普速线路运用精测网测量数据探讨

恽 琦 中国铁路上海局集团有限公司上海工务段

1 精测网的运用概况

1．1 CPⅢ精测网简介

普速铁路工程测量平面控制网应按分级布网的原则分四级布设，第一级为安装抱箍件即构筑框架平面控制网（CP0），第二级为测量栅栏外部高程即构筑基础控制网（CPⅠ），第三级为曲线特征点测量即线路平面控制网（CPⅡ），第四级为线路平纵断面测量即轨道控制网（CPⅢ）。CPⅢ平面网是一个立体三维网络平面线形图，其测量方法较传统抄平测量更加立体客观准确。它采用自由测站进行边角交会测量即每站重复测量三个点，其距离只能进行单程观测。控制网的使用较传统方法有很大不同，首先是按照平面CP3和栅栏外高程CP1及曲线特征点CPⅡ构筑网络图，通过推进四维小车构筑线型，采用自由测站后方变长交会测量方法确定测站点的三维坐标，然后用三维极坐标测量的方法进行轨道的精调和精测以及轨道的维护管理等。

1．2 CPⅢ精测网的应用

普速铁路对轨道的平顺性有着极高的要求。CPⅢ精测网和轨检小车在京沪线常州段上行K1266～K1286铁路轨道精调中的使用经验以及轨道精调的流程和技巧，为上海工务段管内既有线的前期联调联试和后期运营养护中，轨道空间定位提供控制依据。

CPⅢ精测网和四维小车能确保线路在不断的养护过程中始终保持在设计的位置，不会因为不断的起拨道而引起线间距、站台限界不足，或引起竖曲线变坡点位置、坡段长度、平曲线位置的改变，给日常养护工作带来便利，能较好地满足普速铁路平顺性要求，保障列车的高速平稳运行。

2 我车间管内的京沪线铁路概况

上海工务段常州线路车间管京沪线铁路上下行K1257-K1309，管内管辖正线总计104 km，站线、到发线、专用线88.616 km；道岔总计267组，合计线路192.616 km，总线路设备换算成公里数为21 116 km。因京沪线运营时间长且列车运营繁忙，线路设备病害较为复杂，主要问题集中于路桥、路涵结合部不均匀沉降，以及线岔结合部因大机线路与道岔捣固衔接不良处所。

3 现场作业阶段

应中国铁路上海局集团有限公司要求，今年京沪线集中修采用精测网技术，第一阶段在常州线路车间管内K1266-1286区段应用，现选取京沪线K1283+000～K1283+100做主要说明介绍。

3.1 精测前期准备

3.1.1 抱箍件的安装

CPⅢ点应成对布设，距离布置一般约为120 m，埋设于接触网电杆上CPⅢ点布设高度应大致等高，并应设在设计轨道高程面600 mm～800 mm间。CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用植筋胶进行固定，确保CPⅢ抱箍件的稳固。

3.1.2 精测网测量加密

CPⅢ在单面测量时需要加密，加密后在精测网系统中将加密杆号填入系统后现场进行加密测量，待CPⅢ审核通过后进行高程测量，如CPⅢ审核未通过再进行复测，直至通过。

3.2 精测阶段的精测网作业形式

作业条件：需要在晴朗温和天气条件下进行，现场温度不宜过高不得超过30℃，阳光不宜过于强烈。

作业准备机具：全站仪1部、四维小车1部、棱镜6个、报话机6部。

作业人员组织：一组作业人员共11人，在局控天窗点内作业，其中线上操作人员2人一人负责全站仪，一人负责四维小车，上下行线下负责棱镜各3人，防护人员3人，上下行线下防护各一人，线上防护1人。

3.3 精测阶段的精测网数据的采集及运用方式

3.3.1 精测阶段的精测网数据的采集

核对设计数据，利用设计院提供的设计数据进行线性数据编辑，线性数据分为：平曲线、竖曲线和超高。

（1）平曲线（带曲线设计交点坐标）：起始点坐标、方位角、要素长度、开始和结束半径（左转为负，右转为正）。

（2）竖曲线：交点里程、交点高程、曲线半径（凸曲线为负，凹曲线为正）。

（3）超高：变化点里程、左轨超高值、右轨超高值、倾斜类型。

（4）使用全站仪实测得四维小车上棱镜的三维坐标，然后结合标定的四维小车几何参数、小车的定向参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距，即可换算出对应里程处的实测平面位置和轨面高程，继而与该里程处的设计平面位置和轨面高程进行比较，得到其偏差，用于指导捣固车作业。

3.3.2 精测阶段的精测网数据的运用方式

将处理好的数据编辑成大机识别的格式导入大机系统（导入的内容有：里程、起道量和拨道量），然后大机里的计算机会将中间里程前后两个点的数据进行平差进行连续作业。作业过程中施工负责人要核对数据、大机捣固起止里程，配合人员利用道尺在大机后面检查水平方向即可，遇到起、拨道量较大的地方，大机一次性不能作业到位的地方施工负责人可要求大机进行二次机捣。

4 精测网测量数据与水准仪抄平测量数据比较（见表1）

精测网测量数据：

面向大里程，横向：负（-）为向右调整，正（+）为向左调整；垂向：正（+）为起道,负（-）为落道，水准仪抄平数据。

表1 精测网测量数据与水准仪抄平测量数据比较

对比精测网测量数据与水准仪抄平数据可得出以下结论：

（1）精测网数据更加精确精测网将左轨与右轨横向、垂向偏差值标注清楚；抄平数据比较简单，每隔10 m测量一次，且数据不够精确。

（2）精测网测量方案优化，平面CP3、高程、曲线特征点、四维小车的测量数据均需上传软件后可直接生成大机捣固方案，方案更加细化谨慎；抄平生成数据过程更加简单，数据精准度不高。

（3）精测网数据无需人工现场标注起道量，大机捣固期间节省人工提高工作效率，抄平拉坡数据对测量人员与计算拉坡数据人员素质要求较高，拉坡数据易受立尺人员立尺影响。

（4）精测网测量数据将设备的几何尺寸偏差值标注清楚，有利于大机捣固过后线路车间进行养护作业。

（5）精测网测量数据可直接导出更为详细精确的设备静态几何尺寸，为工区的日常养护提供了作业依据，工区可依据设备静态集合状态统筹兼顾大机捣固作业，采取人工大机综合维修，方案更加科学周密，可进一步提升设备的标准化率。

5 精测网测量方式进行大机捣固作业前后线路TQI值对比（见表2）

表2 精测网测量方式进行大机捣固作业前后线路TQI值对比

通过2018年5月28日利用精测网对上行1283-100处大机捣固前后5月21日与6月11日同型号动检车数据比较发现以下情况：

（1）利用精测网数据捣固后线路高低值、水平值、三角坑明显下降线路更加平顺；

（2）利用精测网数据捣固后TQI值下降1.61，下降比例24.8%，线路动态质量明显提高，证明大机捣固质量明显提升；

（3）利用精测网数据捣固后线路一侧方向有不良，经现场确认复核后重新安排人工申请局控天窗养护作业；

（4）利用精测网数据捣固后线路轨距不良，在大机捣固后经现场确认复核后重新安排人工申请局控天窗养护作业。

6 结论与建议

通过对运营既有线线路精测网的测量运用，得出以下结论：

（1）精测期间重视测量仪器的定期检定维护，确保测量数据精度；

（2）既有线路精测对精调自然条件提出了更加严苛的要求，需密切结合天气、温度情况制定最优化的方案；

（3）精测作业负责人要合理安排精测工作，确保精测工作有序开展，严格把控作业过程质量关，尽可能避免临线来车对精测过程的影响，同时确保作业结束时线路达到正常开通条件；

（4）抱箍件应安装牢固，因安装过程中采用植筋胶固定，安装后时间长久容易产生竖向位移，应安排人工定期进行检查抱箍件位置，如发生位移应及时恢复至原位；

（5）在运用精测网数据大机捣固时，在尽可能恢复线路设计线型的基础上改善运营有碴线路的长短波不平顺，有效降低设备质量（TQI），在大机捣固结束后对捣固后线路方向、轨距安排计划在天窗点内进行养护作业。