CN106351086A - 一种隧道道床的施工作业方法及其系统装置 - Google Patents

Abstract

一种轨道交通隧道道床的施工作业方法及装置，在施工标段内设置测量系统，通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置和标准点；然后通过混凝土精密整平作业车在标段内来回行走时，利用测量系统对混凝土精密整平作业车的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对，确定混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点的误差，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

Description

一种隧道道床的施工作业方法及其系统装置

技术领域

本发明涉及到一种隧道道床的施工作业方法及其系统装置，尤其是指一种隧道轨道板道床混泥土基础施工方法及装置，它主要用于隧道内轨道板混泥土道床和既有铁路线混泥土改造作业施工中使用，也可用于其它要求较高的隧道混泥土路面施工，属隧道混泥土路面施工作业技术领域。

背景技术：

近几年城市内轨道交通建设的迅速发展，道床结构也由整体道床线路逐渐被轨道板线路所取代。与整体道床线路相比，轨道板线路下面设置有减震弹性垫层，因而具有行车平稳，震动小，噪音低，道床维修方便等优点，成为目前城区内轨道交通线路建设的推广方法。轨道板线路是轨道交通轨道施工的一项重要新技术，首先在隧道内铺设高精度的混凝土基础，在混凝土基础上铺设减震弹性垫层然后铺设预制轨道板而成的线路称为轨道板线路，高精度混凝土基础是轨道板线路的重要环节。目前国内高精度混凝土基础传统施工方法完全采用人工方式，半机械化摊平预留正误差，人工检查测量，人工打磨超差部分，施工时间长，精度控制差，施工环境污染严重。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201520467537.9，名称为“自行式路面抹平机” 的实用新型专利，该专利公开了一种自行式路面抹平机，包括：机架，其特征是：在所述的机架上固定油箱和发动机，所述的油箱经燃油管与所述的发动机连接，所述的发动机经变速箱与转轴连接，所述的转轴两端分别连接带有一组抹刀片的抹盘；所述的发动机经所述的变速箱与轮轴连接，所述的轮轴与行走轮连接，所述的行走轮与操纵杆连接。

2、专利号为CN201410562633.1，名称为“一种激光抹平机的抹平头系统” 的发明专利，该专利公开了一种激光抹平机的抹平头系统，包括抹平头十字轴提升架、抹平头倾角控制油缸、抹平头架、螺旋分料装置、激振装置和振动梁；所述抹平头十字轴提升架与抹平头架固定连接，抹平头倾角控制油缸安装在抹平头十字轴提升架的前端，抹平头倾角控制油缸的活塞杆与抹平头架相连接，螺旋分料装置安装在抹平头架的下方，振动梁设置在抹平头架的前方且与抹平头架连接，激振装置固定在振动梁的上表面。该抹平头系统可以适时控制和保持一个恒定的抹平角，不仅可以一次性完成振动、提浆和抹平施工过程，还能同时满足水平和具有一定坡度的路面或地坪的铺设施工，进一步提高了施工质量，达到了均匀的抹平效果。

3、专利号为CN201110212183.X， 名称为“用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法”的发明专利，该专利公开了一种用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法，（1）履带行走方式的改装：将履带换向180度并拆去履带护罩，使履带驱动马达变成靠机体内侧；（2）履带行走幅度的调整：调节固定撑杆使履带内侧模板几乎在同一条线上；（3）实现零位摊铺；即底板与履带行走面在同一平面，通过拆除可升降侧模板的途径来实现；（4）改变摊铺宽度：在主机架上拼装或拆除连接模块的形式，来调整水泥滑模摊铺机的摊铺宽度，使摊铺宽度与隧道内的砼路面宽度一致。

所以上述这些专利虽然都涉及到水泥路面摊铺抹平，其中名称为“用于隧道摊铺的水泥滑模摊铺机的改装方法”，专利号为CN201110212183.X的发明专利的涉及到了隧道内摊铺的作业改进方法，但都没有解决隧道内最后仍需手工作业，导致施工时间长，精度控制差，施工环境污染严重，所以仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有隧道内路面摊铺所存在的问题，提出一种可以在隧道内全机械化进行高精度混凝土道床施工的施工方法及系统装置，该施工方法及系统装置具有自动检测功能，能实时控制混凝土的整平精度和所需的倾斜角度，且操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染。

为了达到这一目的，本发明提供了一种轨道交通隧道道床的施工作业方法，利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准，在施工标段内设置测量系统，通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置和标准点；然后让混凝土精密整平作业车在标段内来回行走，并通过混凝土精密整平作业车在标段内来回行走时，利用测量系统对混凝土精密整平作业车的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对，确定混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点的误差，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

进一步地，所述的利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准是利用隧道内布设的CPⅢ（基桩控制网或轨道控制网）测量控制点，包括设计相关部门给出的线路的交桩点（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点）以及线路曲线半径，或设计相关部门给出的根据CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算所得到的理论数据点，并将线路的交桩点或理论数据点录入和建立线形理论数据库，形成控制标准。

进一步地，所述的通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站是在隧道施工标段内设置测量小车，在测量小车上安装测量系统，测量系统首先进行标准数据测量，根据轨道交通线路已经存在的CPIII（轨道控制网）点，确定线路的交桩点数据（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点），并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库；如果线路上暂没有交桩点数据，则需要根据CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算，确定理论交桩点数据，并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库。

进一步地，所述的利用测量小车上的测量系统测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数是：测量系统不动，精密整平作业车在标段线路上空载行走，在精密整平作业车上设置测量点，通过测量系统测量行走中精密整平作业车测量点的位置获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数。

进一步地，所述的在精密整平作业车上设置测量点是在混凝土精密整平作业车上安装两个棱镜，两个棱镜分别安装在精密整平作业车整平作业装置的横向两端，利用测量系统测量两个棱镜的位置参数（采用连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），通过测量系统测量行走中精密整平作业车两个棱镜的位置参数获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数。

进一步地，所述的将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对是将测量系统在精密整平作业车在标段线路上空载行走所获得的实测参数与建立的线形理论数据库进行比对，得到实测误差。

进一步地，所述的根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整是将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器根据实测误差在施工作业过程中，沿着标段路面调整混凝土精密整平作业车整平位置，实施精度控制，以控制施工道基路面的纵、横坡度与建立线形理论数据库数据的一致性。

进一步地，所述的将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器是通过无线或有线传输将测量小车上测量系统所获得的实测误差传输到混凝土精密整平作业车上的控制器，由控制器根据实测误差，在混凝土精密整平作业车作业时，适时通过调整机构调整混凝土精密整平作业车的整平装置位置，消除作业时混凝土精密整平作业车的实测误差。

进一步地，所述的调整机构是通过数字调平液压油缸对整平装置进行调整，在混凝土精密整平作业车上设置数字调平液压油缸，数字调平液压油缸与混凝土精密整平作业车上的整平装置连接在一起，通过数字调平液压油缸位移完成实测误差调整。

进一步地，所述的数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给混凝土精密整平作业车控制器，形成闭环控制，同时由控制器控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走整平作业，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到标准范围之内。

进一步地，所述的数字调平液压油缸为伺服油缸，由混凝土精密整平作业车上的液压站提供液压油，并由混凝土精密整平作业车上的控制器实施精密控制。

进一步地，所述的自动实时控制混凝土施工的整平精度包括以下步骤：

1）将测量系统运至施工标段，将测量系统固定，并对测量系统附近施工标段内的CPIII点分别插棱镜，由测量系统对CPIII点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置和施工标段测量标准参数，或直接通过设计提供的CPIII点计算得到理论的标准参数；

2）测量系统不动，精密整平作业车空载行走，在精密整平作业车上的数字调平液压油缸顶端安装棱镜，利用测量系统测量数字调平液压油缸的位置参数（连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸上。一次往返可获得两个数字调平液压油缸的位置参数（可重复测量并验证精度，两次均靠同侧工具轨行走）；

3）利用数字调平液压油缸上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对（提取理论数据库中对应位置的参数进行比较），并控制数字调平液压油缸调整偏心振捣板的高度和倾角对混凝土进行精密整平；精密整平时混凝土布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土；测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内；

4）混凝土固化后，可利用精密整平作业车空载对已成形面进行复核，测量方式与整平作业方式类似，但不进行振捣；测量振捣板与地面的间隙即可知道成形面的精度。通过复核后调整作业参数积累经验亦可提高下次作业的精度。

一种遂道混凝土地面精密整平机组，遂道混凝土地面精密整平机组至少包括混凝土精密整平作业车和测量小车，通过混凝土精密整平作业车和测量小车的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；其中，测量小车上安装测量系统，通过测量小车的测量系统测量标段内的标准参数并建立数据库，再通过测量系统测量混凝土精密整平作业车的实时参数并进行比较得到实测误差，然后通过有线或无线将实测误差传输到混凝土精密整平作业车的控制器，在混凝土精密整平作业车施工作业时，由混凝土精密整平作业车的控制器根据实测误差进行整平装置的位置调整，消除作业时混凝土精密整平作业车的实测误差。

进一步地，所述的精密整平作业车上安装有数字调平液压油缸，数字调平液压油缸顶端各设计有棱镜安装接口，测量时需要在其上安装棱镜。

进一步地，所述的精密整平作业车行走部分带有靠轨装置，行走时利用靠轨装置的胶质耐磨的靠轨轮使得小车靠在工具轨的一侧平稳行走，保证精密整平作业车作业精度。

进一步地，所述的混凝土精密整平作业车上设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构，混凝土布料螺旋捣鼓机构的布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

进一步地，所述的测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内。

本发明的优点在于：

本发明通过测量小车和混凝土精密整平作业车组合形成的遂道混凝土地面精密整平机组，通过各装置的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；提出了一种高精度混凝土道床的带自动检测的、连续、全机械化施工方案，利用隧道内布设的CPⅢ测量控制点自动实时控制混凝土的整平精度，操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染的方法及装置。精度可达1mm+1ppm，动态测量时精度略有下降，但通过重复测量及靠轨排除小车蛇形等手段，可提高测量和控制精度。

附图说明

图1是本发明的混凝土精密整平机组整体结构主视图；

图2是本发明的测量小车结构示意图；

图3是本发明的测量小车侧面结构示意图；

图4是本发明的混凝土精密整平车结构示意图；

图5是本发明的混凝土精密整平车侧面结构示意图；

图6是本发明的混凝土精密整平车A-A剖面结构示意图；

图7是本发明的混凝土铲平振捣作业车结构示意图；

图8是本发明的混凝土铲平振捣作业车侧面结构示意图；

图9是本发明的混凝土铲平振捣作业车俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图可以看出，本发明涉及一种遂道混凝土地面精密整平机组，遂道混凝土地面精密整平机组包括混凝土铲平振捣作业车1和混凝土精密整平作业车2 和测量小车3，通过混凝土铲平振捣作业车1和混凝土精密整平作业车2 和测量小车3的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；其中，测量小车3上安装测量系统301，测量系统301负责系统实时测量及精度控制，混凝土铲平振捣作业车1负责混凝土的摊平及预捣震工序，混凝土精密整平作业车2负责混凝土的精密整平。

所述的精密整平作业车2上安装有数字调平液压油缸201，数字调平液压油缸201顶端各设计有棱镜安装接口202，测量时需要在其上安装棱镜203。数字调平液压油缸201通过位移完成误差调整；数字调平液压油缸201动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带图中为画出)反馈给控制器206形成闭环控制，控制器206同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构207动作完成行走整平作业，由伺服电机208自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器，由控制器206控制数字调平液压油缸201进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

所述的精密整平作业车2行走部分204带有靠轨装置205，行走时利用靠轨装置205的胶质耐磨的靠轨轮使得小车靠在工具轨的一侧平稳行走，保证精密整平作业车作业精度。在精密整平作业车2的中间部位还设有用于支撑小车的中央支撑装置209；在精密整平作业车2的后部设有供液的液压系统210。

所述的测量小车3上的测量系统301安装在小车平板302上，小车平板302侧面安装有测量小车行走轮303上，测量小车行走轮303能在轨道5上行走，行走到位后，由设置在小车平板302上的支腿304支撑起来，予以固定位置。

上述作业装置进行轨道交通隧道道床的施工作业方法是：利用隧道4内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准，在施工标段内设置测量系统301，通过测量系统301对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统301的精确位置；然后让混凝土精密整平作业车2在标段内来回行走，并在混凝土精密整平作业车2在标段内来回行走时，通过测量系统301对混凝土精密整平作业车2的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点进行比对，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

所述的利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准是利用隧道内布设的CPⅢ（基桩控制网或轨道控制网）测量控制点，包括设计相关部门给出的线路的交桩点（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点）以及线路曲线半径，并将线路的交桩点录入和建立线形理论数据库，形成控制标准。

所述的在施工标段内设置测量系统是在隧道施工标段内设置测量小车3，在测量小车3上安装测量系统301负责系统实时测量及精度控制，首先进行标准数据测量，根据轨道交通线路已经存在的CPIII（轨道控制网）点，确定线路的交桩点数据（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点），并录入和建立线形理论数据库；然后利用测量小车3上的测量系统301测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数，并与建立的线形理论数据库进行比对，得到实测误差，再将实测误差输入控制器，由控制器根据实测误差调整混凝土精密整平作业车2位置，实施精度控制，以控制道基路面的纵、横坡度与建立线形理论数据库数据的一致性。

所述的利用测量小车3上的测量系统301测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数是：测量系统301不动，精密整平作业车2空载行走，在精密整平作业车2上设置数字调平液压油缸201，数字调平液压油缸顶端安装棱镜203，利用测量系统测量伺服油缸的位置参数（采用连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸上；一次往返可获得两个数字调平液压油缸的位置参数，通过重复测量并验证精度，且重复测量均靠同侧工具轨行走。

所述的得到实测误差是混凝土精密整平作业车右行至作业标段后，将测量小车在合适位置固定，通过测量小车3安装的测量系统301和混凝土精密整平作业车2数字调平液压油缸201上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后由混凝土精密整平作业车2在作业标段行走，并在行走过程中，通过测量系统301与信号接收棱镜203配合测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，再将所测到的参数与测量系统中的标准值进行比对，得到实测误差。

所述的由控制器206根据实测误差调整混凝土精密整平作业车位置是在混凝土精密整平作业车设置数字调平液压油缸201，数字调平液压油缸通过位移完成误差调整；数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给控制器形成闭环控制，同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构207动作完成行走，由伺服电机208自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器206，由控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

所述的混凝土精密整平作业车上设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构，混凝土布料螺旋捣鼓机构的布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

所述的测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内。

所述的自动实时控制混凝土施工的整平精度包括以下步骤：

1）将测量系统通过轨道5运至施工标段，将测量小车3上的测量系统301固定，并对测量系统附近施工标段内的CPIII点分别插棱镜，由测量系统对CPIII点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置；

2）测量系统301不动，精密整平作业车2空载行走，数字调平液压油缸201顶端安装棱镜203，利用测量系统301测量数字调平液压油缸201的位置参数（连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸201上。一次往返可获得两个数字调平液压油缸201的位置参数（可重复测量并验证精度，两次均靠同侧工具轨行走）；

3）利用数字调平液压油缸201顶端上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对（提取理论数据库中对应位置的参数进行比较），并控制数字调平液压油缸201调整偏心振捣板的高度和倾角对混凝土进行精密整平；精密整平时混凝土布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土；测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内；

4）混凝土固化后，可利用精密整平作业车空载对已成形面进行复核，测量方式与整平作业方式类似，但不进行振捣；测量振捣板与地面的间隙即可知道成形面的精度。通过复核后调整作业参数积累经验亦可提高下次作业的精度。

整个精整作业方式如下：

1、首先将混凝土骨料运输到作业标段下料倾倒混凝土骨料，然后混凝土铲平振捣作业车1右行将混凝土运输下料作业车倾倒的混凝土骨料铲平，然后操作混凝土振动棒油缸101下降使混凝土振动棒102插入混凝土骨料中充分振动使混凝土骨料能够均匀充填至隧道道基的钢筋格栅中，操作混凝土振动棒油缸102升起，混凝土铲平振捣作业车1通过捣鼓车行走机构103右行至下一工位进行上述作业。

2、混凝土精密整平作业车2右行至作业标段，先将测量小车3在合适位置固定，通过测量小车3安装的测量系统301和混凝土精密整平作业车2上的数字调平液压油缸201上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后将测量系统301测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数的实测误差输入控制器，数字调平液压油缸201动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给控制器形成闭环控制，同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器，由控制器控制两个数字调平液压油缸201进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统301测量数据的一致性，调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

实施例二

实施例二所采用的作业设备与实施例一一样，只是施工方式有所不同，一种轨道交通隧道道床的施工作业方法，利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准，在施工标段内设置测量系统，通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置；然后让混凝土精密整平作业车在标段内来回行走，并在混凝土精密整平作业车在标段内来回行走通过测量系统对混凝土精密整平作业车的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点进行比对，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

进一步地，所述的利用设计相关部门给出的根据CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算所得到的理论数据点，并将计算出来的理论数据点录入和建立线形理论数据库，形成控制标准。

进一步地，所述的在施工标段内设置测量系统是在隧道施工标段内设置测量小车，在测量小车上安装测量系统负责系统实时测量及精度控制，首先进行标准数据测量，根据设计部门所确定的CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算，并录入和建立线形理论数据库；然后利用测量小车上的测量系统测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数，并与建立的线形理论数据库进行比对，得到实测误差，再将实测误差输入控制器，由控制器根据实测误差调整混凝土精密整平作业车位置，实施精度控制，以控制道基路面的纵、横坡度与建立线形理论数据库数据的一致性。

所述的利用测量小车上的测量系统测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数是：测量系统不动，精密整平作业车空载行走，在精密整平作业车上设置数字调平液压油缸，数字调平液压油缸顶端安装棱镜，利用测量系统测量数字调平液压油缸的位置参数（采用连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸上；一次往返可获得两个数字调平液压油缸的位置参数，通过重复测量并验证精度，且重复测量均靠同侧工具轨行走。

所述的得到实测误差是混凝土精密整平作业车右行至作业标段后，将测量小车在合适位置固定，通过测量小车安装的测量系统和混凝土精密整平作业车数字调平液压油缸上安装的信号接收棱镜静态标定好起始位置，然后由混凝土精密整平作业车在作业标段行走，并在行走过程中，通过测量系统与信号接收棱镜配合测量得到的该标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面参数，再将所测到的参数与测量系统中的标准值进行比对，得到实测误差。

所述的由控制器根据实测误差调整混凝土精密整平作业车位置是在混凝土精密整平作业车设置数字调平液压油缸，数字调平液压油缸通过位移完成误差调整；数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给控制器形成闭环控制，同时控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给控制器，由控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到每3m长度高差小于等于2mm。

所述的混凝土精密整平作业车上设置有混凝土布料螺旋捣鼓机构，混凝土布料螺旋捣鼓机构的布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土。

所述的测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内。

所述的自动实时控制混凝土施工的整平精度包括以下步骤：

1）将测量系统运至施工标段，将测量系统固定，并对测量系统附近施工标段内的CPIII点分别插棱镜，由测量系统对CPIII点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置；

2）测量系统不动，精密整平作业车空载行走，数字调平液压油缸顶端安装棱镜，利用测量系统测量数字调平液压油缸的位置参数（连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸2上。一次往返可获得两个数字调平液压油缸的位置参数（可重复测量并验证精度，两次均靠同侧工具轨行走）；

3）利用数字调平液压油缸上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对（提取理论数据库中对应位置的参数进行比较），并控制数字调平液压油缸调整偏心振捣板的高度和倾角对混凝土进行精密整平；精密整平时混凝土布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土；测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内；

4）混凝土固化后，可利用精密整平作业车空载对已成形面进行复核，测量方式与整平作业方式类似，但不进行振捣；测量振捣板与地面的间隙即可知道成形面的精度。通过复核后调整作业参数积累经验亦可提高下次作业的精度。

很显然，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

根据实施例的描述，很显然本发明主要涉及一种轨道交通隧道道床的施工作业方法，利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准，在施工标段内设置测量系统，通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置和标准点；然后让混凝土精密整平作业车在标段内来回行走，并通过混凝土精密整平作业车在标段内来回行走时，利用测量系统对混凝土精密整平作业车的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对，确定混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点的误差，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

进一步地，所述的利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准是利用隧道内布设的CPⅢ（基桩控制网或轨道控制网）测量控制点，包括设计相关部门给出的线路的交桩点（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点）以及线路曲线半径，或设计相关部门给出的根据CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算所得到的理论数据点，并将线路的交桩点或理论数据点录入和建立线形理论数据库，形成控制标准。

进一步地，所述的通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站是在隧道施工标段内设置测量小车，在测量小车上安装测量系统，测量系统首先进行标准数据测量，根据轨道交通线路已经存在的CPIII（轨道控制网）点，确定线路的交桩点数据（直缓、缓圆、圆缓、缓直等点），并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库；如果线路上暂没有交桩点数据，则需要根据CPIII点对线形（曲线半径等参数）进行设计和计算，确定理论交桩点数据，并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库。

进一步地，所述的利用测量小车上的测量系统测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数是：测量系统不动，精密整平作业车在标段线路上空载行走，在精密整平作业车上设置测量点，通过测量系统测量行走中精密整平作业车测量点的位置获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数。

进一步地，所述的在精密整平作业车上设置测量点是在混凝土精密整平作业车上安装两个棱镜，两个棱镜分别安装在精密整平作业车整平作业装置的横向两端，利用测量系统测量两个棱镜的位置参数（采用连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），通过测量系统测量行走中精密整平作业车两个棱镜的位置参数获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数。

进一步地，所述的将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对是将测量系统在精密整平作业车在标段线路上空载行走所获得的实测参数与建立的线形理论数据库进行比对，得到实测误差。

进一步地，所述的根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整是将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器根据实测误差在施工作业过程中，沿着标段路面调整混凝土精密整平作业车整平位置，实施精度控制，以控制施工道基路面的纵、横坡度与建立线形理论数据库数据的一致性。

进一步地，所述的将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器是通过无线或有线传输将测量小车上测量系统所获得的实测误差传输到混凝土精密整平作业车上的控制器，由控制器根据实测误差，在混凝土精密整平作业车作业时，适时通过调整机构调整混凝土精密整平作业车的整平装置位置，消除作业时混凝土精密整平作业车的实测误差。

进一步地，所述的调整机构是通过数字调平液压油缸对整平装置进行调整，在混凝土精密整平作业车上设置数字调平液压油缸，数字调平液压油缸与混凝土精密整平作业车上的整平装置连接在一起，通过数字调平液压油缸位移完成实测误差调整。

进一步地，所述的数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器(数字液压油缸自带)反馈给混凝土精密整平作业车控制器，形成闭环控制，同时由控制器控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走整平作业，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到标准范围之内。

进一步地，所述的数字调平液压油缸为伺服油缸，由混凝土精密整平作业车上的液压站提供液压油，并由混凝土精密整平作业车上的控制器实施精密控制。

进一步地，所述的自动实时控制混凝土施工的整平精度包括以下步骤：

1）将测量系统运至施工标段，将测量系统固定，并对测量系统附近施工标段内的CPIII点分别插棱镜，由测量系统对CPIII点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置和施工标段测量标准参数，或直接通过设计提供的CPIII点计算得到理论的标准参数；

2）测量系统不动，精密整平作业车空载行走，在精密整平作业车上的数字调平液压油缸顶端安装棱镜，利用测量系统测量数字调平液压油缸的位置参数（连续测量或间断测量均可，间断测量时其间隔按设计精度要求控制），回程时（仍空载）将棱镜置于另一数字调平液压油缸上。一次往返可获得两个数字调平液压油缸的位置参数（可重复测量并验证精度，两次均靠同侧工具轨行走）；

3）利用数字调平液压油缸上棱镜的实时测量位置与理论位置进行比对（提取理论数据库中对应位置的参数进行比较），并控制数字调平液压油缸调整偏心振捣板的高度和倾角对混凝土进行精密整平；精密整平时混凝土布料螺旋底面与振捣板保持同步，已便在精密整平前赶出多余的混凝土；测量系统与精密整平作业车上的测量与控制计算机通过无线进行数据通讯，数据加握手协议及校验，二者的距离控制在200m内；

4）混凝土固化后，可利用精密整平作业车空载对已成形面进行复核，测量方式与整平作业方式类似，但不进行振捣；测量振捣板与地面的间隙即可知道成形面的精度。通过复核后调整作业参数积累经验亦可提高下次作业的精度。

本发明的优点在于：

本发明通过混凝土铲平振捣作业车和混凝土精密整平作业车、测量小车组合形成的遂道混凝土地面精密整平机组，通过各装置的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；提出了一种高精度混凝土道床的带自动检测的、连续、全机械化施工方案，利用隧道内布设的CPⅢ测量控制点自动实时控制混凝土的整平精度，操作容易，控制精度高，有效避免超差，提高作业效率和降低环境污染的方法及装置。精度可达1mm+1ppm，动态测量时精度略有下降，但通过重复测量及靠轨排除小车蛇形等手段，可提高测量和控制精度。

Claims (10)

1.一种轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准，在施工标段内设置测量系统，通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站，获得测量系统的精确位置；然后让混凝土精密整平作业车在标段内来回行走，并通过混凝土精密整平作业车在标段内来回行走时，利用测量系统对混凝土精密整平作业车的位置参数进行测量；再将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对，确定混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统测量并建站的控制基准点的误差，根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整，自动实时控制混凝土施工的整平精度，以保证混凝土精密整平作业车作业整平的精度在控制的精度范围之内。

2.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的利用隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点作为标准是利用隧道内布设的CPⅢ测量控制点，包括设计相关部门给出的线路的交桩点以及线路曲线半径，或设计相关部门给出的根据CPIII点对线形进行设计和计算所得到的理论数据点，并将线路的交桩点或理论数据点录入和建立线形理论数据库，形成控制标准。

3.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的通过测量系统对隧道内已有铺设轨道和运营维护提供的控制基准点进行测量并建站是在隧道施工标段内设置测量小车，在测量小车上安装测量系统，测量系统首先进行标准数据测量，根据轨道交通线路已经存在的CPIII点，确定线路的交桩点数据，并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库；如果线路上暂没有交桩点数据，则需要根据CPIII点对线形进行设计和计算，确定理论交桩点数据，并录入存储器和建立施工标段的线形理论数据库。

4.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的利用测量小车上的测量系统测量得到的施工标段纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数是：测量系统不动，精密整平作业车在标段线路上空载行走，在精密整平作业车上设置测量点，通过测量系统测量行走中精密整平作业车测量点的位置获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数。

5.如权利要求4所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的在精密整平作业车上设置测量点是在混凝土精密整平作业车上安装两个棱镜，两个棱镜分别安装在精密整平作业车整平作业装置的横向两端，利用测量系统测量两个棱镜的位置参数，通过测量系统测量行走中精密整平作业车两个棱镜的位置参数获得精密整平作业车在标段内的纵坡、横坡等路面参数和走行轨道与路面实测参数；所述的将所测得的混凝土精密整平作业车的位置参数与测量系统先行测量并建站的控制基准点进行比对是将测量系统在精密整平作业车在标段线路上空载行走所获得的实测参数与建立的线形理论数据库进行比对，得到实测误差。

6.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的根据比对的误差对混凝土精密整平作业车的整平结构进行调整是将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器根据实测误差在施工作业过程中，沿着标段路面调整混凝土精密整平作业车整平位置，实施精度控制，以控制施工道基路面的纵、横坡度与建立线形理论数据库数据的一致性。

7.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的将实测误差输入混凝土精密整平作业车控制器是通过无线或有线传输将测量小车上测量系统所获得的实测误差传输到混凝土精密整平作业车上的控制器，由控制器根据实测误差，在混凝土精密整平作业车作业时，适时通过调整机构调整混凝土精密整平作业车的整平装置位置，消除作业时混凝土精密整平作业车的实测误差。

8.如权利要求1所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的调整机构是通过数字调平液压油缸对整平装置进行调整，在混凝土精密整平作业车上设置数字调平液压油缸，数字调平液压油缸与混凝土精密整平作业车上的整平装置连接在一起，通过数字调平液压油缸位移完成实测误差调整；所述的数字调平液压油缸动作位移量由位移传感器反馈给混凝土精密整平作业车控制器，形成闭环控制，同时由控制器控制布料螺旋液压马达和振捣液压马达驱动布料螺旋和偏心振捣机构动作完成行走整平作业，由伺服电机自带的数码盘测得作业车行走位移反馈给混凝土精密整平作业车控制器，由混凝土精密整平作业车控制器控制数字调平液压油缸进行单独或同时动作，以控制道基路面的纵、横坡度与测量系统测量数据的一致性，保证调平精度达到标准范围之内。

9.如权利要求8所述的轨道交通隧道道床的施工作业方法，其特征在于：所述的数字调平液压油缸为伺服油缸，由混凝土精密整平作业车上的液压站提供液压油，并由混凝土精密整平作业车上的控制器实施精密控制。

10.一种轨道交通隧道道床的施工作业装置，其特征在于：遂道混凝土地面精密整平机组至少包括混凝土精密整平作业车和测量小车，通过混凝土精密整平作业车和测量小车的协调作业完成隧道混凝土地面摊铺及精密整平；其中，测量小车上安装测量系统，通过测量小车的测量系统测量标段内的标准参数并建立数据库，再通过测量系统测量混凝土精密整平作业车的实时参数并进行比较得到实测误差，然后通过有线或无线将实测误差传输到混凝土精密整平作业车的控制器，在混凝土精密整平作业车施工作业时，由混凝土精密整平作业车的控制器根据实测误差进行整平装置的位置调整，消除作业时混凝土精密整平作业车的实测误差。