2.工法文本-無砟軌道基準網（grp）測設施工工法(三級工法修改后）

1、<p>　　無砟軌道基準網（GRP）測設施工工法</p><p>　　中鐵十二局集團有限公司 中鐵十二局集團第一工程有限公司</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>　　無砟軌道基準網是為了滿足高速鐵路的外部及內部幾何位置

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，提高測量精度，而建立一個要求高精度的測量控制網。軌道基準網（GRP）為精調軌道型板而設，滿足板式無砟軌道外部及內部幾何位置的高精度要求的測量控制網，是板式無砟軌道系統(tǒng)的安裝基礎。</p><p>　　本工法一方面掌握國內外軌道基準網（GRP）的測設方法，另一方面針對軌道基準網（GRP）的測設外業(yè)方法速度過慢，成果一次性通過率低的現狀，使用無砟軌道GRP

3、基準點平面數據自動采集軟件，實現了外業(yè)數據采集自動化。中鐵十二局集團有限公司在京滬高速鐵路無砟軌道的施工基礎上，形成本工法。包含該工法關鍵技術的科技成果《京滬高速鐵路再創(chuàng)新CRTSⅡ型板式無砟軌道規(guī)?；a及綜合施工技術研究》于2011年9月3日通過山西省科技廳成果鑒定，被評為國際領先水平，并申請了《無砟軌道基準網（GRP）測設施工方法》發(fā)明專利，且已受理。本工法在設計理念、實際應用、技術操作、外業(yè)作業(yè)等方面做了全面創(chuàng)新與改進，在施工中

4、積累了豐富的施工經驗，在京滬高鐵得到全面應用。</p><p><b>　　2.工法特點</b></p><p>　　2.1工法在京滬高速鐵路上得到成功應用，科學合理，快速準確，設備、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，在同類施工中達到先進水平。</p><p>　　2.2選用高精度機器

5、人型全站儀以及高精度電子水準儀，利用邊角網測設原理，對已知的CPIII和未知的GRP點進行邊角網的測設，數據納入平差軟件，得出GRP點的坐標。</p><p>　　2.3使用無砟軌道GRP基準點平面數據自動采集軟件，實現了外業(yè)數據采集自動化，可以實時檢查數據的準確性，確保了測量數據的準確性。</p><p>　　2.4平差軟件使用專業(yè)軟件，采用標準限差，有效剔除測量數據偶然誤差，數據合格后

6、納入軌道基準網，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器人型全站儀

7、以及高精度電子水準儀，結合GRP基準點平面數據自動采集軟件，利用邊角網測設原理，對已知的CPIII和未知的GRP點進行邊角網的測設，數據納入平差軟件，得出GRP點的坐標。利用二等水準已知點，采用后視-中視-前視的方法測出GRP點的高程。</p><p>　　5.施工工藝流程及操作要點</p><p>　　5.1. 施工工藝流程</p><p>　　軌道基準網（GRP

8、）測設工藝流程如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 軌道基準網（GRP）測設工藝流程圖</p><p><b>　　5.2.操作要點</b></p><p>　　5.2.1 GRP點放樣</p><p>　　GPR點的坐標應事先算出，使其放樣時處于凸形擋臺上。這些點可直接由軟件計算得出，放樣點的位置，應以線路軸

9、線為基準計算得出，軟件根據線路設計曲線要素，按里程計算實時軌道中心線坐標，現場放樣，GRP放樣精度在± 5mm以內。</p><p>　　5.2.2 安裝定位錐和埋設GRP點</p><p>　　根據軌道安裝標志點CPIII測設軌道安裝基準點 GRP 和圓錐體定位點，軌道安裝基準點 GRP 和圓錐體定位點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重合。GRP點埋

10、設完成后即可進行GRP點平面定位，軌道板粗鋪后進行高程定位（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10mm，使精調工作量減少。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</p><p><b>　　1、 GRP布設</b></p><p>　　軌道基準網GRP（國內普遍稱作CP4），是在軌道控制網CPIII的基礎上的，為軌道板的鋪設和精調提供控制基準的控

12、制網。GRP布設于軌道軸線間（定位錐和GRP的聯機垂直于軌道軸線，距中線0.10m，且GRP點一般埋設在較低的一邊。）即兩軌道板的板縫位置。GRP布設見圖5.2.3。</p><p>　　圖5.2.3 GRP布設圖</p><p>　　2、GRP平面測設流程 </p><p>　　1）架站，存儲站點坐標（任意坐標均可），不需自由設站，給定點號，直接開始測量坐標；&

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

14、4）重復操作，測量CPIII點、GPR點、CPIII點、GRP點、CPIII點、GRP點、CPIII點。（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，一般搬站過程只有一對CPIII點移動。</p><p><b>　　3、注意事項：</b></p><p>

15、　　1）儀器使用前應適應溫度15分鐘，使用前進行溫度、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）儀器盡量架設在線路軸在線（水平角度轉動幅度小，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以內不需重新調整）；</p>&l

16、t;p>　　5）GRP點測量目標使用矮的棱鏡三角支架；</p><p>　　6）注意輸入棱鏡常數，CPIII、GRP點的棱鏡盡量統(tǒng)一，避免棱鏡常數輸入錯誤；</p><p>　　7）TCA1201采用平均模式，中值3~5次重復測量；2003采用精測模式；</p><p>　　8）打開儀器自動照準功能，設置為跟隨模式，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點點號，左8，右9+點號；</p><p>　　10）GRP點若在后澆帶上，可保留該點號（即點號必須與板號對應，一般補埋后測量，盡量保證每個GRP均有數據）；</p><p>　　11）數值格式為GSI16，小數點后4位；</p><p>　　12）測量完成后可現場檢查測量數據的偏差值是否超限，對超限點重新測量。&

18、lt;/p><p>　　根據GRP平面測量方法及精度要求，結合智能型全站儀的特點，中鐵十二局一公司測量隊與西南交通大學聯合設計無砟軌道GRP基準點平面數據自動采集軟件，實現外業(yè)數據自動采集、自動記錄，設置數據采集限差和依據相關參數精度指針對數據進行自動檢。外業(yè)時第一次依次找準各點，以后每次采集時儀器將自動搜索CPIII和GRP點，并對采集數據進行檢核，實現了外業(yè)測量的自動化操作，不僅提高了外業(yè)采集的速度，還確保了數據

19、的合格率。</p><p>　　5.2.4 GRP平面平差</p><p>　　1、GRP平面平差數據如圖5.2.4所示 </p><p>　　圖5.2.4 GRP平面平差圖</p><p><b>　　2、標準限差設置：</b></p><p>　　1）控制點（CPIII）Y坐標允許偏差2mm；

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

21、;　　6）每GRP點重迭（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（CPIII）個數4；</p><p>　　8)最少重合(搭接)點數3。</p><p>　　平差過程采用標準限差，數據完全合格后納入軌道基準網，與設計值對照，避免偏差過大，導致軌道板上橋后影響強制對中三角架的架設。</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，對線路控制點的影響。</p><p>　?。薄PR點高程測量流程：</p><p>　　1）打開儀器，進入線路測量，設置為BF模式，后視CPIII點；</p><p>　　2）進入碎部測量，間視GRP、

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

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。</p><p><b>　?。病⒆⒁馐马棧?lt;/b></p><p>　　1）測設原則，按線路測量方式，起始且終止于CPIII點，GRP或CPIII均可作為轉點；</p><p>　　2）線路長度不低于3

25、00m（轉點的CPIII點不參與平差過程）；</p><p>　　3）測量模式采用三次測量取平均數；</p><p>　　4）測設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點可同時開展觀測；</p><p>

26、;　　7）儀器i角要經常檢校。</p><p>　　5.2.6 GRP高程平差</p><p>　　標準限差設置如圖5.2.5所示：</p><p>　　圖5.2.6 標準限差設置圖</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點重迭（搭接點）區(qū)內的高程允許偏差0.3；</p><p><b>　　最少搭接點數3。</b></p><p>　　平差采用標準限差，數據合格后納入軌道基準網，待平面與高程資料全部納入后，可為SPPS導出GRP.DPU文件，為精調工作準備資料。</p><p

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

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

30、穩(wěn)定度；</p><p>　　4）測量現場應保持通視，附近不能有全站儀逆向的強光干擾、高頻振動等干擾；</p><p>　　5）測量前一定要對CPIII的精度進行現場檢查并做好每個點定向精度的記錄，以便平差時剔除不合格的CPIII點；</p><p>　　6）手工照準的第一和第二個CPIII點要注意，不要找錯目標；</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)現全站儀自動找錯的目標點。</p><p>　　7.1.2高程測量：</p><p><b>　　1）儀器定期校準；</b></p><p>　　2）使用同一把尺子，消除尺子的零點誤差；2盡量使用尺撐等輔助措施，確保觀測質量；</p><p>　　3）選擇閉合差較小的點結束一段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，沒有軟件和限差進行現場控制，都是事后平差才能發(fā)現測量中的誤差較大的點，因此需要測量過程中每一個點都要認真仔細；</p><p>　　6）在軌道板精調正式開始

33、時，多數的系統(tǒng)定向不合格的原因都是由于GRP點高程誤差較大造成的，因此GRP點的高程測量需要特別留意。</p><p>　　7.2對施工的每道工序進行檢查驗收，質量不合格的立即予以返工。</p><p>　　7.3科學合理組織制定工藝標準，積極落實創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃。正確引導和開展工序樣板先行、典型示范、整體推進的工程創(chuàng)優(yōu)活動。嚴格按照創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃和措施要求，加強現場技術指導和工序質量預控。加強對工作人

34、員的質量標準教育，將質量控制落實到施工過程中去。</p><p>　　7.4嚴格崗位質量責任制和質量目標考核制度。各級落實質量包保責任和質量終身負責制，每項工程明確質量具體責任人，真正使質量責任落到實處。</p><p><b>　　8.安全措施</b></p><p>　　軌道基準網（GRP）測設作業(yè)除嚴格執(zhí)行國家相關法令、法規(guī)和有關安全操作

35、規(guī)程外，還要做到：</p><p>　　8.1對所有測量作業(yè)人員進行安全教育培訓并考核，考核合格后持證上崗。</p><p>　　8.2施工前，及時及時掌握調度命令。施工時，由施工作業(yè)負責人帶領上道，作業(yè)點設專職防護人員進行瞭望過往機車，并與現場作業(yè)技術人員及時溝通。</p><p>　　8.3所有測量作業(yè)人員，均穿穿顯眼的防護服。所有測量作業(yè)工具均貼反光標志。&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；隨時清除現場的易燃雜物。</p><p>　　8.5施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規(guī)范》的有關規(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完成當天的作業(yè)后，安排專人對現場進行清理、看守，確保各類機具設備和材料

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)過程中嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關環(huán)境保護的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、材料、設備、生產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網測設施工，可以將軌道基準網的測設

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的儀器設備及軟件，現場作業(yè)分工細致，流水作業(yè)，復核跟進，工作效率，成倍提升。</p><p>　　10.3社會經濟效益顯著。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、經濟發(fā)展提速，而且在戰(zhàn)略上更具有廣泛而深遠的意義。</p><p>　　10.4本工法適用性強，操作性可靠，易于掌握，通過此工法，滿足了高速鐵路及客運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，完成高標準的無砟軌道軌道基準網的測設，具有較大的普及性和廣泛的推廣應用價值。</p><p>　　10.5使用本工法與傳統(tǒng)測設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.應用實例</b></p><p>　　京滬高鐵四標段中鐵十二局第一工程有限公司承擔有35000米的GRP測設任務。</p><p>　　中鐵十二局集團第一工程有限公司施工中運用本工法進行軌道基準網測設，整個過程歷時僅