普速铁路集中修TQI到底能降低多少？

原创 2026-02-27 17:14:41 · 大铁检测 · 刘毅

——使用惯导小车精测&方案&指导大机捣固

1.惯导小车简介

1.1.设备组成

惯导轨道测量仪简称“惯导小车”，主要由以下几部分组成：

（1）惯性导航模块，简称“惯导”。其硬件核心为惯性传感器，本文所用的惯导模块为：集成三轴加速度计（测加速度或速度变化）和三轴陀螺仪（角速度或角速度变化）于一体的“黑匣子”。

（2）辅助模块：全站仪、北斗导航系统、线型线位参数；

（3）其他传感器：轨距传感器、里程传感器等；

（4）硬件平台：“T”型精密测量小车；

（5）严密的“整体式”数据处理算法：将整个测段数据作为整体进行处理。

1.2.基本原理

以惯性组合导航系统为核心测量传感器，以“边走边测”的方式实现轨道三维坐标、姿态、轨距和超高等几何参数的亚毫米级移动精密测量。

图 1（注：图片来源于武汉大学陈起金教授公开报告）

1.3.适用范围

根据《运营普速铁路轨道精测精捣指导意见》要求，在布设GNSS基准站区段，推荐采用“GNSS+惯导”模式；在车站或隧道布设固定桩控制网区段，推荐采用“全站仪+惯导”模式；在没有建网的线路，推荐采用“线型线位+惯导”模式。

图 2“GNSS+惯导”模式（左）；“全站仪+惯导”模式（中）；“线型线位+惯导”模式（右）

1.4.产品特点

（1）采用高精度激光惯导或光纤惯导，具备更高的测量精度和测量稳定性；

（2）惯导模块集成三轴加速度计，大幅增加测量数据可靠性，测量过程中“忽快忽慢”对测量精度影响可消除；

（3）严密的“整体式”数据处理算法，将整个测段视为一个整体，能够清晰判别台账与现场里程桩差异，消除平曲线特征点病害问题；

（4）整体式输出处理方式与线型线位约束相结合，能够很好解决当前线路常见的“小碎坡”、“竖曲线消失”、“长慢塘”等病害问题。

2.作业效果分析

本文选取200公里线路中的88.214km的线路作为数据分析对象，根据维修计划作业里程不连续，涵盖桥梁、隧道、路基，以同一台轨检仪跟踪测量捣固前后轨道静态TQI，每天捣固作业长度为1~3公里。

2.1.测量作业统计

惯导小车测量作业一般2~3人一组，测量效率3~5km/h（最快不超过20km/h），由于作业里程不连续，每个天窗测量长度从1.5~7.93km不等。

表 1测量作业明细统计表

序号	车间	行别	日期	项目	作业地点	公里
1	XX线路车间	上	12月1日	惯导测量	K137+530-K142+530	5
2	XX线路车间	下	12月2日	惯导测量	K188+000-K191+374	3.374
3	XX线路车间	上	12月3日	惯导测量	K177+570-K185+500	7.93
4	XX线路车间	上	12月4日	惯导测量	K133+300-K134+800	1.5
5	XX线路车间	上	12月8日	惯导测量	K26+400-K29+600	3.2
6	XX线路车间	下	12月9日	惯导测量	K0+400-K1+500	1.1
7	XX线路车间	下	12月10日	惯导测量	K4+900-K11+700	6.8
8	XX线路车间	上	12月10日	惯导测量	K4+900-K11+700	6.8
9	XX线路车间	下	12月11日	惯导测量	K36+800-K42+200	5.4
10	XX线路车间	上	12月11日	惯导测量	K36+800-K42+200	5.4
11	XX线路车间	下	12月15日	惯导测量	K11+700-K16+030	4.33
12	XX线路车间	上	12月16日	惯导测量	K42+200-K47+000	4.8
13	XX线路车间	下	12月17日	惯导测量	K42+200-K47+000	4.8
14	XX线路车间	下	12月18日	惯导测量	K16+000-K21+500	5.5
15	XX线路车间	上	12月22日	惯导测量	K16+000-K21+500	5.5
16	XX线路车间	下	12月23日	惯导测量	K47+200-K52+620	5.42
17	XX线路车间	上	12月24日	惯导测量	K47+200-K52+620	5.42
18	XX线路车间	下	12月25日	惯导测量	K26+300-K29+640	3.34
19	XX线路车间	下	12月29日	惯导测量	K2+400-K5+000	2.6
合计						88.214

2.2.捣固效果统计

线路捣固前TQI（200m单元统计）处于3.5~18.71区间，整段（88.214km）TQI平均值为9.08；捣固后TQI（200m单元统计）处于2.43~7区间，整段TQI（88.214km）平均值为4.45，平均降幅为：-51.03%。

表 2捣固效果统计表（均值）

项目	水平	三角坑	右高低	右轨向	左高低	左轨向	TQI
机捣前平均值	1.46	1.46	1.64	1.48	1.65	1.40	9.08
机捣后平均值	0.52	0.53	0.66	0.93	0.63	1.10	4.45
差值	0.94	0.93	0.98	0.55	1.02	0.30	4.63
降幅	-64.35%	-63.96%	-59.49%	-36.93%	-62.01%	-21.48%	-51.03%

2.3.平均TQI较小地段捣固效果统计

众所周知，相同环境条件下，TQI越越小，理论上降幅会越小。截取单个天窗捣固范围内，平均相对较小地段进行统计分析。捣固前平均TQI 6.74地段捣固效果统计表

表 3捣固前平均TQI 6.74地段捣固效果明细表

捣固前统计值
实测位置	长度	水平	三角坑	右高低	右轨向	左高低	左轨向	TQI
(km)	(m)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
14	200	0.96	0.96	2.07	0.86	2.49	0.75	8.09
14.2	200	0.56	0.57	0.55	0.67	0.51	0.64	3.5
14.4	200	0.58	0.58	1.39	0.63	1.4	0.6	5.18
14.6	200	0.87	0.86	1.4	0.73	1.25	0.69	5.8
14.8	200	0.8	0.8	0.96	0.81	0.98	0.77	5.12
15	200	1.2	1.2	1.63	0.92	1.21	0.89	7.05
15.2	200	1.12	1.13	1.47	0.8	1.99	0.82	7.33
15.4	200	2.1	2.09	1.19	0.8	1.48	0.74	8.4
15.6	200	0.85	0.83	1.3	0.65	1.33	0.65	5.61
15.8	200	0.71	0.71	1.33	0.62	1.42	0.69	5.48
16	200	2.01	2.02	2.14	1.71	2.97	1.72	12.57
平均值		1.07	1.07	1.40	0.84	1.55	0.81	6.74
捣固后统计值
14	200	0.37	0.36	0.49	0.54	0.35	0.52	4.11
14.2	200	0.31	0.33	0.57	0.51	0.53	0.54	2.43
14.4	200	0.26	0.28	0.35	0.51	0.31	0.6	4.34
14.6	200	0.23	0.24	0.4	0.52	0.34	0.6	3.98
14.8	200	0.32	0.38	0.48	0.5	0.47	0.55	4.49
15	200	0.25	0.29	0.39	0.5	0.35	0.55	3.7
15.2	200	0.36	0.35	0.58	0.44	0.46	0.53	4.13
15.4	200	0.46	0.33	0.48	0.45	0.52	0.57	4.4
15.6	200	0.27	0.31	0.4	0.39	0.33	0.47	3.9
15.8	200	0.38	0.3	0.5	0.31	0.44	0.52	4.12
16	200	1.5	0.79	0.97	0.68	1.57	0.78	8.38
平均值		0.43	0.36	0.51	0.49	0.52	0.57	2.87

本天窗大机累计捣固作业2km，捣固前TQI均值为6.74，捣固后TQI均值为3.87，降幅为57.47%。

表 4捣固前平均TQI 6.74地段捣固效果统计表

项目	水平	三角坑	右高低	右轨向	左高低	左轨向	TQI
机捣前平均值	1.07	1.07	1.40	0.84	1.55	0.81	6.74
机捣后平均值	0.43	0.36	0.51	0.49	0.52	0.57	2.87
差值	0.64	0.71	0.89	0.35	1.03	0.25	3.87
降幅	59.95%	66.30%	63.64%	41.85%	66.71%	30.47%	57.47%

2.4.平均TQI较大地段捣固效果统计

相同环境条件下，TQI越越大，理论上降幅会越大。截取单个天窗捣固范围内，平均相对较大地段进行统计分析。

表 5捣固前平均TQI 12.60地段捣固效果明细表

捣固前统计值
实测位置	长度	水平	三角坑	右高低	右轨向	左高低	左轨向	TQI
(km)	(m)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)
138.4	200	2.32	2.32	3.80	2.08	2.84	1.94	15.30
138.6	200	3.24	3.24	4.74	1.70	4.26	1.53	18.71
138.8	200	1.92	1.92	3.65	0.86	3.41	0.87	12.63
139.0	200	1.87	1.87	2.33	0.86	2.19	0.81	9.93
139.2	200	1.63	1.63	2.27	1.17	2.10	1.16	9.96
139.4	200	1.48	1.48	2.91	1.19	2.48	1.13	10.67
139.6	200	1.28	1.28	2.02	0.87	1.62	0.76	7.83
139.8	200	2.42	2.42	2.34	1.51	2.17	1.44	12.30
140.0	200	2.27	2.26	4.13	2.40	4.11	2.49	17.66
140.2	200	1.58	1.58	2.27	1.52	2.55	1.62	11.12
140.4	200	1.70	1.70	2.87	1.68	2.89	1.68	12.52
140.6	200	1.86	1.85	2.82	1.68	2.81	1.55	12.57
平均		1.96	1.96	3.01	1.46	2.79	1.42	12.60
捣固后统计值
138.4	200	0.46	0.65	2.13	1.21	1.97	1.40	7.82
138.6	200	0.42	0.58	0.95	1.45	0.92	1.45	5.77
138.8	200	0.58	0.58	1.44	0.82	1.48	0.87	5.77
139.0	200	0.49	0.49	1.16	0.60	1.01	0.70	4.45
139.2	200	0.41	0.45	0.70	0.64	0.72	0.76	3.68
139.4	200	0.63	0.54	0.77	0.46	0.74	0.57	3.71
139.6	200	0.35	0.48	0.64	0.90	0.62	0.96	3.95
139.8	200	0.34	0.45	0.44	0.63	0.45	0.72	3.03
140.0	200	0.55	0.63	0.68	1.05	0.74	1.20	4.85
140.2	200	0.54	0.68	0.63	1.60	0.79	1.77	6.01
140.4	200	0.45	0.50	0.56	1.11	0.57	1.25	4.44
140.6	200	0.75	0.50	0.70	1.17	0.76	1.28	5.16

本天窗大机累计捣固作业2.2km，捣固前TQI均值为12.60，捣固后TQI均值为4.89，降幅为61.22%。

表 6捣固前平均TQI 12.60地段捣固效果统计表

项目	水平	三角坑	右高低	右轨向	左高低	左轨向	TQI
机捣前平均值	1.96	1.96	3.01	1.46	2.79	1.42	12.60
机捣后平均值	0.50	0.54	0.90	0.97	0.90	1.08	4.89
差值	1.47	1.42	2.11	0.49	1.89	0.34	7.71
降幅	74.67%	72.27%	70.12%	33.56%	67.78%	23.85%	61.22%

3.小结

影响运营普速线路精测精捣效果的因素繁多，本文统计的线路具有代表性，其线路五板结、无翻浆冒泥、道砟饱满、捣固大机标定准确。通过本文88.214km线路集中修跟踪分析，总结如下：

（1）从整体捣固效果分析，惯导小车精测指导大机捣固，TQI可以从9一次降低到4.45，平均降幅达51.03%。

（2）惯导小车在普速线路精测精捣过程中，其最大的贡献是保持线路现状，规避“小碎坡”、“长慢塘”、“曲线整体移位”等线路形状问题，然而现行评价体系对此关注度不全面。

（3）若仅关注TQI指标，惯导小车与传统轨检仪，在线路质量较好的地段，二者差异相对较小。

（4）线路捣固效果是多工序规范作业的综合结果，在日常维修过程中，需根据线路综合状态，设定目标值。

（5）从长期统计数据分析，当惯导小车精测指导精捣大机捣固作业，TQI（TQI＞6）降幅＜30%时，建议排查作业数据和捣固方案。

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