2.工法文本-無砟軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（grp）測設(shè)施工工法(三級工法修改后）

1、<p>　　無砟軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）測設(shè)施工工法</p><p>　　中鐵十二局集團(tuán)有限公司 中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司</p><p>　　翟耀紅 郭慶賢 牛紅濤 劉卓 王國琴</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　無砟軌道基準(zhǔn)網(wǎng)是為了滿足高速鐵路的外部及內(nèi)部幾何位置

2、的精度要求，保證高平順性、高穩(wěn)定性、高安全性、高舒適性的目標(biāo)，提高測量精度，而建立一個要求高精度的測量控制網(wǎng)。軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）為精調(diào)軌道型板而設(shè)，滿足板式無砟軌道外部及內(nèi)部幾何位置的高精度要求的測量控制網(wǎng)，是板式無砟軌道系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)。</p><p>　　本工法一方面掌握國內(nèi)外軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）的測設(shè)方法，另一方面針對軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）的測設(shè)外業(yè)方法速度過慢，成果一次性通過率低的現(xiàn)狀，使用無砟軌道GRP

3、基準(zhǔn)點(diǎn)平面數(shù)據(jù)自動采集軟件，實現(xiàn)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集自動化。中鐵十二局集團(tuán)有限公司在京滬高速鐵路無砟軌道的施工基礎(chǔ)上，形成本工法。包含該工法關(guān)鍵技術(shù)的科技成果《京滬高速鐵路再創(chuàng)新CRTSⅡ型板式無砟軌道規(guī)?；a(chǎn)及綜合施工技術(shù)研究》于2011年9月3日通過山西省科技廳成果鑒定，被評為國際領(lǐng)先水平，并申請了《無砟軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）測設(shè)施工方法》發(fā)明專利，且已受理。本工法在設(shè)計理念、實際應(yīng)用、技術(shù)操作、外業(yè)作業(yè)等方面做了全面創(chuàng)新與改進(jìn)，在施工中

4、積累了豐富的施工經(jīng)驗，在京滬高鐵得到全面應(yīng)用。</p><p><b>　　2.工法特點(diǎn)</b></p><p>　　2.1工法在京滬高速鐵路上得到成功應(yīng)用，科學(xué)合理，快速準(zhǔn)確，設(shè)備、人員投入少、省工省時。本工法注重各施工環(huán)節(jié)工藝合理性，比傳統(tǒng)的全站儀測量方法有效降低施工時間，在同類施工中達(dá)到先進(jìn)水平。</p><p>　　2.2選用高精度機(jī)器

5、人型全站儀以及高精度電子水準(zhǔn)儀，利用邊角網(wǎng)測設(shè)原理，對已知的CPIII和未知的GRP點(diǎn)進(jìn)行邊角網(wǎng)的測設(shè)，數(shù)據(jù)納入平差軟件，得出GRP點(diǎn)的坐標(biāo)。</p><p>　　2.3使用無砟軌道GRP基準(zhǔn)點(diǎn)平面數(shù)據(jù)自動采集軟件，實現(xiàn)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集自動化，可以實時檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。</p><p>　　2.4平差軟件使用專業(yè)軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)限差，有效剔除測量數(shù)據(jù)偶然誤差，數(shù)據(jù)合格后

6、納入軌道基準(zhǔn)網(wǎng)，保證了精度要求。</p><p><b>　　3.適用范圍</b></p><p>　　本工法適用于具有高速度、高平順性、高穩(wěn)定性、高可靠性行車條件的高速鐵路和客運(yùn)專線板式無砟軌道。</p><p><b>　　4.工藝原理</b></p><p>　　本工法選用高精度機(jī)器人型全站儀

7、以及高精度電子水準(zhǔn)儀，結(jié)合GRP基準(zhǔn)點(diǎn)平面數(shù)據(jù)自動采集軟件，利用邊角網(wǎng)測設(shè)原理，對已知的CPIII和未知的GRP點(diǎn)進(jìn)行邊角網(wǎng)的測設(shè)，數(shù)據(jù)納入平差軟件，得出GRP點(diǎn)的坐標(biāo)。利用二等水準(zhǔn)已知點(diǎn)，采用后視-中視-前視的方法測出GRP點(diǎn)的高程。</p><p>　　5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)</p><p>　　5.1. 施工工藝流程</p><p>　　軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP

8、）測設(shè)工藝流程如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）測設(shè)工藝流程圖</p><p><b>　　5.2.操作要點(diǎn)</b></p><p>　　5.2.1 GRP點(diǎn)放樣</p><p>　　GPR點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)事先算出，使其放樣時處于凸形擋臺上。這些點(diǎn)可直接由軟件計算得出，放樣點(diǎn)的位置，應(yīng)以線路軸

9、線為基準(zhǔn)計算得出，軟件根據(jù)線路設(shè)計曲線要素，按里程計算實時軌道中心線坐標(biāo)，現(xiàn)場放樣，GRP放樣精度在± 5mm以內(nèi)。</p><p>　　5.2.2 安裝定位錐和埋設(shè)GRP點(diǎn)</p><p>　　根據(jù)軌道安裝標(biāo)志點(diǎn)CPIII測設(shè)軌道安裝基準(zhǔn)點(diǎn) GRP 和圓錐體定位點(diǎn)，軌道安裝基準(zhǔn)點(diǎn) GRP 和圓錐體定位點(diǎn)位于軌道板端頭半圓形凹槽處，且接近軸線。圓錐體的軸線與安裝點(diǎn)重合。GRP點(diǎn)埋

10、設(shè)完成后即可進(jìn)行GRP點(diǎn)平面定位，軌道板粗鋪后進(jìn)行高程定位（高程定位見圖5.2.2-1）。</p><p>　　圖5.2.2-1 高程定位圖</p><p>　　圓錐體用硬塑料做成，高約 120mm，最大直徑125mm， 圓錐體有一中心孔，直徑為 20mm。圓錐體為軌道板安裝的輔助工具，可使安裝精度達(dá)10mm，使精調(diào)工作量減少。軌道板安裝后利用夾具將圓錐體從圓筒形窄縫中取出，重復(fù)使用（圓錐

11、體定位下圖5.2.2-2所示）。</p><p>　　圖5.2.2-2 圓錐體定位圖</p><p>　　5.2.3 GRP平面測設(shè)</p><p><b>　　1、 GRP布設(shè)</b></p><p>　　軌道基準(zhǔn)網(wǎng)GRP（國內(nèi)普遍稱作CP4），是在軌道控制網(wǎng)CPIII的基礎(chǔ)上的，為軌道板的鋪設(shè)和精調(diào)提供控制基準(zhǔn)的控

12、制網(wǎng)。GRP布設(shè)于軌道軸線間（定位錐和GRP的聯(lián)機(jī)垂直于軌道軸線，距中線0.10m，且GRP點(diǎn)一般埋設(shè)在較低的一邊。）即兩軌道板的板縫位置。GRP布設(shè)見圖5.2.3。</p><p>　　圖5.2.3 GRP布設(shè)圖</p><p>　　2、GRP平面測設(shè)流程 </p><p>　　1）架站，存儲站點(diǎn)坐標(biāo)（任意坐標(biāo)均可），不需自由設(shè)站，給定點(diǎn)號，直接開始測量坐標(biāo)；&

13、lt;/p><p>　　2）先測6-8個CPIII點(diǎn)，前后靠近測站，CPIII必須覆蓋測區(qū)，測量前進(jìn)方向選一對CPIII點(diǎn)，便于搭接；</p><p>　　3）測10-16個GRP點(diǎn)（視天氣條件而定，一般為距儀器75m內(nèi)為最佳），一般11個GRP點(diǎn)（橋上32m梁一般一站14個點(diǎn)，路基CPIII間距50m，一般測11個），測點(diǎn)順序單一，必須由遠(yuǎn)至近；</p><p>　　

14、4）重復(fù)操作，測量CPIII點(diǎn)、GPR點(diǎn)、CPIII點(diǎn)、GRP點(diǎn)、CPIII點(diǎn)、GRP點(diǎn)、CPIII點(diǎn)。（每一測站測CPIII四次，GRP三次）；</p><p>　　5）測量完成后，開始下一測站，操作方法如上，但需搭接3-5個GRP點(diǎn)，一般搬站過程只有一對CPIII點(diǎn)移動。</p><p><b>　　3、注意事項：</b></p><p>

15、　　1）儀器使用前應(yīng)適應(yīng)溫度15分鐘，使用前進(jìn)行溫度、氣壓改正；</p><p>　　2）使用普通三腳架需盡量架矮，避免儀器受影響；</p><p>　　3）儀器盡量架設(shè)在線路軸在線（水平角度轉(zhuǎn)動幅度小，減小測角誤差）；</p><p>　　4）每一測站要求儀器不要碰觸，氣泡偏移時本測站需全部重測（徠卡1201一般20以內(nèi)不需重新調(diào)整）；</p>&l

16、t;p>　　5）GRP點(diǎn)測量目標(biāo)使用矮的棱鏡三角支架；</p><p>　　6）注意輸入棱鏡常數(shù)，CPIII、GRP點(diǎn)的棱鏡盡量統(tǒng)一，避免棱鏡常數(shù)輸入錯誤；</p><p>　　7）TCA1201采用平均模式，中值3~5次重復(fù)測量；2003采用精測模式；</p><p>　　8）打開儀器自動照準(zhǔn)功能，設(shè)置為跟隨模式，棱鏡基座盡量水平端著移動，避免鏡頭晃動；&l

17、t;/p><p>　　9）GRP點(diǎn)點(diǎn)號，左8，右9+點(diǎn)號；</p><p>　　10）GRP點(diǎn)若在后澆帶上，可保留該點(diǎn)號（即點(diǎn)號必須與板號對應(yīng)，一般補(bǔ)埋后測量，盡量保證每個GRP均有數(shù)據(jù)）；</p><p>　　11）數(shù)值格式為GSI16，小數(shù)點(diǎn)后4位；</p><p>　　12）測量完成后可現(xiàn)場檢查測量數(shù)據(jù)的偏差值是否超限，對超限點(diǎn)重新測量。&

18、lt;/p><p>　　根據(jù)GRP平面測量方法及精度要求，結(jié)合智能型全站儀的特點(diǎn)，中鐵十二局一公司測量隊與西南交通大學(xué)聯(lián)合設(shè)計無砟軌道GRP基準(zhǔn)點(diǎn)平面數(shù)據(jù)自動采集軟件，實現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)自動采集、自動記錄，設(shè)置數(shù)據(jù)采集限差和依據(jù)相關(guān)參數(shù)精度指針對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動檢。外業(yè)時第一次依次找準(zhǔn)各點(diǎn)，以后每次采集時儀器將自動搜索CPIII和GRP點(diǎn)，并對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，實現(xiàn)了外業(yè)測量的自動化操作，不僅提高了外業(yè)采集的速度，還確保了數(shù)據(jù)

19、的合格率。</p><p>　　5.2.4 GRP平面平差</p><p>　　1、GRP平面平差數(shù)據(jù)如圖5.2.4所示 </p><p>　　圖5.2.4 GRP平面平差圖</p><p><b>　　2、標(biāo)準(zhǔn)限差設(shè)置：</b></p><p>　　1）控制點(diǎn)（CPIII）Y坐標(biāo)允許偏差2mm；

20、</p><p>　　2）控制點(diǎn)（CPIII）X坐標(biāo)允許偏差2mm；</p><p>　　3）相對多次測量坐標(biāo)平均值的Y坐標(biāo)允許偏差0.4mm；</p><p>　　4）相對多次測量坐標(biāo)平均值的X坐標(biāo)允許偏差0.4mm；</p><p>　　5）每GRP點(diǎn)重迭（搭接）區(qū)的橫向（dq）允許偏差0.3mm；</p><p>

21、;　　6）每GRP點(diǎn)重迭（搭接）區(qū)的縱向（dl）允許偏差0.4mm；</p><p>　　7) 任一測站上的最少附合點(diǎn)（CPIII）個數(shù)4；</p><p>　　8)最少重合(搭接)點(diǎn)數(shù)3。</p><p>　　平差過程采用標(biāo)準(zhǔn)限差，數(shù)據(jù)完全合格后納入軌道基準(zhǔn)網(wǎng)，與設(shè)計值對照，避免偏差過大，導(dǎo)致軌道板上橋后影響強(qiáng)制對中三角架的架設(shè)。</p><p

22、>　　5.2.5 GRP高程測量</p><p>　　橋梁軌道板粗鋪完成后即可進(jìn)行GRP的高程測量工作，減少因荷載上橋造成的梁體下沉，對線路控制點(diǎn)的影響。</p><p>　?。?、GPR點(diǎn)高程測量流程：</p><p>　　1）打開儀器，進(jìn)入線路測量，設(shè)置為BF模式，后視CPIII點(diǎn)；</p><p>　　2）進(jìn)入碎部測量，間視GRP、

23、GRP、GRP、CPIII、GRP、GRP……（天寶儀器，中間點(diǎn)測量；徠卡儀器，碎部測量）；</p><p>　　3）退出碎部測量，回到線路測量，前視轉(zhuǎn)點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)可為CPIII，也可為GRP點(diǎn)），轉(zhuǎn)站后視轉(zhuǎn)點(diǎn)（CPIII做轉(zhuǎn)點(diǎn)可截取中間一截合格數(shù)據(jù)平差，但上CPIII影響測量速度）；</p><p>　　4）閉合至CPIII點(diǎn)；</p><p>　　5）按上述方式進(jìn)行

24、返測，往返測（分開的兩條水平線路）；</p><p>　　6）在下一條水平線路測量時，要重迭測量至少3 個GRP 點(diǎn)。</p><p><b>　?。?、注意事項：</b></p><p>　　1）測設(shè)原則，按線路測量方式，起始且終止于CPIII點(diǎn)，GRP或CPIII均可作為轉(zhuǎn)點(diǎn)；</p><p>　　2）線路長度不低于3

25、00m（轉(zhuǎn)點(diǎn)的CPIII點(diǎn)不參與平差過程）；</p><p>　　3）測量模式采用三次測量取平均數(shù)；</p><p>　　4）測設(shè)過程中始終使用一根銦瓦尺，采用的適配器不能更換，改正數(shù)不變；</p><p>　　5）每一測站視線長度30m左右最佳；</p><p>　　6）左右線GRP點(diǎn)可同時開展觀測；</p><p>

26、;　　7）儀器i角要經(jīng)常檢校。</p><p>　　5.2.6 GRP高程平差</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)限差設(shè)置如圖5.2.5所示：</p><p>　　圖5.2.6 標(biāo)準(zhǔn)限差設(shè)置圖</p><p>　　單程水平閉合差公式：0.5+2*s（km）^0.5（注：線路長度為1km時，最大值為2.5）；</p><p>　　

27、相對多次測量平均值的允許偏差0.3；</p><p>　　每GRP點(diǎn)重迭（搭接點(diǎn)）區(qū)內(nèi)的高程允許偏差0.3；</p><p><b>　　最少搭接點(diǎn)數(shù)3。</b></p><p>　　平差采用標(biāo)準(zhǔn)限差，數(shù)據(jù)合格后納入軌道基準(zhǔn)網(wǎng)，待平面與高程資料全部納入后，可為SPPS導(dǎo)出GRP.DPU文件，為精調(diào)工作準(zhǔn)備資料。</p><p

28、>　　6.材料與設(shè)備 </p><p>　　本工法不需要特別的材料，所需的主要設(shè)備見表6.</p><p><b>　　表6 主要設(shè)備表</b></p><p><b>　　7.質(zhì)量控制</b></p><p>　　7.1本工法嚴(yán)格按設(shè)計要求施工，執(zhí)行《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB 106

29、01-2009。根據(jù)實際情況，還應(yīng)遵守以下幾點(diǎn)：</p><p>　　7.1.1平面測量：</p><p>　　1）儀器定期校準(zhǔn)，所用設(shè)備工裝和棱鏡也需要經(jīng)常校準(zhǔn)；</p><p>　　2） 溫度、氣壓改正不能忽略，否則誤差較大；</p><p>　　3） 遇到大風(fēng)天氣，可以選擇使用特制的低矮的三角架架設(shè)儀器，或者增加三角架的重量來獲取儀器的

30、穩(wěn)定度；</p><p>　　4）測量現(xiàn)場應(yīng)保持通視，附近不能有全站儀逆向的強(qiáng)光干擾、高頻振動等干擾；</p><p>　　5）測量前一定要對CPIII的精度進(jìn)行現(xiàn)場檢查并做好每個點(diǎn)定向精度的記錄，以便平差時剔除不合格的CPIII點(diǎn)；</p><p>　　6）手工照準(zhǔn)的第一和第二個CPIII點(diǎn)要注意，不要找錯目標(biāo)；</p><p>　　7）半

31、徑比較小的曲線段，自動觀測時留意并及時發(fā)現(xiàn)全站儀自動找錯的目標(biāo)點(diǎn)。</p><p>　　7.1.2高程測量：</p><p><b>　　1）儀器定期校準(zhǔn)；</b></p><p>　　2）使用同一把尺子，消除尺子的零點(diǎn)誤差；2盡量使用尺撐等輔助措施，確保觀測質(zhì)量；</p><p>　　3）選擇閉合差較小的點(diǎn)結(jié)束一段GR

32、P高程測量；</p><p>　　4）高程測量要在軌道板粗鋪完成后開始測量，避免二期荷載對高程測量的影響；GRP點(diǎn)的高程最好是隨測隨用，不宜閑置時間過長；</p><p>　　5）由于高程測量過程中缺少檢核手段，沒有軟件和限差進(jìn)行現(xiàn)場控制，都是事后平差才能發(fā)現(xiàn)測量中的誤差較大的點(diǎn)，因此需要測量過程中每一個點(diǎn)都要認(rèn)真仔細(xì)；</p><p>　　6）在軌道板精調(diào)正式開始

33、時，多數(shù)的系統(tǒng)定向不合格的原因都是由于GRP點(diǎn)高程誤差較大造成的，因此GRP點(diǎn)的高程測量需要特別留意。</p><p>　　7.2對施工的每道工序進(jìn)行檢查驗收，質(zhì)量不合格的立即予以返工。</p><p>　　7.3科學(xué)合理組織制定工藝標(biāo)準(zhǔn)，積極落實創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃。正確引導(dǎo)和開展工序樣板先行、典型示范、整體推進(jìn)的工程創(chuàng)優(yōu)活動。嚴(yán)格按照創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃和措施要求，加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)和工序質(zhì)量預(yù)控。加強(qiáng)對工作人

34、員的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)教育，將質(zhì)量控制落實到施工過程中去。</p><p>　　7.4嚴(yán)格崗位質(zhì)量責(zé)任制和質(zhì)量目標(biāo)考核制度。各級落實質(zhì)量包保責(zé)任和質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制，每項工程明確質(zhì)量具體責(zé)任人，真正使質(zhì)量責(zé)任落到實處。</p><p><b>　　8.安全措施</b></p><p>　　軌道基準(zhǔn)網(wǎng)（GRP）測設(shè)作業(yè)除嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)法令、法規(guī)和有關(guān)安全操作

35、規(guī)程外，還要做到：</p><p>　　8.1對所有測量作業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)并考核，考核合格后持證上崗。</p><p>　　8.2施工前，及時及時掌握調(diào)度命令。施工時，由施工作業(yè)負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)上道，作業(yè)點(diǎn)設(shè)專職防護(hù)人員進(jìn)行瞭望過往機(jī)車，并與現(xiàn)場作業(yè)技術(shù)人員及時溝通。</p><p>　　8.3所有測量作業(yè)人員，均穿穿顯眼的防護(hù)服。所有測量作業(yè)工具均貼反光標(biāo)志。&l

36、t;/p><p>　　8.4料場堆放場地的消防安全距離做到符合公安部門的規(guī)定，場地不堆放易燃品；隨時清除現(xiàn)場的易燃雜物。</p><p>　　8.5施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。施工時使用的手持照明燈使用36V以下的安全電壓。</p><p>　　8.6完成當(dāng)天的作業(yè)后，安排專人對現(xiàn)場進(jìn)行清理、看守，確保各類機(jī)具設(shè)備和材料

37、不侵限，不丟失。</p><p><b>　　9.環(huán)保措施</b></p><p>　　9.1成立對應(yīng)的測量作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生管理小組，在測量作業(yè)過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對施工燃油、材料、設(shè)備、生產(chǎn)生活垃圾控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度。</p><p>　　9.2工后料盡，保持施工場地文明

38、、整潔。</p><p>　　9.3在人口相對集中的地區(qū)，采取隔音措施，降低噪聲污染。</p><p>　　9.4廢棄材料，進(jìn)行統(tǒng)一回收、管理，集中堆放。禁止亂丟亂棄。 </p><p><b>　　10.效益分析</b></p><p>　　10.1節(jié)約成本。用該工法對無砟軌道軌道基準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)施工，可以將軌道基準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)

39、精度提高，減少施工時間。精度的提高，直接影響到軌道的幾何狀態(tài)，軌道工程施工精度高，減少機(jī)械和人工的投入，降低成本。</p><p>　　10.2節(jié)約人工，提高了工作效率。由于該工法采用了先進(jìn)的儀器設(shè)備及軟件，現(xiàn)場作業(yè)分工細(xì)致，流水作業(yè)，復(fù)核跟進(jìn)，工作效率，成倍提升。</p><p>　　10.3社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。一條具有高速度、高平順性、高穩(wěn)定性、高舒適性的成功的高速鐵路，不僅能帶動區(qū)域性

40、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提速，而且在戰(zhàn)略上更具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　10.4本工法適用性強(qiáng)，操作性可靠，易于掌握，通過此工法，滿足了高速鐵路及客運(yùn)專線無砟軌道行車條件，而具極大提高了工作效益，節(jié)約了投資成本，在最短的時間內(nèi)，完成高標(biāo)準(zhǔn)的無砟軌道軌道基準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)，具有較大的普及性和廣泛的推廣應(yīng)用價值。</p><p>　　10.5使用本工法與傳統(tǒng)測設(shè)方法直接效益分析和其他效益對照見下表1

41、0.5：</p><p>　　表10.5 直接效益分析和其他效益對照表</p><p><b>　　11.應(yīng)用實例</b></p><p>　　京滬高鐵四標(biāo)段中鐵十二局第一工程有限公司承擔(dān)有35000米的GRP測設(shè)任務(wù)。</p><p>　　中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司施工中運(yùn)用本工法進(jìn)行軌道基準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)，整個過程歷時僅