CPIII 測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

梁 宇

(安達(dá)市農(nóng)村公路管理站)

1 概 述

隨著高速鐵路的快速發(fā)展，目前我國(guó)的高速鐵路規(guī)劃網(wǎng)正以迅雷不及掩耳之勢(shì)建設(shè)中，而高速鐵路中CPIII 的控制測(cè)量顯得尤為重要，CPIII 控制網(wǎng)是設(shè)計(jì)院提供的CPI、CPII控制點(diǎn)同級(jí)加密約束的結(jié)果，CPIII 測(cè)量精度的高低直接影響線(xiàn)上整體工程的定位，直至影響列車(chē)的運(yùn)行速度。CPIII測(cè)設(shè)可以說(shuō)是高鐵測(cè)量技術(shù)工作中的重中之重。本文將CPIII 控制測(cè)量的整體流程和自身工程的實(shí)際情況進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中克服了種種外界因素，摸索出了自身操作的一些弊病，逐漸掌握了一套完善的測(cè)量體系，因此具有一定的理論指導(dǎo)意義。

2 測(cè)量方法

2.1 平面部分

(1)測(cè)量方法

按規(guī)范要求，平面數(shù)據(jù)的采集使用測(cè)量機(jī)器人及配套的外業(yè)數(shù)據(jù)軟件，使用自由設(shè)站后方交會(huì)的方法自動(dòng)采集。自由設(shè)站的設(shè)站距離為120 m 時(shí)，每個(gè)自由設(shè)站應(yīng)觀測(cè)12 個(gè)CPⅢ點(diǎn)，全站儀前方和后方各6 個(gè)(3 對(duì))CPⅢ點(diǎn)，每次測(cè)量應(yīng)保證每個(gè)CPⅢ點(diǎn)被測(cè)量3 次以上。測(cè)量方法見(jiàn)下圖1 所示。

CPⅢ控制點(diǎn)距離為60 m 左右，且不應(yīng)大于70 m，觀測(cè)CPⅢ點(diǎn)允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為150 m 左右，最大不超過(guò)180 m。

對(duì)于自由設(shè)站測(cè)量較為困難的地區(qū)(如連續(xù)梁)，自由設(shè)站的設(shè)站距離可以為60 m，可適當(dāng)增加CPIII 點(diǎn)對(duì)間距，但最大不超過(guò)100 m，優(yōu)先考慮布設(shè)在橋梁支座上方。CPIII縱向間距超過(guò)80 m 時(shí)應(yīng)采用4 對(duì)(8 個(gè))點(diǎn)測(cè)量模式，測(cè)站前后各4 個(gè)(2 對(duì))CPⅢ點(diǎn)，每次測(cè)量應(yīng)保證每個(gè)CPⅢ點(diǎn)被測(cè)量4 次以上。

圖1 CPⅢ控制網(wǎng)自由設(shè)站邊角交會(huì)網(wǎng)示意圖

測(cè)量前應(yīng)記錄每個(gè)測(cè)站的溫度、氣壓，并將溫度、氣壓輸入儀器進(jìn)行改正。對(duì)于線(xiàn)路有長(zhǎng)短鏈時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標(biāo)記的編號(hào)。

主要觀測(cè)技術(shù)要求如下表:

表1 水平方向觀測(cè)的技術(shù)要求

表2 距離觀測(cè)技術(shù)要求

表3 CPⅢ控制點(diǎn)的定位精度要求

(2)與CPI/CPII 控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)

①與CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，一般情況下應(yīng)通過(guò)3 個(gè)或以上線(xiàn)路上的自由設(shè)站進(jìn)行聯(lián)測(cè)，見(jiàn)下圖2 所示。聯(lián)測(cè)高等級(jí)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)最少觀測(cè)3 個(gè)完整測(cè)回?cái)?shù)據(jù)。

圖2 與CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)示意圖

2.2 高程部分

CPⅢ點(diǎn)與CPⅢ點(diǎn)之間的水準(zhǔn)路線(xiàn)，采用下圖6 所示的水準(zhǔn)路線(xiàn)形式進(jìn)行。

測(cè)站數(shù)為偶數(shù)，一般為6 或8 個(gè)。由往測(cè)轉(zhuǎn)為返測(cè)時(shí)，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。

圖3 與CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)示意圖

圖4 CPⅢ點(diǎn)與CPⅢ點(diǎn)之間的水準(zhǔn)路線(xiàn)示意圖

3 CPⅢ控制網(wǎng)區(qū)段的劃分和區(qū)段之間的連接

CPⅢ控制網(wǎng)的區(qū)段定義為在上一級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)約束下進(jìn)行本次平差計(jì)算的CPⅢ網(wǎng)的范圍。CPⅢ控制網(wǎng)(包括平面網(wǎng)和高程網(wǎng))可分區(qū)段分別進(jìn)行觀測(cè)和平差計(jì)算，區(qū)段的長(zhǎng)度不宜低于4km。CPⅢ平面網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)(CPⅠ或CPⅡ)上，而且應(yīng)保證有連續(xù)的三個(gè)自由設(shè)站與上一級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。CPⅢ高程網(wǎng)要滿(mǎn)足區(qū)段中聯(lián)測(cè)的上一級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量不得少于3 個(gè)而且CPⅢ高程網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)上。

4 CPIII 網(wǎng)測(cè)設(shè)過(guò)程注意事項(xiàng)

4.1 埋設(shè)樁位的影響

CPIII 的測(cè)量在初期應(yīng)該對(duì)測(cè)量里程內(nèi)所有的CPI/CPII以及CPIII 樁點(diǎn)進(jìn)行檢查，查看位置、質(zhì)量、固定程度。CPIII的位置在規(guī)范中有距離不大于70 m(特殊地段為80 m)，一對(duì)點(diǎn)之間的距離差不大于1 m。CPIII 樁點(diǎn)的好壞直接影響測(cè)量精度。CPII 的布置800 m 左右間隔布設(shè)，要考慮聯(lián)測(cè)3對(duì)CPIII 點(diǎn)的需求，與CPIII 的斜距也要在300 m 之內(nèi)，充分考慮角度、方向、距離帶給CPIII 實(shí)際測(cè)量和對(duì)精度的影響。大家可以去參考《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10601－2009)。

4.2 測(cè)量?jī)x器的檢校

測(cè)量前要對(duì)儀器進(jìn)行檢查，主要包括全站儀(查看補(bǔ)償值是否在規(guī)范之內(nèi)，ATR 自動(dòng)照準(zhǔn)是否打開(kāi))、棱鏡(要安照每?jī)蓚€(gè)棱鏡效驗(yàn)一次，其精度要在1 mm 之內(nèi))、腳架(要選質(zhì)量重的，木質(zhì)的，主要是防風(fēng)之用)、溫度計(jì)(首先對(duì)其校準(zhǔn)，簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)辦法是先用冰水混合物實(shí)驗(yàn)，合格后用人的體溫實(shí)驗(yàn)。通常一盒普通溫度計(jì)20 只能有5 只左右可以用于測(cè)量)、水準(zhǔn)儀自然是檢查i 角。

4.3 外界因素的影響

CPIII 的外業(yè)測(cè)量精度要求極高的，任何偶然和必然的因素都要可能影響到一段甚至整體精度的準(zhǔn)確性，要充分考慮陽(yáng)光、溫度、天氣、濕度等自然因素和人為因素(如震動(dòng))對(duì)其產(chǎn)生的影響。測(cè)量之前要先安排好測(cè)設(shè)的組織計(jì)劃，不要因?yàn)榻M織不合理耽誤測(cè)量及施工。測(cè)量過(guò)程要按照事先安排有條不紊地進(jìn)行，充分考慮測(cè)量過(guò)程中所能遇到的一切意外情況，特別是夜間工作所帶來(lái)的影響更要一一克服。

4.4 數(shù)據(jù)處理的要求

數(shù)據(jù)處理前，對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)及觀測(cè)記錄進(jìn)行檢查，確保無(wú)點(diǎn)名及其它記錄錯(cuò)誤方可進(jìn)行平差。為保證所采用的數(shù)據(jù)既與軌道板精調(diào)時(shí)相穩(wěn)合，又能滿(mǎn)足長(zhǎng)軌精調(diào)對(duì)平順性的要求，有利于軌道精調(diào)。

數(shù)據(jù)處理工作一定要和測(cè)量結(jié)果形成及時(shí)的連續(xù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的檢查，包括手工輸入的點(diǎn)號(hào)、測(cè)站數(shù)、與CPI/CPII 之間聯(lián)測(cè)以及特殊地段的測(cè)站到點(diǎn)號(hào)的距離要求。修改后通過(guò)軟件平差處理，各項(xiàng)限差超限的數(shù)據(jù)要及時(shí)分析原因，對(duì)需要重復(fù)測(cè)量的點(diǎn)號(hào)測(cè)站數(shù)要謹(jǐn)慎挑選，每一站的測(cè)量都有可能牽動(dòng)整體的精度走向，確定測(cè)站后要馬上組織人員進(jìn)行二次測(cè)量，不可待滯邂逅，果斷可謂是成敗的關(guān)鍵。

［1］ 高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范(TB 10601－2009)［S］.

［2］ 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范(GB/T 12897－2006)［S］.

［3］ 工程測(cè)量規(guī)范(GB 50026－2007)［S］.

［4］ 精密工程測(cè)量規(guī)范(GB/T 15314－1994)［S］.

［5］ 全球定位系統(tǒng)GPS 測(cè)量規(guī)范(GB/T 18314－2009)［S］.

［6］ 哈大鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量作業(yè)指導(dǎo)書(shū).