩(wěn)定，計劃3 搗、3 穩(wěn)使線路達到精調(diào)條件（穩(wěn)定車保證穩(wěn)3 遍1、3 遍穩(wěn)定）。

2.2.2 針對道砟飽滿地段，首先進行穩(wěn)定車作業(yè)一遍，然后再進行搗固、補砟，計劃3 穩(wěn)、3 搗使線路達到精調(diào)條件。

2.2.3 線路大養(yǎng)至距設計標高60mm、平面在20mm 以內(nèi)，軌道達到初期穩(wěn)定狀態(tài)。

在粗搗的過程中機組人員在作業(yè)前先分析數(shù)據(jù)，如出現(xiàn)高低起伏較大的地段，需要先將起道量較大的地段先進行拉坑處理，將線路標高養(yǎng)至大致等高狀態(tài)方可通養(yǎng)；如果每次都按數(shù)據(jù)搗固，極大可能個別地段出現(xiàn)高于設計標高造成落道現(xiàn)象，例如：200mm 的起道量大機三遍雙搗即可養(yǎng)至剩余60mm，但剩余距設計標高只有60mm 的起道量，經(jīng)過三次雙搗可能就只剩10-15mm 的起道量了，給后期的精搗造成不必要的麻煩，建議調(diào)過該段線路待大致拉平后在進行通搗。技術人員應對每份大養(yǎng)數(shù)據(jù)進行分析。

3 精測精調(diào)

3.1 準備工作

3.1.1 技術資料準備。（1）CPIII 測設單位，應將長軌精調(diào)前的CPIII 復測評估合格后的資料交于精調(diào)單位。（2）收集線路技術資料，包括設計要求、曲線、坡度及豎曲線資料等。（3）收集相關道岔圖紙、扣件說明書。（4）收集相關動態(tài)、靜態(tài)驗收標準、技術規(guī)程等相關規(guī)范。

3.1.2 精測精調(diào)前的軌道檢查。對全線軌道幾何狀態(tài)(線路平面±20mm 以內(nèi)、高程-50mm)、扣件（接觸面是否被污染，是否扣緊、壓實、裝到位）及道床（是否缺砟或太滿影響改道）、焊縫平直度等進行檢查，檢查是否滿足要求；同時注意電容、電磁枕的抽換是否結束，盡可能在抽換完成后進行軌道精調(diào)。

3.2 線路軌距精調(diào)

軌距、軌距變化率及軌向精調(diào)分粗調(diào)、全面精調(diào)及全面找細復調(diào)3 個階段。

圖1

3.2.1 軌距粗調(diào)。第一步：①全面檢查扣件是否齊全，扣壓力必須做到三點密貼；②檢查扣件錨固螺栓是否涂油；③對軌枕位置是否準確、方正進行全面核查；④檢查電容枕、電磁枕是否按設計就位；⑤全面檢查承軌槽是否干凈、是否有道砟等異物；⑥檢查以確保膠墊無串動、位置準確，軌距擋板完全就位；⑦螺旋道釘是否因套管堵塞擰不到位或錨固螺栓損壞使螺母擰不到位；⑧檢查鋼軌軌面是否臟污或有異物；⑨用軌道精調(diào)小車檢查線路狀態(tài)。第二步：①對檢查發(fā)現(xiàn)的問題進行初整；②全面整理軌底膠墊、扣件安裝狀態(tài)及扣壓力；③對軌道精調(diào)小車檢查出來的大、小軌距及軌距變化率不良地段進行調(diào)整；第三步：①用軌道精調(diào)小車復檢已精調(diào)地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結經(jīng)驗教訓。

表1 現(xiàn)場實際采集數(shù)據(jù)

表2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)TQI 計算報告

3.2.2 軌距精調(diào)。有砟線路軌距全面精調(diào)的前提條件：大機完成普通搗固后，平面與設計偏差為±20mm，高程低于設計標高50mm，或第一遍精搗后，平面及高程接近設計線形。軌距精調(diào)步驟如下：第一步：①用軌道精調(diào)小車全線推檢，分析軌距、軌距變化率及軌向；②現(xiàn)場調(diào)查，找準基準股，先改基準股、再改非基準股；③全面清掃軌面及承軌槽，確保干凈、無異物；第二步：①帶油脂，對螺栓套管沒有油的螺栓進行涂油；②對有砟軌道軌距進行調(diào)整；第三步：①用軌道精調(diào)小車復檢已精調(diào)地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結。③軌距全面精調(diào)過程中，需注意以下問題：a.測量軌溫后拆開扣件時，不得全段拆開扣件精調(diào)，應根據(jù)實際軌溫控制拆開的長度；b.在進行軌距精調(diào)時采用軌道精調(diào)小車檢測的辦法進行，軌向靠傳統(tǒng)目視控制；c.道尺必須在上道前與標準道尺進行核對，兩組搭接時要順接；d.精調(diào)前要對扭矩扳手扭矩進行試驗，扣件扣壓力必須達到3 點密貼的要求，空隙不大于0.5mm，且扭矩不超標；e.承軌槽必須保障干凈無異物，同時驗證承軌槽的寬度誤差，使用標準軌距擋板后，測量軌距擋板與軌底的縫隙；f.精調(diào)作業(yè)應沿列車運行方向進行；g.經(jīng)過對精搗后軌距的變化規(guī)律分析后發(fā)現(xiàn)：大機搗固后一般會出現(xiàn)0.3～0.5mm 的軌距變化。

軌距精調(diào)：①根據(jù)軌道精調(diào)小車檢測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場復核結果，確定需要調(diào)整的處所及股別，用道尺測量該處軌距，在鋼軌上標記；②松開螺栓道釘，取出彈條；③根據(jù)需要調(diào)整軌距的多少，確定軌距檔板的組合；④安裝軌距擋板；⑤安裝彈條。

圖2 彈條安裝示意圖

3.2.3 軌距復調(diào)。大機完成第一遍或第二遍精搗后，進入有砟線路軌距全面復調(diào)階段。步驟如下：第一步：分析軌道精調(diào)小車數(shù)據(jù)以驗證軌距、軌距變化率和軌向，對不良地段用電子道尺進行復檢；第二步：根據(jù)軌道精調(diào)小車檢查數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場查找超限處所，根據(jù)復核情況及軌距變化規(guī)律進行軌距精調(diào)；第三步：①用軌道精調(diào)小車復檢已精調(diào)地段，并進行分析；②召開質量分析會，分析軌道檢查儀波形圖，總結經(jīng)驗教訓。

3.2.4 聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間軌距精調(diào)。在保證軌枕位置正確的前提下，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間可采用精調(diào)件進行精調(diào)。

3.2.5 注意事項。①作業(yè)前必須掌握該地段實際鎖定軌溫，根據(jù)作業(yè)軌溫條件進行作業(yè)，應嚴格執(zhí)行“作業(yè)前、中、后各階段測量軌溫”制度；②無縫線路作業(yè)軌溫條件；（表3）③彈條安裝到位的標準為：以彈條中部前端下顎剛好與鋼軌接觸為準，兩者的間隙不大于0.5mm；④在大規(guī)模安裝前，先選取5-10 個扣件進行安裝，測出使彈條能按照以上標準達到正確安裝位置的實際安裝扭矩；⑤改軌距時應保障改完軌距后不產(chǎn)生軌向；⑥軌距精調(diào)過程中，嚴禁敲擊鋼軌。

表3

3.3 線路精調(diào)

3.3.1 測量前的準備工作。軌道精調(diào)小車軟件設置、輸入并核對軌道測量儀電腦中的線形文件及全站儀CF 卡中的控制點文件。第一遍作業(yè)前必須對作業(yè)地段進行軌道精調(diào)小車每1.2 米點測量，控制好測量精度以及準確度，最終提供平面及高程調(diào)整數(shù)據(jù)。

3.3.2 設置安全防護。上道前在計劃測量區(qū)段按《工程線施工管理辦法》辦理，進行登記防護，確保人身和行車安全。

3.3.3 全站儀校準及軌道精調(diào)小車校準。每天測量之前要對全站儀、精調(diào)小車的超高傳感器進行校準，校準后需保障在同一點進行正反兩次測量，測量值偏差應在0.3mm 以內(nèi)。

全站儀后方交會設站過程中，為確保全站儀的設站精度，建議使用4 對CPIII 控制點，如果現(xiàn)場條件不滿足，至少也應使用3 對控制點;電子氣泡居中，使傾斜角L、T 的偏差數(shù)值在1 毫米以內(nèi);設站中誤差：東坐標/北坐標/高程≤0.7mm，水平定向誤差≤1.4″；下一區(qū)間設站時至少要包括4 個上一區(qū)間精調(diào)中用到的控制點，以保證軌道線形的平順性;全站儀設站的位置應靠近線路中心，每次設站均要在精測臺賬上登記，精測臺賬，建議在晚上進行精測。

表4 精測臺賬

3.3.4 數(shù)據(jù)采集。①軌道精調(diào)小車應由遠及近靠近全站儀的方向進行測量且應該保證測量的連續(xù)性；②軌道測量時目標距離控制在120 米內(nèi)；③搬站后并將軌道測量儀退后20 米（道岔區(qū)段退后15 米）重復采集進行搭接段測量；④第一遍測量搭接控制在3mm 以內(nèi)，第二遍測量搭接控制在2mm 以內(nèi)，第三遍測量搭接控制在2mm 以內(nèi)，第四遍測量搭接控制在2mm 以內(nèi)，如果各遍搭接超差，需重新設站、重新進行搭接測量；⑤平曲線、豎曲線段需采集前后120 米數(shù)據(jù)，方能保證順接；⑥為大機精搗提供數(shù)據(jù)時，每隔1.2 米采集一次數(shù)據(jù)。

4 導出數(shù)據(jù)

按需要格式導出精測數(shù)據(jù)提供給大機機組人員。

5 編制精調(diào)方案

5.1 大機精搗方案。根據(jù)精測數(shù)據(jù)計算出實際軌面標高、平面位置與設計軌面標高、平面位置的差值編制大機精搗方案，具體如下：①方案編制原則:實際標高比設計標高大時，記錄需落道的里程、標高及長度，進行落道，同一區(qū)段有幾處需要落道時，待落道完畢并重新精測后再做方案；方案按1‰進行順坡；按單臺大機搗固做方案，單次起道量不大于30mm；方案起終點不能在緩和曲線上；②編制方案:根據(jù)測量數(shù)據(jù)設定第一遍大機搗固后的實際軌面標高與設計軌面標高的差值（根據(jù)實際情況，某一區(qū)段的實際標高與設計標高偏差較大，設定的差值會不一樣），得出第一遍大機的抬道量；撥道量為實際平面與設計平面的偏差值；第二遍待穩(wěn)定后重新測量數(shù)據(jù)編制方案。

5.2 人工整治方案。首先按制訂的精調(diào)作業(yè)標準修改軌道檢查儀軟件中的限值設置；第二步打開測量數(shù)據(jù)；第三步按調(diào)整量計算原則分別進行平面、高程調(diào)整，調(diào)整量應按0.2mm 控制，且應分別按長、短波進行檢算；第四步對調(diào)整完的線形按照超限標準進行控制，確保線路平順。

圖3 大機精搗方案

5.3 有砟線路大機精確搗固。精確搗固根據(jù)精測數(shù)據(jù)編制的方案進行純數(shù)據(jù)化搗固，第二遍大機自動順平進行搗固、撥道，穩(wěn)定車在大機后全面穩(wěn)定。

5.4 優(yōu)化線路數(shù)據(jù)采集處理。有個別地段可能會出現(xiàn)高于設計面的現(xiàn)象，有砟段盡量避免這種類似的事情發(fā)生，最好處理方法為“落道”，工期不允許的情況下必須查明原因上報總工，同意后進行順坡處理；為保證線路的平順性，順坡的原則是以該段最高點再加5mm 起道量，然后把高于設計標高的高差進行萬分之一坡率順接。在處理有砟、無砟過渡段時，以無砟段精調(diào)后的軌道現(xiàn)狀為零點進行萬分之一坡率順接。

6 大機精搗

6.1 有砟線路大機精確搗固。精確搗固根據(jù)精測數(shù)據(jù)編制的方案進行純數(shù)據(jù)化搗固，第三遍大機自動順平進行搗固、撥道，穩(wěn)定車禁止在最后一遍精搗后進行穩(wěn)定工作。

6.2 大機作業(yè)靜態(tài)標準。①第一遍精搗后標準：水平偏差不超過1mm，延長18m 的距離內(nèi)三角坑不得大于3mm，曲線的超高順坡率≤0.5‰；正矢差不大于2mm，正矢連續(xù)差不大于3mm，圓曲線最大最小正矢差不大于4mm；10m弦測量軌向不大于2mm，且50m 范圍內(nèi)不得有兩個及以上的連續(xù)軌向；高低用10m 弦長量不大于2mm；②第二遍精搗后標準：水平偏差不超過1mm，延長18m 的距離內(nèi)三角坑不得大于2mm，曲線的超高順坡率≤0.5‰；正矢差不大于2mm，正矢連續(xù)差不大于3mm，圓曲線最大最小正矢差不大于4mm；20m 弦測量軌向不大于1mm，且50m 范圍內(nèi)不得有兩個及以上的連續(xù)軌向；高低用10m 弦長量不大于2mm；③第三遍精搗：根據(jù)第二遍精搗后的TQI 分析數(shù)據(jù)制定相應搗固計劃。如果TQI 數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足驗收要求，建議大機自動起、撥道，進行加強搗固。如果TQI 不滿足驗收要求，建議進行第三遍精測并按精測數(shù)據(jù)進行搗固作業(yè)；④建議精搗前兩遍后進行穩(wěn)定作業(yè)，精搗第三遍（最后一遍）嚴禁穩(wěn)定車上道作業(yè)；⑤撥道量按橫偏控制，誤差在±3mm 以內(nèi)；⑥抬道量按高程控制，誤差在±5mm 以內(nèi)；⑦根據(jù)多個項目搗固經(jīng)驗，一般精搗2 遍后TQI 值基本在2.7-2.8 以內(nèi)。

6.3 大機精搗線路條件。①完成一遍軌距、軌變精調(diào)；②第一遍精搗條件是平面基本到位，平面方面：線路平面與設計偏差小于20mm；高程方面：線路高程比設計高程低30mm；③通過一遍普搗、三遍精搗、達到平縱斷面設計要求。

大機精搗大機條件：①精搗前必須進行調(diào)試標定狀況良好，保證提供的數(shù)據(jù)通過搗固后能全面實現(xiàn)；②當大機不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)時，應停止精搗，安排調(diào)試；③當大機不能夠穩(wěn)定的實現(xiàn)或不能100%實現(xiàn)時，應通過后面的試驗計算實現(xiàn)率，通過調(diào)整精調(diào)方案來實現(xiàn)精搗目標。

數(shù)據(jù)采集和方案設計：①采用絕對軌檢小車根據(jù)CPⅢ數(shù)據(jù)，每5m 采集一處數(shù)據(jù)（采用連續(xù)測量方法）；②按平行和吻合設計線形的原則設計精搗方案，原則上最大起道量不超過50mm。大機采用09-32 或以上型號搗固車進行作業(yè)；③遇變坡點或曲線ZH、HZ 時，應延長至變坡點或曲線頭兩側200m。

6.4 大機精搗工法及人工配合

必須實現(xiàn)人、機、網(wǎng)三合一。大機精搗方案必須用精測所采集的CPⅢ數(shù)據(jù)，根據(jù)設計線形進行方案設計后導入大機進行起撥道作業(yè)。

6.4.1 大機配合。①大機根據(jù)設計線形及精測數(shù)據(jù)編制大機精搗方案；②大機根據(jù)當次作業(yè)范圍準確在線路標注大機作業(yè)起點；③大機根據(jù)精搗方案進行搗固。

6.4.2 測量組配合。①測量組每5 米精測1 處后，將數(shù)據(jù)交大機；②每50m 標注1 處線路里程，平面曲線5 個樁應單獨在軌枕標注，豎曲線應明確標注起點、中點、終點準確位置和里程，以上用白色油漆在軌枕中部頂面標注；③道岔每遍精搗前在每50 米（道岔搗固時在尖軌順坡接頭、尖軌跟、岔趾及岔跟4 處）處標注起道量、撥道量及方向（第一遍用黑色油漆、第二遍用黃色油漆、第三遍用綠色油漆），同時安排人員進行大機作業(yè)地段道床狀況進行檢查，當?shù)来膊伙枬M低于軌枕面時，嚴禁進行大機搗固；④進行精搗時，第一遍后安排勞力補充道碴，以便滿足第二遍大機養(yǎng)條件，同時應在搗固后用道尺進行檢查，在穩(wěn)定車后也要安排人員檢查；⑤第二遍大機精搗時，線路平面應控制在離設計線形平面10mm，高程30mm 以內(nèi)。⑥道岔搗固時，安排人員對曲股長岔枕進行起道搗固。

6.5 穩(wěn)定車作業(yè)

6.5.1 搗固車作業(yè)后穩(wěn)定車同步穩(wěn)定線路，采用慢速重穩(wěn)，垂直預加載10.0Mpa，預置下沉量10～20mm，振動頻率28～35Hz（根據(jù)設計院提供的橋梁共振頻率定），作業(yè)速度第一遍為0.6km/h，第二遍為0.8km/h ，第三遍為0.8km/h，第四遍及以后為1km/h。

6.5.2 穩(wěn)定車橋上作業(yè)須要求：要求橋上道碴深度不小于150mm；要求振動頻率不小于30Hz；要求不得在橋范圍內(nèi)起、停振，橋上不得停機。