铁路工程实务

铁路工程实务第一章：铁路工程技术一、铁路工程测量1．施工测量目的：据施工需要将线路桥涵隧道轨道等的平面位置和高程按设要求以一定精度敷设地面，并在过程中进行测量，以衔接和控制各工序施工达设要求。2．测量组织实施：人员组织、仪器设备组织（仪器校验完善、专人维护保养，仪器选用正确、标准选用得当）、周密规划精心组织安排（做到反复放样，注重步步校核、记录清楚完整，计算复核检算、严格执行规范，超限返工）、及时整理测量资料，做好技术总结。3．仪器定期1年国家部门检定得合格证后使用。4．仪器校正满足的几何条件：为防因管理不善而出现损坏，仪器须有专人保管，平时不用的仪器箱要上锁，对于常用仪器，使用中注意维护。5．为减小或消除误差采取措施：尽量使前后视大致相等，经纬仪测角时用正倒镜观测取均值。6．关键测量科目必须彻底换手测量，一般测量科目应实行同级换手测量。彻底换手测量，须更换全部测量人员、仪器及计算资料。同级换手测量，须更换观测和计算人员。7．测量实行二级检查一级验收制，施工单位对测量实行过程检查和最终检查，前者由测量队（或班）检查人员承担，后者由质量管理机构负责实施。验收工作由监理组织实施。8．测量成果评定采用百分制，按缺陷扣分法和加权平均法得分。9．严重缺陷：伪造成果、起算数据采用错误、施工控制网测设不合要求、施工控制网现场复测误差超限、计算程序采用错误、仪器未经计量检定或经检定不符要求。重缺陷：控制点点位选择不当、施工放样时放样条件不具备、各项误差有50%以上大于限差的1/2、记录中的计算错误对结果影响较大，上交资料不完整、仪器检验项目不全，检验结果有轻微不符规定、观测条件掌握不严、其它严重的差、错、漏。轻缺陷：记录字体潦草不规整，数字或小数点错漏对结果影响轻微，各项注记错漏，成果装订编号错漏，记录的计算错误对结果影响轻微，各种资料整饰缺点。10．路基测量方法：（1）线路施工测量任务是在地面上测设线路施工桩点平面位置和高程。线路施工桩点主要是指标志线路中心位置的中线桩和标志路基施工界线的边桩。（2）线路施工测量的内容为线路复测、路基边坡的放样和线路竣工测量。（3）线路复测的内容包括中线测量、基平测量、中平测量、横断面测量。复测的任务是检验原有桩点的准确性，而不是重新测设。（4）路基边坡放样：修筑路基前，在地面上标志路基的施工界限桩，作为线路施工依据的桩为边桩。测设边桩的工作，就是路基边坡的放样。其内容是测设路基的施工零点和测设路基的边桩。方法有断面法、逐渐接近法。（5）线路竣工测量任务是最后确定线路中线位置作为铺轨依据，并用以检查路基施工宽度、标高等是否符设要求，同时将中线里程和高程全线贯通，消除断链和断高。包括中线测量、高程测量、横断面测量。11．桥涵测量方法：（1）桥涵施工测量包括桥梁控制测量、墩台定位及其轴线测设、桥梁结构细部放样、变形观测和竣工测量。桥梁平面控制测量目的是测定桥轴线方向、长度，并为施工时墩、台定位提供测量的基本控制点，同时也可用于施工过程中的水平位移监测。桥梁高程控制网是作为高程放样的依据，也可作为施工过程中的沉降观测高程标准。（2）桥梁变形观测：包括墩台沉降观测和墩台的水平位移观测，必要时进行墩台的倾斜和扭曲观测。方法有：大地控制测量法（主要手段）、特殊测量法（倾斜测量和激光垂直测量）、地面立体摄影测量法。后两者具有外业工作少，容易实现连续监控和自动化的优点。（3）桥梁竣工测量内容包括测定墩距、测量墩台各部尺寸、测定支承垫石尺寸和位置。（4）涵洞施工测量：有涵洞定位及轴线测设、施工放样。可用直线延伸法、偏角法和极坐标法。12．隧道测量方法：（1）任务：保隧道挖时能按规定精度正确贯通，并使各建筑部位的位置和尺寸符设要求，不侵入建筑限界，确保运营安全。（2）增加工作面的措施：竖井、斜井、横洞。（3）贯通误差：由于各项测量中都存在误差，致相向开挖中具有相同贯通里程的中线点在空间不相重合，此两点空间连接误差称贯通误差。高程误差对坡度有影响，而横向误差对隧道的质量有影响。（4）隧道测量包括洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量、隧道洞内施工测量、隧道施工中位移测量。洞内外联系测量：在隧道挖前，须据洞外控制测量结果，测算洞口控制点坐标和高程，同时按设要求计算洞内待定点设计坐标和高程，并放样出洞门内待定点点位。隧道洞内施工测量包括洞门施工放样、洞内中线测量、腰线测设、掘进方向和测设、开挖断面及结构物的施工放样。（5）隧道的位移测量：主要解决围岩和结构物内部位移变化和应变发展规律，以及洞壁各点间相对位移变化。包括浅埋隧道地表下沉量的测定和新奥法施工的变形测量。浅埋隧道常位于软弱破碎岩层，稳定性较差，在5-6级围岩中，当覆盖厚度对于单线小于20m，双线小于40m时，往往出现拱部围岩受拉区连通，会造成洞体稳定的主要威胁，必须进行监测控制。用精密水准仪。隧道变形观测是为确定围岩稳定，掌握支护效果而进行的，是对预先设计支护参数的确认或修正依据。是对施工方法验证和改进的依据，要贯穿于整个施工过程的工作。现场采用星形观测点，用收敛仪观测。（6）隧道竣工测量包括隧道断面净空测量、中线高程测量、控制中线基桩和永久水准点测设。要求提供隧道长度表、净空表、隧道回填断面图、水准点表、中桩表、断链表、坡度表。13．轨道测量方法：（1）高铁测量平面控制网在框架控制网(CP0)基础上分三级：基础平面控制网，为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；线路平面控制网，为勘测和施工提供控制基准;轨道控制网，为轨道铺设和运营维护提供基准。（2）轨道施工控制网方法：A施工前按要求建立轨道控制网CP3（用自由测站边角交会法施测，应在线下竣工，通过沉降变形评估后施测，在测前，对CP1CP2进行复测，用合格后的成果进行CP3测设，应附合于CP1CP2控制点上，每600m联测一个CP1\CP2点，自由测站至原控制点不大于300m，当CP2密度和位置不满足CP3要求时，应增设CP2控制点。CP3应设置强制对中标志，标志加工件误差不大于0.05mm）。B施工前对线下工程竣工测量成果进行评估，检查线路平纵断面是否满足轨道铺设要求。必要时对线路平纵断面进行调整，满足铺轨要求。C高铁施工应以轨道控制网为基准，进行轨道施工测量；D轨道铺设精度应满足设计轨道静态平顺允许偏差要求。14．构筑物变形测量方法：（1）高铁在施工和运营间，应据设计文件要求对高铁及其附属建筑物进行变形测量。（2）高铁变形测量的内容包括路基、涵洞、桥梁、隧道、车站以及道路两侧边坡和滑坡地段的垂直位移和水平位移的监测。（3）在设计阶段，应对高铁变形测量的内容方法范围和监测频率进行规划和设计，监测实施前，应制定监测技术方案。（4）变形监测工作应根据线下工程施工的开工时间进度以及工程需要适时开展，首次观没，宜获取监测体初始状态的观测数据。（5）变形监测网可采用独立坐标和高程坐标系统，按工程需要的精度等级建立，并一次布网完成。（6）变形测量点分为基准点、工作基点和变形观测点。（7）高铁变形观测的精度等级应按照监测的中误差小于允许变形值的1/20-1/10的原则设计。（8）基准点应建立或选择在变形影响范围以外的便于长期保存的稳定位置，宜选用CP1CP2控制点以及线路水准基点。（9）采用仪器应进行检校，在有效期内，观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。（10）每周期变形观测时，应符合（采用相同的图形或观测路线和观测方法、使用同一仪器和设备、固定观测人员、固定基准点和工作基点、在基本相同的环境和观测条件下工作）（11）变形监测频率应根据监测目的，变形量大小和变形速率因素进行设计。15．变形控制点的选择原则：每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点，且基准点的间距不宜大于1km。工作基点应选择在比较稳定的位置。对观测条件或观测项目较少的工程，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。变形观测点应设立在变形体上能反映特征的位置，并与建筑物稳固地连接在一起。二、铁路工程材料1．水泥：散装500t、袋装200t一批进行强度、细度、安定性和凝结时间等检验。对超出厂时间3月的，要进行复检。检验项目有：细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、胶砂强度。评定方法：合格及不合格、废品三种。废品：（凡氧化镁含量、三氧化硫含量、初凝时间、安定性）、不合格：（凡细度、终凝时间不符标准、或强度低于等级指标、矿渣、火山灰、粉煤灰水泥的掺合料超限、水泥包装名称和出厂编号不全）。2．外加剂：改善了新拌合硬化砼性能，促进了砼新技术的发展，提高了工业副产品在胶凝材料系统中更多的应用，还有助于节源和环保。包括高性能、高效、普通、引气减水剂，泵送、早强、缓凝、引气剂。3．矿物掺合料：掺入具有一定细度和活性的用于改善新拌合砼性能（特别是耐久性）的产品。耐久性根据结构设计的使用年限、所处环境类别、作用等级确定。4．钢筋：钢筋60t，钢丝30t，钢绞线30t。项目：普通：外观、极限抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验。钢丝：外观、拉力（含伸长率）、反复弯曲试验、松弛性能。钢绞线：外观、拉力试验、包括整根据的最大负载、屈服负载、伸长率、松弛性能。5．评定方法：普通：外观质量（表面无裂纹、结疤、折叠、凸块和其它缺陷的深度和高度不大于允许偏差）。评定有极限抗拉、屈服、伸长率、冷弯试验。钢丝：外观（表面无裂纹、小剌结损伤、氧化铁皮、油渍、麻坑。拉力（含伸长率）、反复弯曲试验。钢绞线：拉力试验（包括最大、屈服负荷、伸长率）。6．吊环采用未经冷拉处理的1级圆钢、余热处理钢不用于桥梁，热处理钢不用于焊接和点焊。7．理论砼配比：配合比确定：1、Fcu,0大于等于Fcu,k+1.645。2、水灰比根据水泥、砂石质量由施工配制强度确定，选取合适的单方用水量及合适的砂率，以满足砼和易性要求。8．检测方法：无损检测条件：缺乏同条件试件或数量不足，试件质量无代表性，试件抗压试验不符规定，对试验结果有怀疑，因材料施工不良发生质量问题。9．方法包括：超声法（方便，重复性好）、回弹法（方便，离散性大）、超声回弹综合法（减少因素对结果影响，精度高）、钻芯法（直观准确、测强度和厚度，操作复杂，有破坏）、拔出法（直观准确、操作复杂有破坏，离散性大）、瞬态激振时域频域分析法（小应变）（基桩、简便、快速精确）、地质雷达法（大面积、隧道初砌、快速、厚度、准确）。10．砼质量因素：质量包括凝结时间和和易性。影响凝结时间的是水泥品种和外加剂，影响和易性的是流动性、粘聚性、保水性和泌水性。11．流动性因素是单方用水量，粘聚性是含砂率（灰砂比）。保水性是水泥品种、用量和细度。泌水性是水泥品种、用量和细度。保水性好的泌水量小。12．砼质量的因素：强度取决于水灰比，水灰比小，强度高。水泥品种对水泥强度的发展直接影响。砼弹性模量受骨料弹性模量影响最大，骨料弹性模量大，砼弹性模量高。砼的徐变与干缩受水泥品种、水泥用量影响。强度越快，早期强度越高，徐变越小，收缩与徐变由水泥石收缩引起。水泥量越大，收缩与徐变越大。抗渗性由砼水灰比影响。骨料级配也影响抗渗性。抗冻性因素是水泥石中气孔含量与孔径分布。引入均匀细小气孔，可提高抗体冻性。抗硫酸侵蚀与水泥品种有关。13．强度评定等级：边长100mm系数为0.95，200mm为1.05。方法有：标准差已知、未知两种。三、路基工程1．路堑开挖方法：全断面（平缓山地或平地下切短而浅,开挖高度小于5m，用装载机自卸运输车）、横向台阶（不大于1:10横坡，深堑分层，高度不大于5m，用挖掘机自卸车）、逐层顺坡（土质路堑，铲运、推土机施工，装卸距离不大于1km）、纵向台阶（土石质傍山路堑，钻爆、运输机械施工，既有线或较高时，分级挖，有安全措施，长时设马口，边坡高大于20m的软弱松散岩层，分级开挖、支挡、防护和坡脚预加固措施。2．路堑施工前准备：复查施组可行性，核实调整土石方调运计划，现场清理，检查坡顶、面对危险面裂缝和其它不稳定情况妥善处理。依据测量结果，加密桩橛，放设轮廓桩。3．排水系统要求：先做路堑顶截排水，检查防止渗漏，如为土质或软弱夹层岩层时，天沟就及时