關秋楓，于建國

（中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510300）

我國高速鐵路的軌道技術主要是無砟軌道結構和有砟軌道結構，現(xiàn)階段基本以無砟軌道結構為主，無砟軌道結構有CRTSⅠ型板式無砟軌道結構、CRTSⅡ型板式無砟軌道結構、雷達2000型軌枕埋入式無砟軌道結構和旭普林軌枕埋入式無砟軌道結構，其中CRTSⅡ型板式無砟軌道普遍應用在京津城際鐵路、京滬高速鐵路和滬杭高速鐵路上。CRTSⅡ型板式無砟軌道采用了連續(xù)底座混凝土結構和軌道板縱聯(lián)方式，現(xiàn)場施工作業(yè)簡單方便、可靠性好。

1 概述

CRTSⅡ型無砟軌道結構由兩布一膜滑動層/高強擠塑板、連續(xù)混凝土底座板、水泥乳化瀝青砂漿調整層、軌道板和鋼軌五部分組成。自下而上分為：“土工布+塑料膜+土工布”滑動層（簡稱兩布一膜），20 cm厚（直線段）混凝土底座板，3 cm厚CA砂漿墊層，20 cm厚混凝土軌道板。梁縫處1.5 m范圍內為消除梁端轉角對底座板的內力，加裝5 cm厚高強擠塑板。CRTSⅡ型板式無砟軌道現(xiàn)場鋪設技術包括：兩布一膜滑動層/高強擠塑板鋪設、底座混凝土/混凝土支承層施工、底座板張拉、軌道板粗鋪、軌道板精調、水泥乳化瀝青砂漿灌注、軌道板張拉、剪切連接、鋼軌鋪設及精調等工藝，橋梁上還包括側向擋塊施工，路基上包括線間堆碴和混凝土封層施工，路橋過渡段增設了永久端刺施工。

CRTSⅡ型軌道板標準長6.45 m，寬2.55 m，厚0.2 m，板縫5 cm，板間用張拉鎖縱向連接。軌道板鋪設于橋面后經精調和灌漿，再進行縱向張拉連接成為整體。由于底座板屬于連續(xù)結構，在橋梁兩端路基上設置摩擦板及端刺（橋上設臨時端刺），以限制底座板中的應力及溫度變形，兩端刺間底座板縱向跨梁縫連續(xù)，在橋梁固定支座上方通過梁體設置的預埋螺紋鋼筋和抗剪齒槽與梁體固結，形成底座板縱向傳力結構。底座板兩側設置側向擋塊，限制底座板橫、豎向位移和翹曲。底座板與梁面之間設兩布一膜滑動層（剪力齒槽部分除外），形成底座板與梁面可相對滑動的狀態(tài)。水泥乳化瀝青砂漿是填充于底座板/支承層與軌道板之間的結構層，主要起充填、支撐、承力和傳力作用，并可為軌道提供一定的彈韌性，是軌道結構中的重要結構層。

軌道板縱向連接完成后，在每片箱梁的梁縫區(qū)域、梁與臺背、端刺與路基過渡段、樁板結構與路基過渡段及道岔前后處，軌道板與混凝土底座板/支承層之間要進行剪切連接，錨固連接數(shù)量及錨固深度根據(jù)設計情況確定，主要作用是將軌道板與底座板連接成為一個整體，以適應端部結構變形。CRTSⅡ型無砟軌道結構見圖1。

圖1 CRTSⅡ型無砟軌道結構圖

2 測量控制及評估

2.1 控制網(wǎng)的基本要求

由于傳統(tǒng)的鐵路運行速度普遍在200 km/h以下，對軌道的平順性、穩(wěn)定性要求相對較寬松，在勘測、施工及運營維護階段采用的測量方法及手段也較簡單。但隨著我國超過250 km/h高速鐵路的大規(guī)模建設，高平順性、穩(wěn)定性的CRTSⅡ型板式無砟軌道被廣泛應用，對所使用的CPⅠ、CPⅡ及CPⅢ測量控制網(wǎng)的布設及測量方法和手段也提出了更高的要求（見表1和表2）。

表1 各級平面控制網(wǎng)設計的主要技術要求

表2 水準觀測主要技術要求及觀測方法（數(shù)字水準儀）

為了保證列車在運營期間的高平順性、穩(wěn)定性和舒適性，無砟軌道的施工對基礎工程的工后沉降提出了嚴格的要求。在橋梁和隧道區(qū)間，應在主體工程完工后進行不少于3個月的沉降觀測，路基地段應在主體工程完工后進行不少于6個月的沉降觀測。沉降觀測的頻率均應不低于每周1次，觀測的精度按照二等水準測量的要求進行施測。

值得注意的是，CRTSⅡ型板式無砟軌道的軌道板精調采用了獨特的軌道基準網(wǎng)GRP，其布設于6.5 m間隔的CRTSⅡ型板的板縫之間，并且GRP采用左右線分開布設和測量的方法。

2.2 測量人員和測量儀器

鑒于無砟軌道要求較高，測量和計算的過程較復雜，因此，所有測量任務都應由經驗豐富、技術精湛的工程師和技術員來完成，以確保測量的成果達到規(guī)定的精度要求。同時對測量儀器也提出了相應的要求。

1） CPⅠ、CPⅡ應采用雙頻GPS進行測量。

2） CPⅢ及GRP應采用具有自動跟蹤及照準功能的全站儀，測角精度≤1″，測距精度≤1 mm+10-6mm。

3） 高程測量應采用數(shù)字水準儀及相應的銦瓦尺，水準儀的等級不低于DS1。CPⅢ及GRP測量時還要準備相應的高程桿及強力尺墊。

測量數(shù)據(jù)應采用鑒定合格的商業(yè)軟件進行處理。

2.3 測量成果的評估

鑒于高速鐵路施工時對測量要求較高，高速鐵路建設單位都聘請第三方對測量成果進行審核評估，只有經過評估合格的數(shù)據(jù)才能用于施工。

在基礎施工期間，CPⅠ及CPⅡ應每半年進行1次復測并由第三方進行評估。

在無砟軌道施工前，應對沉降觀測的成果進行評估，只有評估通過后才能進行CPⅢ的測量和評估，并開始進行無砟軌道的施工。

3 軌道板粗鋪

底座板及后澆帶混凝土強度＞15 MPa，且混凝土澆注時間＞2 d，可粗放軌道板。粗鋪順序：先鋪設臨時端刺區(qū)，后常規(guī)區(qū)。

軌道板粗鋪前，應先根據(jù)設計院提供的FFB布板文件在博格公司的PVP布板軟件中計算出每塊軌道板對應的定位錐和GRP點的三維坐標及點號，然后在已施工底座板的區(qū)域用全站儀將每塊板對應的定位錐和GRP點位進行放樣并按對應的點號進行標識。受測量儀器及誤差傳播規(guī)律的影響，應始終將GRP點設置于底座板的較低側（在直線段，受底座板排水坡的影響，GRP點應設置在線路外側靠防撞墻一側；在曲線地段，受曲線超高的影響，GRP點應設置在低側）。

3.1 軌道板粗鋪前準備

1） 軌道板采用改裝后的平板車進行運輸，采用專用吊裝設備進行吊裝，軌道板存放和運輸支點按三點支撐設置。由于每塊板的位置是固定的，每塊軌道板都根據(jù)布板軟件數(shù)據(jù)通過高精度打磨機處理后出廠運至施工現(xiàn)場，在粗鋪軌道板前要做好詳細的鋪板施工組織和物流運輸工作。

2）在板縫之間安裝定位錐和GRP點，定位錐及GRP安裝先采用電鉆在已放樣的兩個點位處鉆孔，用鼓風器將孔內粉塵徹底清除，然后利用樹脂膠固定精軋螺紋鋼和特制的GRP標識，以此固定定位錐和GRP點。定位錐錨桿為直徑φ15 mm的螺紋鋼筋，螺距為10 mm，長550 mm。

3）軌道板粗鋪前，通過已放樣的GRP點確定對應編號軌道板的位置，并在底座板上用墨線標示，同時標注軌道板編號。

4） GRP的平面測量應在軌道板粗鋪前完成，測量步驟如下：

①在線路軸線上架設儀器，并在儀器前后找6～8個CPⅢ點安置棱鏡；

②半測回測量上述6～8個CPⅢ點，但不必單一方向；

二要重視并做好項目工作，樹立“抓前期就是抓資金，抓項目就是抓大事”的理念，緊盯省、市資金投向，按照“論證一批、落實一批、儲備一批”的要求，加大水利項目前期工作力度，提高項目設計質量，不斷充實水利項目儲備；結合國家大中型灌區(qū)節(jié)水改造、大型排澇泵站更新改造、農業(yè)綜合開發(fā)、土地治理、高效節(jié)水等項目，扎實開展以大溝或灌區(qū)為單元的農田水利小區(qū)工程建設，重點建設一批跨鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的大溝、排灌站工程，進一步調節(jié)水資源時空分布，并實行“溝、渠、路、林、田、橋、涵、閘、站、井”綜合治理，實現(xiàn)農田灌排自如。

③半測回測量連續(xù)的10～16個GRP點，必須單一方向（使用同一個精密基座和棱鏡，依次由遠到近或由近到遠測量）；

④半測回測量上述6～8個CPⅢ點；

⑤半測回測量上述10～16個GRP點；

⑥半測回測量上述6～8個CPⅢ點；

⑦半測回測量上述10～16個GRP點；

⑧半測回測量上述6～8個CPⅢ點。

上述過程即第一站的測量已經完成（CPⅢ和GRP交替測量，CPⅢ共測量4個測回，GRP共測量3個測回）。

在完成第一站進入第二站測量時，必須保證與上一站使用4個相同的CPⅢ點，重復觀測上一站的3～5個GRP點。

3.2 軌道板粗鋪定位

軌道板粗鋪后進行高程測量，測量步驟如下：

①在兩個CPⅢ點中間架水準儀；

②測量第一個CPⅢ點（如CPⅢ0001）；

③用中視法測量兩個CPⅢ點間的所有GRP點；

④測量第二個CPⅢ點（如CPⅢ0002）；

⑤搬站后測量第二個CPⅢ點（如CPⅢ0002）；

⑥用中視法測量兩個CPⅢ點間的所有GRP點（兩站之間重疊測量1個GRP點）；

⑦測量第三個CPⅢ點（如CPⅢ0003）。

按照上述方法進行往測，每條水準路線的長度不宜小于300 m（即CPⅢ0001到CPⅢ0003的距離）。往測完成后按同樣的方法從CPⅢ0003到CPⅢ0001進行返測。同時，每兩條相鄰的水準路線之間要重疊測量至少3個GRP點。

GRP測量完成后，在博格公司的PVP布板軟件中分別進行平面和高程的數(shù)據(jù)處理，再經PVP布板軟件導出滿足要求的GRP點的坐標供軌道板精調。

4 軌道板精調施工

CRTSⅡ型軌道板精調的基礎是：每塊CRTSⅡ型軌道板上具有10對在工廠經過精確打磨過的承軌槽；軌道板出廠前按布板軟件數(shù)據(jù)對每個承軌槽進行打磨處理，打磨精度在0.1 mm以內，調板時控制點為相對精度能夠達到平面0.2 mm、高程0.1 mm的基準點。全站儀架設在基準點上，通過測量安置在承軌槽上測量標架的棱鏡，利用軌道板精調軟件計算實測值與理論值的偏差，進行反復調整，直到橫向和高程達到相對板內誤差0.3 mm；板間誤差0.4 mm精度，完成軌道板的精調，如圖2所示。

圖2 CRTSⅡ型軌道板精調示意圖

精調前的準備工作：

1）在PVP布板軟件中，通過設計院的FFB布板文件和軌道板廠提供的每塊軌道板的打磨數(shù)據(jù)文件（*.FFS）計算出每塊軌道板的承軌槽相應的設計坐標文件，并將該文件和平差合格的GRP點的實測坐標導入到調板用的精調系統(tǒng)文件中。

2） 全站儀和定位棱鏡安放。全站儀和后視定向棱鏡放置于加工精密的專用三角架上，強制對中消除對中誤差，將定位棱鏡安放于前一塊鋪設好的軌道板端頭GRP點上，并整平；將全站儀置設于下一塊板端頭的GRP點上，并整平。

3） 標架安放。放置在軌道板1、5、10號承軌臺（編號按照里程增大方向），以及前一塊已鋪設好并同其搭接的軌道板1號承軌臺上，每個標架上對應的承軌臺位置安放專用精密小棱鏡，共計8個。前一塊已鋪設好的軌道板上的最后一對支點1號數(shù)據(jù)同本板10號數(shù)據(jù)的進行比較調整，以消除搭接誤差。

4）精調爪安裝。在板前、中、后部安裝6個精調爪，板前、后部4個精調爪應具平面及高程調節(jié)能力，中部2個具高程調節(jié)能力。

精調的前提為軌道板的中部是懸空的，即中部調節(jié)件可以自由活動。

在完成上述準備工作后，通過GRP點和Ⅳ標架的兩個棱鏡對應承軌槽的實際位置進行定向，再通過用全站儀對Ⅰ和Ⅲ標架上的4個棱鏡進行觀測，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た貦C內，通過軌道板精調軟件自動計算實測與設計的偏差值，工控機顯示屏顯示出各支點的調整量，工人按此調整量先調整板前、后的水平和豎向位置；板前、后部調整好，再通過全站儀對Ⅱ標架上的兩個棱鏡進行測量，對其豎向進行調整，消除軌道板中部的彎曲誤差。經過反復調整，直到測量顯示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ標架上各點的偏差值滿足與設計偏差值±0.3 mm，Ⅳ標架上各點的偏差值滿足與設計偏差值±0.4 mm要求后即可對精調數(shù)據(jù)進行存儲，轉入下一軌道板的調整。

精調完成后的軌道板應設專人看護，禁止人員踩踏。

5 軌道板底灌CA砂漿

精調完成后進行軌道板封邊，安裝壓緊裝置（防止灌注CA砂漿時板上浮）。一般情況下，固定裝置安裝于軌道板的兩端中間，當曲線位置超高達到45 mm及以上時軌道板兩側中間部位增加設置固定裝置。壓緊裝置由錨桿、L型鋼架及翼形螺母組成，錨桿錨固深度應為100～150 mm，植筋膠（環(huán)氧樹脂基為基礎的）錨固，錨固完成的錨桿應確保處于垂直狀態(tài)。壓緊裝置施工前，應進行錨桿抗拔試驗。CA砂漿灌注并硬化后壓緊裝置拆除。

灌漿時使用百分表控制軌道板上浮量?？刂扑熊壍腊迳细×吭?.03～0.05 mm之間，上浮量小可以保證軌道板平移的可能性減小，從而控制軌道板平移量也在0.03～0.05 mm之間。

6 結語

通過選用高精度儀器、嚴謹?shù)氖┕すに嚭蛧栏窨刂普`差，實現(xiàn)了CRTSⅡ型高鐵軌道板良好的結構連續(xù)性、平順性、穩(wěn)定性、耐久性和少維修性能等優(yōu)點，也大大減少了鋼軌精調的調整量，對高鐵運行的安全性、平穩(wěn)性、旅客的舒適性起到了決定性作用。

[1] 鐵建設（2007）85號，客運專線無碴軌道工程施工質量驗收暫行標準[S].

[2] 張鐵.高速鐵路客運專線軌道工程施工技術[J].建筑，2010（14）：91-92.

[3]TB 10601—2009/J 962—2009，高速鐵路工程測量規(guī)范[S].