淺析高速鐵路精密工程測量

1、<p>　　淺析高速鐵路精密工程測量</p><p>　　摘要：要實現(xiàn)高速鐵路軌道的高平順性，除了對線下和軌道工程的設(shè)計施工等有特殊的要求外，必須建立一套與之相適應(yīng)的精密工程測量體系。德國睿鐵公司執(zhí)行副總裁巴哈曼先生在總結(jié)無碴軌道鐵路建設(shè)經(jīng)驗時說：要成功地建設(shè)無碴軌道，就必須有一套完整、高效且非常精確的測量系統(tǒng)，否則必定失敗。 </p><p>　　關(guān)鍵字：平順性；測量系統(tǒng)；精密

2、工程測量；CPI；CPII；CPIII </p><p>　　中圖分類號： U238 文獻標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、概述 </b></p><p>　　高速鐵路精密工程測量是相對于傳統(tǒng)的鐵路工程測量而言，其平順性要求非常高，軌道測量精度要求達到毫米級。測量方法、測量精度與傳統(tǒng)的鐵路工程測量完全不同。 </p>

3、<p>　　高速鐵路列車運行速度較高（200km/h～350km/h），為了達到在高速行駛條件下，旅客列車的安全性和舒適性，因此要求一是要嚴(yán)格按照設(shè)計的線型施工,即保持精確的幾何線性參數(shù)，二是必須具有非常高的平順性，精度要保持在毫米級的范圍以內(nèi)。 </p><p>　　二、高速鐵路無碴軌道鐵路測量系統(tǒng) </p><p><b>　?。薄⒆鴺?biāo)高程系統(tǒng) </b>

4、;</p><p>　　高速鐵路無碴軌道測量平面坐標(biāo)系應(yīng)采用工程獨立坐標(biāo)系統(tǒng)，并引入1954年北京坐標(biāo)系/1980西安坐標(biāo)系。邊長投影在對應(yīng)的線路設(shè)計平均高程面上，投影長度的變形值不大于10mm/km。 </p><p>　　高速鐵路無碴軌道鐵路工程測量的高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985國家高程基準(zhǔn)。 </p><p>　　2、 平面控制測量 </p><

5、p>　?、?GPS測量精度 </p><p><b>　?、?導(dǎo)線測量精度 </b></p><p>　　3、平面控制測量作業(yè)流程 </p><p>　?、?CPⅠ控制測量：一般在初測時完成，為高速鐵路無碴軌道鐵路工程提供平面基準(zhǔn)。 </p><p>　?、?CPⅡ控制測量：一般在定測時完成，作為高速鐵路無碴軌道鐵

6、路工程施工平面控制網(wǎng)。 </p><p>　?、?CPⅢ平面控制測量：在施工測量時施測，線下工程施工時作為施工加密平面控制網(wǎng)，鋪設(shè)無碴軌道時作為無碴軌道鋪設(shè)基樁控制網(wǎng)。 </p><p>　　4、平面控制測量方法 </p><p>　?、?GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)測量(CPⅠ) </p><p>　　GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）主要為勘測設(shè)計、

7、施工、運營維護提供坐標(biāo)基準(zhǔn)，按B級GPS網(wǎng)精度要求測量，全線（段）一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測量，整體平差。GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）沿線路每4km布設(shè)1對GPS點，GPS點間距不小于1000m，采用大地四邊形或三角鎖的形式構(gòu)成整個CPⅠ網(wǎng)。 </p><p>　?、?CPⅡ控制網(wǎng)測量 </p><p>　　CPⅡ網(wǎng)測量應(yīng)在CPⅠ網(wǎng)的基礎(chǔ)上采用四等導(dǎo)線或C級GPS測量方法施測。CPⅡ控制點的點間距

8、以800 ～1000m為宜，離線路中線一般在50～100m，便于施工放線且不易破壞的范圍內(nèi)。 </p><p>　?、?CPIII邊角交會網(wǎng)測量 </p><p>　　該方法為德國建立無碴軌道鋪設(shè)控制網(wǎng)采用的方法，稱之為軌道設(shè)標(biāo)網(wǎng)。其邊角交會控制網(wǎng)形狀如圖所示： </p><p>　　每隔兩個接觸網(wǎng)柱建立一個測量點位；兩個方向各瞄準(zhǔn) 3 × 2 個永久標(biāo)記

9、點；每個永久標(biāo)記點將被瞄準(zhǔn)三次；最大的測量范圍的距離約 150m；儀器在每個方向測量兩次；與CPⅡ 控制點進行連接測量. </p><p><b>　　5、高程控制測量 </b></p><p><b>　?、?一般規(guī)定 </b></p><p>　　高程控制測量分為勘測高程控制測量、水準(zhǔn)基點高程測量、CPⅢ控制點高程測量

10、。 </p><p>　　高速鐵路無碴軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量精度要求施測。在勘測階段，不具備二等水準(zhǔn)測量條件時，可分兩階段實施，即：勘測階段按四等水準(zhǔn)測量要求施測，線下工程施工完成后，全線再按二等水準(zhǔn)測量要求建立水準(zhǔn)基點控制網(wǎng)。 </p><p>　　各級高程控制測量等級及布點要求如下表： </p><p>　　⑵ 水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求 </p>

11、;<p>　　① 水準(zhǔn)點布設(shè)原則 </p><p>　　I、水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿鐵路線路布設(shè)，水準(zhǔn)路線應(yīng)構(gòu)成附合路線或閉合環(huán)；每條鐵路的水準(zhǔn)路線必須構(gòu)成一個整網(wǎng)，不能分為互不聯(lián)系的小網(wǎng)進行測量。 </p><p>　　II、水準(zhǔn)點沿線路每2km應(yīng)布設(shè)1個。在大橋、長隧的兩端及重點工程地段應(yīng)增設(shè)水準(zhǔn)點。 </p><p>　　III、水準(zhǔn)點應(yīng)選在沿線路方向離

12、線路中線50～200m、穩(wěn)固可靠且不易被施工破壞的范圍內(nèi)。以便于勘測、施工時所利用。 </p><p>　?、?水準(zhǔn)點選點埋石 </p><p>　　I、一般地區(qū)水準(zhǔn)點埋設(shè)要求應(yīng)按規(guī)定的要求進行埋設(shè)。 </p><p>　　II、有巖層露頭或巖層在地面下不深于1.5m的地點，應(yīng)優(yōu)先選擇將水準(zhǔn)點埋設(shè)在巖層上。 </p><p>　　III、有房

13、屋、紀(jì)念碑、塔、橋基、隧道邊墻等堅固建筑物和堅固石崖處，可埋設(shè)墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志。 </p><p>　　IV、在特殊地區(qū)，還應(yīng)根據(jù)測區(qū)的土質(zhì)及環(huán)境條件制定標(biāo)石的類型與埋深。 </p><p><b>　?、?水準(zhǔn)觀測 </b></p><p>　　I、二等、精密水準(zhǔn)水準(zhǔn)測量采用單路線往返觀測，同一區(qū)段的往返觀測，應(yīng)使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點尺承沿同一

14、道路進行。四等水準(zhǔn)測量可采用單路線往返觀測或兩組單程觀測；采用光電測距三角高程測量時必須采用往返觀測。 </p><p>　　II、二等水準(zhǔn)測量應(yīng)進行往返觀測，觀測順序如下： </p><p>　　往測：奇數(shù)站為后―前―前―后;偶數(shù)站為前―后―后―前 </p><p>　　返測：奇數(shù)站為前―后―后―前;偶數(shù)站為后―前―前―后 </p><p>

15、;　?、?水準(zhǔn)測量平差計算 </p><p>　　水準(zhǔn)測量作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)對外業(yè)觀測水準(zhǔn)路線閉合差、往返測較差進行檢查，并按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差MΔ；當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時，還應(yīng)按環(huán)線閉合差計算Mw。各項指標(biāo)滿足要求后，采用嚴(yán)密平差計算。 </p><p>　　三、施工階段線下工程采用精密測量系統(tǒng)的測量方法 </p><p>　　1、施工控制網(wǎng)復(fù)測

16、</p><p>　　(1) 復(fù)測的控制樁包括：全線CPⅠ控制點、CPⅡ 控制點、水準(zhǔn)點； </p><p>　　(2) 復(fù)測的方法、使用的儀器和精度應(yīng)符合相應(yīng)等級的規(guī)定。 </p><p>　　當(dāng)復(fù)測結(jié)果與設(shè)計單位提供勘測結(jié)果不符時，應(yīng)重新測量。復(fù)測結(jié)果與設(shè)計單位勘測成果的不符值在下列規(guī)定范圍內(nèi)時，應(yīng)采用設(shè)計單位勘測成果。 </p><p>

17、;　　(1) CPⅠ控制點的復(fù)測應(yīng)滿足X、Y坐標(biāo)差值不大于±2cm的要求； </p><p>　　(2) CPⅡ控制點的復(fù)測應(yīng)滿足規(guī)定。 </p><p>　　2、施工控制網(wǎng)加密 </p><p>　　(1) 平面采用導(dǎo)線測量時按五等導(dǎo)線進行加密.按CPⅢ控制點的要求進行選點、埋石。導(dǎo)線邊長以200～300m為宜。 </p><p>

18、;　　(2) 采用GPS加密時，應(yīng)按D級GPS控制測量的要求進行測量，按CPⅢ控制點的要求進行選點、埋石。邊長以300～350m為宜。 </p><p>　　(3) 高程控制點加密按精密水準(zhǔn)測量要求進行加密.點位盡量與加密的平面控制點共樁。 </p><p><b>　　3、線路施工測量 </b></p><p>　　(1) 測量內(nèi)容：直線控制

19、樁、曲線控制樁、百米樁、中線樁。 </p><p>　　(2) 測量方法：采用全站儀極坐標(biāo)法或GPS RTK測設(shè)。 </p><p><b>　　4、路基施工測量 </b></p><p>　　(1) 測量內(nèi)容：路堤路塹施工放樣測量、地基加固工程施工放樣、樁板結(jié)構(gòu)路基施工放樣。 </p><p>　　(2) 測量方法：地

20、基加固范圍施工放樣和路堤路塹施工放樣測量可在恢復(fù)中線的基礎(chǔ)上采用橫斷面法、極坐標(biāo)法或GPS RTK法施測。樁板結(jié)構(gòu)路基平面控制測量應(yīng)采用GPS測量、導(dǎo)線測量，樁板結(jié)構(gòu)路基施工放樣采用極坐標(biāo)法測量. </p><p><b>　　5、橋梁施工測量 </b></p><p>　　(1) 橋梁施工平面、高程控制網(wǎng)測量：特大橋、復(fù)雜大橋，在CPⅠ或CPⅡ控制點下加密的橋梁控制

21、網(wǎng)精度不能滿足橋梁施工測量的精度要求時，應(yīng)建立獨立的橋梁控制網(wǎng)。 </p><p>　　(2) 橋梁墩臺定位測量：岸上墩臺中心點定位可直接利用橋中線兩側(cè)的墩旁控制點按光電測距極坐標(biāo)法進行測量。水中橋墩基礎(chǔ)采用水上作業(yè)平臺施工時，用光電測距極坐標(biāo)法或交會法進行墩中心點定位。使用方向交會法測設(shè)時，應(yīng)至少選擇三個方向進行交會。 </p><p><b>　　6、隧道施工測量 </

22、b></p><p>　　(1) 洞外控制測量。洞外平面控制測量宜結(jié)合隧道長度、平面線型、地形和環(huán)境等條件，采用GPS測量或?qū)Ь€測量。洞外高程控制測量應(yīng)根據(jù)設(shè)計精度，結(jié)合地形情況、水準(zhǔn)路線長度以及儀器設(shè)備條件，采用水準(zhǔn)測量或光電測距三角高程測量。 </p><p>　　(2) 洞內(nèi)控制測量。洞內(nèi)平面控制網(wǎng)宜布設(shè)成多邊形導(dǎo)線環(huán)，導(dǎo)線點應(yīng)布設(shè)在施工干擾小、穩(wěn)固可靠的地方，點間視線應(yīng)離開洞

23、內(nèi)設(shè)施0.2m以上。洞內(nèi)高程控制點應(yīng)每隔200～500m設(shè)置一對。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p><p>　　無碴軌道鐵路采用不同的結(jié)構(gòu)形式、施工方法和施工組織，將會有不同的施工測量技術(shù)。研究適合我國高速鐵路的施工及運營維護測量技術(shù)，是保障高速鐵路鐵路的安全運行的關(guān)鍵。因此在這里簡單闡述了高速鐵路精密工程測量的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠提供給施工測