趙建華

摘 要：目前CPⅢ軌道控制網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CPⅢ網(wǎng)）主要運(yùn)用于高速鐵路及客運(yùn)專(zhuān)線，近年來(lái)，部分城市新建城市軌道交通（地鐵）線路也逐漸推廣應(yīng)用CPⅢ網(wǎng)，從而使軌道施工精度得到了很大提升，同時(shí)對(duì)開(kāi)通后的運(yùn)營(yíng)維護(hù)起到了關(guān)鍵指導(dǎo)作用。下面就城市軌道交通（地鐵）線路CPⅢ網(wǎng)的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：CPⅢ軌道控制網(wǎng)；高程；平面；運(yùn)營(yíng)維護(hù)；軌道測(cè)量小車(chē)；軌道精測(cè)；長(zhǎng)軌精調(diào)；變形監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）30-0005-04

Abstract： At present， CPⅢ track control network （hereinafter referred to as CPⅢ network） is mainly used in high-speed railways and passenger dedicated lines. In recent years， some new urban rail transit （subway） lines in cities have gradually popularized and applied CPⅢ network. Thus the precision of the track construction has been greatly improved， and the operation and maintenance of the track has played a key guiding role. The following is a brief analysis of the application of CPⅢ network in urban rail transit （metro） lines， which is summarized as follows in the paper.

Keywords： CPⅢ track control network； elevation； plane； operation and maintenance； track survey trolley； track precision survey； long rail precision adjustment； deformation monitoring

1 CPⅢ網(wǎng)概念及應(yīng)用意義

CPⅢ軌道控制網(wǎng)是指沿鐵路（地鐵）線路布設(shè)的平面和高程控制網(wǎng)，平面起閉于基礎(chǔ)控制網(wǎng)（CPⅠ）或線路平面控制網(wǎng)（CPⅡ），高程起閉于線路水準(zhǔn)基點(diǎn)，一般在線下施工完成并通過(guò)沉降變形評(píng)估后進(jìn)行施測(cè)，為鐵路（地鐵）線路布軌道施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的基準(zhǔn)。

表1 CPⅢ樁間距布置原則

CPIII網(wǎng)為智能型全站儀自由測(cè)站邊角交會(huì)的三維控制網(wǎng)（軌道平面坐標(biāo)和絕對(duì)高程），其點(diǎn)間距為縱向30-60m左右一對(duì)控制點(diǎn)（CPⅢ樁間距布置原則見(jiàn)表1），點(diǎn)對(duì)的橫向間距為10～20m，CPIII的精度要求很高，要求相鄰點(diǎn)位的相對(duì)點(diǎn)位中誤差≤1mm。因地鐵隧道凈空及曲線半徑均較小，根據(jù)隧道斷面結(jié)構(gòu)圖，在車(chē)站、矩形和馬蹄形隧道等不同結(jié)構(gòu)地段的布點(diǎn)方案有所不同（布點(diǎn)原則見(jiàn)圖1和圖2），控制點(diǎn)應(yīng)高于軌面1.2～1.3m。CPIII測(cè)量組件主要構(gòu)成有：預(yù)埋件、平面測(cè)量桿、高程測(cè)量桿、專(zhuān)用平面測(cè)量棱鏡。CPⅢ樁應(yīng)沿線路埋設(shè)在路基兩側(cè)接觸網(wǎng)桿或其基礎(chǔ)、橋梁防護(hù)墻、隧道邊墻上、路肩上進(jìn)行埋設(shè)。

CPⅢ網(wǎng)是為了適應(yīng)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線（地鐵線路）軌道穩(wěn)定性和平順性，為了保證這些施工過(guò)程中的高精度，而相應(yīng)建立的一套完整的精密測(cè)量體系。CPⅢ網(wǎng)從底座板施工開(kāi)始涵蓋軌道板（道床板）、長(zhǎng)軌精調(diào)，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)等，貫穿整個(gè)無(wú)砟（整體道床）施工期及運(yùn)營(yíng)維護(hù)期。

2 CPⅢ網(wǎng)精測(cè)原理

CPⅢ網(wǎng)為鋪設(shè)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線（地鐵線路）和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)，采用五等導(dǎo)線精度要求施測(cè)或后方交會(huì)網(wǎng)的方法施測(cè)。為使軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計(jì)的目標(biāo)位置之間的偏差保持在最小。軌道的外部幾何尺寸體現(xiàn)出軌道在空間中的位置和標(biāo)高，根據(jù)軌道的功能和與周?chē)噜徑ㄖ锏年P(guān)系來(lái)確定，由其空間坐標(biāo)進(jìn)行定位。軌道的外部幾何尺寸的測(cè)量也可稱(chēng)之為軌道的絕對(duì)定位。軌道的絕對(duì)定位通過(guò)由各級(jí)平面高程控制網(wǎng)組成的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺(tái)的空間位置坐標(biāo)、高程相匹配協(xié)調(diào)。

（1）平面已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)，采用自由設(shè)站CPIII平面觀測(cè)，每個(gè)已知點(diǎn)確保至少3站聯(lián)測(cè)貫通控制點(diǎn)，測(cè)量精度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（2）高程控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，采用城市二等水準(zhǔn)測(cè)量方式，聯(lián)測(cè)到CPIII控制點(diǎn)或CPIII控制點(diǎn)輔點(diǎn)上，精度應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范指標(biāo)要求。

3 CPⅢ網(wǎng)在地鐵線路上的應(yīng)用

3.1 CPⅢ網(wǎng)在地鐵線路整體道床施工和長(zhǎng)軌精調(diào)方面的應(yīng)用

地鐵軌道施工單位負(fù)責(zé)整體道床施工和鋼軌（含道岔）鋪設(shè)，前期布設(shè)好CPⅢ樁并通過(guò)評(píng)估驗(yàn)收（CPⅢ復(fù)測(cè)），在整體道床施工支模澆筑前上工具軌，將CPⅢ網(wǎng)坐標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軌道測(cè)量小車(chē)，進(jìn)行測(cè)量分析并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保整體道床在控制誤差范圍內(nèi)進(jìn)行澆筑，這樣對(duì)施工出來(lái)的整體道床偏差小，精度較高，確證了后期鋪軌后軌道幾何尺寸誤差小，且軌道長(zhǎng)軌精調(diào)工作量大大減小。

整體道床施工完畢后開(kāi)始鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軌，再把25m標(biāo)準(zhǔn)鋼軌通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)閃光焊，焊接成無(wú)縫線路，再次利用軌檢小車(chē)進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析軟件，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)制定精調(diào)方案（見(jiàn)圖3-6），然后安排人員進(jìn)行軌道長(zhǎng)軌精調(diào)（軌道精調(diào)流程見(jiàn)圖7），精調(diào)完畢后，再次利用軌檢測(cè)量小車(chē)進(jìn)行一次絕對(duì)測(cè)量，此次測(cè)量數(shù)據(jù)及圖形作為最基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，主要是用于后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，當(dāng)軌道線性線位發(fā)生變化時(shí)可進(jìn)行對(duì)比分析，從而可評(píng)判軌道狀態(tài)變化情況，用以指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)維修工作。

長(zhǎng)軌精調(diào)基本原則：調(diào)整的原則是先軌向、后軌距；先高低、后水平，具體步驟如下：

（1）先軌向：根據(jù)軌檢數(shù)據(jù)幾何形位數(shù)據(jù)或曲線線型，通過(guò)削峰填谷的調(diào)整方法，先使得基本軌的軌向平順性指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（2）后軌距：再根據(jù)軌距和軌距變化率的數(shù)據(jù)，調(diào)整另一根軌道的軌向，使得軌距和軌距變化率指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（3）先高低：根據(jù)軌檢數(shù)據(jù)幾何形位數(shù)據(jù)或曲線線型，通過(guò)削峰填谷的調(diào)整方法，先使得基本軌的高低平順性指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（4）后水平：再根據(jù)水平和扭曲的數(shù)據(jù)，調(diào)整另一根軌道的高低，使得水平和扭曲指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

長(zhǎng)軌精調(diào)軌道幾何尺寸控制標(biāo)準(zhǔn)：軌距偏差：1mm；軌向偏差：1mm；水平偏差：1mm；扭曲偏差：2mm；軌距變化率：1‰之內(nèi)。

3.2 CPⅢ網(wǎng)在結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

《城市軌道交通試運(yùn)營(yíng)基本條件》（GB/T30013-2013）中要求對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)，用以評(píng)估結(jié)構(gòu)狀態(tài)和穩(wěn)定性。目前傳統(tǒng)的做法就是，布設(shè)收斂點(diǎn)和沉降點(diǎn)等，定期開(kāi)展測(cè)量工作（見(jiàn)圖8）。如果地鐵線路布設(shè)了CPⅢ網(wǎng)，那么可以借助CPⅢ網(wǎng)，使用軌檢小車(chē)對(duì)軌道進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量。線路布設(shè)的CPⅢ軌道控制網(wǎng)每個(gè)樁都有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（坐標(biāo)），通過(guò)周期性測(cè)量，分析采集數(shù)據(jù)中絕對(duì)高程和平面兩個(gè)指標(biāo)，可以判斷某一地段軌道平面和高程絕對(duì)值情況，從而可判斷此區(qū)段道床上拱或者下沉等變化情況，同時(shí)將新測(cè)量的數(shù)據(jù)或圖形和前期最早采集的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)或圖形進(jìn)行對(duì)比分析（見(jiàn)圖9），對(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)有著關(guān)鍵性的指導(dǎo)性作用。從而在結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)方面可以節(jié)省道床沉降這部分的監(jiān)測(cè)費(fèi)用的支出。

3.3 CPⅢ軌道控制網(wǎng)在地鐵線路日常維修方面的應(yīng)用

軌道幾何形位和平順性分析包括：軌距偏差、水平偏差、軌距變化率、扭曲、平面相對(duì)平順性、縱坡相對(duì)平順性、鄰點(diǎn)變化率等。地鐵線路軌道維修在保證幾何尺寸偏差值在允許誤差范圍之內(nèi)，并且追求軌道質(zhì)量的進(jìn)一步提高，需要對(duì)軌道幾何參數(shù)進(jìn)行不定期維修。特別是每月軌檢車(chē)動(dòng)態(tài)檢測(cè)不良地段（見(jiàn)圖10），結(jié)合靜態(tài)檢查（使用軌距尺）數(shù)據(jù)，可利用軌道測(cè)量小車(chē)進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，導(dǎo)入分析軟件，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)分析，制定精調(diào)方案，然后指導(dǎo)班組對(duì)此地段進(jìn)行精調(diào)維修，以提高線路設(shè)備質(zhì)量，從而確保行車(chē)安全。

4 CPⅢ樁的日常維護(hù)

CPⅢ網(wǎng)建立以后，隨著結(jié)構(gòu)變形也會(huì)對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)數(shù)據(jù)有一定影響，這樣繼續(xù)采取原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)不準(zhǔn)確，所以后期對(duì)CPⅢ樁的維護(hù)和復(fù)測(cè)工作至關(guān)重要。日常區(qū)間施工也會(huì)不同程度的對(duì)樁位造成破壞，無(wú)法使用，就需要進(jìn)行補(bǔ)樁。建立CPⅢ樁基礎(chǔ)臺(tái)賬，并按期巡查，同時(shí)最好復(fù)測(cè)工作，一般要求3年一遍對(duì)CPⅢ軌道控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證其精度可靠有效，從而更精確指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著高速鐵路發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)檢測(cè)和維護(hù)手段也逐步應(yīng)用于地鐵線路上，運(yùn)用先進(jìn)的維護(hù)手段提高作業(yè)效率和線路設(shè)備質(zhì)量，同時(shí)節(jié)約維修成本的支出，并做到確保地鐵運(yùn)營(yíng)線路的行車(chē)安全。

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