轨道交通工程施工技术要点与质量控制研究

2024-03-20高超

运输经理世界 2024年2期

高超

（北京铁研建设监理有限责任公司，北京 102600）

0 引言

随着城市化进程的加速和交通需求的增长，轨道交通作为现代城市的主要交通方式得到快速发展。轨道交通工程施工质量直接关系到其未来运行的安全性、稳定性和高效性，然而由于轨道交通工程具有一定的特殊性和复杂性，施工质量控制成为一项重要挑战。基于此，对轨道交通工程施工技术要点进行分析，并提出相关质量控制策略。

1 轨道交通工程施工技术要点

1.1 轨道平整度控制

平整度控制是轨道交通工程施工中至关重要的技术要点之一，涉及轨道表面的水平平整度、垂直平整度及纵向平整度。轨道平整度控制对列车的正常运行、安全性和舒适性都有重要影响，因此，必须加强对轨道平整度的控制和监测。

第一，在轨道工程中，水平平整度是指轨道表面的平坦度，也就是轨道表面是否平坦无凹凸不平。该参数的控制需要使用高精度的水平度测量仪器，以检验轨道表面的平整度满足规定标准。如果轨道表面出现凹陷或隆起，会影响车的正常行驶，甚至引发安全隐患。因此，需要在轨道铺设和维护过程中高度重视水平平整度控制[1]。

第二，垂直平整度涉及轨道的坡度和曲线半径。坡度控制是为了确保列车在上下坡道时平稳过渡，以免急剧的高度变化对乘客造成不适。曲线半径控制涉及轨道的曲线段，需要使用曲线半径测量设备和合适的调整工艺，以确保列车安全、平稳地通过弯道。坡度和曲线半径的控制需要在轨道设计和施工中全面考虑，确保满足列车运行要求。

第三，纵向平整度的控制对列车的平稳行驶至关重要，可避免高度变化对列车运行产生不利影响。纵向平整度涉及轨道的高程变化，高程调整涉及地理条件和设计规格，需要使用高精度的高程测量设备，以确保轨道的高程符合要求。

综上所述，轨道平整度控制是轨道交通工程施工的技术要点之一，需要借助高精度的测量设备、合适的调整工艺和维护措施，以确保轨道的平整度符合规定标准，保障列车正常运行、提高乘客的乘坐舒适度。

1.2 轨道调校和检测

轨道调校和检测是轨道交通工程施工中的关键技术环节，技术性要求极高，直接关系到轨道的安全性、稳定性及列车运行效率和舒适度。轨道调校和检测流程如图1 所示。

图1 轨道调校和检测流程

首先，轨道调校和检测需要使用高精度的测量设备，如全站仪、激光测距仪等，以获取轨道的几何参数和位置信息。这些设备能够精确测量轨道的水平度、曲线半径、坡度等关键参数，检验轨道的平整度和几何形状是否符合设计要求[2]。

其次，轨道调校和检测要重点关注轨道的质量，除了轨道表面的平整度，还要关注其光洁度和损伤情况。轨道表面的任何异常都可能导致列车运行不稳定和振动，因此必须及时发现并纠正。高精度轨道质量检测设备，如轨道质量测量车，可用于评估轨道表面的平整度和质量。

再次，轨道位移检测，用于检测轨道的位置和偏移情况。轨道的位置必须与设计要求一致，任何位置偏移都可能导致列车脱轨或不正常运行。轨道位移检测设备能够实时监测轨道的位置，发现异常需要及时采取措施进行调整和修复。

最后，轨道调校和检测需要建立有效的数据管理和分析系统，以记录和分析所有测量数据，用以监测轨道的变化趋势，提前发现问题，并制订相应的维护计划。数据分析还可以为轨道的长期维护和优化提供有力支持，确保轨道的持续高质量运行。

总之，轨道调校和检测是轨道交通工程中的重要技术环节，需要高精度测量设备、严密的质量控制和数据管理系统的支持，以保证轨道的安全性和稳定性，为列车安全运行提供有力保障。

2 轨道交通工程结构质量要求与检验方法

2.1 结构质量要求

轨道交通作为一项复杂的系统性工程，其各个组成部分都承担着特定的功能和责任，各个结构的稳定性和可靠性直接关系到整个工程的运行效率和安全性。

路基、桥梁、涵洞、道床、铺轨、隧道、站房及附属设施，每一部分都有明确的设计和施工规范，这些规范为施工单位提供了明确的指导和施工标准。为了确保工程质量和安全，必须对这些结构进行严格的检验和验收。不仅要检查外观、尺寸和位置，还要对其内部构造进行检验，确保其质量满足要求。在施工过程中，通过对比设计要求和施工现场的实际情况，可以及时发现和纠正问题、处理隐患，确保工程结构质量达标，保证轨道交通工程长期安全、稳定运行。

2.2 结构质量检验方法与工具

在轨道交通工程中，结构质量检验是确保项目顺利推进和后期运营安全的关键环节。因此，对检验方法与工具的选择尤为重要。具体的检验方法与工具如表1 所示。

表1 轨道交通工程结构质量检验方法与工具

当前，在轨道交通工程结构质量检验中，可以引入多种先进的检测技术和设备。例如，超声波探伤仪可以高效地检测铁轨内部的缺陷；热成像仪能够对站房等建筑结构进行表面温度检测，以确定其内部的隔热和通风情况；振动测试仪和振动分析仪则用于检测桥梁和建筑物的动态响应，以评估其在列车通过或大风情况下的稳定性。此外，随着物联网和智能传感技术的发展，许多检测设备可以实现远程控制和自动化操作，大大提高检测效率和精度[3]。总体来说，现代检验方法与工具不仅提供了对结构质量进行准确、高效的解决方案，还能为施工和维护提供科学、可靠的数据支持。

2.3 结构质量数据收集与分析

在轨道交通工程结构质量检验过程中，数据收集与分析至关重要，能够为决策者提供关于结构健康状况、潜在问题及优化策略的关键信息。数据收集与分析流程如图2 所示。

图2 数据收集与分析流程

首先，为了确保数据的完整性和准确性，需要合理部署各种先进的传感设备，如超声波探伤仪、振动测试仪、热成像仪和荷载试验机。这些设备能够在多种环境和条件下对结构进行实时、连续监测。

其次，收集到的原始数据通过高速通信线路或无线网络传输至中央数据处理中心，大数据技术用于存储、管理和检索海量检测数据，之后需要对数据进行预处理（如去噪、标准化和插值），以减少后续分析中的误差[4]。

再次，利用机器学习和统计分析技术，对处理后的数据进行深入分析。例如，通过时间序列分析，可以追踪某一结构元件的变化趋势；通过频率域分析，可以识别出结构的特定响应特征；异常检测算法则可以及时发现与既定基线偏离过大的数据点，为工程师提供可能的质量问题警告。

最后，分析结果可在可视化平台上呈现，以直观展示结构的健康状况、潜在风险区域及其变化趋势，决策者可以基于这些数据分析结果制订相应的维护策略、修复措施或进一步的检测计划。

3 轨道交通工程质量控制策略

3.1 缺陷预防与问题解决

在轨道交通工程中，缺陷预防与问题解决是质量控制的关键，对保证项目的安全性、耐用性和效益起重要作用。

一方面，缺陷预防需要基于“预防胜于治疗”原则，重点是在施工早期阶段采取措施，避免潜在问题。为此，需要建立完善的风险评估体系，结合历史数据、现场环境和施工参数，对可能出现的问题进行预测，需要借助先进的计算机模拟技术、数据分析工具及多物理场建模技术等。对于已经识别出的高风险环节或施工过程，应制订专门的操作指南或技术规范，并对施工人员进行针对性的培训，确保其能够根据指南执行施工操作，减少因人为操作失误导致的质量问题[5]。

另一方面，即便采取预防措施仍可能出现一些不可预见的问题，及时解决相关质量问题尤为重要[6]。为此，需要采用先进的检测和诊断工具，如无损检测设备、结构健康监测系统，以迅速定位并评估缺陷的性质和严重程度。诊断完成后必须及时制订修复策略。对于复杂或严重的缺陷，可能需要与设计人员、材料供应商和其他相关专家进行深入讨论，共同制订合理、经济的解决方案。

3.2 施工监督与改进

每个关键施工环节都应由专业的工程监理团队进行现场实时监控。可使用先进的实时监控技术，如智能摄像头、传感器网络和地磁检测等，以实时捕捉施工现场的情况并通过数据分析工具进行及时分析，以确保施工质量符合设计和规范要求。若发现偏差或违规行为，监理团队应要求施工人员采取纠正措施，并确保所有参与者在后续的施工中遵守操作规范[7]。

在施工改进方面，需要通过搜集、分析相关监测数据，以评估哪些工序或方法存在不足，从而确定需要重点优化的方向。同时，可采用模拟和数字孪生技术预测各种施工方案的施工效果，并基于预测结果选择最优施工方案。此外，可引入轨道交通工程管理集成平台，实现信息的透明性和一致性，以方便各方实时沟通和协作，提升轨道交通工程质量[8]。