黄正新，孙丕川，韩志晟

(1.武汉光谷交通建设有限公司，湖北 武汉 430000； 2.北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101)

1 引 言

随着全国各城市现代化建设不断扩展，城市交通运营压力越来越大，因此，发展速度快、容量大的新型交通技术成为必然选择。现代有轨电车以其建设速度快、建设成本相对较低且运输能力强的特点，逐渐被各城市交通运营部门所认可并得到快速发展。作为施工过程中的关键技术之一，精密工程测量将直接影响工程质量和操作安全性。它是建设项目各个阶段的基础性工作之一。电车的安全和平稳运营取决于轨道的平顺性、稳定性和高精度的轨道结构。轨道精确调整是基于精确的测量控制。因此，对我国现阶段有轨电车建设现状，并结合武汉有轨电车施工实际案例，对有轨电车施工和运营过程中精密工程测量的主要工作内容和技术方法进行了研究和应用，对完善有轨电车精密工程测量控制体系，形成一整套成熟的应用流程具有重要意义。

2 城市有轨电车发展历史及现状

1879年，德国工程师Werner von Siemens首次提出使用电动轨道车辆。两年后，西门子-哈尔斯克公司建造了第一条带电牵引的电车线路，标志着有轨电车的正式诞生。2007年，天津滨海新区开通国内第一条胶轮导轨有轨电车线路，我国现代有轨电车正式步入开端。2013年8月，沈阳浑南新区有轨电车开通运营，采用100%和70%低地板钢轮钢轨有轨电车车辆，是我国首个开通成网运营的有轨电车项目。随着国家新型城镇化以及公交优先发展战略的落实，有轨电车在国内兴起了建设热潮。截至2018年12月，全国共有16个城市，300条电车线路开始运营，总里程为 362.187 km，标志着中国现代有轨电车进入高速发展期[10]。中国大陆有轨电车运营线的统计数据如图1所示。

图1 中国大陆有轨电车运营线路统计

3 立法及标准

3.1 立法情况

由于有轨电车的特殊性，其建设运营要遵循《中华人民共和国道路交通安全法》和《城市轨道交通运营管理办法》。

而地方层面已颁布实施的有轨电车相关法律法规存在两种情况，一种是针对有轨电车建立专项管理办法，另一种是将有轨电车纳入当地相关公共交通或轨道交通管理办法中。

南京、珠海、淮安、深圳、红河州和武汉6个城市(或地区)已经开通或即将开通运营有轨电车，并且分别出台了有轨电车专项管理办法，如表1所示。

各地有轨电车专项管理办法 表1

各地相关公共交通管理办法 表2

北京、青岛、广州、长春、成都、大连和苏州等城市将有轨电车作为城市公共交通的一部分纳入当地的公共交通或轨道交通管理办法进行统一规定，如表2所示。

3.2 标准情况

与地铁相比，有轨电车尚未建立标准体系，标准数量严重不足。

国家标准层面，已发布的国家标准3项，其中2项产品标准发布时间较早，与目前有轨电车的发展不相适应。除了《有轨电车试运营基本条件》(JT/T 1091-2016)，还有6个产品标准，缺乏设计和施工等系统标准，对当前有轨电车的发展缺乏指导意义。

近年来，按照国家深化标准化工作改革的要求，相关协会和学会等团体立足于有轨电车系统的规划、建设、设计及运营各个环节，开展了有轨电车标准体系及编制工作。多项标准将于近两年陆续发布。

4 现代有轨电车精密工程测量的主要内容

为了保证有轨电车的顺利建设，首先必须建设一套整体的高精度的测量体系。测量精度的好坏将直接决定整个建设过程及后期运营期工作的顺利与否。在有轨电车的整个建设过程中，施工单位对测量工作负首要责任，由监理负责对施工单位的工作进行督检。同时，对一些关键的测量工作，如线下工程结构变形监测和CPⅢ控制网测量工作，一般均由业主直接委托专业的第三方测量检测单位进行咨询评估及检测，以确保各个关键环节和重点结构满足要求[1，2]。精密工程测量的主要内容和流程示意图如图2所示。

图2 施工过程精密测量工作主要内容和流程示意图

上述精密测量工作内容，各参建单位分工如下：

(1)第三方测量检测单位：负责全线平面控制网及高程控制网的首次建网测量和复测，并对施工单位进行成果交桩。根据合同要求对建设过程中各测量环节进行把控、咨询评估和检测。

(2)施工单位：第三方单位交桩后，对控制网进行定期复测和维护；对测量控制网进行加密；建设施工监测网；CPⅢ控制网建网与复测；轨道精调及平顺性检测；打灰后的长轨精调及其平顺性检测；竣工测量。

5 有轨电车工程测量的主要技术方法

5.1 精密控制网测量与维护

精密控制网(以下简称精测网)是工程后续所有测量工作的基础，所以，需要对其进行定期和不定期复测，以确保结果的准确性和可靠性。笔者通过本人多年工作经验及学习其他城市有轨电车工程管理经验，对如何做好复测与加密测量管理工作得出以下总结：

(1)对全工程的测量工作统一组织、统一标准、统一方法，进行集中管理和控制，并安排专职人员全程负责。

(2)对于精测网的建立及维护等重要测量工作，由专业的第三方评估团队负责。要求其编制相应的测量管理办法、评估细则及技术方案。

(3)督促施工单位人员加强培训，提高施工测量人员的技术水平，并监督其做好精密测量实施方案关键测量环节等工作。

5.2 对全线交叉路口标高进行复核

有轨电车大多为地面工程，轨道面高程与地面的高程要高度一致，这样才能满足市政道路的行车需要和轨道的高度平顺。设计单位在设计时使用的地形图资料一般采用从当地测绘部门收集或单独委托测量单位测量的 1∶500的地形图，高程精度不能满足有轨电车在交叉路口的高程需要。因此第三方单位进场后，需要对全线的十字路口的标高按照四等水准的要求进行复测。

5.3 线下工程结构变形测量

有轨电车路面线较多，轨道和道床基础受外界影响较大，因此对有轨电车的高程控制应更加严格，且目前尚未有专门的有轨电车测量规范支撑，因此轨道铺设需要对铺轨条件进行评估，不能贸然铺轨。线下结构变形测量结果是能否顺利铺轨的依据，直接关系到后者的成败。笔者根据自身多年管理经验及与专业队伍的沟通，总结出以下几个方面来提高线下工程结构变形测量管理工作：

(1)完善组织结构，委托专业的第三方测量单位，制定结构变形监测方案及相应的管理办法，做好对各施工单位的监督和审查工作。

(2)第三方单位应加强对施工单位人员专业技术的培训和交底，加强关键节点的咨询力度，确保全过程咨询的质量。定期和不定期进行整个工作线的抽样检查，以检查施工单位观测数据的真实性和可靠性。

(3)第三方测量单位应在一些关键部位进行并行检查，检测的量应不低于30%轨道的在施总量。在施工过程中的测量问题应及时发现并处理，避免铺设轨道的工作误差。

(4)关键部件的结构变形监测委托给第三方，以确保监测数据是真实可靠的，为了获得真实的结构变形和准确地把握轨道的施工时机。

施工沉降控制标准：整体道床路基普通路基工后沉降 ≤50 mm，差异沉降 ≤20 mm，路桥，路涵过渡段工后差异沉降 <10 mm，路基与桥梁或涵涧折角<1.6/1000。

工程验收前，施工单位要持续对结构变形进行监测，并继续保护监测点位，及时移交相关数据。

5.4 CPⅢ轨道控制网测量

CPⅢ作为在高速铁路中已得到成熟应用的一种技术，将其引进有轨电车工程建设中来是一种必然的趋势，CPⅢ轨道控制网成果质量好坏将直接影响到后续一系列轨道施工工作。笔者认为要做好CPⅢ测量管理工作应从以下几方面入手：

(1)完善组织结构建设，委托专业的第三方评估团队进行咨询评估，并准备专业的技术解决方案，管理办法，并咨询评估规则；对全线的CPⅢ相关的一系列技术进行统一，并定期和不定期对测量人员进行技术交底和考核；对测量工作进行督查和指导，对出现的问题及时发现并解决，对测量成果进行评估，编制评估验收报告。

(2)施工单位按照建设单位和第三方测量单位的安排，做好CPⅢ控制网测量前期准备工作是非常重要的。

(3)严格管理所有相关手续，并完善考核，审批和审查过程。

(4)相邻地段控制网的衔接方法、交接手续及轨道施工严格控制，轨道先施工单位必须预留足够场地以便后进场单位顺接。

(5)第三方测量单位应对CPⅢ测量的全过程提供有力的技术支持，监理作为管理单位应对全线CPII和CPⅢ点的布设位置进行督查(特殊部位需设计单位配合)，为后续施工提供稳定可靠的基准，从而提高工程质量。

(6)正式工程验收前，施工单位必须做好控制网点位的保护工作，若发现破坏应及时进行恢复，必要时进行复测[4～9]。

5.5 无砟轨道调整测量

无砟轨道几何参数的控制是工程整体质量及后期正常运营、列车乘坐舒适性等的基础。对该项工作的施工测量管理应做好以下几个方面的工作：

(1)委托第三方测量单位进行平行检测：平行检测的地段主要为各衔接地段及容易产生问题的地段，平行检测量不少于在施测量总量的30%，及时发现施工测量问题并处理，避免施工单位瞒报测量问题而造成不良后果。

(2)委托专业轨道施工测量公司：作为负责轨道施工测量工作主要责任单位，施工单位应具有资格和能力，以确保工期和质量，并确保轨道结构的质量符合标准。

(3)施工单位须严格完成打灰前轨道精调和打灰后的轨道复测工作，并将无砟轨道施工过程涉及的所有轨道几何及测量成果等信息进行妥善保存并上交，有专业单位进行检查，若发现轨道几何参数不满足设计要求及时通知相关单位进行处理，无法调整时应及时将无砟轨道拆除重做[3]。

轨排精调及平顺性测量采用轨检小车进行。使用轨道几何状态测量仪之前，对轨道施工图纸进行审核，采用最新的轨道基础控制网测量成果，并将线路平面、纵断面设计参数和曲线超高值等录入轨道几何状态测量仪，轨道基础控制点坐标导入至智能型全站仪中，并复核无误，同时检校轨道几何状态测量仪。CPⅢ控制网、全站仪、轨检小车进行铺轨示意图如图3所示：

图3CPⅢ控制网、全站仪、轨检小车进行铺轨示意图

5.6 无砟轨道平面及高程控制

5.6.1 设计要求

轨道精调允许偏差 表3

5.6.2 施工控制

(1)轨排铺设

架设钢轨支承架应注意：

①钢轨支承架立柱所在的基底应为平整坚硬面。

②为避免钢轨低接头，接头处支承架间距应适当加密。

③钢轨支承架如与预留管沟有矛盾时，必须调整支撑架位置。

(2)初步调整轨道位置

①使用特殊的直角尺和通用道尺，并通过目视调整补充以调整轨道的标高、轨距、水平及方向，精度不超过 ±20 mm。

②调整扣件位置。

a.当扣件位置与轨道横穿设备发生矛盾时，调整相邻扣件间距避让。

b.扣件承轨槽边缘距结构缝不小于 50 mm，如扣件不能按设计位置布置时，可在相邻三组扣件间调整。

c.精确调整轨道位置

每一支承架都要逐一调整，支撑框架的调整往往会影响邻近的支撑框架的调整，它需要反复多次，直到满足施工精度要求。

用钢轨支承架将轨排架起后，通过专业道尺(使用前应进行校正，精度为 0.5 mm)通过旋转支架立柱螺旋来调整导轨的高度，并通过轨道螺栓来调整轨道的方向，直到达到标准要求。

d.轨道调整精度应符合规范要求。

(3)轨道精调

轨道的微调是能否实现设计轨道位置的关键过程。

使用轨检小车对轨道几何参数进行测量，并辅助人工进行轨道调整，不断重复上述工作，直到满足要求。

6 有轨电车工程测量的实践应用

东湖国家自主创新示范区有轨电车T1、T2线建设前，建设单位进行了第三方测量单位的招标，引入了专业的测量单位。在施工过程中，进行全过程的测量管理和关键工序检测，通过精确地测量控制，保证了T1、T2线线形平顺及稳定。笔者全程参与了T1、T2线的建设，对有轨电车测量的重要控制环节进行了分析和总结。

通过上述各项重要测量环节的控制，保证了有轨电车施工的顺利、高质量地完成，极大地提高了钢轨的线形平顺及高稳定、高精度的轨下结构施工。有轨电车T1线轨道铺设质量分析节选如表4所示，从表中可以看出，轨距实测值与设计值差值最大为 1 mm，超高实测值与设计值差值最大为 1.2 mm，三角坑扭曲最大值为 1.4 mm，轨道高度平顺，轨道调整分析表如表5所示。T1、T2线通车后通过多次乘车体验和调查，验证了轨道的平顺度，舒适度受到了广大市民的一致好评，体现了测量工作的重要价值。

轨道铺设质量分析表 表4

轨道调整分析表 表5

线路沉降观测结果：

基底沉降监测：每100 m左右设一个监测断面。路基填筑前，于路基基底地面预埋沉降板进行监测，每个监测断面设置一个沉降板，沉降板位于线路中心线位置，左右线交替设置。填方段每 50 m左右设置一个沉降板。

沉降板安装前应先将地面整平(可铺设 0.1 m厚中粗砂)，注意保持底板的水平及垂直度。地面沉降量用仪器测量，精度须满足规范中沉降观测相关的标准和要求。精度要求准确到 ±1 mm，读取位数至 0.1 mm。每次的数据要及时整理并出具“填土高～时间～沉降量”关系曲线图。道床板施工前废除沉降板，采用砂浆或C15混凝土填充套管。

路基面监测：支承层施工时埋设观测桩用于运营期观测路基面变形，套筒内埋设螺纹钢钉或 φ20 mm钢筋顶磨圆并刻画十字，绿化铺装段观测标设套管，套筒内填充砂浆或C15混凝土。每 200 m左右设一个监测断面，观测桩左右交错布置。T1、T2线路基及桥梁段沉降观测累计最值，T1、T2线路路基沉降监测成果图分别如表6、图4所示。

T1、T2线路基及桥梁段沉降观测累计最值 表6

图4T1、T2线路路基沉降监测成果图

7 结 语

目前，有轨电车建设过程中由测量导致的工程问题，大多因为测量技术能力欠缺、测量未报先建、发现问题存在侥幸心理等原因所导致的，因此要做好有轨电车测量技术及管理工作，笔者认为做好以下工作非常重要：

(1)理顺测量管理程序，阐明参与单位的责任，并明确限定施工单位，施工单位和第三方测量单元之间的分工。

(2)建设单位一般缺少专业的测量团队，因此应委托专业的第三方测量单位对重点工序的测量工作严格管控并协助建设单位进行测量管理，如加强测量培训和交流，加强设备和人员管理，加强测量进度和精度管理，加强考核等，对于重点工序的测量进行指导和技术交底等。

(3)施工过程中的测量和结构变形监测比较复杂和麻烦，且工作量很大。除了具有足够的技术能力，施工单位必须配备足够的人员和设备，测量数据必须保证准确性和及时性，避免工程隐患和遗憾。。

因此，做好上述工作完全可以避免因为测量工作导致的工程问题，消除隐患，使有轨电车高质量、高要求地完工投入运营。