鐵路測量作業過程與成果提交探索

于 洋

（北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070）

鐵路測量作業過程與成果提交探索

于 洋

（北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070）

鐵路線路測量是典型的帶狀地形測量，鐵路線路安全保護區平面圖屬于專題圖，與其他的測量任務相比有很大區別。以京包鐵路線路安全保護區測量工程為例，展示鐵路線路測量作業過程及成果提交的主要內容，同時總結典型帶狀地形圖測量的心得。

鐵路線路；帶狀地形測量；成果提交

1 概述

1.1任務來源

為了全面掌握京包鐵路線路安全保護區區域現狀，北京鐵路局決定對鐵路線路安全保護區進行全面測量工作。授權通號院進行測量。

1.2測區概況

京包鐵路是由中國自行勘探、設計、施工的第一條鐵路，是西北地區的重要鐵路干線，其中北京鐵路局管轄范圍北京北站至郭磊莊的K225 km處，涉及北京、河北兩省市。

1.3測繪范圍

1）由北京北站（K12 km）至郭磊莊的K225 km處為本次工程的測量范圍。

2）沿鐵路兩側鋼軌向外各自延伸30 m范圍為測繪區域。

3）對于鐵路征（用）地范圍超過線路30 m的區域，測繪范圍原則上以征地資料為準。顧及到圖紙幅面，測繪寬度以不超過200 m為限。

2 作業技術依據

1）CH/T 1004-2005《測繪技術設計規定》；

2）GB 50026-2007《工程測量規范》，以下簡稱“規范”；

3）CJJ73-97《全球定位系統城市測量技術規程》，以下簡稱“GPS規程”；

4）CH/T2009-2010 《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》；

5）GB/T20257.1-2007《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》；

6）鐵運［2005］209號文件《鐵路線路安全保護區平面圖圖式》；

7）CH1002-95《測繪產品檢查驗收規定》；

8）CH1003-95《測繪產品檢查評定標準》；

3 資料的引用

1）以高等級控制點為起算點，凡引用的控制點坐標須提交資料來源、驗證結果。

2）可以引用北京鐵路局航測現狀地形圖，對引用圖紙的精度應予驗證。

3）界址線、點坐標及四鄰分界點以“土地使用證”中的數據為準。

4 成圖規格及主要精度指標

1）北京市境內采用北京市地方坐標系，河北省境內采用1954年北京坐標系。

2）測繪按1：2000比例尺圖式標準進行。

3）樁點測量精度為±0.2 m。

4）圖紙采用A3圖幅，圖紙中標注測繪線、十字網格線，每張圖紙的線路首、末端注記里程。

5 控制測量

5.1 平面控制網測量

平面控制網采用GPS靜態觀測方法進行測量，沿鐵路路線布設四等和一級控制點成帶狀GPS網。所有埋石點均參照城市規范附錄C.3.1小三角點標石規格，埋設時底部用混凝土澆鑄，測量標石頂面與地面持平或高于地面2～4 cm，頂面用紅色油漆標注點名。對于有條件路面，可采用特制鋼釘代替。各等級點繪制點之記。

5.2 平面控制網的精度指標

各級控制網的控制點相對起算點的點位中誤差不超過0.05 m，四等網中最弱相鄰點的相對點位中，誤差不得大于0.05 m。

5.3 控制點點位基本要求

控制點點位應選在交通便利、視野開闊、利于保存的地方，且利于其他測量手段擴展和聯測。

5.4 作業儀器

參與作業的測量儀器在檢驗合格證有效期內使用。光學對中器和水準器在作業開始前應進行檢校。

5.5 外業觀測

1）E級GPS點觀測作業的基本技術要求：

a.衛星截止高度角≥15°；

b.同步觀測衛星數≥4；

c.衛星幾何圖形強度因子PDOP≤6；

d.采樣間隔為10 s，觀測時段≥1，同步觀測時間≥40 min；

e.測前對光學對點器應進行校正，保證對點誤差小于3 mm；

2）觀測過程中，觀測人員應查看記錄測站信息、接收衛星數量、衛星號、各通道信噪比、實時定位結果及其變化和存儲介質記錄情況等信息。

5.6 數據平差處理

1）GPS網平差計算，采用GPS接收機配套軟件進行。

2）平差處理：

a.基線解算同步環坐標分量及環線全長閉合差的規定，如表1所示。

表1 同步環坐標分量及環線全長閉合差的規定

b.GPS網中各獨立環的坐標分量閉合差及全長閉合差應符合下式規定：

a=10 mm，b=10 PPm，d——相鄰點間的距離（km）；

d.GPS網平差按四等、一級網分別進行。即先進行四等網平差，然后進行一級網平差。

e.在約束平差以前，應在WGS-84坐標系中，以三維基線向量進行GPS網的無約束平差，用于確定GPS網的觀測精度及有效觀測值?；€向量的改正數應滿足下式要求：

當超限時，基線向量或其附近存在粗差基線，應剔除粗差基線，直至符合上式要求。

f.約束平差中，以約束點的已知坐標作為強制約束的固定值，求解出各點的二維坐標，并查各點的點位中誤差?；€向量的改正數與剔除粗差后的無約束平差結果的同名基線相應改正數的較差應符合下式要求：

當超限時，應剔除某些誤差較大的約束值，直至符合上式要求。

g.平差結束后，應提供各點的平面直角坐標、邊長相對中誤差及點位中誤差等精度指標。

6 地形圖測繪

6.1圖根控制測量

1）在高等級平面控制點的基礎上布設圖根導線進行加密，圖根點密度以滿足測圖需要為原則。

2）圖根導線技術指標應滿足的要求如表2所示。

表2　圖根導線測量的技術要求

3）當附合導線不能滿足要求時，可布設不多于4條邊，長度不超過250 m的支導線，應左右角觀測，圓周角閉合差不超過±40″。

6.2動態GPS-RTK測量

動態GPS-RTK用于圖根控制測量及無遮擋地區碎部測量。GPS觀測應按照“GPS規程”有關規定執行。不同參考站之間和不同批次之間測量點位應多設重合點進行精度檢核。作業中采用的技術指標及作業方法如下：

1）衛星截止高度角≥15°；

2）流動站的觀測衛星數≥5；

3）衛星幾何圖形強度因子PDOP＜6；

4）基準站和流動站電臺的頻率應保持一致；參考站與流動站之間的距離不超過15 km。

5）流動站的跟蹤桿必須扶正，圓氣泡居中；

6）準確量取天線高，保證量高的精度。

6.3測繪要求

1）測圖使用的儀器、工具應符合《規范》第4.3.4條規定。

2）檢查點平面位置誤差應不超過圖上0.3 mm。

3）鐵路線路安全保護區域范圍、樁點的測量，以鐵道部發《鐵路線路安全保護區平面圖圖式》為基本圖式。

6.4測繪內容

為保持測繪屬性的全面性，原碎部點點位屬性存盤保留。測繪內容包括保護區范圍內的鐵路、橋梁、涵洞、里程標、圍欄、圍墻、道路、建筑物、構筑物及其他重要地物。具體內容如下。

6.4.1鐵路線路安全保護區

1）人員活動頻繁地段的道口、橋隧兩端、立交橋附近醒目地點、民居附近和人身傷害事故多發地段已設立鐵路安全保護區B型標樁；其他地段的安全保護區邊界已設置A型標樁，標樁編號為所對應線路里程，如圖1所示。

圖1　鐵路線路安全保護區標樁及邊界線

2）實測已埋設安全保護區標樁，鐵路線路安全保護區邊界應按圖式采用0.3mm粗實線繪制，并應準確標注鐵路線路安全保護區標樁里程及距路基坡腳、路塹坡頂距離，取位至分米，對未埋設保護樁的區域，在圖上虛擬樁點位置并以虛線相連，虛擬樁點位置需符合“鐵路運輸安全保護條例”如下規定：

鐵路線路安全保護區的范圍，從鐵路線路路堤坡腳、路塹坡頂或鐵路橋梁外側起向外的距離分別為：

a.城市市區，不少于8 m；

b.城市郊區居民居住區，不少于10 m；

c.村鎮居民居住區，不少于12 m；

d.其他地區，不少于15 m。

6.4.2鐵路用地界

1）對于已領證的宗地，其界址線以《北京市地籍測量規范》的規定屬性展點標繪，在其界址點點位旁注記點號，如圖2所示。

圖2　鐵路用地界址線、界址點及點號

2）對于未領證的宗地以征地資料為依據轉繪界址點并注記點號，其界址線以未定界屬性標繪。

6.4.3 鐵路及其附屬設施

1）鐵軌按單線不依比例尺表示。

2）路基及路塹應繪出坡腳線，坡腳線用虛線X5線型表示。

3）公里標加注里程數。

4）站內與線路運行有關的設施應表示，附屬設施不表示。車站、候車室、運轉室、行包辦理處等注記名稱。

5）電氣化區段的電桿（塔）不表示。

6.4.4居民地

1）樓房應注記層數，群樓不同層次應區分其結構層，并分別標注層數。

2）居民地中的房屋，平房不注記層數、性質。

3）正規的臨時建筑物要表示。

4）公廁及單位院內獨立廁所按房屋表示，并注記“廁”字。

5）集貿市場內正規的交易棚，按棚房表示。

6.4.5 管線及垣柵

1）通信線、電力線在居民地區內或在鐵路道路兩側地物密集時可不連線，只繪線路走向；在其他地方均需連線，入地的注記“入地”。

2）地下管線不表示。

6.4.6水系

1）測區內溝渠、池塘的水涯線按測圖時的水位測定，有名稱的應調注名稱。

2）供灌溉用的機井加注“機”字。在房屋內的機井，繪房屋符號，加注“機井”，水泵房加注“水泵房”。

6.4.7道路

1）公路應按現行圖式測繪路基和鋪面寬度，鄉村路表示。

2）城區內的道路不注等級，有名稱的應調注道路名稱。

3）廠礦、單位內的道路表示。

4）城區內街道的快、慢車道間的隔離帶應表示，有植被按相應符號繪出。

6.4.8植被

1）圖上旱地用符號表示。

2）簡易溫室、臨時性的菜棚按菜地表示，有加溫設備和圍墻的按溫室表示，并加注品名。

6.4.9地理名稱和各種注記及其他

1）地名、街名、單位名以掛牌或公章為依據，注記在圖上，并注意隸屬關系。

2）大于圖上10 cm2的車間或倉庫應注記名稱。

3）行政區劃界線應盡量表示。

7 數據編輯

1）數字化成圖編輯采用“南方CASS地籍地形成圖系統” 軟件完成，符號庫為圖式中規定的符號及線型。各種地物、地貌符號嚴格執行《1：500、1：1000、1：2000地形圖數字化規范》中數據分層要求，地物顏色隨層而定。一般情況下除已明確規定外，可按常規習慣作業。

2）地物一般采用“線型繪制”的方法采集，符號線的配置一律前進方向的左邊（即寬度值恒為正）。注意編輯和保留骨架線、框架線、軸線等重要的信息線，只有在繪圖輸出時才關閉相應的圖層。

3）文字、注記遇地物時，不能剪斷線型，盡量移動注記避免壓蓋，實在無處移動時可壓蓋地物。

4）檢查數據的全面性和正確性。圖幅接邊平面位移較差不大于圖上1.4 mm時，平均配賦，超限時應實地檢測修正，但要保證地物的延續性，不能出現明顯的凹凸線和點。

5）文件命名以站場或區間名稱命名，數據采用統一的文件格式，后綴為DWG。

6）整飾要求：

a.圖上各要素應主次分明，線條清晰，位置準確。

b.各項要素均應按規定的符號繪制。

c.各項名稱注記位置適當，并查有無遺漏或不明之處。

d.方格網應標注東、北坐標。

e.圖幅應標繪工程項目名稱、區段名稱、測繪日期及繪圖比例尺。

f.整飾中發現的問題，應認真查明原因，合理解決，必要時應通過外業復查糾正。

8 檢查驗收

1）嚴格執行測量成果的組、處、院三級檢查，一級驗收制度。一級檢查為作業組自檢，二級檢查為過程檢查，在作業人員全面自檢、互查的基礎上由作業工程處的專職或兼職檢查人員承擔；三級檢查由院質量檢查機構和專職檢查人員在二級檢查的基礎上進行。測繪產品質量達到設計要求后，提交質檢部門驗收。產品成果的驗收由甲方單位組織實施。

2）檢查工作按工序進行外業基本控制、外業數據采集、內業數字化編輯，每道工序檢查要作記錄，項目完成后寫出檢查報告。

3）檢查驗收標準執行CH1002-95《測繪產品檢查驗收規定》和CH1003-95《測繪產品質量評定標準》。

9 上交資料

1）控制點成果表1套；

2）控制點點之記1套；

3）各等級控制網原始（GPS）觀測值1套；

4）控制網展點圖1份；

5）以站場或區間為單位的界址點及保護樁點成果表各1份；

6）鐵路線路安全保護區1：2000平面圖1套；

7）數據光盤各1套（CAD格式）；

8）鐵路線路安全保護區測量技術設計書1本；

9）鐵路線路安全保護區測量技術總結1本；

10）質量檢查報告1份。

11）以上各項內容（光盤）數據二套。

10 總結

通過京包鐵路安全保護區測量工程，對鐵路測量有了更加直接的認識。鐵路測量是典型的帶狀地形測量，結合本次工程的實際情況和特點，我們沿鐵路線路兩側布設一條E級GPS控制網作為首級控制。碎部測量采用GPS-RTK加全站儀聯合作業模式，對比其他測圖方法，GPS-RTK加全站儀數字化測量具有速度快、效率高的特點。通過對控制測量和碎部測量的優化組合，使本次工程得以保質保量的順利完成，對今后類似工程有直接的指導作用。

Railway line survey is a typical strip topographical survey， the plan of railway line safety protection area is a special subject graphic and has great differences with other survey tasks. Taking the survey project of Beijing-Baotou railway line safety protection area as an example， the paper introduces the main contents delivered in the process of railway line survey and summarizes experiences learned from the strip topographical survey.

railway line； strip topographical survey； results deliver

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.028

2016-04-08）