高标准快速铁路轨道施工与调整体会 中铁X局 第X分公司总工0、引言• 众所周知,目前我国正处在快速和高速铁路建设 的高潮时期,其中最大的变化是把路基作为结构 物来控制施工、轨道施工要求达到的精密程度前 所未有按我个人的理解,也可以这样说:路基 和轨道的控制施工是快速和高速铁路建设成败的 关键 • 根据王局长的指示,受工务处领导的委托,在这 里我想就我们2007年与2008年在合宁和合武铁路 轨道施工与调整中走过的一些弯路和几点体会在 这里和各位领导和专家进行简单的交流,错误之 处,请予以批评指正!1 、工程实例• 新建铁路西安南京线合肥至南京段与合肥至武汉 段,均位于沪汉蓉快速通道的东段,是我国设计 一次开通时速达250km的客运快速铁路 • 合宁铁路2007年10月份铺通,年底开通货物运营 ,2008年4月18日正式开通动车组合武铁路( 安徽段)2008年9月份铺通,年底开通货物列车 ,计划2009年4月正式开通动车组 • 合宁、合武铁路(安徽段)客运专线有砟 轨道均采用百米定尺轨在我们自己设计建 设的合肥三十埠焊轨基地内焊接成500m长 钢轨运至施工现场,由CPG500型长轨条铺 轨机组一次铺设成轨道线路,经现场联合 接头焊接、单元轨节锁定焊接、上砟、 MDZ机组整道等一系列后续工序,逐步形 成无缝线路。
另外,合武铁路安徽段共有 三座长大隧道设计为双块式无砟轨道,长 度共24Km 2、轨道施工与调整简述• 合宁、合武铁路(安徽段)的轨道工程施工由于 受各种主客观因素等影响,轨道施工工期非常紧 张,工序多,压力巨大特别是合宁铁路作为全 路首次按照时速250公里一次开通运营的客专有 砟轨道线路,当时自上而下认识还没有完全到位 ,对施工标准和施工工艺、方法等掌握不够,完 全处于探索阶段,走了不少弯路如对于CPIII网 的建立和轨道基标的测设滞后,线路精细整道过 程中出现多次反复,拟合后的轨道标高和曲线资 料多次变化,包括客专道岔在前期定位过程中发 生了位置的偏差等,给轨道的达标工作带来了许 多困难• 铺设时速250公里的客运专线无缝线路,没有现成的 施工经验可以借鉴,需要在轨道工程施工中解决许多 技术难点和关键技术为此,从合武铁路的轨道施工 开始,我们彻底改变过去普通轨道施工的传统做法, 改变单一的作业模式,把轨道施工各工序的施工衔接 和严格的标准控制统一作为系统工程来做,严格各工 序作业标准,确保轨道一次达到按设计时速开通条件 通过紧紧抓住有砟和无砟轨道精密测量控制、底砟 摊铺(无砟道床板)、长轨铺设、焊接锁定、轨道粗 精调、客专(提速)道岔铺设等关键环节,逐步编制 完成了CPIII网施测、底砟摊铺、CPG500型长铺机铺 设500米长钢轨、K922移动焊机现场焊接、锁定、补 砟整道、轨道精调等共17项专项作业指导书。
• 作为合宁、合武铁路(安徽段)轨道工程 施工的主要组织和参与者,下面重点介绍 一下轨道工程施工测量、有砟轨道整施工 与精调、无砟轨道精细调整的几点粗浅做 法和体会,不妥之处,请各位领导和专家 批评指正3、轨道工程施工测量• (1)、合宁铁路轨道工程施工测量方法铁建设(2006)76号文《时速200—250Km有碴轨 道铁路工程测量(试行)》和铁建设(2006)189号文 《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》都 是在2007年2月份发布实施的;在经过一段时间 的宣贯、学习、了解,在合宁铁路铺轨完毕后, 开始大面积进入粗精调阶段,新网还没有建立起 来,为此我们按老网控制(即按原控制网和原控 制网设计的线型)采用既有《测规》以及采用传 统的测量方法和上碴整道测量程序进行全线轨道 粗精调工作,具体方法步骤如下: 3.1合宁铁路轨道工程施工测量方法、存 在的问题和采取的措施(1)、合宁铁路轨道工程施工测量方法• A、在铺轨前,由线下施工单位向铺轨施工 单位移交或恢复线路设计的中线控制桩和 水准高程控制网,铺轨单位按照过去普通 铁路铺轨方式来组织复测工作 (1)、合宁铁路轨道工程施工测量方法• B、把移交过来的中线控制桩和水准控制点 作为线路控制基准,然后逐点进行细部加 密工作,基本应用中线测量方法(主要是 穿线法和偏角法)来调整平面线型,用四 等及等外水准来控制轨面高程。
1)、合宁铁路轨道工程施工测量方法• C、部分地段采用了普通的线路外移中线桩 控制平面,设置了外移起道桩来控制纵断 面 (1)、合宁铁路轨道工程施工测量方法• D、采用连续拉链法来控制里程2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• A、首级控制网精度远低于目前应设的CPII 控制精度2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• B、施工程序导致施工测量为控制点间层层加密 ,容易形成误差积累,最终逐渐偏离轨道的原设 计位置,在局部位置可能满足线形正矢要求,但 在整体把握上,由于各段偏离情况离散性很强, 从而形成线形的连续性很差,(即在轨道的静态 参数上20m弦长的正矢可能满足要求,但300m弦 长的正矢就不能满足要求) (2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• C、按照中线控制桩采用拉链法,测量方法 精度低,形成误差积累,各断面里程不能 精确定位,也影响线路的平面定位和纵断 面控制 (2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• D、采用传统的偏角法和支距法测量,产生 了误差积累,提供的控制基准精度不高, 线路出现的折点非常多,在平面上,短距 离折线明显,直线与曲线连接不连贯,曲 线线形不圆顺,不能满足每20m 实测正矢 与理论正矢之差为2mm的要求。
(2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• E、由于水准精度低,不能保证竖曲线范围 内的实测高程与理论值之差在±3mm之内) ,竖曲线不圆顺 (2)、没有及时布设精密测量控制网( CP 网),造成以下诸多问题:• F、由于建立的是线路中线控制桩,在铺轨 及上碴整道施工过程中 ,损坏率很高;而 正由于上述原因,轨道精调始终无法满足 一次开通时速250Km的轨道标准,造成来 回反复拨道、不断增加机养遍数 (3)、采取的措施• 鉴于上述存在的问题,合宁公司随后组织 了设计院、线下施工单位进行了CPI、CPII 网控制测量和CPIII网基桩测量;但由于大 部分线下施工单位对CPIII网的认识不够, 使得全线多处CPIII控制精度仍然满足不了 规范要求,经复测多处控制点相邻点位坐 标中误差超过5mm,有的甚至成倍超出, CPIII网导线精度太低;同时选点位置不合 理,埋石也达不到要求,因而CPIII控制点 的变形量大3)、采取的措施• CPIII网建立无法满足要求,对轨道精调起 不到控制作用,产生的效果同以上采用传 统测量效果基本一样因而,由此又增加 了机养的遍数,且由于精度过低,降低了 大养质量。
为彻底解决以上出现的问题, 合宁公司特邀在既有线提速改造中经验丰 富的上海局技术中心进行现场指导,采用 实际线型拟合的形式消除局部关键折点和 不圆顺,具体方法如下: (3)、采取的措施• A、对于曲线段,采用1秒及以上全站仪, 建立独立坐标系,分段局部控制(一般 2Km以内),并每隔20m左右实测出状况 较差段的实测线型(沿着一侧钢轨实测, 并把实测线型归算到线路中心)进行分析 ,采用专业软件,优化线型进行拟合 (3)、采取的措施• B、在曲线分析线型时,弃去不合理的离散 型较大的数据,通过调整曲线半径和曲线 长度来拟合线型在法线方向上,通过拟 合线型与实测线型的比较,计算出拨道量 ,然后对实测线型进行纠偏在具备一定 圆顺性的线型中,按内插法细化给出5m的 拨道量 (3)、采取的措施• C、对于直线上的小折线,采用大半径曲线 拟合(R=15000m),以消除折线小偏角 (3)、采取的措施• D、车站线路与站台间距限差要求很严,而 且高速道岔已经铺设完成,不宜在车站内 进行线路调整在测设中,坚持“车站不动 ,调整区间”的原则,将原折线小偏角调整 到道岔区域以外3)、采取的措施• E、纵断面控制上,采用高精度仪器按精密 水准测量要求重新布置控制基准,重新实 测出每10米位置处的高程,内插5m的起道 量。
(3)、采取的措施由于经验不足和认识上不到位以及其它多 种住客观因素,在合宁铁路90多公里长的 线路上,我们前后有40多个技术人员,用 将近5个月的时间进行不间断的测量作业, 大养遍数一般都在10遍以上,最多地段达 13遍3.2合武铁路(安徽段)有砟轨道施工控制 量• 在认真总结合宁铁路经验教训的基础上,中铁四 局承担了合武铁路(安徽段)全线CPIII测量任务 (包括24Km长的无砟轨道)铺轨前在全线建立 了CPIII网,为铺轨和线路粗精调提供了保证关 于有碴轨道CPIII网测设和使用的具体方法和要求 ,我这里就不单独介绍了,下面将有我们公司工 程部主管测量的陈杰亮副部长做具体介绍,我在 这里只强调要特别注意的两点: 3.2合武铁路(安徽段)有砟轨道施工控 制量• 一是CPⅢ控制网测设的最佳时机,应待线 下工程沉降和变形满足要求后施测,应在 铺轨前完成CPⅢ布网精度直接影响到轨 道粗、精调效果测量方法严格按规范要 求在CPⅠ和CPⅡ基础上,导线测量方法按 五等导线施测,水准按精密水准施测3.2合武铁路(安徽段)有砟轨道施工控 制量• 二是在现场测设中必须严格选点和埋点, 以保持CPⅢ点位的永久性。
3.3合武铁路(安徽段)无砟轨道施工控 制量 • 无砟轨道必须满足高速度、高可靠性及高 舒适性的要求,其无砟轨道的精密测量是 无砟轨道施工的前提条件为满足无砟轨 道铺设时的高精度测量要求,按照铁建设 (2006)189号文《客运专线无碴轨道铁路工 程测量暂行规定》,在无砟轨道施工前, 采用自由设站后方交会法布设CPⅢ控制网 ,其间距为50—60m左右一对3.3合武铁路(安徽段)无砟轨道施工控 制量 • 无砟轨道必须满足高速度、高可靠性及高 舒适性的要求,其无砟轨道的精密测量是 无砟轨道施工的前提条件为满足无砟轨 道铺设时的高精度测量要求,按照铁建设 (2006)189号文《客运专线无碴轨道铁路工 程测量暂行规定》,在无砟轨道施工前, 采用自由设站后方交会法布设CPⅢ控制网 ,其间距为50—60m左右一对3.3合武铁路(安徽段)无砟轨道施工控 制量 • 用CPⅢ控制网作为测设基线,采用轨道几 何状态测量仪(俗名轨检小车)高精度测 设轨道的绝对三维坐标;依靠螺杆调整器 初步定位,整群定位器精确定位,反复调 整达到规范要求,再利用全站仪和测量小 车及分析系统对每一根轨枕处的中线和高 程(对轨道进行全断面三维空间位置和铺 设精度进行检测)适时进行测量,跟踪精 调,完成最终定位,以保证无砟轨道的施 工精度。
4、有砟轨道施工和精细整道• 对于有砟轨道,道床的稳定性是保持轨道几何形 态的主要因素,是保证列车按照规定速度运行的 关键因素特别是在南方,道砟上道后,道砟中 的含泥量及片状、针状、大粒径石砟含量等超过 规定的标准,将加快道床的粉化板结,影响道床 的排水,是道床弹性变差,在列车动力作用下, 表现为钢轨的轨距、方向、水平和高低的变化加 剧,直接影响列车的运行速度和旅客乘坐的舒适 性,严重时危及行车安全1)把好道砟生产、存储、运输关• 有砟快速铁路要求道砟的材质、级配和清洁度必 须达到技术条件的相关要求,但由于新建铁路沿 线道砟资源比较匮乏,且大规模的铁路建设需求 之间矛盾突出,无论是道砟材质,还是级配都达 不到规定要求,加上工期紧,道砟供应困难,道 砟投标价格低,生产商不愿意多投入,碎石粉尘 对道砟的污染情况特别严重,需要集中从源头上 进行严格控制为避免此类现象发生,必须要对 砟源严格筛选,对道砟的生产过程的每个环节进 行现场适时地监控,并选择合适的设备进行冲 洗 ,确保。