試分析高速鐵路工程測量的特點

盛洪亮

（中鐵十七局集團第五工程有限公司 山西太原 030032）

試分析高速鐵路工程測量的特點

盛洪亮

（中鐵十七局集團第五工程有限公司 山西太原 030032）

在我國高速鐵路的建設浪潮中，測量工作得到了很大的進步。其充分利用了現代化的信息技術，切實提高了測量水平的質量。基于此對高速鐵路工程測量和傳統鐵路工程測量進行了對比分析，深入探討了高速鐵路工程測量的基本特點，對測量工作的重點進行了探討，以期對相關工作起到積極的指導作用。

高速鐵路；工程測量；定位；觀測

引言

高速鐵路的建設要求較高，對各個環節的控制測量也非常精準，一點細小的誤差都可能引發重大的安全事故。因此，必須加強高速鐵路工程測量的相關工作，尤其是沉降變形等方面的測量必須高度重視，這樣才能保證高速鐵路的建設符合標準，質量可靠。

1 對比分析高速鐵路的工程測量與傳統鐵路的工程測量

1.1 高速鐵路工程測量

從實際情況來看，高速鐵路工程測量涉及的主要測量內容包括了三個方面：①設計控制網；②建立基礎控制網和框架控制網；③建立線路控制網。

對第一個方面的內容而言，關鍵是進行精準的工程測量。控制網的設計涉及到平面控制網和高程控制網，平面設計網要全面考慮高程投影的邊長變形和高斯投影的邊長變形，合理選擇平差基準。而高程控制網需要依照國家高程基準水平點展開設計，如果沒有對應的水平點，可以在測量的過程中自行建立，并按照相關的轉換關系將其換算成國家標準。

對第二和第三個方面，基礎控制網主要是對高速鐵路工程測量提供必要的勘察、施工和維護的坐標信息。而線路控制網是在基礎控制網的基礎上建立的，在前期勘察中還需要高程控制網的參與，依照水準基點進行引用和建立。

1.2 傳統鐵路的工程測量

傳統的鐵路工程測量流程主要可以分為初測、定測、線下測量和鋪軌測量這幾個部分。由于傳統鐵路的建設標準比較低，這也就導致其對應的工程測量相關標準也比較低。通過和高速鐵路工程測量進行對比分析，可以明確傳統鐵路測量存在的不足之處。

①傳統鐵路測量具有較大的高斯投影變形。②傳統鐵路工程測量會產生較大的高程投影邊長變形。③傳統的鐵路工程測量沒有建立其完善的平面高程控制網，僅僅是依靠直線控制樁、曲線控制樁等進行控制測量，不僅誤差較高，而且容易丟失。④傳統測量的精度比較低，導致在進行復測時容易產生曲線偏角超過極限值的問題，會對行車的安全和舒適度形成較大的影響。此外，傳統測量方式還會使鋪軌基準出現缺陷，進而使軌道的鋪設出現質量上的問題。

2 高速鐵路工程測量的特點分析

2.1 三網合一

所謂三網合一，主要是指高速鐵路工程測量將施工控制網、勘測控制網和軌道控制網實現了融合。由于這三個控制網在高速鐵路中的施工階段、功能和施工目的均不同，將其實現融合可以最大程度確保高速鐵路在勘測、施工和維護這三個階段的測量工作切實可靠。實現三網合一，必須要將相關的標準進行統一。也就是將軌道控制網、施工控制網和勘測控制網按照CPI作為基準，以二等、三等水準基點網構建高程控制網。

2.2 三級布設

在高速鐵路中對軌道的幾何線形要求很高，都是以毫米級作為精度控制的標準。測量控制網不僅要在精度上滿足施工測量的基本要求，還應該符合鋪設軌道的標準要求，將軌道的設計參數和實際的幾何參數之間的誤差控制在最小范圍內，在最大程度上保證兩者的一致性。高速鐵路軌道的幾何尺寸是對其在空間環境中高程和位置的表現，其功能也和周圍的建筑物具有直接的關系，需要通過相應的空間坐標進行定位。而對軌道的外部幾何尺寸進行測量也可以將其稱為對軌道的絕對定位，可以通過不同級別的高程控制網得以實現，以確保線下站臺、隧道、橋梁和路基的空間位置和軌道相匹配。需要注意的是高等級控制網如果一次建成，那么必將耗費大量的資金，也無法發揮其全部功能。所以，應該依照分級控制的基本原則建立測量控制網，即以基礎平面控制網作為第一級，以線路控制網作為第二級，以軌道控制網作為第三級。

2.3 獨立工程坐標系

高速鐵路對測量精度的要求很高，在實際的施工中又主要是通過坐標反算的方法對邊長值和實測值的對應關系進行確定，以保證尺度的統一。由于地球本身是一個球體，在地面進行測量時將測量數據投影到平面，必將產生對應的形變。如果使用國家投影坐標系統，其邊長投影的最大變形值可能達到340mm/km，這對高速鐵路的施工將產生很大影響。而根據相關理論，投影變形值越大，對實際施工造成的影響也就越大。因此，應該盡量將投影產生的變形值控制在最低水平。所以，高速鐵路工程測量可以采用獨立的工程坐標系，對投影產生的誤差進行修正，將其控制在10mm/km的范圍內，確保和全站儀的精度相符。

2.4 相對定位和絕對定位的結合

在軌道鋪設的測量定位中，傳統的方法是絕對定位，這就導致在某些時候出現了施工實際和設計不符的現象，給造成施工困難。目前采用相對定位的方式進行軌道鋪設，可以很好地處理軌道短波不平順的問題，但是卻無法有效解決長波不平順的問題。對于某些曲線半徑較大，彎道較長的軌道鋪設施工而言，相對定位的方式就會出現一定的缺陷。所以需要將相對定位和絕對定位結合起來，從根本上確保軌道的線形。

3 高速鐵路工程測量的重點

3.1 沉降觀測

對于高速鐵路工程測量而言，沉降觀測是一項重點工作。這是因為高速鐵路在建成之后，軌道具有不可調的特點。因此必須確保在進行軌道鋪設之前沉降就已經達到穩定。在高速鐵路的工程測量工作中，必須加強沉降測量的相關工作。就實際情況而言，進行沉降觀測應該在建成墩臺之后就立即開展：①需要選定沉降觀測的點位；②設置沉降觀測的標志；③對其進行連續地測量，根據得到的觀測數據，繪制出對應的沉降曲線，并對其最終的沉降量進行預測。當實際沉降達到預測值并穩定之后，方可進行軌道的鋪設施工。

3.2 實例分析

在京滬高速鐵路的施工中，大部分標段所用的儀器是天寶DiNi0.3電子水準儀，個別使用的是徠卡DNA03電子水準儀。對沉降進行觀測主要是通過垂直位移監測網進行的，該垂直位移監測網的等級屬于三級，相鄰基準點高誤差在1mm，每站高差中誤差0.3mm，檢測已測高差較差為對墩臺進行觀測，在施工完成后對載荷變化的前后分別進行一次觀測，或者直接觀測一周。在預制梁橋時，架梁前進行一次一周的沉降觀測，在預制梁架設的前后分別進行一次觀測，在進行附屬設施施工時，在載荷變化前后分別進行一次觀測或是進行一周觀測。此外，在橋位施工、架橋機通過、軌道鋪設等多個環節，均需對其進行沉降觀測。

沉降觀測所使用的儀器是精度不低于1mm/km的電子水準儀，通過觀測得到了大量的測量數據，通過計算機對這些數據進行處理分析，對沉降變化有了精準的判斷。在進行沉降觀測的過程中，充分尊重了五固定的基本原則，對工作基點、測量儀器、監測環境、線路方法和人進行了固定，不僅確保了沉降觀測的精度，還提高了觀測效率。

4 結束語

高速鐵路工程測量的意義重大，必須將其與傳統的鐵路工程測量區別開來，詳細了解特點的形成。只有在高速鐵路工程測量中加強三網融合、分級布設以及使用獨立工程坐標系，才能切實保證高速鐵路工程的測量質量。

[1]丁建華.高速鐵路工程測量特點[J].鐵道勘察，2009（05）：1～4..

[2]盧建康.論我國高速鐵路精密工程測量技術體系及特點[J].高速鐵路技術，2010（01）：31～35.

[3]張偉強.精密測量技術在高速鐵路工程中現狀分析[J].科技創新與應用，2015（01）：136.

U238

A

1673-0038（2015）46-0188-02

2015-11-1

盛洪亮（1983-），男，遼寧開原人，工程師，本科，從事工程測量工作。