淺談CPⅢ控制網在城市捷運系統中的應用

紀敏

摘? 要：CPIII控制又名基樁控制網。基樁控制網的應用貫穿于高速鐵路的放線、路面施工、設備安裝以及運營維護，是高速鐵路建設過程中主要的測量內容之一。要實現旅客捷運系統鐵路的軌道的高平順性，除了對線下工程和軌道工程的施工等有特殊的要求外，必須建立一套與之相適應的精密工程測量體系。在客運專線鐵路的施工過程中，而CPIII控制網的建立必不可少，在施工中也顯得極為重要。

關鍵詞：捷運系統? CPIII控制網? 測量? 數據

中圖分類號：U491? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（b）-0094-03

Abstract： CPIII control， also known as foundation pile control network. The application of foundation pile control network is one of the main surveying contents in the construction of high-speed railway， which runs through the laying-out， pavement construction， equipment installation and operation maintenance. In order to achieve the high smoothness of the track of the people mover， a set of precise engineering survey system must be established， in addition to the special requirements for the construction of the off-line engineering and the track engineering. In the construction of passenger dedicated line， the establishment of CPIII control network is necessary and important.

Key Words： MRT system; CPII control network; Measurement; Data

為了滿足某國際機場主樓與衛星廳長距離旅客運輸，在航站樓與衛星廳之間規劃建設旅客捷運系統。捷運系統分東線和西線獨立運營，西線連接T1和S1，東線連接T2和S2，西線、東線通過聯絡線經T4預留站接車輛基地。如圖1所示。

1? CPⅢ平面網測量與數據處理

1.1 CPⅢ平面控制網布設

1.1.1 CPⅢ平面網的主要技術要求

CPⅢ平面網的主要技術要求如表1所示。

CPⅢ控制網應采用自由測站邊角交會法施測。

1.1.2 構網形式

CPⅢ平面網觀測的自由測站間距一般為120 m，自由測站到CPⅢ點的最遠觀測距離不超過180m;自由測站距CPⅠ或CPⅡ控制點的距離不宜大于300m。每個CPⅢ點至少應保證有3個自由測站的方向和距離觀測量：（1）一般情況下采用測站間距為120m 的平面網型，每個CPⅢ控制點被3個自由測站觀測。（2）因遇施工干擾或觀測條件稍差時，CPⅢ平面控制網的構網形式中，平面觀測測站間距應為60m 左右，每個CPⅢ控制點應有4 個方向交會。

1.1.3 CPⅢ控制點測量方法及與上一級控制網的關系

聯測高等級控制點應采用以下聯測網型：當采用在自由設站置鏡觀測CPⅡ控制點時，應在2個或以上連續的自由測站上觀測CP Ⅱ控制點。在自由站上測量CPⅢ的同時，應將全部CPⅡ加密點進行聯測，納入網中。應確保可視的CPⅡ控制點密度達到400m～800m，否則應按同精度加密CPⅡ控制點。每個CPⅢ測量組中需使用同一批棱鏡（包含聯測CPⅡ等控制點），并做好棱鏡常數等參數的設置工作。

1.2 CPⅢ平面網觀測

平面觀測應注意以下要點：（1）CPⅢ控制網水平方向應采用全圓方向觀測法進行觀測。如采用分組觀測，應采用同一歸零方向，并重復觀測一個方向。（2）CPⅢ平面網距離測量，測回應≥2，半測回間距離較差為±1 mm，測回間距離較差為±1 mm。當CPⅢ平面網外業觀測的水平方向和距離的技術要求不滿足以上技術要求時，該測站外業觀測值應部分或全部重測。（3）CPⅢ平面控制網與CPⅠ、CPⅡ控制點聯測時，可采用在自由測站上觀測CPⅠ、CPⅡ控制點的方法，或采用在CPⅠ、CPⅡ控制點上置鏡觀測CPⅢ點的方法聯測。（4）CPⅢ平面網可根據施工需要分段測量，區段間重復觀測不應少于6 對CPⅢ點，每一獨立測段首尾必須封閉。區段接頭不應位于車站范圍內。（5）在CPⅢ自由測站邊角交會法測量中，必須用與平差軟件兼容的數據采集軟件進行自動記錄，采集軟件必須通過鐵道部相關部門正式鑒定。觀測數據存儲之前，必須對觀測數據的質量進行檢核。（6）外業記錄須在現場測量時記錄各測站的實際情況，它是CPⅢ測量的重要原始數據，在每段CPⅢ測量結束后裝訂存檔。氣溫與氣壓等測站信息必須在外業期間正確輸入，使得測量數據為經過氣象改正后的數據。

1.3 CPⅢ平面網數據處理

測段之間銜接時，前后測段獨立平差重疊點坐標差值應滿足≤±3mm。滿足該條件后，后一測段CPⅢ網平差，應采用本測段聯測的CPⅡ控制點及重疊段前一區段連續的1～3 對CPⅢ點坐標進行約束平差。不滿足該條件時，要認真分析原因，并進行復測。

1.4 成果資料整理

整理中應注意：（1）觀測和計算成果應做到記錄真實、注記明確、格式統一，并裝訂成冊歸檔管理。（2）原始觀測記錄必須在現場記錄清楚，不得涂改或憑記憶補記。手簿應編列頁碼，注明觀測日期、氣象條件、使用的儀器類型和編號，詳細記載作業過程的特殊情況，并有作業者簽署。

2? CPⅢ網高程測量

2.1 CPⅢ高程測量技術要求及控制網布設

控制網布設時，應當：（1）CPⅢ控制網水準測量應附合于路線水準基點，按精密水準測量技術要求施測，水準路線附合長度不得大于3km。（2）CPⅢ控制網水準測量可按矩形環單程水準網觀測。（3）CPⅢ水準網與線路水準基點連測時，應按精密水準測量要求進行往返觀測。（4）CPⅢ高程控制網精密水準測量應滿足以下主要技術要求。

其中，精密水準測量主要技術要求，見表2。

精密水準測量精度要求，見表3。

2.2 CPⅢ高程網觀測

（1）在以下情況下，應部分或全部重新測量CPⅢ高程網絡的野外觀測。

①當CP高程網絡站的數據質量超出要求時，應重新測量站數據; ②當獨立閉路的閉路超過極限時，重新檢查閉路;當極限差超過要求時，必須重新測量平整路線數據;新測量后，△仍高于極限值，則應重新測量整個CP高程水平測量的數據。

（2）用于校平的儀器和水平儀必須滿足以下要求。

①水平儀觀察軸與水平管軸之間的角度，DS1水平儀不應超過15″;DS3水平儀不應超過20″;②水平儀的平均間隔與標尺間隔的標稱長度之差，水平儀不超過0.15mm，雙面水平儀不超過0.5mm;③當第二級水準儀采用補償型自動水準儀時，補償誤差應不超過0.2英寸。位置：使用DS05或DS1水準儀讀取0.05mm或0.1mm，使用數字水準儀讀取0.01mm。

2.3 CPⅢ高程內業數據處理

（1）CPⅢ高程網外業觀測成果的質量評定與檢核的內容，應該包括：測站數據檢核、水準路線數據檢核，并計算每千米水準測量的高差偶然中誤差，當 CPⅢ水準網的附合（閉合環）數超過 20 個時還要進行每千米水準測量的高差全中誤差的計算。CPⅢ高程網內業平差計算和基礎控制資料的選用，應滿足下列原則：CPⅢ高程網水準測量的外業觀測數據全部合格后，方可進行內業平差計算。CPⅢ高程網采用聯測的穩定線路水準基點、線上加密二等水準點的高程作為起算數據進行固定數據平差計算。

（2）CPⅢ高程測量分段方式與CPⅢ平面測量分段方式一致，每段長度不宜超過2km，前后段接邊時應聯測另外一段2對CPⅢ點。區段之間銜接時，前后區段獨立平差重疊點高程差值應≤±3mm。滿足該條件后，后一區段CPⅢ網平差，應采用本區段聯測的線路水準基點及重疊段前一區段的1對CPⅢ點，作為約束點進行平差計算。

3? 結語

綜上所述，本文認為CPⅢ控制網在城市捷運系統中的應用中，重點需要注意以下幾個方面：

（1）使用全站儀測量前，首先對全站儀進行觀測前的橫軸與豎軸校驗（輸入校差后儀器內部自動進行修正），同時需輸入觀測時環境溫度和氣壓值。

（2）CPⅢ點的編號統一（左側為奇數，右側為偶數）。編號一旦出錯，或者測量時輸入錯誤，都會給以后的工作帶來很多困難，所以細心是測量人員必不可少的素質。

（3）測量人員操作過程中要嚴格按照規范要求，避免不必要的人為誤差。

（4）棱鏡常數的設置要正確，測量時棱鏡的擺設位置必須正確。

（5）現場記錄。觀測和計算成果應做到記錄真實、注記明確、格式統一，并裝訂成冊歸檔管理。原始觀測記錄必須在現場記錄清楚，不得涂改。手簿應編列頁碼，注明觀測日期、使用的儀器類型和編號，詳細記載作業過程的特殊情況，并有作業者簽署。

參考文獻

[1] 陳祥，田杰.上海浦東國際機場旅客捷運系統設計特點[J].交通與運輸，2017，33（4）：18-20.

[2] 張鵬飛.CPⅢ軌道控制網在地鐵隧道施工測量中的應用[J].科技創新與應用，2019（10）：167-168.

[3] 劉宗鑫.CPⅢ控制網應變強度分析[D].成都：西南交通大學，2017.

[4] 李建章.無系統誤差的CPⅢ精密三角高程控制網仿真研究[J].測繪工程，2019（9）：1-5.

[5] 王歡.鐵路軌道控制網（CPⅢ）測量及其數據處理新技術研究[D].成都：西南交通大學，2019.

[6] 陳洲.CPⅢ平面控制網前后區段搭接方法應用與研究[J].測繪與空間地理信息，2019（2）：172-174.