论接触网无轨测量技术在重庆市轨道交通九号线中的应用

论接触网无轨测量技术在重庆市轨道交通九号线中的应用

董招,刘欢,曾琦,罗建民,黄德意

中建五局安装工程有限公司 

内容摘要：为确保重庆市轨道交通九号线一期工程的工期节点要求，根据土建及铺轨进度，在传统的接触网施工基础上，提出了无轨测量方案，在路基和轨道没有成型前进行接触网下部工程的施工，详细阐述了车辆段接触网无轨测量方法。

关键字：无轨测量 接触网 坐标法 施工技术

引言

地铁接触网是城市轨道交通的主要部件，是轨道交通车辆的动力源泉，担负着给轨道机车提供动力的作用。重庆轨道交通九号线一期工程线路长32.29km，横跨重庆五大区域，全线共设26座车站。因其属于山区城市，地形复杂，线路坡度较大，多暴雨，区间多积水，再加上土建工期滞后，接触网工期被压缩。传统接触网施工测量是等铺轨专业施工完成后利用轨平面为基准点进行接触网测量施工，且轨道施工完成后，接触网打孔定位、放线等施工时间紧张，交叉施工作业协调困难。为满足业主工期节点要求，顺利履约，接触网的无轨测量在重庆轨道交通9号线中的应用显得尤为迫切和重要。

1无轨测量优缺点分析

实施接触网无轨测量,提前浇注钢支柱混凝土基础以及立杆作业具有以下优点:

(1)路基不受破坏。在路基未进行处理前进行基础浇注施工,待基础浇注完成后,对基础周围的路基进行回填夯实,然后统一进行路基处理碾压一次成型,可以防止路基封闭土不受破坏。

(2)有效地避免了道碴污染。无轨测量,实现接触网基础提前施工,在轨道专业道碴施工前进行材料施工。可避免道碴污染。

(3)接触网支柱基础浇注、立杆作业场地宽敞,施工作业效率提高,施工质量提高。采用无轨测量,实现接触网下部工程先施工,基坑开挖、基础浇注就可以选择使用机械来完成,利用挖掘机挖坑,作业效率高,施工质量得以保证。

(4)可以避免由于接触网基础与综合管线以及水沟、给排水管道位置相互重叠打架而引起的返工现象。实施接触网无轨测量,先进行接触网下部工程施工,位于路基下的管、沟、槽就可以以接触网基础为参照,按照设计路径顺利完成,从而避免了接触网基础与综合管线、管、沟、槽位置重叠引起的返工现象。

(6)给文明施工带来很大的改进，由于在地坪成型后可以挖坑基础,并把挖出的泥土及时运走,使工地干净整洁。

缺点：实施接触网无轨测量并施工,能够取得很好的效果,但也存在一定的风险,主要有：

①一旦线路参数改变,很多浇注好的接触网支柱基础可能报废；

②其他专业工程施工时可能会对成品造成破坏。

2无轨测量原理概述

所有的物体都可以用一定的坐标系来描述。现已知两个坐标系：整体坐标系XOY和局部坐标系x’0'y’。又因为任意两个直角坐标系之间通过平移和转动可以相互转化：比如x’0'y’坐标系可以先通过平移（-△X，-△Y），使O’和O重合，再逆时针转过α角，二者实现重合，这个过程用数学表达式描述为{X}=[A]{x’}+{b},其中{X}代表XOY坐标系的坐标向量，{x’}代表x´ 0´ y´ 坐标系内的坐标向量，[A]代表转动矩阵 ,b代表平移向量｛-△X，-△Y｝T，如图1所示。

图1 整体坐标系和局部坐标系关系图

对于全站仪。其仪器的轴线中心可以确定一个局部坐标系，根据上面的转换关系，则可以将任意局部坐标系内的测量坐标转换到整体坐标系。又根据前面所述，二者之间的转化需要确定转动矩阵A（关键是α）和平移向量b。

通过描述可知：输入测站点的绝对坐标，即整体坐标系内的坐标，得到局部坐标O’相对于整体坐标O的偏移量。输入后视点绝对坐标（Xb,Yb），同样位于整体坐标系内，因为O’和b点的坐标均为整体坐标系内的坐标，两点确定一条直线，这样就可以得到向量O’b，是一个有大小和方向的量，其方位角即为α，综上，两个关键因素b和α确定了，可以进行坐标的转换。

3测量方法

将平面图中的接触网支柱按照设计给定的跨距值,通过纵向拉链布置到段内各点位。主要工序流程:

1、根据铺轨专业提供道岔的理论岔心坐标,将整个站场所有道岔的理论岔心坐标利用CAD画出来,并标注每个道岔号的坐标,且与铺轨专业提供的坐标进行核对，行成绝对坐标图。

2、将接触网平面布置图合成块，放置到绝对坐标图内进行坐标转换，这样平面布置图上的每一颗支柱就有自己的单独身份证即绝对X、Y坐标。

3、提取接触网支柱所有坐标，统计导入全站仪内。

4、根据现场实际测量环境，利用控制点引出我项目使用的加密控制点。

5、在加密控制点上设站，然后坐标放样，将支柱对应的线路中心点放到车辆段内，然后根据限界向相应的方向量取尺寸。

6、根据定位理论岔心→选择定位基准辅助桩→ 测算定位基坑桩→定位基准辅助桩→引入标高桩→复核→记录。

(1)定位理论岔心,（理论岔心坐标由站前专业提供）选用高精度全站仪从站前所交的控制点引进台商工业园车辆段内,根据坐标定位出岔心定位桩。以岔中心为点,向各个岔心点、直线点及曲线个点（通过计算所得各曲线逐桩坐标）开始测量。

(2)选择定位基准辅助桩在场坪中选择一条远离施工区域垂直于X轴的方位外引出岔2桩作为控制桩 。

(3)测量定位基坑桩，根据全站仪放线定位出基坑相对的线路中心位置，再以平面布置图提供限界及方向定位柱基坑的中心位置 。

(4)引入标高桩，根据交桩单位给出的各项高程数据,计算基础水准标高。用水准仪在测量出的中桩和副桩上做标记,以便基础坑的开挖。基础坑开挖完毕,进行基础浇制时,要反复测量水平标高,保证基础面水平。

4技术要求

为了确保基坑测量的准确,在全站仪仪测量时我们要求每一步都复核1-2遍。在全站仪测量中,要求使长水准器和圆水准器中的气泡在任何位置都居中。利用经纬仪的脚架和推移基座的方法对中,使激光知识点对中控制点及理论岔心标记点。同时,我们在施工过程中,采取各种方法对测量结果进行复核。在每组门型架测量时,进行连续定测,并不断复测,以保证连续门型架高程相同,并根据不同基础下的土质情况考虑沉降量,使连续门型架基础高程在定形支柱安装前高差保证小于30mm。在测量时,我们随时与土建专业所交的桩进行核对,看基础是否有冲突,同时核对我们测量的准确性。定位辅助桩，在每个基础中心桩定位出来后,还需定位出每个基础的辅助桩,以便进行基础的开挖。在直线区段,确定出中心桩位置后,可用等腰三角形定位法,确定出辅助桩位置。在曲线区段,以相邻两定位点的连线为坑口边缘线的平行线来进行辅助桩的定位,同时要考虑两定位点的侧面限界。

5结语

车辆段工程相对繁杂，专业涉及面广，接触网的测量及下部工程施工影响面大，因此应在传统的施工组织和施工方法上加以革新，对施工组织设计进行优化，通过对应用接触网无轨定位测量技术施工，节约总工期2个月，确保了项目按期履约。

参考文献

[1]接触网支柱基础坐标法设计及施工[A]. 张强,彭大明.《电气化铁道》2016年增刊[C]. 2016

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