关于长大隧道内无缝线路钢轨爬行观测方法的研究

一、研究背景

承德工务段管内唐呼线地处山区，80%以上由桥隧组成，其中包括51座隧道，9km以上整体道床长大隧道3座，2km以上至9km隧道19座，长大隧道内现有的爬行观测方法为拉玄线测量，缺点：一是测量精度不高，二是点外作业需作业人员频繁跨线，人身安全隐患大；因此提出利用激光水平仪代替拉玄测量，不仅可以提高测量精度，同时大大降低跨线人身安全隐患。

二、研究方法

1.原有拉玄测量法：

即在隧道两侧壁上做固定标记，（多采用膨胀螺丝钉），由两固定标记处拉玄线在钢轨非作用边油刷标识（两种颜色油漆分界处为位移零点），然后逐月采用拉玄线测量钢轨爬行值，附图如下： 

拉玄测量隧道壁固定点

拉玄测量法图示

2.激光水平仪测量法：

⑴在长大隧道内利用激光水平仪在对应钢轨位移观测点处一侧地面做定点标记，在同侧隧道壁用竖向激光线的交点处打入带“+”字标记观测钉，原理是一点与一条竖向直线确定同一测量平面；

⑵同时，激光水平仪投射在钢轨上的激光线处粘贴爬行观测条，首次粘贴以零位移计； 

⑶逐月测量爬行时，将激光水平仪垂直对准地面定点，竖向激光射线与“+”字标记竖向线重合（原理是每次测量用的同一平面），激光水平仪自动调平后，利用投射在钢轨上激光线直接读数无缝线路爬行值。

地面定点

隧道壁定点（利用“+”竖线）

现场测量效果图

三、优缺点分析对比

拉玄测量时，需作业人员1人防护，2人拉玄，1人测量记录，至少需作业人员4名；由于无缝线路位移观测为天窗点外作业项目，拉玄横跨上下行线路，因此，给行车及人身安全都带来极大隐患；隧道内尤其长大隧道通过列车后带风使测量玄线稳定时间较长，以唐呼线五道梁隧道为例，列车通过后玄线稳定至少需要20分钟，导致效率不高；再有玄线需人为对齐固定标记、人为拉扯以及玄线的伸缩、弯折大大影响测量精度。

激光水平仪测量时，需作业人员1人防护，1人调整仪器同时读数记录，比原始拉玄测量方法省2人；仪器置于线路一侧，无需作业人员拉玄频繁跨线以及线上测量，大大降低人身安全隐患；有效规避了原有拉玄线测量时隧道内过车导致空气流动带来的误差，且相比拉玄测量人为对齐拉玄精度高。

测量方法对比分析表

通过以上对比分析，得出结论：激光水平仪测量较原有拉玄测量所需作业人数少，作业效率高，测量精度高，人身安全系数高。

四、预算及前景分析

配备高精度自动调平激光水平仪1台约1000元，带“+”字专用测钉100个*10元/个=1000元（以10km隧道标准），合计2000元。

新方法节约劳动成本：2人*500元/人/天*4=4000元*4=16000元/年

管内唐呼线长大隧道较多，通过以上计算每个线路车间投资2000元，每年每1个长大隧道可节约劳动成本约1.6万元，10个长大隧道可节约劳动成本约16万元每年。

目前该方法在唐呼线五道梁隧道（11km长整体道床隧道）内试验，完成更换原有油漆测点10个，记录2个季度内观测值，与原有拉玄测量相比优势较大。

另外，高铁线路也多由长大隧道构成，此方法有较广泛应用前景。

北京局集团公司承德工务段  张占友  工程师