【摘要】由于有关铁路客运专线行车设备稳定、设备使用和行车安全的施工、维修、检查、检测等作业，必须在天窗时间内进行， 严禁利用列车间隔进行作业，设计了轨道变形观测棱镜，在高铁线路外对轨道几何尺寸进行监测，确保铁路的运行安全。形观测棱镜监测技术在工程实践中取得了良好的经济技术效益。
【关键词】轨道变形；观测棱镜；变形监控现阶段行业内暂无轨道几何尺寸自动监测系统；项目部
1、工程背景
新龙岗大道下穿向莆铁顶进框架桥工程，穿越南昌西客站向莆场10股道，桥长104.9米，采用桥式盾构+管棚超前支护中继间法顶进施工。顶面管棚采用Φ299*10mm的无缝钢管，中对中间距50cm，采用“导向扩孔回拖法”施工工艺。管棚施工分导向、扩孔、拉管，需24小时连续施工，以上工艺施工必然会改变原有土体结构，进而影响线路几何尺寸变化。因在天窗时间以外禁止进入线路防护栅栏内对线路检查，我项目部自主设计的既有线轨道变形观测棱镜能在线路外起到很好的监控作用。
2、轨道变形观测棱镜法
2.1轨道变形观测棱镜组成
轨道变形观测棱镜，主要由L型全站仪小棱镜、锁轨钩、定位板、固定螺栓组成，如下图1所示。
施工时，先在线路内地表放样单根管棚轴线，沿着管棚轴线在每股道钢轨底部安装棱镜，如图2、图3所示。
2.2轨道变形观测棱镜基本原理
监测前预先在线路外侧设置永久固定全站仪观测点，施工前通过全站仪取得各棱镜位置原始三维坐标值，采集每趟列车通过前、后测量数据，与原始三维坐标数据对比反映轨道几何尺寸变化。
3、轨道变形观测棱镜应用
轨道变形观测棱镜结构简单、安装拆卸方便、制作成本低廉，可通过棱镜的多点布置，由点成线、由线成面，达到对线路轨距、水平、高低、三角坑、支距各参数进行监测。
3.1单线轨道轨距、水平、高低检查
在单线左、右股钢轨上等距、对称安装变形观测棱镜，可通过对称棱镜监测比较左右股轨距及高低。通过单股钢轨多棱镜监测反映单股轨道直线方向水平及方向。
3.2曲线轨道支距检查
在曲线各支距检查点布设变形观测棱镜，通过平面坐标可计算出曲线各点支距。
3.3区域内大面积沉降检查
在框架顶进过程中，多点成面的布置变形观测棱镜，可反映顶进上方线路几何尺寸变化，相邻股道几何尺寸变化规律，进一步指导下步框架
4、应用效果
管棚施工期间由于安装了轨道变形观测棱镜，大大提高了监测力度，保证了线路运行安全，提高了工作效率。由于全站仪精度问题，实际监测过程中总结三维坐标误差+3mm为正常偏差范围，现场监测数据变化超过3mm后，应及时停止施工，并与车站及设备管理单位联系，启动应急预案，组织人员上道检查、检修。
目前已经完成管棚110根，通过变形观测棱镜监测指导，完成线路检修2次，整个施工过程中未出现任何列出运行安全事故。
5、结语
变形观测棱镜是一种既有线轨道变形观测装置，用于连接轨道的锁轨装置、定位板和全站仪小棱镜，定位板与锁轨装置固定连接，全站仪小棱镜安装于所述定位板上且可沿竖向、水平两个方向上的转轴转动。该装置不仅可对轨道变形进行观测，而且结构简单，便于装拆，制造成本低。在工程中应用前景好，取得了良好的经济技术指标。
