高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用

梁武舉

（尉氏縣規(guī)劃園林局，河南尉氏 475500）

高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用

梁武舉

（尉氏縣規(guī)劃園林局，河南尉氏 475500）

高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)是高速鐵路成功建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文首先分析高速鐵路測(cè)量工程的主要內(nèi)容及工程的測(cè)量目的，然后闡述高速鐵路軌道鋪設(shè)的主要要求，最后提出高速鐵路建設(shè)中精密工程測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用策略。

高速鐵路；精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用

1 高速鐵路精密工程測(cè)量概述

1.1 高速鐵路精密工程測(cè)量的主要內(nèi)容

在高速鐵路建設(shè)過程中，精密工程的測(cè)量工作在鐵路勘測(cè)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及維護(hù)過程中被廣泛使用，高速鐵路精密工程測(cè)量工作貫穿于高速鐵路建設(shè)的整個(gè)過程，對(duì)提高工程質(zhì)量具有重要意義。其測(cè)量?jī)?nèi)容包括高速鐵路平面高程控制的測(cè)量、對(duì)鐵路運(yùn)行維護(hù)的測(cè)量及對(duì)施工軌道的測(cè)量等多個(gè)方面。在工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及維護(hù)過程中，精密工程測(cè)量是保證高速鐵路整體質(zhì)量的重要依據(jù)，因此，相關(guān)測(cè)量人員要嚴(yán)格按照規(guī)定開展精密工程測(cè)量工作。

1.2 高速鐵路精密工程測(cè)量的目的

高速鐵路建設(shè)工作設(shè)計(jì)有多個(gè)環(huán)節(jié)，但從總體上來說，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的工作目的均在于確保工程建設(shè)的整體質(zhì)量，保證鐵路的安全。高速鐵路精密工程測(cè)量也不例外，其測(cè)量目的也在于保證高速鐵路建設(shè)的整體質(zhì)量。作為高速鐵路建設(shè)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，精密工程測(cè)量主要依據(jù)工程的實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)各級(jí)平面高層控制網(wǎng)，然后在各級(jí)精密測(cè)量網(wǎng)的控制下，保證工程建設(shè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的有效實(shí)施，完成高速鐵路建設(shè)的最終目標(biāo)。鑒于高速鐵路建設(shè)工作的較高要求，在具體開展高速鐵路精密工程測(cè)量的過程中，首先，施工人員必須依據(jù)工程的實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)線型及線路，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工。其次，為保證軌道自身的平順性，要確保測(cè)量精度保持在毫米級(jí)的范圍內(nèi)，為車輛行駛的安全性及舒適性奠定基礎(chǔ)。

2 高速鐵路軌道鋪設(shè)的精度要求

高速鐵路軌道鋪設(shè)的精度決定了鐵路整體的平順性，因此，在高速鐵路建設(shè)過程中，要關(guān)注軌道精度是否滿足要求。由于鐵路建設(shè)涉及的施工環(huán)節(jié)較多，因此軌道鋪設(shè)精度問題要從多方面考慮。其中，軌道的內(nèi)部幾何尺寸所涉及的各項(xiàng)參數(shù)，決定了軌道的實(shí)際形狀及軌道的平順度。因此，考慮軌道鋪設(shè)精度要首先考慮軌道的內(nèi)部幾何尺寸，嚴(yán)格按照國(guó)家提出的硬性標(biāo)準(zhǔn)來確定精度偏差。其次。在考慮軌道鋪設(shè)精度的過程中，要重點(diǎn)考慮軌道的外部幾何尺寸，即關(guān)注軌道在空間三維坐標(biāo)系中的具體坐標(biāo)及高程。軌道的外部幾何尺寸是軌道建設(shè)過程中軌道建設(shè)空間定位的重要依據(jù)。在確定軌道外部幾何尺寸的過程中，工作人員需要從以下兩個(gè)方面來考慮：第一，要確保軌道的定位與路基、橋梁、隧道及站臺(tái)等位置保持相互協(xié)調(diào)；第二，要嚴(yán)格控制偏差，使軌道外部幾何尺寸中涉及的數(shù)值偏差嚴(yán)格控制在規(guī)定的偏差范圍內(nèi)。

3 高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究及應(yīng)用

3.1 高鐵控制網(wǎng)的布設(shè)方案

我國(guó)高鐵軌道測(cè)量平面控制網(wǎng)是以ITRF2005為基礎(chǔ)建立起來的，所參考的橢球體為西安80或者北京54。根據(jù)地區(qū)的具體情況，可選擇抵償帶坐標(biāo)系統(tǒng)、任意中央子午線系統(tǒng)及其UTM投影平面，而此平面控制網(wǎng)又具體分為以下三級(jí)［1］。

3.1.1 CPⅠ。通過B級(jí)GPS靜態(tài)測(cè)量進(jìn)行布設(shè)的方式，在設(shè)計(jì)過程中，網(wǎng)點(diǎn)間距約為50～100km，在連測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置完畢的基礎(chǔ)上，每隔3～4km需再布設(shè)一個(gè)單點(diǎn)，即使是在布設(shè)相對(duì)困難的地段，點(diǎn)間距也不得小于1 000m。在特大橋梁或者特長(zhǎng)隧道處，應(yīng)結(jié)合具體實(shí)際情況增設(shè)相應(yīng)的CPⅠ控制點(diǎn)，同時(shí)，確保相鄰點(diǎn)之間具備良好的透視性，各個(gè)透視點(diǎn)之間需具備一個(gè)相鄰的透視方向，最終達(dá)到“三網(wǎng)合一”的目標(biāo)。在轉(zhuǎn)換關(guān)系的簡(jiǎn)化問題上，需要考慮CPⅠ控制網(wǎng)至少聯(lián)測(cè)三個(gè)國(guó)家或者是城市的控制點(diǎn)。CPⅠ控制網(wǎng)的作用主要為工程勘測(cè)、施工及運(yùn)維提供準(zhǔn)確的坐標(biāo)基準(zhǔn)。

3.1.2 CPⅡ。在工程勘測(cè)與施工過程中，需要建立CPⅡ，即CPⅡ主要為工程勘測(cè)與施工提供基準(zhǔn)，在布設(shè)過程中，可采用全站儀或者是C級(jí)GPS靜態(tài)控制測(cè)量相結(jié)合布設(shè)的方法。具體網(wǎng)點(diǎn)的間距約為800～1 000m。需要注意的是，布設(shè)相對(duì)困難的地段網(wǎng)點(diǎn)間距不得低于600m。網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)要依據(jù)線路的走向來設(shè)置，線路中線與布設(shè)位置之間的間距為50～100m。在設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，需考慮布設(shè)點(diǎn)的具體位置是否為符合要求的最佳地點(diǎn)。

3.1.3 CPⅢ。第三級(jí)控制網(wǎng)的主要作用是為高鐵軌道鋪設(shè)及運(yùn)營(yíng)提供良好的控制基準(zhǔn)，其是在CPⅡ的基礎(chǔ)之上建立起來的。在具體設(shè)置時(shí)，其平面常采用巖線路兩側(cè)布設(shè)五等導(dǎo)線測(cè)量的方式進(jìn)行設(shè)置。高程控制選用三等水準(zhǔn)，具體控制點(diǎn)采用嵌入式，要保證嵌入墻體側(cè)面的點(diǎn)位與高程位置均高于高鐵軌道標(biāo)記螺栓前緣的上側(cè)。

現(xiàn)階段，我國(guó)高鐵高程控制網(wǎng)多采用分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制的形式布設(shè)，具體要求為以二級(jí)水準(zhǔn)路線聯(lián)測(cè)每間隔50～100km布設(shè)基巖標(biāo)，保證其與中心線路的距離為200m。在具體布設(shè)過程中，需聯(lián)測(cè)至少兩個(gè)國(guó)家的不低于二等的水準(zhǔn)點(diǎn)，以確保將高程統(tǒng)一在國(guó)家85高程系統(tǒng)中。保證軌道的實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的偏差在規(guī)定的最小值范圍內(nèi)，同時(shí)，軌道的鋪設(shè)施工與線下工程路基、橋梁隧道、站臺(tái)等施工放樣之間是在各級(jí)平面高程控制網(wǎng)結(jié)合的測(cè)量系統(tǒng)下來完成測(cè)量的，在分級(jí)控制原則下建立起來的高速鐵路測(cè)量控制網(wǎng)，保證了軌道與線下工程路基、橋梁隧道、站臺(tái)間空間位置高程的匹配協(xié)調(diào)。

3.2 無砟軌道安裝中的精密測(cè)量

3.2.1 加密基樁的測(cè)量。無砟軌道安裝測(cè)量過程中，要按照CPⅢ對(duì)基樁進(jìn)行加密處理。

3.2.2 安裝測(cè)量。在無砟軌道安裝過程中，具體安裝測(cè)量工作包括以下幾個(gè)方面：軌道底座施工測(cè)量、軌道板安裝測(cè)量、軌排測(cè)量、支撐層施工測(cè)等。

3.2.3 銜接測(cè)量。無砟軌道安裝中的銜接測(cè)量要求先設(shè)置貫通作業(yè)面，然后以此為依據(jù)設(shè)置高程控制點(diǎn)及共用中線。

3.2.4 線路整理測(cè)量。在開展軌安裝實(shí)際測(cè)量之前，應(yīng)首先對(duì)CPⅢ控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，在需要設(shè)置臨時(shí)輔助軌道基樁時(shí)，可將CPⅢ控制點(diǎn)作為線路中心線與基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)設(shè)依據(jù)。

3.2.5 鋪設(shè)竣工測(cè)量。在無砟軌道鋪設(shè)之前，首先要對(duì)軌道閑暇構(gòu)建筑進(jìn)行變形評(píng)估，以幫助確定最佳鋪設(shè)時(shí)間。通過建立水平位移和垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)的方式對(duì)線路以下的構(gòu)建建筑物變形情況進(jìn)行檢測(cè)控制?？⒐y(cè)量的具體內(nèi)容包括：線路中線位置測(cè)量、鋼軌軌面高程測(cè)量、點(diǎn)坐標(biāo)、扭曲、水平測(cè)量等，具體的測(cè)量步長(zhǎng)應(yīng)為一個(gè)軌枕間距［2］。

3.3 精密測(cè)量的精度控制要領(lǐng)

為保證精密測(cè)量的精度，要注意測(cè)量?jī)x器誤差控制。具體要求為：在進(jìn)行測(cè)量作業(yè)中要選用測(cè)量精度高的全站儀測(cè)量，確保測(cè)量角度小于等于一度，保證測(cè)距的標(biāo)稱精度在具體的規(guī)定范圍內(nèi)。每次使用全站儀前要進(jìn)行校準(zhǔn)，在每次測(cè)量前要對(duì)水平傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，使測(cè)量偏差值在0.3mm以內(nèi)。在完成測(cè)站布設(shè)精度控制工作后，測(cè)站設(shè)立完畢，要對(duì)其精度及所用的CPⅢ控制點(diǎn)精度進(jìn)行詳細(xì)的觀察，在發(fā)生偏差較大的情況下，應(yīng)準(zhǔn)確找出原因并進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。當(dāng)遇到控制點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重位移的現(xiàn)象時(shí)，要將該點(diǎn)位剔除，以確保測(cè)量精度的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)場(chǎng)控制過程中，要對(duì)CPⅢ控制點(diǎn)進(jìn)行有效校對(duì)，以保證其準(zhǔn)確性。

［1］安國(guó)棟.高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用［J］.鐵道學(xué)報(bào)，2010（2）：98-104.

［2］王海峰.高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技，2014（7）：310-311.

Research and Application of Technical Standards for High Speed Railway Precision Engineering Survey

Liang Wuju
（Weishi Planning Bureau of Landscape Architecture,Weishi Henan 475500）

High speed railway precise engineering survey technology is one of the key technologies of high speed rail?way construction.This paper first analyzed the main content and purpose of measuring engineering of high speed rail?way engineering measurement,and then described the main requirements of high-speed railway track laying,finally put forward the specific application strategy of measurement technology and precision engineering in high speed rail?way construction.

high speed railway；technical standard of precise engineering survey；application

U212.2；U238

A

1003-5168（2017）08-0119-02

2017-07-01

梁武舉（1980-），男，大專，助理工程師，研究方向：測(cè)繪。