試論高速鐵路工程測量精度和測量模式

郭曉亮

摘 要：近年來，我國的高速鐵路建設(shè)得到了快速的發(fā)展，作為高速鐵路系統(tǒng)安全運行的基本前提，精度工程測量技術(shù)也越來越得到重視。本文著重對當(dāng)前高速鐵路工程測量精度和測量模式的相關(guān)內(nèi)容作一分析闡述，期望為相關(guān)的從業(yè)人員提供建設(shè)性的意見。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;測量精度;測量模式

1 高速鐵路工程測量精度標準

高速鐵路工程施工以及后續(xù)使用周期長，整個施工成本投入較大，且需要多個專業(yè)的互相配合，整個施工階段需要嚴格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范標準，以期最大限度保證高速鐵路工程質(zhì)量。測量精度在保證高速鐵路工程質(zhì)量中發(fā)揮著重要的作用，值得給予充分的重視。要實現(xiàn)高速鐵路精準測量，不僅需要有詳細完備的理論基礎(chǔ)，而且還需要通過實驗室檢核認證，通過理論結(jié)合實踐的方法實現(xiàn)優(yōu)化測量精度的目的。高速鐵路在運行過程中的速度較快，高速運行的鐵路要求線路高差、橫向與縱向坡度等均達到規(guī)范要求，高速鐵路工程測量以及測量精度控制是保證高速鐵路安全投入使用的前提。從當(dāng)前我國高速鐵路工程測量情況可以看出，這一問題雖然已經(jīng)提出，但是在實際測量過程中還沒有形成系統(tǒng)有效的測量規(guī)范，針對測量精度也未給出明確的要求?？傊?，現(xiàn)行條件下以1985國家高程基準作為不同地區(qū)高速鐵路工程測量的主要依據(jù)，通過二級工程測量控制對整個鐵路網(wǎng)高程予以精準控制，其一是高速鐵路施工前期需要進行詳細的勘察設(shè)計，施工也會提供測量參數(shù)，上述獲取的高程等參數(shù)可作為線路水準基點控制網(wǎng)的重要依據(jù);其二是在具體施工階段以及工程竣工后維護階段提供的高程基準，將此作為軌道控制網(wǎng)高程控制的另一參考，具體高程控制均需要采取精密水準測量等方法。

2 高速鐵路工程測量精度要求

大型高層建筑物的逐漸增多同樣對高速鐵路工程測量精度提出了更高的要求，需要將誤差降至最低，以此保證高速鐵路工程發(fā)展與建筑的安全。通常條件下，高速鐵路遇到橋隧后需要充分考慮橋隧以及相鄰路基測量產(chǎn)生誤差對整個高速鐵路工程測量精度的影響。所以在有集中建筑物的聚集區(qū)域，往往路基段都比較短。但是值得注意的一點是，即便如此，要想充分保證測量精準，也存在一定的困難，針對這種情況，當(dāng)前高速鐵路工程測量時，通常都會將線路控制測量閉合精度調(diào)整為1/20000，也就是對長度為1000m-2000m的大橋或者隧道測量精度加以嚴格的控制，而對長度超出2000m的大橋或者隧道，則需要采用坐標獨立網(wǎng)的方式加以控制^[1]。

測設(shè)中線是一種傳統(tǒng)的測量方式，所采用的極坐標法需要將誤差控制在1/3000以內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)彎道情況時，在3-5km內(nèi)誤差可以出現(xiàn)1次，且閉合差在1-1.5km，總的來看，測設(shè)中線這種測量方式主要應(yīng)用于精度較低的情況下。值得注意的一點是，往往設(shè)計圖紙與實際的測量情況會有較大的出入，因而實際的誤差也會很大，嚴重時會出現(xiàn)數(shù)米的誤差。因此，一旦選擇這種測量方式，就需要加以嚴格控制，合理布置控制點之間的間距，保證將誤差控制在5cm以內(nèi)。另外，在無渣軌道測量過程中，因為鋼床能夠調(diào)節(jié)的范圍通常較小，與測設(shè)中線方式相比，無論是平面測量還是高程測量均有很高的要求。從20世紀90時代發(fā)展至今，我國在高速鐵路軌道向和高低平順方面的理論知識得到了快速的發(fā)展，相關(guān)的標準也得到了進一步的提升，從原有的4mm/10m已經(jīng)提升至5mm/10m，可以預(yù)見的是，高速鐵路工程測量精度要求的發(fā)展趨勢就是精度更加精準，也正是因為如此，乘客在乘坐高鐵時，可以明顯感覺到舒適與安全。在以后的高速鐵路工程測量精度控制中，要按照國家相關(guān)標準，保證測量數(shù)據(jù)的準確性和有效性，進而實現(xiàn)高速鐵路工程的可持續(xù)發(fā)展。

3 高速鐵路工程測量模式

3.1 現(xiàn)行測量流程

現(xiàn)階段工程測量有較多方法可供選擇，比如控制測量、GPS測量、航測等。我國高速鐵路工程測量流程，主要是以現(xiàn)有控制點為基礎(chǔ)，通過航測、局部線路復(fù)測等實現(xiàn)聯(lián)測，通過外業(yè)測量后將其添加到相應(yīng)的規(guī)劃線路中，通過線路規(guī)范主要控制點以及加密控制點測量數(shù)據(jù)作為后續(xù)測量精度控制依據(jù)。值得說明的一點是，航測和線路測量不屬于同一個控制系統(tǒng)，所以必然會出現(xiàn)一定的誤差。兩者之間的誤差通常采用公式M=±來計算，公式中的M表示為圖上選線與實地放線間的誤差;MJ為加密國家等級平面控制點本身的誤差;MC表示初次導(dǎo)線誤差影響;而Md為實際測量誤差。上述公式中，MJ對精度要求高，同時也是保證控制網(wǎng)控制效果的關(guān)鍵，因而對Mj有著嚴格嚴格，按照規(guī)范要求，高速鐵路多采取航測，公式中MJ取值為0.7m^[2]。

3.2 關(guān)于測量流程建議

新測量流程在保證高速鐵路測量精度中發(fā)揮著重要的作用，同時隨著高速鐵路建設(shè)的發(fā)展，新測量流程也會逐漸發(fā)展為解決高速鐵路工程測量的重要方式。鑒于航測圖上定的線落到地面后必然會出現(xiàn)一定的誤差這種情況，為了更好的扭轉(zhuǎn)這一情況，需要對高速鐵路的測量流程加以改變和優(yōu)化。具體需要從以下幾方面加以著手：①一次布網(wǎng)時的重點：控制網(wǎng)如果采用一次布網(wǎng)，則需要統(tǒng)一測量，并實施整體平差，確保每一個測段以及整個控制網(wǎng)測量誤差均處于規(guī)范要求內(nèi)。結(jié)合高速鐵路工程測量實際要求，一次布網(wǎng)過程中應(yīng)綜合考慮初測導(dǎo)線、航測、控制點等存在的誤差，可將其整合為3000-5000m的誤差測量與控制，然后進行1/115-1/2萬的一次布網(wǎng)，并做好相應(yīng)的水準測量。目前來看，這種測量方式在消除系統(tǒng)誤差、簡化測量程序、減少測量工作量中發(fā)揮著重要的作用，可以有效的將測量工作量控制在一定范圍內(nèi)，方便及時根據(jù)測量進度安排具體的測量工作;②從一次布網(wǎng)控制點直接對中線進行測設(shè)：一直以來，高速鐵路工程測量精度控制都是測量工程師重點關(guān)注的問題，但是高速鐵路工程測量容易受到多種因素的影響，而這些影響因素或多或少的會對設(shè)計工作和后期的施工造成影響。因此，一次布網(wǎng)控制點直接測設(shè)中線在改變高速鐵路工程測量模式中具有積極的意義，可以對外業(yè)測量精度進行有效的控制;③在航測模型上量測橫縱截面：國外眾多的測量機構(gòu)均對這種測量方式進行了研究和應(yīng)用，采用1/3000-1/5000大比例尺攝影，或者在初次測量時進行小比例尺攝影，在定測階段時再采用大比例尺攝影，一改變了高速鐵路的工程測量模式。我國在長期的研究中發(fā)現(xiàn)，這種測量方式目前在實踐應(yīng)用中，缺少理論知識依據(jù)，實踐中的精度難以把控，得到的數(shù)據(jù)信息無法滿足《新建鐵路工程測量規(guī)范》的相關(guān)要求。但是，這或許可以為高速鐵路工程測量開辟一條新道路和新方向，是值得進行深入研究和實踐的。

4 結(jié)語

綜上所述，作為現(xiàn)代社會鐵路的重要組成部分，高速鐵路在促進經(jīng)濟發(fā)展、提供社會便利中發(fā)揮著重要的作用，并且隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和高速鐵路建設(shè)力度的不斷增加，這種重要性越來越凸顯。針對高速鐵路工程測量技術(shù)的發(fā)展和測量精度要求的提高，進一步控制好高速鐵路工程測量精度顯得尤為重要，這要求在實際測量過程中，要嚴格按照國家相關(guān)規(guī)范進行測量，并根據(jù)實際情況對測量模式進行優(yōu)化和完善，并始終堅持創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，不斷創(chuàng)新新的測量技術(shù)，以期最大限度的保證高如鐵路工程測量精度，保證后期鐵路運行安全。

參考文獻：

[1] 李慶和.高速鐵路工程測量體系的精度控制與分析——以國內(nèi)某條高速鐵路的某測段工程為例[J].安徽地質(zhì)，2017，27（04）：308-310.

[2] 李石貴.淺談高速鐵路精密工程測量技術(shù)的特點[J].價值工程，2017，36（15）：126-127.