前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的高速鐵路工程測量規(guī)范主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:職業(yè)教育 鐵路測量 高速鐵路 新技術(shù) 新規(guī)范 變革
0 引言
客運專線、高鐵速度很快(200km/h~350km/h)給鐵路建設(shè)維護中的工程測量帶來很多新問題:客運專線、高鐵高平順性,線路變得更直,曲線長度變得更長;為了滿足線路發(fā)展,隧道和橋梁必須增加;為了保證線路精度達到規(guī)范要求,建立了新的坐標控制網(wǎng);軌道演變?yōu)闊o砟軌道;軌道板的鋪設(shè)要求線下工程沉降必須很少;工務(wù)維護的測量的時間也要變成夜間;為了滿足以上種種原因,測量的規(guī)范、方法、儀器都需要革新和變化。
1 高鐵引發(fā)鐵路測量的思考、發(fā)展方向
1.1 線路變得更直、曲線長度變得更長 高鐵相對于普鐵速度快了好幾倍,所以曲線半徑加大,緩和曲線加長。普鐵的曲線測量由于誤差會很大,將不能再適應(yīng)高鐵的需要。我們知道,曲線外矢距f=c2/8r式中c為弦長,r為半徑。若按10m弦長3mm的軌向偏差(即用20m弦長的外矢距偏差)的軌向偏差來控制曲線,則鋪軌時一個大彎道由幾個不同半徑的曲線組成,且半徑相差幾百米。由此可見,只采用10m弦長3mm(有碴)/10m弦長2mm(無砟)的軌向偏差來控制軌道的平順性或許不構(gòu)嚴密的,因此有人提出采用相對控制與坐標絕對控制相結(jié)合的方法來進行軌道鋪軌控制。絕對坐標的應(yīng)用涉及到全站儀坐標放樣及gps定點的大規(guī)模使用,這些都是我們高職院校在教學(xué)組織中相對欠缺的。我們必須將課程內(nèi)容及訓(xùn)練方式進行調(diào)整,加強全站儀和gps的學(xué)習(xí)和使用。
1.2 隧道和橋梁的增加 由于線路變直,曲線變長,同時為了保護有限的土地。在客運專線、高鐵的建設(shè)中,橋梁和隧道所占的全線比重在加大。京津城際鐵路有86%的線路建在橋梁上;武廣高鐵全線共有橋梁648座,總長度468公里,幾乎占到線路總里程的一半,全線有隧道226座,總長度177公里。同時高鐵的路基橫斷面加大,也使得橋梁和隧道的橫斷面尺寸加大。為滿足列車高速通過隧道時產(chǎn)生的空氣動力效應(yīng)要求及旅客舒適度的要求,隧道斷面凈空有效面積達到100平方米,施工開挖斷面達到160平方米。這些提醒了我們高職鐵道工程類在以后教學(xué)過程中必須把橋梁和隧道的施工測量提升到一個新的層面,新技術(shù)、新規(guī)范、新工藝、新材料、新設(shè)備,都是我們要更新和關(guān)注的問題。
1.3 軌道演變?yōu)闊o砟軌道測量 為了滿足客專、高鐵的高速運行,我們的軌道現(xiàn)在已經(jīng)向無砟軌道演變。對于無砟軌道,地基處理完成后,直接上面進行軌道板的施工,其后進行軌道鋪設(shè),軌道施工完成后基本不再具備調(diào)整的可能性。這就要求對施工精度有著較有碴軌道更嚴格的要求,使軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計的目標位置之間的偏差保持在規(guī)范許可內(nèi)。軌道的定位通過由各級平面高程控制網(wǎng)組成的測量系統(tǒng)來實現(xiàn),從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺的空間位置坐標、高程相匹配協(xié)調(diào)。我們今后在教學(xué)過程中就必須強調(diào)讓我們學(xué)生嚴格控制各個環(huán)節(jié)的控制,改變以前將誤差留到后面才來處理的習(xí)慣,練習(xí)無砟軌道的儀器架設(shè)、使用方法。測量的標準也同樣要求學(xué)生注意更換。
1.4 測量控制網(wǎng)的變化 我們把適合于客運專線鐵路工程測量的技術(shù)體系稱為客運專線鐵路精密工程測量??瓦\專線無砟軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng),按施測階段、施測目的及功能不同分為了勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護控制網(wǎng)。我們可以簡稱為“三網(wǎng)”。在客運專線無砟軌道的設(shè)計、施工及維護的各階段均采用坐標定位控制,因此必須保證三網(wǎng)的坐標高程系統(tǒng)的統(tǒng)一,才能使無砟軌道的勘測設(shè)計、線下施工、軌道施工及運營維護工作順利進行??瓦\專線勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運營維護控制網(wǎng)平面測量應(yīng)以基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)cpⅰ為平面控制基準,高程測量應(yīng)以二等水準基點為高程控制測量基準。
客運專線鐵路工程測量平面控制網(wǎng)第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(cp?。诙墳榫€路控制網(wǎng)(cpⅱ),第三級為基樁控制網(wǎng)(cpⅲ)。
同樣作為高等院校的我們也不能忽視這些新事物的出現(xiàn)和演變,我們需要緊跟技術(shù)發(fā)展,將這些介紹給我們學(xué)生;不能讓學(xué)生輸在起跑線上。
1.5 沉降監(jiān)控量測 客專、高鐵要求對地基沉降做了很多處理,但無砟軌道鋪設(shè)后線下構(gòu)筑物仍有可能發(fā)生不均勻沉降,這會給線路維修帶來很多的問題。因此,客專、高鐵無砟軌道對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求相當(dāng)嚴格。南廣線在修建的過程中要求線下工程建好后必須有一年的時間進行沉降監(jiān)控量測,一年后變形符合要求,才能進行軌道板的澆注施工。這要求我們在今后的教學(xué)中要加強沉降的檢測量控的教學(xué),我們以前在課本編寫、教學(xué)組織方面都忽視了的這些東西。可以說沉降觀測是我們很薄弱的一塊。
1.6 測量工作時間的變化 以前普鐵由于運行速度不是很快,故我們的工務(wù)人員可以在白天利用運營間隙進行既有線測量。而高鐵白天運營時間是不允許人員進入線路的,天窗時間只有晚上或者專門停運才能進行既有線的測量,比如廣局就是每天零晨零點至零晨四點。這就要求我們的學(xué)生以后可能要掌握夜間測量的技術(shù)。由于高鐵的建設(shè)相對只是一時的,更多的時間是運營,所以大量的高鐵的工務(wù)問題在今后有待我們進一步研究討論、總結(jié)創(chuàng)新。
1.7 測量使用規(guī)范、方法、儀器變化 我們所使用的規(guī)范由《新建鐵路工程測量規(guī)范》、《既有鐵路工程測量規(guī)范》轉(zhuǎn)向《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》;由武廣高鐵的各種測量細則、方案,轉(zhuǎn)向《高速鐵路工程測量規(guī)范》。我們的地球面是個橢球曲面,地面上的測量數(shù)據(jù)需投影到施工平面上,曲面和平面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,不可避免會產(chǎn)生變形誤差。因此規(guī)定客專、高鐵無砟軌道工程測量控制網(wǎng)采用工程獨立坐標系,把邊長投影變形值控制10mm/km,以滿足無砟軌道施工測量的要求。同時客運專線無砟軌道高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準測量精度要求施測。鋪軌高程控制測量按精密水準測量要求施測。這些變化都促使了我們使用的測量儀器淘汰升級。大量先進、精密的儀器在現(xiàn)場得到推廣使用。這就要求我們職業(yè)院校必須更新引進新儀器,學(xué)習(xí)新儀器的使用,并教會學(xué)生熟練掌握。
2 結(jié)語
縱然現(xiàn)在客專、高鐵也在我國的經(jīng)濟高速發(fā)展下得以快速發(fā)展。我國目前已經(jīng)提出不久的將來北京到全國大部分省會城市將會形成8小時內(nèi)交通圈。到2012年,新建高速鐵路將達到1.3萬公里。很快高鐵就會走進我們的生活,作為鐵路院校,我們應(yīng)該也必須提高、改進、更新我們知識、設(shè)備,讓鐵路測量教學(xué)在各方面做好準備邁入高鐵時代。為鐵路職教書寫新的篇章。
參考文獻:
[關(guān)鍵詞]三角高程測量;水準測量;測量精度
中圖分類號:P216 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)13-0170-02
1.引言
京滬高鐵工程86.5%段落為橋梁段,橋梁段落大部分都為高度在3m以上的高墩,在橋梁線路上建立CPIII網(wǎng)必須將橋下的二等水準點引上橋梁,如果用鋼尺傳遞按照常規(guī)的二等水準測量,由于橋墩過高、風(fēng)力影響會使精度難以控制,因此,采用三角高程測量方法,簡便可行。
2.測量原理
2.1對儀器、棱鏡的要求:
角度測量精確度:≤± 1″
距離測量精確度:≤± 1mm +2ppm
棱鏡:徠卡園棱鏡配徠卡對中腳架,為減少誤差,測量中只使用一套棱鏡
2.2幾何關(guān)系如下圖:
2.4讀數(shù)要求
垂直角讀、記至0.1″,計算至0.1″;
距離讀、記至0.1mm,計算至0.1 mm;
氣溫讀、記至0.2°;
氣壓讀、記至1Pa;
2.5高差較差要求
① 兩次變換儀器高測得的高差較差應(yīng)≤±1.0mm。
② 不同測站測得的相同兩點的高差的較差應(yīng)≤±1.0mm。
(接上頁)
2.6實際操作注意事項
1)嚴格按照三角高程測量技術(shù)要求進行三角高程的觀測,將高程引上橋梁。三角高程觀測過程中,為消除地球曲率對高差的影響,要求前后視距差≤3m。
2)為消除量取棱鏡高度的誤差,測量中必須使用一套棱鏡,棱鏡桿長度不能抽出來,置鏡點的點位選在儀器能同時觀測到梁上梁下的棱鏡,前后視距離均要小于150m,垂直角小于28°。
3)一般在橋上2公里左右同時埋設(shè)兩個水準基點,用三角高程上橋測得兩點高程后,在橋梁上用二等水準進行聯(lián)測,測得的水準高差和三角高程之差應(yīng)控制在1mm以內(nèi),如果超限,三角高程上橋應(yīng)重新測量。
3.精度分析
三角高程測量的主要誤差來源于測距誤差、測角誤差、地球曲率的影響、大氣折光影響、溫度氣壓、量取儀器高和棱鏡高。
根據(jù)2.5對置鏡點的要求,我們?nèi)=150m,垂直角α=28°,TC2003全站儀標稱精度1mm+1ppmD,測角標稱精度為0.5"進行分析。
光電測距三角高程誤差來源:
由于圍繞地球的大氣層受重力影響,低層空氣的密度大于高層空氣的密度,觀測垂直角時的視線穿過密度不均勻介質(zhì),成為一條上凸的曲線,使視線的切線方向向上抬高,測得的垂直角偏大。我們在作業(yè)過程中時在地球表面,且前后視距差
3.5溫度氣壓的影響
影響光速的大氣折射率n為光的波長λ、氣溫t和氣壓ρ的函數(shù)。對于某一型號的儀器,采用一定的光源,λ為一定值。因此,根據(jù)距離測量時測定的溫度、氣壓,可以計算出測距時的氣象改正。
一般在測量時溫度、氣壓要輸?shù)絻x器里邊,儀器可以自動改正這項值。所以在這里不考慮它對測距的影響。
3.6儀器高和棱鏡高的誤差影響
在觀測時采取特殊方法,不量取儀器高和棱鏡高,因此,此兩項誤差為零。
綜上所述,三角高程測量的高差誤差為測距和測角所引起的誤差:
5.結(jié)語
根據(jù)國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T12897-2006中規(guī)定,二等水準測量要求每公里高差中誤差不大于1mm。而采用本方法三角高程測量時的高程中誤差約等于±0.52mm。通過實踐證明,三角高程測量可滿足二等水準測量的精度要求。
參考文獻
[1]國家一、二等水準測量規(guī)范GB_T_12897-2006.
關(guān)鍵詞:無砟軌道;CRTSII型板;測量;CPⅢ;加密基樁
Abstract: the frantic jumble no track with very good smooth, high stability and continuously even flexibility. For this purpose, must provide a high precision CeLiangWang, using the high accuracy of pure tone system CRTSII board position.
Key words: no frantic jumble tracks; CRTSII type board; The survey; CP Ⅲ;Encryption the foundation pile
中圖分類號:F530.3文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
2005年,我國系統(tǒng)引進了德國博格板式無砟軌道設(shè)計、制造、施工、養(yǎng)護維修及工裝、工藝等成套技術(shù)。在鐵道部“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”的戰(zhàn)略部署下,通過高速鐵路的工程實踐,無砟軌道系統(tǒng)技術(shù)總結(jié)、系統(tǒng)技術(shù)再創(chuàng)新工作,已經(jīng)形成了我國CRTSⅡ型板式無砟軌道系統(tǒng)成套技術(shù)。
1.1結(jié)構(gòu)組成
主要由鋼軌、配套扣件、預(yù)制軌道板、砂漿調(diào)整層、連續(xù)底座板、滑動層、側(cè)向擋塊等部分組成,每孔梁固定支座上方設(shè)置剪力齒槽,梁縫處設(shè)置硬泡沫塑料板,臺后路基上設(shè)置摩擦板、端刺及過渡板等部分組成。
1.2橋梁直線地段II型板式無砟軌道設(shè)計橫斷面圖
1.3橋梁曲線地段II型板式無砟軌道設(shè)計橫斷面圖
二、精密控制網(wǎng)測設(shè)
高速鐵路平面控制網(wǎng)分三級布設(shè),包括基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ)、線路控制網(wǎng)(CPⅡ)、軌道控制網(wǎng)(CPIII)。
1.基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CPⅠ)主要為勘測設(shè)計、施工、運營維護提供坐標基準,應(yīng)沿線路走向布設(shè),并在勘測階段完成;
2.線路控制網(wǎng)(CPⅡ)主要為勘測設(shè)計和施工提供控制基準,CPⅡ測量應(yīng)在CPⅠ的基礎(chǔ)上采用GPS測量或?qū)Ь€測量方法施測,控制點的布設(shè)一般選在距線路中線50~100m,且不易破壞的范圍內(nèi),點間距應(yīng)為800~1000m,相鄰點之間應(yīng)通視;
3.軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)的建立基于CPII,主要為鋪設(shè)無碴軌道提供控制基礎(chǔ),(如加密基樁測設(shè)、放樣軌道板定位錐,底座板的放樣和驗收、CRTSII型板竣工測量等)。精確地布設(shè)和施測CPIII網(wǎng)是保證CRTS II型無砟板式軌道系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵。該網(wǎng)的布設(shè)和施測,充分考慮利用了全站儀在特定條件下測角具有極高的精度這一特定。
CPⅢ高程測量的測量等級為精密水準測量,測量工作應(yīng)在CPⅢ平面測量完成后進行,并起閉于二等水準基點。
CPⅢ平面控制測量應(yīng)使用自動跟蹤的全站儀,儀器水平角測量方向中誤差不應(yīng)大于1",距離測量中誤差不應(yīng)大于1mm+2D×10-6(D為測距)。水準測量使用的水準儀等級不應(yīng)低于DS1級,水準尺應(yīng)為銦瓦水準尺。
三、CRTS II型板加密基樁和安置點的測設(shè)
在每塊板接縫處通過CPIII測設(shè)加密基樁,相鄰加密基樁相對精度應(yīng)滿足:水平位置±0.2mm,高程±0.1mm。加密基樁高精度滿足CRTS II型板安裝施工要求的測量工作,加密基樁點保證了CRTS II型板的幾何位置,同時亦保證了軌道的設(shè)計位置和線路參數(shù)。
加密基樁和安置點放樣
(1)首先根據(jù)鐵路線路設(shè)計參數(shù)和加密基樁點的設(shè)計位置,使用專用的軟件計算設(shè)計坐標。
(2)橋上底座板施工完后,利用CPⅢ點,使用全站儀放樣加密基樁,放樣精度要求小于5。放樣加密基樁的同時應(yīng)對軌道鋪設(shè)錐加以量出和標志,軌道鋪設(shè)錐可以采用全站儀坐標放樣,或用尺量出錐體的位置。軌道鋪設(shè)錐和基準點的連線垂直于軌道軸線,分別向左和向右離開軌道軸線0.100m。下圖為CRTS II型板安置點及加密基樁點的測量釘。
(3)在有超高的路段,基準點應(yīng)設(shè)在地勢較低的一邊,軌道鋪設(shè)錐設(shè)在地勢較高的一邊。
2、加密基樁平面坐標測量
加密基樁平面坐標測量應(yīng)使用測角標稱精度不應(yīng)大于1″、測距標稱精度不應(yīng)大于1mm+1ppm的全站儀,點位對中誤差不應(yīng)大于0.5mm。全站儀任意設(shè)站,通過對線路兩側(cè)不少于4對CPⅢ控制點的聯(lián)測,最終達到確定加密基樁坐標的目的。
(1)對加密基樁的測量要按組進行,每組從65到85米不等,視大氣影響而定。為了控制誤差,左、右線加密基樁的測量,應(yīng)分別設(shè)站觀測
(2)同一測站每個測回加密基樁觀測都應(yīng)由遠及近依次進行觀測。
(3)每一測站重復(fù)觀測上一測站的 CPⅢ控制點不應(yīng)少于 2 對,重復(fù)觀測上一測站觀測的加密基樁不應(yīng)少于 3 個。
(4)測量結(jié)果處理,使用專用軟件進行平差計算。加密基樁平面測量數(shù)據(jù)平差計算后,對不滿足精度要求的組重新進行測量。
3、加密基樁高程測量
加密基樁的高程測量應(yīng)該在CRTSII型板粗鋪之后進行,以防止二期荷載對加密基樁高程造成影響。為保證 GRP 高程測量的精度,GRP 高程測量應(yīng)采用高精度電子水準儀和一把配套條碼水準尺施測,施測時采用附合水準路線的方法進行。下圖為水準尺及水準尺底部的適配器。
(1)左右線加密基樁高程應(yīng)分別測量。
(2)對加密基樁進行高程測量時,需要使用適配器,且測量之前將測量釘?shù)膶χ悬c內(nèi)雜物清理干凈。
(3)每 300m 左右應(yīng)與線路同側(cè)穩(wěn)定的 CPⅢ控制點閉合一次;同一測段應(yīng)進行往返測。
(4)不同測段間重復(fù)觀測的 GRP 不應(yīng)少于 3 個。
(5)高程測量結(jié)果處理,使用專用平差軟件進行平差計算,對不滿足精度要求的測段重新進行觀測。
四、CRTS II型板安裝測量
CRTSⅡ型板精調(diào)的基礎(chǔ)是:每塊CRTSⅡ型板結(jié)構(gòu)上具有10對在工廠經(jīng)過精確打磨過的承軌槽;調(diào)板時控制點為相對精度能夠達到平面0.2mm、高程0.1mm的加密基樁。全站儀架設(shè)在加密基樁上,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(diào)軟件計算實測值與理論值的偏差,進而進行調(diào)整,直到高程為±0.3mm,中線為±0.3mm的精度,完成軌道板的精調(diào)。如上圖5.1 CRTSⅡ型板精調(diào)示意圖。
2、CRTSⅡ型板精調(diào)前的準備工作
1)精調(diào)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置檢查。
2)檢查精調(diào)爪的絲扣是否在中間位置,否則將其調(diào)整到中間;同時將精調(diào)爪安放在相應(yīng)的CRTSⅡ型板下面。下圖為兩種類型的精調(diào)爪。
3)將全站儀和后視棱鏡架設(shè)在加密基樁上。
4)將測量標架放置于CRTSⅡ型板的固定位置,要防止標架的滑動,特別是在有超高的線路段,必須采用繃帶將測量標架繃緊在軌道固定件上,如下圖。
軌道板精調(diào)作業(yè)步驟
1)首先調(diào)整板頭板尾,用程序控制的全站儀測量放置在板頭板尾標架上的棱鏡,獲取調(diào)整量。按照顯示器上的調(diào)整量,用扭力扳手調(diào)整精調(diào)爪,將軌道板調(diào)整到設(shè)計位置。
2)調(diào)整板中央處的高程。
3)采用完整的測量方式,對6個棱鏡進行完整測量,如果個別棱鏡的測量結(jié)果超出誤差要求,可以對單個棱鏡進行補測,再進行完整測量;最后將滿足CRTSⅡ型板鋪設(shè)允許偏差要求的數(shù)據(jù)存儲,這樣就完成了一塊板的精調(diào)作業(yè)。
五、CRTS II型板鋪設(shè)精度復(fù)測
由于視線距離較大和儀器架設(shè)方法不同,這類測量無法達到精調(diào)系統(tǒng)所能達到的絕對和相對精度的。因此,該檢測應(yīng)首先用來發(fā)現(xiàn)并由此避免軌道板精調(diào)和灌漿作業(yè)引起的周期性誤差。此外,還可用來對相關(guān)的精調(diào)小組工作質(zhì)量進行檢測。
檢測方法,將CRTSⅡ型板測量標架置于與精調(diào)作業(yè)相同的承軌臺上,測量標架上棱鏡坐標,并保存測量結(jié)果。用分析軟件對軌道板所對應(yīng)軌頂?shù)能壪?、高低和扭曲進行偏差計算和平順度分析,給出超限部分的調(diào)整作業(yè)方案。
六、技術(shù)依據(jù)
1、《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》鐵建設(shè)[2006]189號;
2、《客運專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南》(TZ211-2005);
3、《高速鐵路無砟軌道工程施工精調(diào)作業(yè)指南》(鐵建設(shè)函 [2009]674 號);
4、《新建鐵路工程測量規(guī)范》TB10101-9;
5、《國家一、二等水準測量規(guī)范》GB12897-91;
關(guān)鍵詞:高鐵;CPIII控制網(wǎng);布網(wǎng)要求;測量;
Abstract:Based on the passenger dedicated line, the CPIII control network structure, network requirements, observation method, this paper briefly discusses the measuring process, the key point and difficulty in the study of larger, transition curve measurement methods were analyzed, further clarified the importance of CPIII control network
Key words: High-speed railCPIII control networkNet requirements Measurement
中圖分類號:O441.5文獻標識碼:A文章編號:
概述
CPIII控制網(wǎng)又名基樁控制網(wǎng),是高速鐵路測量最基本的控制網(wǎng),在高速鐵路的修建過程中,從線路的中線放樣、底座混凝土鋼模放樣方案、軌道板調(diào)整到鋼軌精調(diào)系統(tǒng)都會用到CPIII控制網(wǎng),CPIII控制網(wǎng)在施工中顯得極為重要。CPIII網(wǎng)具有測量精度高、點位分布密集、外業(yè)觀測工作量大、使用周期長等特點。目前,我國客運專線無砟軌道CPIII網(wǎng)控制測量方法采用從德國引進的方法,國內(nèi)鐵路施工技術(shù)人員有必要在消化、吸收國外CPIII測量經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行進一步探討,形成符合我國無砟軌道施工實際需求的作業(yè)方法與技術(shù)標準,以滿足當(dāng)前國內(nèi)客運專線無砟軌道施工測量的要求。
1 高速鐵路控制網(wǎng)的構(gòu)成
精密測量是建設(shè)高質(zhì)量高速鐵路最重要、最基本的條件之一,必須嚴格按照相關(guān)規(guī)定,適時建立“四網(wǎng)合一”的控制測量網(wǎng)絡(luò)。
高速鐵路平面控制網(wǎng)一般由四級構(gòu)成,分別為CP0框架基準網(wǎng)、CPI基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)、CPⅡ線路控制網(wǎng)和CPIII控制網(wǎng)。
2CPⅢ布網(wǎng)要求
CPⅢ控制點距離布置一般為60m左右,且不應(yīng)大于80m 離線路中線3-4m,且應(yīng)成對布設(shè)。CPⅢ控制點布設(shè)高度應(yīng)比軌道面高度高30cm左右。
2. 1 橋梁段CPⅢ控制點的布設(shè)
橋梁段CPⅢ控制點的布設(shè)可直接在梁固定端的防撞墻頂面,對于標準32米簡支箱梁每兩孔布置一對CPⅢ點,相鄰兩對CPⅢ點在里程上相距約64米;24米簡支箱梁每兩孔布置一對CPⅢ點,相鄰兩對CPⅢ點在里程上相距約49米,對于32+48+32的連續(xù)梁布置形式可與32米簡支箱梁相同;對于40+64+40米連續(xù)梁,在每孔梁的固定端設(shè)置CPⅢ點對;對于60+4*100+60米的連續(xù)梁,在60米跨固定端防撞墻處布置CPⅢ點,100米跨的在跨中和固定端布置CPⅢ點;其他類型的梁按不大于80米間距布置CPⅢ點。
2. 2 路基段CPⅢ控制點的布設(shè)
路基段CPⅢ可直接布置在接觸網(wǎng)支柱上,若接觸網(wǎng)未完成施工,在線路兩側(cè)的接觸網(wǎng)底座上使用鋼筋混凝土成對澆筑CPⅢ基樁,基樁直徑25厘米為宜,基樁頂面高于外軌軌頂面30厘米左右;若接觸網(wǎng)已完成施工,則可直接布置在接觸網(wǎng)支柱上。相鄰兩對CPⅢ基樁在里程上相距約50米,待基樁穩(wěn)定后,在基樁頂面埋設(shè),布置在接觸網(wǎng)支柱上有以下幾個優(yōu)點:
(1)接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)安全穩(wěn)定
(2)點位不易遭受破壞
(3)未來可用的控制點均勻分布在線路上(每隔50m)
(4)可以在線路兩側(cè)布置標記點
2. 3 隧道CPⅢ控制點的布設(shè)
隧道里一般布置在電纜槽頂面以上50-80厘米左右的邊墻內(nèi)襯上,相鄰CPⅢ點對相距60米左右。
3CPIII網(wǎng)觀測方法
3.1 CPⅢ平面網(wǎng)外業(yè)觀測
CPⅢ控制網(wǎng)采用自由設(shè)站邊角交會的方法測量,從每個自由測站,將以前后各 2 x 3個 CP Ⅲ點為測量目標,每次測量應(yīng)保證每個點測量3次。
CPⅢ控制點距離為60 m左右,且不應(yīng)大于80 m,觀測CPⅢ點的目標距離一般為150 m左右,最大不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表,每一站測量3組完整的測回。應(yīng)記錄于每個測站的:溫度T、氣壓P以及CPI、CPⅡ點上的目標點的棱鏡高測量,并將溫度、氣壓改正輸入每個測站上。對于線路有長短鏈時,應(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標記的編號。
3.2 高程控制網(wǎng)測量網(wǎng)形
CPⅢ控制點水準測量可按矩形環(huán)單程水準網(wǎng)或往返測水準網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)觀測CPⅢ水準網(wǎng)與(加密)線路水準基點聯(lián)測時,應(yīng)按精密水準測量要求進行往返觀測。
3.2.1 往返測水準網(wǎng)
每一測段應(yīng)至少與2個二等水準點進行聯(lián)測,形成檢核。聯(lián)測時,往測時以軌道一側(cè)的CPⅢ水準點為主線貫通水準測量,另一側(cè)的CPⅢ水準點在進行貫通水準測量擺站時就近觀測。返測時以另一側(cè)的CPⅢ水準點為主線貫通水準測量,對側(cè)的水準點作為間視點在擺站時就近觀測,計算時不參與平差計算,只是把測量結(jié)果和平差結(jié)果進行對比。
3.2.2 單程矩形閉合環(huán)
外業(yè)測量時,各閉合環(huán)的4個高差應(yīng)該由2 個測站完成,按照后-前-前-后或前-后-后-前的順序測量。
我們在進行CPⅢ控制點水準測量時常按矩形環(huán)單程水準網(wǎng)或往返測水準網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)觀測。CPⅢ水準網(wǎng)與(加密)線路水準基點聯(lián)測時,應(yīng)按精密水準測量要求進行往返觀測。
3.2.3 自由設(shè)站三角高程網(wǎng)
外業(yè)測量時,自由設(shè)站三角高程測量方法與平面控制測量合并進行。應(yīng)采用不同測站所測得的相鄰點的高差,按《高速鐵路工程測量規(guī)范》規(guī)定構(gòu)網(wǎng)。
CPⅢ自由測站三角高程網(wǎng)應(yīng)附合于線路水準基點,每隔2km左右與線路水準基點進行高程聯(lián)測。 CPⅢ高程網(wǎng)線路水準基點聯(lián)測時,應(yīng)按精密水準測量要求進行往返觀測。
4 平面網(wǎng)平差計算及成果輸出
在自由設(shè)站CPⅢ測量中,測量時必須使用與全站儀能自動記錄及計算的專用數(shù)據(jù)處理軟件。
外業(yè)數(shù)據(jù)檢查合格后.進行自由網(wǎng)平差,然后進行約束平差.約束平差時應(yīng)注意與相鄰區(qū)段搭接測量的數(shù)據(jù)處理原則,通過約束平差獲得控制網(wǎng)平差坐標及相應(yīng)的精度信息。平差處理流程為:數(shù)據(jù)傳輸,坐標概算及距離改化,閉合差檢驗,粗差剔除,邊、角權(quán)比的確定,起算點兼容性的確定,平差計算。平差計算完成后,對兩次測量平差均合格的成果進行坐標比較,如不超重復(fù)測量限差,則取第一組或精度指標較高的一組為最終成果,如有超限的應(yīng)分析原因,并查找原因或重測,直到兩次成果重復(fù)測量成果不超限。
5 測量重點
(1)CPIII標志埋設(shè)必須穩(wěn)固,標志埋設(shè)好后,不能出現(xiàn)松動。
(2)CPIII測量精度要求高,其測量方法與傳統(tǒng)的測量方法不同,全站儀測距過程中必須要進行溫度、氣壓等氣象元素改正。在一般的氣象條件下,在1Km的距離上,溫度變化1度所產(chǎn)生的測距誤差為0.95mm,氣壓變化1mmHg所產(chǎn)生的測距誤差為0.37mm,濕度變化1mmHg所產(chǎn)生的測距誤差為0.05mm。濕度的影響很小,可以忽略不計,當(dāng)在高溫、高濕的夏季作業(yè)時,就應(yīng)考慮濕度改正。武廣線CPIII觀測均在夜間進行,可不考慮濕度改正。測定氣溫通常使用通風(fēng)干濕溫度計,測定氣壓通常使用空盒氣壓表。氣溫讀數(shù)至1度,氣壓讀數(shù)至1mmHg或2hpa。
(3)標志和棱鏡安置位置不同,在數(shù)據(jù)采集和處理過程中不能發(fā)現(xiàn)。因此,CPIII平面觀測過程中要特別注意標志和棱鏡安置必須嚴格到位,否則會嚴重影響重復(fù)觀測的精度和使用。
(4)在采用CPIII結(jié)果前,必須嚴格按要求開展復(fù)測,只有復(fù)測合格方可進行無砟軌道鋪設(shè)。
(5)CPIII高程控制測量按精密水準精度施測,精密水準平差必須按要求附合到二等水準點上。長大隧道貫通后,應(yīng)沿線路從隧道內(nèi)進行二等水準加密或檢測,當(dāng)沿隧道貫通高差與隧道進出口已知水準成果差不符值滿足二等水準閉合差限差要求時,可直接用隧道進出口已知水準高程進行隧道內(nèi)水準加密平差;當(dāng)不符值超過限差時,應(yīng)采取措施在滿足精度前提下,消除斷高。對特大橋梁及連續(xù)橋梁,為滿足精密水準平差要求,應(yīng)進行橋梁上下高程傳遞,將二等水準基點高程從橋下傳遞到橋上。
(6)對外業(yè)測量數(shù)據(jù)進行整理匯總,平面控制測量原始資料將角度、距離及控制網(wǎng)示意圖整理出,以進行嚴密平差。高程控制測量原始資料將已知水準點資料、每段水準線路的高差及距離整理出,以進行嚴密平差。
6較大緩和曲線測量要領(lǐng)
客運專線鐵路軌道必須具有非常精確的幾何線性參數(shù),精度要保持在毫米級的范圍以內(nèi),測量控制網(wǎng)的精度在滿足線下工程施工控制測量要求的同時必須滿足軌道鋪設(shè)的精度要求,使軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計的目標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高,根據(jù)軌道的功能和與周圍相鄰建筑物的關(guān)系來確定,由其空間坐標進行定位。軌道的外部幾何尺寸的測量也可稱之為軌道的絕對定位。軌道的絕對定位通過由各級平面高程控制網(wǎng)組成的測量系統(tǒng)來實現(xiàn),從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺的空間位置坐標、高程相匹配協(xié)調(diào)。
對于客運專線鐵路,曲線的半徑大,彎道長,如果僅采相對定位的方法進行鋪軌控制,而不采用坐標進行絕對控制,軌道的線型根本不能滿足設(shè)計要求。所以需要采用相對控制與坐標絕對控制相結(jié)合的方法來進行軌道鋪軌控制。客運專線無碴軌道鐵路首級高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準測量精度要求施測。鋪軌高程控制測量按精密水準測量(每公里高差測量中誤差2mm)要求施測。
7 結(jié)語
CPⅢ測量作為高速鐵路施工的核心技術(shù)之一,控制網(wǎng)的建立與實施是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。CPⅢ測量作為一項全新的測量的技術(shù),它的引入不僅為我們帶來了高穩(wěn)定性、高精度的工程控制網(wǎng),同時為我們帶來了全新的測量方法及作業(yè)理念,使工程測量的理論、方法產(chǎn)生了巨大飛躍.是測量朝著自動化、信息化方向發(fā)展邁出的堅實一步。
參考文獻
[1] 崔希璋,於宗壽,陶本藻,等.廣義測量平差[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005
[2] TB10601―2009/J962―2009高速鐵路工程測量規(guī)范[S]
[3] TBl0621―2009 J971―2009高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行).
關(guān)鍵詞:高速鐵路 線下工程 加密控制測量
中圖分類號:P224 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(b)-0046-01
在高速鐵路的建設(shè)過程中,線下工程控制測量的精度直接影響施工過程的測量放樣工作的可靠性。進行科學(xué)有效的控制測量時必要的。所謂線下工程,是指路基填筑、地基處理、砌筑支擋建筑物或排水設(shè)施、橋隧涵洞施工等。與設(shè)計單位交接樁后,施工單位即展開平面控制網(wǎng)的復(fù)測工作,復(fù)測無誤批復(fù)后方能進行控制點加密工作。加密控制測量可采用導(dǎo)線測量或GPS控制測量。
1 路基加密控制測量
復(fù)測成果批復(fù)以后,根據(jù)設(shè)計單位所交的GPS點、導(dǎo)線點對控制網(wǎng)進行加密,以滿足路基板樁以及中線、邊線和一般構(gòu)筑物的施工放樣的需要。加密控制點按四等導(dǎo)線測量精度進行控制,采用DJ2級全站儀施測,加密點起閉于設(shè)計單位所交的GPS點、導(dǎo)線點,角度采用方向觀測法觀測4測回,距離對向觀測2測回并進行加乘常數(shù)改正、氣象改正和投影改正。當(dāng)施測條件困難時可采用跨河水準測量或光電測距三角高程測量施測。
水準點加密與導(dǎo)線點加密同步進行,采用二等水準測量,加密水準點起閉于設(shè)計水準基點。導(dǎo)線點加密與水準點加密測量采用嚴密平差法進行平差。
2 橋涵加密控制測量
特大橋、大橋及特殊結(jié)構(gòu)須建立獨立的的平面、高程控制網(wǎng),平面控制網(wǎng)采用GPS C級控制網(wǎng)進行施測,控制點與線路的垂直距離一般應(yīng)大于150 m,控制點位置選在不受施工干擾并且在施工沉降范圍以外的地方,為避免對無線電信號的干擾,GPS點要盡可能遠離高壓線、一次或者二次變電所以及微波發(fā)射塔等地點;為有效接收衛(wèi)星傳來的信號,GPS點還要盡可能選擇在上方視野開闊的地方。控制點埋設(shè)為混凝土鐵芯樁,控制點間的距離約500~600 m,并沿橋軸線兩側(cè)布設(shè)。
在滿足橋軸線測定和墩臺中心定位精度的前提下,力求圖形簡單并有足夠強度,以減輕外業(yè)工作負擔(dān)和內(nèi)業(yè)計算壓力。施工控制網(wǎng)一般按三角鎖或大地四邊形形式布設(shè),采用4臺GPS接收機同時作業(yè),每時段觀測時間均≥60 min。觀測嚴格執(zhí)行測量計劃,按規(guī)定時間進行同步觀測作業(yè)。天線的對中精度為1 mm,每時段觀測前后分別量取天線高,誤差不大于2 mm,取兩次平均值作為最終結(jié)果。
平面控制網(wǎng)的控制點選在便于施工放樣,穩(wěn)固可靠并且在施工影響范圍以外的地方,圖形可形成三角形、閉合或附合導(dǎo)線網(wǎng)。一般大橋按四等導(dǎo)線網(wǎng)施測,測角中誤差為±2.5″,導(dǎo)線水平角度采用DJ1級全站儀施測,角度采用方向觀測法觀測4測回;一般特大橋(橋長500~1000 m)按三等導(dǎo)線網(wǎng)施測,測角中誤差為±1.8″,導(dǎo)線水平角度采用DJ1級全站儀施測,角度采用方向觀測法觀測6測回。導(dǎo)線邊長對向觀測2測回并進行、加乘常數(shù)改正、氣象改正和投影改正。
所有獨立的平面、高程控制網(wǎng)必須定期與CPI、CPII控制點聯(lián)測,保證獨立控制網(wǎng)的準確性。
3 隧道加密控制測量
隧道洞外平面控制網(wǎng)應(yīng)沿隧道兩洞口連線方向布設(shè),采用GPS C級控制網(wǎng)進行施測。將標定隧道中線的控制點納入控制網(wǎng),每個開挖洞口布設(shè)的控制點不少于3個并互相通視。點間距離300~600 m。
隧道GPS控制網(wǎng)布設(shè)成三角形或大地四邊形。各控制點與隧道中線點直接構(gòu)成GPS基線向量的觀測值,每個點至少有2條GPS基線向量的觀測值,多數(shù)點有3條以上GPS基線向量的觀測值。隧道的C級GPS網(wǎng)的觀測、數(shù)據(jù)采集及精度要求同特大橋C級GPS網(wǎng)測量。
洞內(nèi)平面控制測量按四等導(dǎo)線精度施測,角度測量采用DJ2級測角儀器觀測4測回,距離采用I級測距儀觀測2測回,測角中誤差為±2.5″,導(dǎo)線點布設(shè)在施工干擾小,穩(wěn)固可靠的地方,點間視線離開洞內(nèi)設(shè)施0.2 m以上。平均邊長在200~300 m之間,洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)為導(dǎo)線環(huán),每環(huán)邊長為4~6條。長大隧道的平面、高程控制網(wǎng)必須定期與CPI、CPII控制點聯(lián)測,保證獨立控制網(wǎng)的準確性。
參考文獻
關(guān)鍵詞:鐵路;路基;沉降觀測
中圖分類號: U231 文獻標識碼: A
一、工程概況
我單位承擔(dān)蘭新客運專線DK1557+422-DK1600+000段沉降觀測工作,全段為無碴軌道,需要在施工過程中進行沉降觀測。本段路基共38km、橋梁4km,其中路基形式為路堤。
二、沉降觀測方案
1、工作基準點的布置
基點以鐵路勘察第一設(shè)計院提供的CPI、CPII高程點為基準,按二等水準測量的方法進行加密,水準基點沿線路300~400米設(shè)一個,水準基點要求有較高的穩(wěn)定性,其埋設(shè)深度應(yīng)在凍土層以下1.0m為宜,頂部應(yīng)為不銹鋼鋼頭。如下圖:
2、沉降觀測點布置原則
沉降觀測點埋設(shè)在需要測定的沉降變形體上。點位應(yīng)設(shè)在能反應(yīng)沉降變形體的特征部位,不但要求牢固、便于觀測、形式美觀,結(jié)構(gòu)合理,且不破壞沉降變形體的外觀和使用。沉降變形點按路基、橋涵、隧道等各專業(yè)布點要求進行。
2.1觀測點的間距一般不大于50m,每三個Ⅰ型觀測斷面設(shè)置一個Ⅲ型觀測斷面。路堤段路基設(shè)Ⅰ型觀測斷面,應(yīng)在基底位線路中心線上布沉降板;基床底層施工完畢預(yù)壓土堆載之前在距左右線各5.0m位埋設(shè)沉降監(jiān)測樁,基床表層施工完畢在距左右線各1.5m和線路中心線位埋設(shè)沉降監(jiān)測樁。Ⅲ型觀測斷面橫剖面管埋設(shè)于路基基底碎石墊層頂面處,由于本段路基有些路基為正改線并行,因此剖面管應(yīng)貫穿與正改線路基,剖面管兩側(cè)設(shè)素混凝土保護墩;基床表層施工完畢后在距左右線各1.5m處和路堤中心埋設(shè)沉降監(jiān)測樁。見附圖:
2.2、路涵過渡段沉降標設(shè)置
涵洞每側(cè)外邊緣2m設(shè)置一個Ⅰ型沉降斷面包括沉降板和沉降監(jiān)樁,在涵洞頂部沿過渡段對角線方向埋設(shè)一個Ⅲ型斷面,以觀測涵洞本身的總沉降和差異沉降。見附圖:
2.2、路橋過渡段沉降標設(shè):
在距橋頭1m處設(shè)置設(shè)一個Ⅱ型斷面,0m設(shè)置一個Ⅲ型斷面,10m、30m
處設(shè)2個Ⅰ型斷面,具體見附圖:橋臺路橋過渡段沉降監(jiān)測平面布置示意圖
3、沉降觀測標的制作
3.1、沉降監(jiān)測樁:樁體選擇Φ20mm不銹鋼棒,頂部磨圓并刻畫十字線,底部焊接彎鉤,待基床表層級配碎石施工完成后,通過測量埋在監(jiān)測斷面設(shè)計位,埋深度0.5m,樁周0.15m用C20混凝土澆筑固定,完成埋設(shè)后按二等水準標準測量樁頂標高作為初始讀數(shù)。
3.2、沉降板:由底板、金屬測桿(φ40mm鍍鋅鐵管)及保護套(φ75mmPV管)組成。底板尺寸為50cm×50cm,厚5cm。按二等水準標準測量沉降板標高變化。
①沉降板埋設(shè)位應(yīng)按設(shè)計測量確定,埋設(shè)位處可墊10cm砂墊層找平,埋設(shè)時確保測桿與地面垂直。
②放好沉降板后,回填一定厚度的墊層,再套上保護套管,保護套管略低于沉降板測桿,上口加蓋封住管口,并在其周圍填筑相應(yīng)填料穩(wěn)定套管,完成沉降板的埋設(shè)工作。
③按二等水準標準測量埋設(shè)就位的沉降板測桿桿頂標高讀數(shù)作為初始讀數(shù),隨著路基填筑施工逐漸接高沉降板測桿和保護套管,每次接長高度以0.5m為宜,接長前后測量桿頂標高變化量確定接高量。金屬測桿用螺絲套扣連接,保護套管用PVC管外接頭連接。
3.3、定點式剖面沉降測試壓力計:定點式剖面沉降測試壓力計底板采用沉降板底板,埋設(shè)位應(yīng)按設(shè)計測量確定;埋設(shè)位處可墊10cm砂墊層找平,埋設(shè)時確保底板水平,填土至0.6m高度碾壓密后開一小凹坑將壓力計放入坑內(nèi),用細粒土將坑填平后,繼續(xù)施工路基填土。埋設(shè)完成后,將壓力計監(jiān)測線沿水平方向甩到坡腳后,在坡腳處設(shè)C20素混凝土保護墩(0.5 m×0.5 m×0.95m ) ,墩內(nèi)預(yù)埋剖面管管材,監(jiān)測線從管內(nèi)穿出;墩旁設(shè)監(jiān)測樁,監(jiān)測樁采用C20素混凝土灌注,斷面采用0.5 m×0.5 m×1.6m,并在樁頂預(yù)埋半圓形不銹鋼耐磨測頭,監(jiān)測樁用鋼筋混凝土保護盒保護。待上部一層填料壓實穩(wěn)定后,連續(xù)監(jiān)測數(shù)日,取穩(wěn)定讀數(shù)作為初始讀數(shù)。
3.4、剖面沉降管:路基基底剖面沉降管在地基加固及墊層施工完畢后,填土至0.6m高度碾壓密實后開槽埋設(shè),開槽寬度20~30cm,開槽深度至地基加固墊層頂面,槽底回填0.2m厚的中粗砂,在槽內(nèi)敷設(shè)沉降管(沉降管內(nèi)穿入用于拉動測頭的鍍鋅鋼絲繩),其上夯填中粗砂至與碾壓面平齊。Ⅳ型斷面中剖面管在涵頂填土0.6m厚開槽施工埋設(shè),原則同基底剖面管埋設(shè)方法。沉降管埋設(shè)位擋土墻處應(yīng)預(yù)留孔洞。沉降管敷設(shè)完成后,在兩頭設(shè)0.5 m×0.5 m×0.95m C20素混凝土保護墩。并于一側(cè)管口處設(shè)監(jiān)測樁,監(jiān)測樁采用C20素混凝土灌注,斷面采用0.5 m×0.5 m×1.6m,并在樁頂預(yù)埋半圓形不銹鋼耐磨測頭,監(jiān)測樁用鋼筋混凝土保護盒保護。待上部一層填料壓實穩(wěn)定后,連續(xù)監(jiān)測數(shù)日,取穩(wěn)定讀數(shù)作為初始讀數(shù)。
4、儀器及精度方法
4.1、觀測儀器采用LEICA DNA03精密電子水準儀,及配套2m或3m銦瓦條碼水準尺和7.5kg尺墊,水準儀和水準尺均在有效合格檢定內(nèi)。水準儀與水準尺在使用前及使用過程中,經(jīng)常規(guī)檢校合格,水準儀視準軸與水準管軸的夾角均不超過15″。儀器各種設(shè)正確,其中有限差要求的項目按規(guī)范要求在儀器中進行設(shè),并在數(shù)據(jù)采集時自動控制,不滿足要求的在現(xiàn)場進行提示并進行重測。
4.2采用單路線往返觀測,一條路線的往返測必須使用同一類型儀器和轉(zhuǎn)點尺墊,沿同一路線進行。觀測成果的重測和取舍按《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB12897―2006)有關(guān)要求執(zhí)行。
4.3觀測時,視線長度≥3m且≤50m,前后視距差≤1.5m,
前后視距累積差≤6.0m,視線高度≥0.55m;測站限差:兩次讀數(shù)≤0.4mm,兩次所測高差之差≤0.6mm,檢測間歇點高差之差≤1.0 mm;
觀測讀數(shù)和記錄的數(shù)字取位:讀數(shù)記至0.01mm。
4.4、觀測時,每測段往測與返測的測站數(shù)均為偶數(shù),往測時奇數(shù)站按后―前―前―后,偶數(shù)站前―后―后―前按順序進行,返測時奇、偶站觀測順序與往測時偶、奇站相同,每一測段應(yīng)為偶數(shù)測站。一組往返測宜安排在不同的時間段進行;由往測轉(zhuǎn)向返測時,應(yīng)互換前后尺再進行觀測;
4.5觀測前30min,將儀器于露天陰影處,使儀器與外界氣溫趨于一致;對于數(shù)字式水準儀,進行不少于20次單次測量,達到儀器預(yù)熱的目的。測量中避免望遠鏡直接對著太陽;避免視線被遮擋,遮擋不超過標尺在望遠鏡中截長的20%。觀測時用測傘遮蔽陽光,對于電子水準儀,施測時均裝遮光罩。
4.6自動安平水準儀的圓水準器,嚴格平。在連續(xù)各測站上安水準儀時,使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行,第三腳螺旋輪換于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。除路線拐彎處外,每一測站上儀器與前后視標尺的三個位,一般為接近一條直線。
4.7觀測過程中為保證水準尺的穩(wěn)定性,選用7.5kg的尺墊,水準觀測路線必須路面硬實,觀測過程中尺墊踩實以避免尺墊下沉。同時觀測過程中避免儀器安在容易震動的地方,如果臨時有震動,確認震動源造成的震動消失后,再激發(fā)測量鍵。水準尺均借助尺撐整平扶直,確保水準尺垂直。
4.8、觀測精度應(yīng)符合下表規(guī)定
等級 相鄰基準點高差中誤差(mm) 每站高差中誤差(mm) 往返較差、附合或環(huán)線閉合差(mm) 檢測已測高差較差(mm) 使用儀器、觀測方法及要求
二等 0.5 0.13 0.3 n 0.5 n DS05 型儀器,按《高速鐵路工程測量規(guī)范》一等水準測量的技術(shù)要求施測。
三等 1.0 0.3 0.6 n 0.8 n DS05 型儀器,按《高速鐵路工程測量規(guī)范》二等水準測量的技術(shù)要求施測。
5、沉降觀測頻次的劃分
5.1、路基沉降觀測要求,如下表:
5.2、墩臺觀測頻次
墩臺基礎(chǔ)沉降觀測一般根據(jù)下表中要求的時間間隔進行。如下表:
觀測階段 觀測頻次 備注
觀測期限 觀測周期
墩臺基礎(chǔ)施工完成 / / 設(shè)置觀測點,進行首次觀測
墩臺混凝土施工 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周 承臺回填時,臨時觀測點取消
預(yù)制梁橋 架梁前 全程 1 次/周
預(yù)制梁架設(shè) 全程 前后各1 次 架梁后除荷載變化觀測外,每15 天應(yīng)有一組觀測
附屬設(shè)施施工 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周
橋位施工橋梁 制梁前 全程 1 次/周
上部結(jié)構(gòu)施工中 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周
附屬設(shè)施施工 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周
架橋機(運梁車)通過 全程 前后各1 次 至少進行2 次通前后的觀測
橋梁主體工程完工~無砟軌道鋪設(shè)前 ≥6 個月 1 次/周 巖石地基的橋梁,一般不宜少于2 個
月
無砟軌道鋪設(shè)期間 全程 1 次/天
0~3 個月 1 次/月 工后沉降 長期觀測
無砟軌道鋪設(shè)完成后 個月 24 4~12 個月 1 次/3 個月
注:1、觀測墩臺沉降時,應(yīng)同時記錄結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)、環(huán)境溫度及天氣日照情況。
2、架橋機(運梁車)通過時觀測要求:第一次通過和第二次通過前后均需要觀測,其后每1 次/1天,連續(xù)2 次;其后每1 次/3天,連續(xù)3 次,以后1 次/1 周。 (2) 涵洞沉降觀測據(jù)下表中要求的時間間隔進行,涵洞頂填土沉降的觀測應(yīng)與路基沉降觀測同步進行。
5.3.涵洞沉降觀測
涵洞施工完成后,應(yīng)系統(tǒng)觀測涵洞的沉降。各階段觀測頻次要滿足下表要求
觀測階段 觀測頻次 備注
觀測期限 觀測周期
涵洞基礎(chǔ)施工完成 / / 設(shè)置觀測點
涵洞主體施工完成 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周 測試點移至邊墻兩側(cè)
洞頂填土施工 全程 荷載變化前后各1 次或1 次/周
架橋機(運梁車)通過 全程 前后 至少進行2 次通過前后的觀測
涵洞完工~無砟軌道鋪設(shè)前 ≥6 個月 1 次/周
無砟軌道鋪設(shè)期間 全程 1 次/天
0~3 個月 1 次/月 工后沉降 長期觀測
無砟軌道鋪設(shè)完成后 個月 24 4~12 個月 1 次/3 個月
13~24 個月 1 次/6 個月
注:1、涵洞沉降變形觀測時,應(yīng)同時記錄結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)、黃精溫度及天氣日照情況。
2、架橋機(運梁車)通過時觀測要求:每1 次/1天,連續(xù)2 次;其后每1次/3天,連續(xù)3 次,以后1 次/1周。
6、觀測資料整理
1、采用統(tǒng)一的《蘭新第二雙線客專鐵路路基沉降觀測記錄表》做好觀測數(shù)據(jù)的記錄與整理。根據(jù)觀測資料,及時繪制每個觀測標志點的荷載――時間――沉降曲線。如下圖:
橋涵沉降及沉降變形觀測資料。
橋涵地段線路縱斷面圖、工程地質(zhì)縱橫斷面圖、橋涵設(shè)計圖紙和說明書、沉降計算報告等相關(guān)設(shè)計資料。
施工過程、施工核查、施工記錄和原材料檢驗情況等施工資料。
施工質(zhì)量控制過程和抽檢情況等監(jiān)理資料。
三、數(shù)據(jù)分析及成果
1、數(shù)據(jù)單一橋臺
對于單一橋臺的觀測數(shù)據(jù)分以下四個階段進行歸納、分析:架梁之前、架梁后至鋪設(shè)二期恒載前、鋪設(shè)二期恒載后至鋼軌鎖定前、鋼軌鎖定以后。
2、數(shù)據(jù)管段分析
對于一座橋不僅要控制每個墩臺的沉降,同時也要控制相鄰橋墩的不均勻沉降,從而得出全橋的整體分析。
3、數(shù)據(jù)評估分析
3.1橋涵沉降預(yù)測采用雙曲線回歸法。對于預(yù)制梁橋,基礎(chǔ)沉降應(yīng)按橋墩臺混凝土施工后、架梁前及架梁后三階段進行;對于原位施工的橋梁及涵洞,基礎(chǔ)沉降應(yīng)根據(jù)實際施工狀態(tài)及荷載變化情況,劃分為基礎(chǔ)施工完成~橋墩完成、架梁前后、架梁后至鋪設(shè)鋼軌之前、鋪設(shè)鋼軌至鋼軌鎖定之前、鋼軌鎖定之后至正式運營之前、正式運營之后等多個階段。
3.2根據(jù)橋涵實際荷載情況及觀測數(shù)據(jù),應(yīng)作回歸分析及預(yù)測,綜合確定沉降變形的趨勢,曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.92。
3.3沉降預(yù)測的可靠性應(yīng)經(jīng)過驗證,間隔不少于3個月的兩次預(yù)測最終沉降的差值不應(yīng)大于8mm。
3.4橋梁主體結(jié)構(gòu)完工至無砟軌道鋪設(shè)前,沉降預(yù)測的時間應(yīng)滿足下列條件:
S(t)/S(t=∞)≥75%
式中:
S(t):預(yù)測時的沉降觀測值;
S(t=∞):預(yù)測的最終沉降值。
3.5設(shè)計預(yù)測的總沉降量與通過實測資料預(yù)測的總沉降量之差不宜大于10mm。
3.6梁體
根據(jù)評估指南》中對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)變形的規(guī)定:“終張拉完成時,梁體跨中彈性變形不宜大于設(shè)計值的1.05倍;扣除各項彈性變形、終張拉60d后,L≤50m梁體跨中徐變上拱度實測值不應(yīng)大于7mm;L>50m梁體跨中徐變變形實測值不應(yīng)大于L/7000或14mm;不能滿足上述要求時,應(yīng)根據(jù)梁體變形的實測結(jié)果,確定梁體的實際彈性變形及徐變系數(shù),并估算無砟軌道的鋪設(shè)時間。”
四、沉降觀測的幾點要求
1、觀測工作基準點的準確性,應(yīng)定期對基準點進行復(fù)測。
2、保證工作基準點在施工過程中不被移動和破壞,在埋設(shè)觀測點過程當(dāng)中應(yīng)保證其垂直度,并保證連接桿件緊密,安裝完成后應(yīng)使用鐵架或木架保護觀測設(shè)施。
3、在觀測過程中注意觀測方法,觀測應(yīng)連續(xù)進行且固定觀測線路,嚴格按二等水準測量精度進行。
4、如果在觀測過程中土質(zhì)比較軟,尺墊無法踩實時應(yīng)在路面上做牢固的混凝土標識以供在觀測時當(dāng)做工作轉(zhuǎn)點傳遞高程使用。
5、原始觀測數(shù)據(jù)及時處理,發(fā)現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)及時剔除并補測。
五、沉降觀測的未來發(fā)展
高速鐵路的沉降觀測,目前使用較多的是二等水準路線觀測等。在目前監(jiān)測工作中,也通常使用多種方法進行觀測,從而對沉降結(jié)果進行相互對照和檢核。當(dāng)前,沉降觀測的發(fā)展趨勢是在已有觀測技術(shù)方法的基礎(chǔ)上不斷引入其他學(xué)科的方法,研究發(fā)展學(xué)科交叉型技術(shù)方法,從而不斷提高高速鐵路沉降觀測測的精度等技術(shù)指標,并適應(yīng)長期高頻率的對路基、橋涵等沉降情況的監(jiān)測,符合經(jīng)濟合理的原則。同時,不斷引入最新的現(xiàn)代衛(wèi)星、電子、自動化、計算機等高新技術(shù),使沉降觀測不斷向著高精度、實時、智能化的方向發(fā)展。
參考文獻
1.《客運專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》(鐵建設(shè)[2006]158號);
2.《客運專線鐵路無砟軌道測量技術(shù)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2006]189號);
3.《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB12897―2006);
4.《建筑沉降變形測量規(guī)程》(JGJ/T8-2007);
5.《鐵路客運專線竣工驗收暫行辦法》(鐵建設(shè)[2007]183號);
6.《客運專線無砟軌道鐵路施工技術(shù)指南》(TZ216-2007);
7.《工程測量規(guī)范》(GB0026-93);
8.《全球定位系統(tǒng)(GPS)鐵路測量規(guī)程》(TB10054-97);
9.《客運專線無砟軌道鐵路設(shè)計指南》(鐵建設(shè)函[2005]754號);
關(guān)鍵詞:高速鐵路 區(qū)域沉降 工程沉降
中圖分類號:U213.157 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)003-011-02
1 引言
某高速鐵路經(jīng)過的大部分地區(qū)存在較為嚴重的區(qū)域沉降問題,區(qū)域沉降會降低線路設(shè)計高程、改變線路設(shè)計坡度,甚至對列車的行車安全產(chǎn)生嚴重的影響。另外由于工程施工和自身荷載等原因,線下工程會產(chǎn)生工程沉降。工程沉降是一個較短的過程,而區(qū)域沉降是一個長期持續(xù)的過程,其多因為過度開采地下水產(chǎn)生。目前對高速鐵路線下工程的沉降評估均是以其工程沉降作為評估標準,在區(qū)域沉降地區(qū)沒有考慮區(qū)域沉降的影響,區(qū)域沉降加上工程沉降才是線下工程真正的沉降值。本文通過建立疊加模型來研究區(qū)域沉降與工程沉降對高速鐵路的綜合影響。
2 區(qū)域沉降與工程沉降疊加模型
目前在區(qū)域沉降地區(qū)的高速鐵路線下工程沉降評估中沒有考慮區(qū)域沉降的影響,線下工程區(qū)域沉降加上工程沉降才是其真正的沉降值,因此需將區(qū)域沉降疊加到工程沉降上進行綜合的沉降評估。一般來說,可以通過工作基點聯(lián)測復(fù)測后的水準點來對工作基點高程進行改正,從而進一步計算出沉降監(jiān)測標的總沉降量,但由于目前工程單位缺乏該數(shù)據(jù),導(dǎo)致不能計算沉降監(jiān)測標的最新高程,無法進行區(qū)域沉降與工程沉降的綜合評估。
在這里建立一種考慮區(qū)域沉降與工程沉降綜合影響的模型,利用該模型可獲得沉降觀測標的沉降總量、線路坡度和坡度差的變化量等數(shù)據(jù),為相關(guān)部門提供參考依據(jù)。
2.1 區(qū)域沉降和工程沉降疊加模型的建立
根據(jù)兩期水準點復(fù)測成果,按下列公式得到工作基點的沉降值。
(1)
其中:SGJ1為工作基點GJ1內(nèi)插出的沉降量,BM1和BM2為GJ1沿線路兩側(cè)最近的水準點,DKBM1和DKBM2分別為BM1和BM2的里程。
利用第一期的IN1文件計算出沉降觀測標的高程,再對第二期的IN1文件中的工作基點高程進行修改,公式如下:
H第二期工作基點=H第二期工作基點+內(nèi)插出的沉降值 (2)
根據(jù)修改后的工作基點高程進行起算,得到第二期沉降觀測標的高程。兩期成果之差即為沉降觀測標的總沉降量,它是在工程沉降與區(qū)域沉降的綜合影響下產(chǎn)生的。
2.2 實例計算
根據(jù)某工程單位共三期的沿線水準點復(fù)測成果,利用上述公式計算得出沉降觀測標的總沉降量。各期之間沉降觀測標的綜合沉降曲線分別如圖1和圖2所示,圖中x軸為里程,單位km,y軸為沉降量,單位mm。
2.3 數(shù)據(jù)分析
由于線下工程沉降速率與規(guī)模的不同,會使得線路坡度發(fā)生變化,產(chǎn)生附加坡度,其計算公式為:
(3)
式中,S為相鄰沉降觀測標的高差閉合差(m),L為其路線長度(m)。
另外相鄰的附加坡度將引起反向坡度變化,產(chǎn)生坡度差,它由相鄰的附加坡度之差獲得,反映總沉降量對線路縱坡的影響。
根據(jù)相關(guān)公式計算出各期之間線路坡度及坡度差變化量,分別如圖3和圖4所示,圖中x軸為里程,y軸為變化量(y001‰)。
圖3 第一期與第二期線路坡度及坡度差變化量
圖4 第一期與第二期線路坡度及坡度差變化量
從結(jié)果可知:該地區(qū)地面沉降較為嚴重,在區(qū)域沉降與工程沉降的綜合影響下,線下工程的沉降量較大,遠超出相關(guān)規(guī)范的最大允許值,但相鄰的差異沉降較??;線下工程的工程沉降較小,區(qū)域沉降占總沉降量的主要部分;線路坡度及坡度差變化量很小,其對軌道平順性的影響較小,采取一定的技術(shù)措施后,可滿足高速鐵路安全平穩(wěn)行車的需要。
3 結(jié)論和建議
(1)建立工程沉降和區(qū)域沉降的疊加模型,可得到大范圍內(nèi)區(qū)域沉降和工程沉降對高速鐵路的綜合影響數(shù)據(jù),為相關(guān)部門提供參考依據(jù)。
(2)這種模型建模簡單,認為水準點與工作基點的總沉降值在線路里程上呈線性關(guān)系,雖然該模型在理論上不嚴密,但對于長大的高速鐵路而言,水準點聯(lián)測工作基點的工作量極大,該模型有其實用優(yōu)勢。
(3)若能收集到水準點與工作基點的空間坐標,采用空間坐標進行線性內(nèi)插計算,得出結(jié)果的相似性更強。
(4)相關(guān)部門應(yīng)盡可能結(jié)合區(qū)域沉降數(shù)據(jù)進行綜合沉降分析,并研究相應(yīng)的沉降評估措施。
參考文獻:
[1] 葉茂.京滬高速鐵路沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析[D].成都:西南交通大學(xué),2011.
[2] 中華人民共和國鐵道部.TB10601-2009.高速鐵路工程測量規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2010.
[3] 李國和,許再良,孫樹禮,等.華北平原地面沉降對高速鐵路的影響及其對策[J].鐵道工程學(xué)報,2007,24(8)
關(guān)鍵詞:無砟軌道;施工
中圖分類號: U445文獻標識碼:A
1.工程概況
1.1地質(zhì)情況
蘭新鐵路DK930-DK1015,其地層巖特性如下:
圓細礫土:分布于地表層,厚度0.2~1.5m.
粗砂:分布于DK930-DK1015+000,地表層,厚度0-0.5m。
礫巖:厚5~10m灰白色,礫狀結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,鈣質(zhì)膠結(jié),巖心多呈散粒狀,局部呈碎塊、短柱狀。強~弱風(fēng)化。
泥巖:局部地段分布,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,泥質(zhì)膠結(jié),強~弱風(fēng)化。
砂巖:局部地段分,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,泥質(zhì)膠結(jié),強~ 弱風(fēng)化。
1.2氣候惡劣,施工難度大
我工區(qū)承建的蘭新鐵路第二雙線雙塊式無砟軌道里程范圍為DK930-DK1015+911,地處三十里強風(fēng)區(qū)全年降雨量極少、早晚溫差極大、氣候干旱、夏季炎熱冬季寒冷、環(huán)境極度惡劣。根據(jù)氣象統(tǒng)計資料及2004~2005年氣象資料,≥5級大風(fēng)天數(shù)為105d,每次持續(xù)時間為4—7h。而精調(diào)作業(yè)對天氣條件要求極為嚴格,光線強烈、溫差過大、風(fēng)力大于3級均對其都有影響。
1.3工藝參數(shù)“無史可鑒”
蘭新鐵路無砟軌道施工,相對于武廣、京滬等大型項目的經(jīng)驗借鑒性很少,主要表現(xiàn)在測量控制、拆模時間、松扣件及調(diào)整螺桿時間、拆除工具軌時間、養(yǎng)護方案等方面。
1.4控制網(wǎng)布設(shè)
高速鐵路工程施工測量具有線路長、精度高的特點,控制網(wǎng)的布設(shè)從設(shè)計勘察到施工及運行維護采用了三級網(wǎng)模式(CPI為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)、CPII線路控制網(wǎng)、CPIII軌道控制網(wǎng)),高程控制網(wǎng)為兩級布設(shè),第一級為線路水準基點控制網(wǎng),第二級為軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)高程精密水準。融三網(wǎng)合一形式給無砟軌道施工期間沉降觀測和后期運營維護提供了最好的基本技術(shù)保障。
沉降監(jiān)測網(wǎng)由基準網(wǎng)和變形點測量網(wǎng)組成,基準網(wǎng)由基準點和工作基點組成;變形點測量網(wǎng)由工作基點和變形點組成。
1.5區(qū)內(nèi)沉降觀測觀測斷面布置
施工區(qū)段自DK930-DK1015+000共有245個沉降觀測斷面,觀測點斷面間距一般為50m左右,路涵和和路橋過渡段觀測斷面間距為5m,共計856個觀測點(包含大橋和涵洞)。
2.沉降變形觀測的執(zhí)行標準
(1)《蘭新鐵路(甘青段)客運專線鐵路線下工程沉降與變形觀測及評估實施細則》;
(2)《客運專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》(鐵建設(shè)[2006]158號);
(3)《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB 10601-2009;
(4)《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》。
(5)《國家一、二等水準測量規(guī)范》。GB/T12897-2006
(6)蘭新鐵路(甘青段)客運專線鐵路工程設(shè)計文件。
3.沉降變形觀測過程控制
沉降變形觀測的施工順序為:布設(shè)沉降觀測點埋設(shè)觀測原件進行沉降觀測收集觀測數(shù)據(jù)觀測結(jié)果分析、評估。
3.1 沉降變形觀測作業(yè)指導(dǎo)書
沉降變形觀測之前必須根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求,編制沉降變形觀測系統(tǒng)實施細則,它是進行沉降變形觀測作業(yè)的指導(dǎo)書,也是沉降變形觀測的約束性文件,一切沉降變形觀測工作必須以此為標準進行。
沉降變形觀測系統(tǒng)實施細則編制內(nèi)容包括編制依據(jù)、工程概況、沉降監(jiān)測的目的原則及技術(shù)要求、沉降觀測組織機構(gòu)及儀器配置、沉降位移觀測測量、沉降觀測資料整理等等。
3.2沉降變形點的埋設(shè)、保護與觀測
路堤沉降板(L1)在原地面清表和壓(夯)實之后進行埋設(shè),在路堤填筑過程中進行沉降觀測,在進行沉降板埋設(shè)時保證板底土的壓實度,板底不能留有殘土砟。沉降板埋設(shè)完成以后必須安裝保護裝置,防止在路堤填筑過程中對沉降管的碰撞和破壞。對于沉降管頂口應(yīng)加管套封口,鋼管和塑料套管之間應(yīng)用土工布封住,防止填土施工中填料進入塑料套管之中造成測量數(shù)據(jù)失真,每次接管都應(yīng)保證沉降管的垂直。
沉降板主要是對路基地表夯實或進行軟基處理后施工情況的檢測,它的沉降量和沉降速率與每日填土高度及壓實度有著密切的關(guān)聯(lián),要求路堤中心線地面沉降速率不大于10mm/d,所以,觀測頻次必須根據(jù)《客運專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》中的要求進行。當(dāng)兩次連續(xù)觀測的沉降值大于2mm時應(yīng)加密觀測頻次,如發(fā)現(xiàn)沉降值超10mm/d應(yīng)通知立即停止填筑。
當(dāng)路基基床底層填筑完成以后需埋設(shè)G1、G2沉降觀測樁,根據(jù)《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準》相關(guān)要求工后最終沉降量不大于15mm,對于地質(zhì)情況不太好的地方,設(shè)計會采用堆載預(yù)壓(預(yù)壓期不少于6個月)的方法來加快施工階段的沉降速率以減少工后沉降,有堆載預(yù)壓段設(shè)有L2沉降板。
L2埋設(shè)受預(yù)壓土堆載影響很容易傾斜,在進行L2沉降管埋設(shè)時應(yīng)特別注意加強施工現(xiàn)場管理,保證沉降管的垂直和套管中不落入沙土。
觀測樁(G1、G2)是在基床底層頂部兩側(cè),受風(fēng)沙雨雪、季節(jié)變化和外界干擾因素較多,在埋設(shè)時必須按設(shè)計要求進行,埋設(shè)深度不能過深或過淺,過淺經(jīng)過雨水侵泡或季節(jié)變化路基填料或少會有收縮膨脹,容易造成測量數(shù)據(jù)失真。
沉降觀測外業(yè)測量受氣溫氣壓、風(fēng)速、陽光照射等影響較大,應(yīng)選擇在早上10:00之前或下午16:00之后觀測,確保觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。每次測量必須做好外業(yè)工況記錄,以備數(shù)據(jù)處理過程中出現(xiàn)沉降突變問題的查詢。
3.3沉降觀測數(shù)據(jù)的收集處理與分析
沉降觀測數(shù)據(jù)收集必須遵循當(dāng)天測量當(dāng)天收集當(dāng)天處理的原則,這樣便于對出現(xiàn)沉降量發(fā)生突變的點進行分析、處理和對于超出規(guī)范要求的進行重新測量。
蘭新二線(甘青段)沉降觀測數(shù)據(jù)處理是由西南交通大學(xué)鐵發(fā)公司提供的《高速鐵路沉降觀測與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)》軟件進行嚴密平差計算與數(shù)據(jù)管理、報表打印。
對于沉降數(shù)據(jù)的分析主要以下幾個方面:
(1)、相鄰斷面沉降沉降值相差不大于5mm。
(2)、同一斷面沉降值相差不大于3mm。
(3)、正常頻次觀測情況下連續(xù)兩次的沉降值不宜大于2mm。
(4)、過渡段不同結(jié)構(gòu)物間的沉降差異不大于5mm。
(5)、沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于1/1000.
(6)、沉降值有沒有突變現(xiàn)象,查明形成的原因。
(7)、沉降曲線是否趨于平穩(wěn)。
3.4沉降評估
蘭新二線(甘青段)沉降評估是由西南交通大學(xué)負責(zé)的,在施工單位整理好評估數(shù)據(jù)和資料后提交給評估單位進行評估。
根據(jù)《客運專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南》要求,路基填筑完成或?qū)d預(yù)壓后不少于3個月的實際觀測數(shù)據(jù)作多種回歸曲線分析,確定沉降變形的趨勢,曲線回歸的相關(guān)系數(shù)不應(yīng)低于0.92。
4.無砟軌道具體施工情況
思路決定出路。2012年初復(fù)工動員會上,無砟軌道施工確定為工作的主線。面對80多公里的線路,項目采取扁平化管理模式,化段子、分任務(wù),讓大跨度的管理由粗放轉(zhuǎn)化為集約,全線劃分為三個分部,如同三個作戰(zhàn)單元,配備相應(yīng)的技術(shù)、管理人員與成套施工設(shè)備、裝備,承擔(dān)20到30公里的施工任務(wù)。平時各自為戰(zhàn),關(guān)鍵時刻按照項目要求相互合作,上下一盤棋,共推節(jié)點任務(wù)完成。
無砟軌道施工中,施工組織的科學(xué)與否決定了進度。項目第一時間成立了項目經(jīng)理任組長的無砟軌道施工領(lǐng)導(dǎo)小組,安全總監(jiān)任現(xiàn)場總指揮,曾參加過客專建設(shè)的他具有豐富的無砟軌道施工經(jīng)驗。在項目編寫無砟軌道總體施工組織設(shè)計的基礎(chǔ)上,各個分部編寫自己的專項施工方案,確定了質(zhì)量報檢和安全防護等環(huán)節(jié),集體討論通過后實施,在實施中發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏,避免出現(xiàn)決策失誤造成重大損失。
為培養(yǎng)出技術(shù)合格、業(yè)務(wù)熟練的無砟軌道施工人員,項目加大員工培訓(xùn)力度,采取先培訓(xùn)后上崗,在組織內(nèi)部培訓(xùn)的同時,還派技術(shù)骨干到外面學(xué)習(xí)取經(jīng)。為了提高實戰(zhàn)能力,項目在現(xiàn)場建立了兩個無砟軌道培訓(xùn)基地,線外開設(shè)兩個試驗段。不但請來科研院所的專家、教授,項目的主要技術(shù)骨干也紛紛登臺講課,培養(yǎng)近百名無砟軌道施工的技術(shù)、質(zhì)檢、測量、試驗和現(xiàn)場操作技術(shù)工人,達到每套施工排架、每個工點都有配套人員,滿足無砟軌道施工對人的需求,源頭上杜絕了由于不懂而蠻干造成的返工。
試驗段施工中及時總結(jié)經(jīng)驗,為正式施工探索道路。通過反復(fù)比對,對施工工藝、混凝土配合比、養(yǎng)護方式等環(huán)節(jié)進行總結(jié),確定作業(yè)控制要點,找到混凝土的配合比與養(yǎng)護方法以及每套排架作業(yè)人員的配備。項目總工程師主編了《無砟軌道施工操作要點》,系統(tǒng)敘述了無砟軌道施工中從基層面檢查到測量等15個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工方法和注意點,成為無砟軌道施工的“寶典秘籍”。
為解決技術(shù)難題,項目開展科技創(chuàng)新和攻關(guān),成立了無砟軌道施工科技攻關(guān)組和無砟軌道施工綜合組,分別對試驗段的技術(shù)參數(shù)進行評估分析,對無砟軌道施工的作業(yè)面資源配置進行評定確定工地標準。三個分部設(shè)立QC科技攻關(guān)小組,針對極干旱環(huán)境下,無砟軌道混凝土容易產(chǎn)生裂縫的共性問題,在甘青公司、玉門指揮部及蘭州交大監(jiān)理站的指導(dǎo)下,由項目經(jīng)理總牽頭,總工程師帶領(lǐng)技術(shù)干部展開科技創(chuàng)新及攻關(guān),他們總結(jié)出在排架精調(diào)過程中采取建起精調(diào)防風(fēng)棚來克服極干旱荒漠區(qū)大風(fēng)、高溫帶來的天氣影響,對無砟軌道養(yǎng)護使用內(nèi)摻養(yǎng)護劑,對混凝土的振搗采取二次補搗以消除混凝土骨料沉淀及應(yīng)力釋放而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,混凝土收光抹面時在排架下部及軌枕周邊采用壓面收光,收光抹面后在混凝土表面均勻涂刷外養(yǎng)護劑,后用土工膜覆蓋以防止混凝土內(nèi)外溫差而產(chǎn)生裂紋等,保證了混凝土質(zhì)量。
為確保質(zhì)量,項目以樣板引路,先開4公里先導(dǎo)段,做到“高標準起步、高效率推進、高質(zhì)量達標”,運用《干旱風(fēng)沙地區(qū)混凝土和無砟軌道施工質(zhì)量控制措施研究》課題的研究成果,積極推行標準化施工,落實甘青公司和玉門指揮部提出的“機械化、精細化、標準化、程序化”要求,在混凝土配合比設(shè)計上采用“三低一高”原則,在混凝土澆筑方式上采用斗送入模,采取二次振搗工藝,收面在作業(yè)棚內(nèi)進行,采用噴灑養(yǎng)護液,覆蓋棉被、土工布等措施養(yǎng)護,創(chuàng)出排架法施工日進度175.5單線米記錄。
5.結(jié)語
過程控制標準化管理就是在施工全過程中依據(jù)規(guī)范編制的施工作業(yè)指導(dǎo)書進行施工作業(yè),約束和規(guī)范操作人員的行為,提高各個施工環(huán)節(jié)中質(zhì)量,提高施工測量管理的整體水平。
由于我們在沉降觀測施工中嚴格執(zhí)行了全過程控制標準化管理,將控制工作具體化、定量化,確保了沉降觀測數(shù)據(jù)的真實性和可靠性,2011年5月,在蘭新鐵路第二雙線(甘青段)率先并一次性通過專家對堆載預(yù)壓卸載技術(shù)條件評估,給工程的后續(xù)工程施工贏得了時間。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:客運專線; 無砟軌道; CPⅢ精密控制網(wǎng);
1.前言
無砟軌道CPⅢ控制網(wǎng)測量需要運用后方交會法,將控制點點間距離控制在60米左右,精度高于導(dǎo)線測量,一般稱為自由設(shè)站邊角交會法。自由設(shè)站邊角交會法無論對于勘察設(shè)計單位,還是各行業(yè)施工單位來說,都是一種新的高精度的測量方法。其測量方法、觀測數(shù)據(jù)的檢驗、內(nèi)業(yè)計算均有新的要求。
為把石武客專湖北段建設(shè)成為我國最好的客運專線,我們在石武客專湖北段無砟軌道CPⅢ網(wǎng)控制測量中,運用自由設(shè)站邊角交會法,不斷探索、靈活運用,取得了很好的效果。CPⅢ為軌道鋪設(shè)和運營維護提供控制基準。
2.CPⅡ控制點復(fù)測與加密
為了確保軌道施工的質(zhì)量和控制全線施工線路中線的平順連接,為CPⅢ基樁控制網(wǎng)提供高精度的位置基準,首先需要對涉及到的CPⅠ、CPⅡGPS控制網(wǎng)點進行全面復(fù)測。同時,為后續(xù)建立CPⅢ控制網(wǎng)的需要及現(xiàn)場施工測量的需要,應(yīng)在線路兩側(cè)按每500米左右1個控制點的間距加密一定數(shù)量的CPⅡGPS平面控制點。
3.CPⅢ控制網(wǎng)測量
CPⅢ自由設(shè)站邊角交會測量方法在客運專線無碴軌道施工測量中首次應(yīng)用。軌道相對平順度包含軌距、高低、水平、軌向等4個主控項。因此,CPⅢ自由設(shè)站邊角交會測量等級和精度必須滿足無砟軌道鋪設(shè)短波和長波平順度的要求。
3.1 CPⅢ控制網(wǎng)的布設(shè)
石武客專湖北段CPⅢ控制網(wǎng)的固定點沿線路布置在路基兩側(cè)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)的輔助立柱上、橋梁防撞墻上、隧道壁上,根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)情況,每隔60米左右布置一對點。這樣,每個CPⅢ控制點有三個自由設(shè)站點的交會方向。CPⅢ平面控制網(wǎng)附合在CPⅠ、CPⅡ或加密的高級控制點上,約相隔500~800米在自由設(shè)站點上對附近的高級控制點進行方向、邊長聯(lián)測,以傳遞坐標和控制誤差積累。常規(guī)CPⅢ自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)如圖1所示。
當(dāng)在自由設(shè)站點上不能直接觀測高級控制點時,可設(shè)輔助設(shè)站點。
當(dāng)布設(shè)自由設(shè)站點遇到特殊情況時,可隔60米加設(shè)一個測站點,在加站點上可仍觀測12個方向。
當(dāng)在正常的兩個自由設(shè)站點之間加設(shè)一個測站點,在加站點上可只觀測8個方向。
CPⅢ自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)按分段觀測計算,分段長度一般為4Km左右。在分段觀測連接處應(yīng)有三條邊8個CPⅢ控制點作為公共點進行觀測。
3.2 CPⅢ測量標志
CPⅢ的相對精度要求較高,并且邊長較短,因此測量標志必須采用強制對中標志。測量標志強制對中的誤差一般不應(yīng)大于0.2 mm,最大不超過0.4 mm。
路基地段的CPⅢ點應(yīng)布設(shè)在接觸網(wǎng)基礎(chǔ)輔助立柱上;
隧道內(nèi)布設(shè)在隧道內(nèi)兩側(cè)電纜槽蓋板上方高度30cm的二襯上。
橋上每隔約60m左右在橋梁固定支座端兩側(cè)防撞墻頂面上。
3.3 CPⅢ平面觀測
CPⅢ自由設(shè)站邊角交會是在自由設(shè)站點上對CPⅢ點進行方向和邊長觀測。CPⅢ自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)觀測采用帶自動照準功能的全站儀,全站儀的測角標稱精度不低于1″,測距標稱精度不低于2mm + 2ppm。觀測的技術(shù)要求:半測回歸零差不大于6秒,一測回中2倍照準差變動不大于9秒,同一方向值各測回較差不大于6秒,同一方向距離值各測回較差不大于3毫米。
CPⅢ在一個測站上觀測方向一般為12個,為減少外界對觀測的影響,可進行分組觀測。另外,為減少氣象條件對觀測的影響,一般選擇在夜間進行觀測作業(yè)。
為保證每次測量時同一個點使用同一個棱鏡,應(yīng)對測量需要的12個棱鏡進行編號1~12,并對每個CPⅢ點使用的棱鏡號和連接器進行記錄。
在自由站上測量CPⅢ的同時,應(yīng)將靠近線路的CPI點及全部CPII點進行聯(lián)測,納入網(wǎng)中,CPI/CPII點應(yīng)至少在兩個自由站上進行聯(lián)測,有可能時應(yīng)聯(lián)測3次,聯(lián)測長度應(yīng)控制在150米之內(nèi)。當(dāng)受觀測條件限制,只能有一個自由站點和CPI/CPII通視時,應(yīng)設(shè)置輔助點。
3.4 CPⅢ平面觀測值的檢驗
CPIII自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)的點位誤差分布很均勻,從單位權(quán)中誤差和點位誤差很難判定觀測值是否存在粗差。因此,對于觀測值的檢驗是保證CPIII自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)精度的關(guān)鍵。CPIII自由設(shè)站邊角交會控制網(wǎng)按間接觀測平差計算,由已知點、觀測方向和邊長解算設(shè)站點和CPIII點的近似坐標,列出觀測方向和邊長的誤差方程式,組成法方程式,解算坐標改正數(shù)。
4. CPⅢ測量誤差分析
CPⅢ控制點是鋪軌時測量的依據(jù)。鋪軌時根據(jù)CPⅢ控制點按自由設(shè)站方法測定測站的坐標和高程,對軌道進行測量。對于軌道鋪設(shè)的長波誤差主要是由CPⅢ的點位誤差引起的,而放樣測量引起的誤差影響較小,一般可以忽略不計。
假設(shè)距離為60 米,方向中誤差為2秒,則正矢誤差為0.5毫米。不考慮放樣測量誤差,這時點位在線路橫向上的誤差等于相鄰測站的相對橫向誤差。取放樣測量點的平均位置來確定軌道位置。產(chǎn)生的正矢誤差等于相鄰測站相對橫向誤差的1/4。
軌道正矢的允許誤差為2毫米,以2倍中誤差為允許限差,則軌道正矢的中誤差應(yīng)為1毫米。軌道正矢誤差由設(shè)站誤差、測量放樣誤差以及軌檢小車的檢測誤差產(chǎn)生,按等影響原則分配,則每一項中誤差為:
(毫米)
測量軌道設(shè)站點相對橫向誤差對軌道正矢誤差的影響等于相鄰測站相對橫向誤差的1/4,因此,設(shè)站點相對橫向中誤差應(yīng)不大于2毫米。因此,按120米間隔設(shè)站,假如放樣測量的方向中誤差不大于2.0秒,由方向中誤差所產(chǎn)生的正矢中誤差為0.50毫米,即小于0.57毫米,完全可以滿足軌道測量的精度要求。
5. 結(jié)語
無砟軌道施工是高速鐵路施工建設(shè)的核心,而CPⅢ控制測量是鋪設(shè)無砟軌道的核心技術(shù)之一。在這種情況下,就需要加密CPⅡ,同時,要按規(guī)定對設(shè)計院提供的CPⅠ、CPⅡ進行復(fù)測。復(fù)測CPⅠ、CPⅡ與加密CPⅡ的工作任務(wù)重,精度要求高。CPⅢ控制測量雖然是以CPⅠ、CPⅡ為基礎(chǔ),但CPⅢ控制點點間距離過短,只能在60米左右,精度很難保證,而相對精度要求高,需要這一套科學(xué)的測量方法做保障。
參考文獻
[1] 《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》鐵建設(shè)[2006]189號(中華人民共和國行業(yè)標準)。