高速铁路无砟轨道精调作业技术研究

董慧、朱志伟、邓程程

（南京铁道职业技术学院，江苏南京210031）

0 引言

“八纵八横”高速铁路网络的建设，极大地推进了国民经济的发展。然而，随着高速铁路列车运行速度不断加快，对于列车运行的平稳性及施工精度方面的要求随之不断提升。尤其是高速铁路无砟轨道结构的沉降误差在毫米的精度，这就对高速铁路轨道施工误差的精度要求较高，一旦产生超限，轻则导致列车运行速度及舒适性受到影响，重则严重威胁行车的安全性。开展高速铁路精测精调工作可以充分符合高速铁路轨道施工技术的规范要求，因此，高速铁路轨道精调成为高速铁路轨道施工与维护的关键环节，更是成为高速铁路运行品质的重要保障。

1 高速铁路精调

高速铁路轨道精调工作开展可细分为静态和动态两个层面，其中静态精调具体是在联调联试之前实施精调处理，具体在高速铁路轨道应力疏散，锁定线路、焊缝抛光打磨后，需进一步优化轨道线型，促使轨道几何尺寸优化调整至规范标准内；而动态精调则具体是通过运行试验、联调联试，在实际运营期间的精调操作，充分结合轨道动态监测的结果来全面修复轨道局部缺陷问题，同时微调局部区域尺寸数值。动态精调和静态精调两者的差异主要集中体现在数据收集、处理和分析层面，静态精调是检查轨道缺陷状态，结合算量来进行优化调整，而动态精调则是依托几何测量仪器采集动态数据，通过与精调数据对比来全面消除其中的异常情况。在静态调整达到设计标准后，再执行轨道的动态调试。动态调整基于调试收集的动态数据进行分析，检测铁路轨道上的异常情况。通过轨道的静、动态调整，轨道呈现的平顺度将充分符合高速铁路运行的舒适、安全等根本性要求。

2 高速铁路精调作业准备

2.1 施工人员的准备

根据精调作业实际情况，合理组织团队，科学进行任务分工。要求所有参与精调工作的施工人员都应当在正式上岗之前做好相应的培训工作，保证其在掌握相关工作技能后再进行施工，具体要求熟练CPIII 技术测量的方法和精度，掌握全站仪、轨检小车等精调配套设备的校核和构造特点与轨检小车的运行原理及操作方法，实现良好的数据采集、分析处理，同时需实时调整方案制定方法，稳定进行精调数据的内业处理等，打造出一支专业化、精细化的施工操作团队。

2.2 精调设备等物质资料准备

对于轨检小车、全自动全站仪等相关的各种仪器设备，设备应具有良好的工作条件，完成检验设备的校准，满足工作要求；测量设备的精度符合标准；各类设备适应工作环境，具有良好的稳定性。CP3 控制点等基础设施，要确保控制点的完整性，除此之外，做好高温遮阳棚遮阳伞、低温观测等预防措施所需要的其他物质资料。

2.3 CP3 复测和轨道状态检查

复测前做好CPⅢ桩检查及安装，在实际施工当中，需提前做好检查工作，重点针对施工区段内的CP3 桩实施全面检查。内容上具体为：CPⅢ桩完好性、棱镜是否可完全插入等。CP3 控制点应严格按标准进行统一编号，如发现损坏应及时补测，以免对后续工作造成影响。CP3 网络在铁路微调之前必须进行复测，复测结果只有在评估通过后才能应用于轨道微调。在施工过程中，跟踪测量操作非常重要，以确保测量数据的真实可靠。测站复测精度至少为1mm，单次测量长度不超过60m，两站重叠的必须要有10 根轨枕以上。

现场要对轨道的状态进行观察和评估。状态参数主要有线路设计平、纵断面资料，重点复核关键参数，包括轨面高程、轨道中线、坡度、竖曲线、平面曲线、曲线超高等。还要检查无砟轨道上是否干净整洁，检查扣件系统安装是否正确、缺少、有无损坏，检查焊缝是否平顺等。

3 高速铁路精调作业

3.1 高速铁路精调数据采集

3.1.1 轨道测量作业时间

在条件允许的情况下，应尽可能按照全站仪的操作要求进行测量。必须充分考虑天气、阳光直射、雾和雨后大气湍流等因素，以选择最佳测量时间。在阳光下测量时要求测量人员务必使用遮阳伞，避免阳光照射产生温度效应。高速铁路的精调测量工作一般在晚上或阴天时进行较好。

3.1.2 精调测量

目前我国对于高速铁路轨道精调测量，采用全站仪通过轨检小车的棱镜来收集轨道几何状态数据，由此实现良好的数据采集效果。轨检小车，具有绝对和相对两种测量模式。在现场数据采集之前，CPIII 控制点坐标数据、设计线形参数数据文件要求必须提前录入轨检小车。

高铁轨道应力释放后，配合轨检小车，采用全站仪自由设站方式进行轨道测量。轨检小车的测量模式以全站仪高精度自由工位设置为前提。选用型号为Leica TCA、Trimble S 系列的全站仪，可结合高铁轨道两侧的CPIII 控制点，应用自由设站，全站仪设站点应在轨道上，最好是该点到中心线的距离与到小车上棱镜的距离相同，使用至少8 个控制点自由设站。

全站仪安装好后，配套轨检小车也连接正常，将全站仪对准轨检小车棱镜，通讯检查锁定。用轨检小车测量时，观察时不要盖住棱镜和全站仪。如果它们被外物遮挡，测量工作也将随之停止并重新测量点。轨检小车在测量过程中，待数据显示稳定后，即可开始采集相应的测量数据。为避免数据波动大和测量数据误差大，一旦出现数据波动较大的情况应禁止采集数据。每次测量结束后，及时整理导出数据，进行分析调整。下一次测量应与上一次测量至少搭设30m，以避免测量结果出现偏差。

3.2 数据分析处理与调整量计算

数据分析处理主要是依托轨道精调试算软件对轨道的平顺性指标进行分析，按照线路平顺性为原则：直线顺直，曲线圆顺。高铁轨道精调按照“先整体后局部、先轨向后轨距、先高低后水平”的原则来展开施工操作，优先保证轨道运行的平顺性，另外一股钢轨通过轨距和水平控制。轨向在线性上应平顺，无剧烈凸凹。轨距剩余调整量相邻点值之间应无剧烈变化；水平剩余调整量相邻点值应无剧烈变化。轨道几何状态数据通过轨道精调软件进行数据分析和合理的适算，得到每个扣件位置的调整量值，指导轨道现场调整，确保轨道各项指标满足设计要求。

3.3 高速铁路轨道调整

3.3.1 轨向、轨距调整

精调作业时轨距、轨向调整通过更换轨距挡块来实现。高程调整时，先基准轨、再非基准轨。调整前，应先选择某段钢轨来作为基准轨，在曲线地段时序做好对上股、直线地段的选择，并以前方曲线上股同侧钢轨来作为基准轨，最后对基准股钢轨的方向实施精调作业，轨向允许偏差为2mm/10m 弦。调整高铁轨道方向前，需要使用电子仪表来详细检查轨道关系，并对产生的相关数据做好记录工作。所调整的数据最终确定后，最终可用于比较调整的精度。

轨距调整时先固定基准股钢轨，调整另一股钢轨，轨距允许偏差为±1mm，轨距变化率不大于1.0‰。逐步重复上述操作，进行各个区段上轨向与轨距调整。

3.3.2 高低、水平调整

在高铁轨道高程调整前，需要使用电子仪表检查轨道关系并做好相关数据的详细记录。高程调整是通过抬高轨道下垫板和铁垫板下垫板这两种方法来实现的，在满足平顺度要求的情况下，高程允许偏差为+4mm～-6mm；紧靠站台偏差为+4mm～-0mm。水平调整时，应先固定基准股钢轨，再调整另一股钢轨高低，校核水平精度，水平变化率应达到相邻两根轨枕不大于0.5mm 的标准。

高低、水平调整通过更换轨垫来实现，调整后钢轨高低线型应平顺，无突变，无周期性小幅振荡。高速铁路精测精调的现场施工，要求严格依照精测精调原则来展开施工。

3.4 轨道复测

扣件调整或更换结束后，精细调整区段应采用轨检小车进行连续测量，对复测数据进行适算分析，不满足精度要求的地段重新调整，对于不符合调整要求的局部断面，需要重新更换紧固件，直至满足平顺度控制的标准要求。将本次复测量数据和第一次数据进行复核，核对复测结果在确认正确无误后，才能确定为精调完毕。否则应重新测量计算、制定方案重来。通过反复测量调整，最终使轨道平顺性满足设计要求。

4 结语

高速铁路精调作业具有技术要求高、施工难度偏高、施工要求规范严格等特点，成为现代高速铁路施工及常规维护工作开展的主要内容之一。在实践中，现有的高速铁路精调技术存在不够成熟地方，本文深度探索符合我国高速铁路的精调作业流程和技术要点，通过科学、合理的高铁精调作业能够使线路处于良好状态，切实保障高速列车运行的安全性和稳定性。