淺析高速鐵路精密工程測(cè)量

1、<p>　　淺析高速鐵路精密工程測(cè)量</p><p>　　摘要：要實(shí)現(xiàn)高速鐵路軌道的高平順性，除了對(duì)線下和軌道工程的設(shè)計(jì)施工等有特殊的要求外，必須建立一套與之相適應(yīng)的精密工程測(cè)量體系。德國(guó)睿鐵公司執(zhí)行副總裁巴哈曼先生在總結(jié)無(wú)碴軌道鐵路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)：要成功地建設(shè)無(wú)碴軌道，就必須有一套完整、高效且非常精確的測(cè)量系統(tǒng)，否則必定失敗。 </p><p>　　關(guān)鍵字：平順性；測(cè)量系統(tǒng)；精密

2、工程測(cè)量；CPI；CPII；CPIII </p><p>　　中圖分類號(hào)： U238 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、概述 </b></p><p>　　高速鐵路精密工程測(cè)量是相對(duì)于傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量而言，其平順性要求非常高，軌道測(cè)量精度要求達(dá)到毫米級(jí)。測(cè)量方法、測(cè)量精度與傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量完全不同。 </p>

3、<p>　　高速鐵路列車運(yùn)行速度較高（200km/h～350km/h），為了達(dá)到在高速行駛條件下，旅客列車的安全性和舒適性，因此要求一是要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的線型施工,即保持精確的幾何線性參數(shù)，二是必須具有非常高的平順性，精度要保持在毫米級(jí)的范圍以內(nèi)。 </p><p>　　二、高速鐵路無(wú)碴軌道鐵路測(cè)量系統(tǒng) </p><p><b>　　１、坐標(biāo)高程系統(tǒng) </b>

4、;</p><p>　　高速鐵路無(wú)碴軌道測(cè)量平面坐標(biāo)系應(yīng)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，并引入1954年北京坐標(biāo)系/1980西安坐標(biāo)系。邊長(zhǎng)投影在對(duì)應(yīng)的線路設(shè)計(jì)平均高程面上，投影長(zhǎng)度的變形值不大于10mm/km。 </p><p>　　高速鐵路無(wú)碴軌道鐵路工程測(cè)量的高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。 </p><p>　　2、 平面控制測(cè)量 </p><

5、p>　?、?GPS測(cè)量精度 </p><p><b>　?、?導(dǎo)線測(cè)量精度 </b></p><p>　　3、平面控制測(cè)量作業(yè)流程 </p><p>　?、?CPⅠ控制測(cè)量：一般在初測(cè)時(shí)完成，為高速鐵路無(wú)碴軌道鐵路工程提供平面基準(zhǔn)。 </p><p>　?、?CPⅡ控制測(cè)量：一般在定測(cè)時(shí)完成，作為高速鐵路無(wú)碴軌道鐵

6、路工程施工平面控制網(wǎng)。 </p><p>　　⑶ CPⅢ平面控制測(cè)量：在施工測(cè)量時(shí)施測(cè)，線下工程施工時(shí)作為施工加密平面控制網(wǎng)，鋪設(shè)無(wú)碴軌道時(shí)作為無(wú)碴軌道鋪設(shè)基樁控制網(wǎng)。 </p><p>　　4、平面控制測(cè)量方法 </p><p>　　⑴ GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)測(cè)量(CPⅠ) </p><p>　　GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）主要為勘測(cè)設(shè)計(jì)、

7、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)，按B級(jí)GPS網(wǎng)精度要求測(cè)量，全線（段）一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測(cè)量，整體平差。GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）沿線路每4km布設(shè)1對(duì)GPS點(diǎn)，GPS點(diǎn)間距不小于1000m，采用大地四邊形或三角鎖的形式構(gòu)成整個(gè)CPⅠ網(wǎng)。 </p><p>　?、?CPⅡ控制網(wǎng)測(cè)量 </p><p>　　CPⅡ網(wǎng)測(cè)量應(yīng)在CPⅠ網(wǎng)的基礎(chǔ)上采用四等導(dǎo)線或C級(jí)GPS測(cè)量方法施測(cè)。CPⅡ控制點(diǎn)的點(diǎn)間距

8、以800 ～1000m為宜，離線路中線一般在50～100m，便于施工放線且不易破壞的范圍內(nèi)。 </p><p>　?、?CPIII邊角交會(huì)網(wǎng)測(cè)量 </p><p>　　該方法為德國(guó)建立無(wú)碴軌道鋪設(shè)控制網(wǎng)采用的方法，稱之為軌道設(shè)標(biāo)網(wǎng)。其邊角交會(huì)控制網(wǎng)形狀如圖所示： </p><p>　　每隔兩個(gè)接觸網(wǎng)柱建立一個(gè)測(cè)量點(diǎn)位；兩個(gè)方向各瞄準(zhǔn) 3 × 2 個(gè)永久標(biāo)記

9、點(diǎn)；每個(gè)永久標(biāo)記點(diǎn)將被瞄準(zhǔn)三次；最大的測(cè)量范圍的距離約 150m；儀器在每個(gè)方向測(cè)量?jī)纱?；與CPⅡ 控制點(diǎn)進(jìn)行連接測(cè)量. </p><p><b>　　5、高程控制測(cè)量 </b></p><p><b>　?、?一般規(guī)定 </b></p><p>　　高程控制測(cè)量分為勘測(cè)高程控制測(cè)量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測(cè)量、CPⅢ控制點(diǎn)高程測(cè)量

10、。 </p><p>　　高速鐵路無(wú)碴軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求施測(cè)。在勘測(cè)階段，不具備二等水準(zhǔn)測(cè)量條件時(shí)，可分兩階段實(shí)施，即：勘測(cè)階段按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)，線下工程施工完成后，全線再按二等水準(zhǔn)測(cè)量要求建立水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)。 </p><p>　　各級(jí)高程控制測(cè)量等級(jí)及布點(diǎn)要求如下表： </p><p>　　⑵ 水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求 </p>

11、;<p>　?、?水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)原則 </p><p>　　I、水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿鐵路線路布設(shè)，水準(zhǔn)路線應(yīng)構(gòu)成附合路線或閉合環(huán)；每條鐵路的水準(zhǔn)路線必須構(gòu)成一個(gè)整網(wǎng)，不能分為互不聯(lián)系的小網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量。 </p><p>　　II、水準(zhǔn)點(diǎn)沿線路每2km應(yīng)布設(shè)1個(gè)。在大橋、長(zhǎng)隧的兩端及重點(diǎn)工程地段應(yīng)增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。 </p><p>　　III、水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在沿線路方向離

12、線路中線50～200m、穩(wěn)固可靠且不易被施工破壞的范圍內(nèi)。以便于勘測(cè)、施工時(shí)所利用。 </p><p>　?、?水準(zhǔn)點(diǎn)選點(diǎn)埋石 </p><p>　　I、一般地區(qū)水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)要求應(yīng)按規(guī)定的要求進(jìn)行埋設(shè)。 </p><p>　　II、有巖層露頭或巖層在地面下不深于1.5m的地點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先選擇將水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在巖層上。 </p><p>　　III、有房

13、屋、紀(jì)念碑、塔、橋基、隧道邊墻等堅(jiān)固建筑物和堅(jiān)固石崖處，可埋設(shè)墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志。 </p><p>　　IV、在特殊地區(qū)，還應(yīng)根據(jù)測(cè)區(qū)的土質(zhì)及環(huán)境條件制定標(biāo)石的類型與埋深。 </p><p><b>　?、?水準(zhǔn)觀測(cè) </b></p><p>　　I、二等、精密水準(zhǔn)水準(zhǔn)測(cè)量采用單路線往返觀測(cè)，同一區(qū)段的往返觀測(cè)，應(yīng)使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承沿同一

14、道路進(jìn)行。四等水準(zhǔn)測(cè)量可采用單路線往返觀測(cè)或兩組單程觀測(cè)；采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量時(shí)必須采用往返觀測(cè)。 </p><p>　　II、二等水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)，觀測(cè)順序如下： </p><p>　　往測(cè)：奇數(shù)站為后―前―前―后;偶數(shù)站為前―后―后―前 </p><p>　　返測(cè)：奇數(shù)站為前―后―后―前;偶數(shù)站為后―前―前―后 </p><p>

15、;　?、?水準(zhǔn)測(cè)量平差計(jì)算 </p><p>　　水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)外業(yè)觀測(cè)水準(zhǔn)路線閉合差、往返測(cè)較差進(jìn)行檢查，并按測(cè)段往返測(cè)高差不符值計(jì)算偶然中誤差MΔ；當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過(guò)20個(gè)時(shí)，還應(yīng)按環(huán)線閉合差計(jì)算Mw。各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求后，采用嚴(yán)密平差計(jì)算。 </p><p>　　三、施工階段線下工程采用精密測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法 </p><p>　　1、施工控制網(wǎng)復(fù)測(cè)

16、</p><p>　　(1) 復(fù)測(cè)的控制樁包括：全線CPⅠ控制點(diǎn)、CPⅡ 控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)； </p><p>　　(2) 復(fù)測(cè)的方法、使用的儀器和精度應(yīng)符合相應(yīng)等級(jí)的規(guī)定。 </p><p>　　當(dāng)復(fù)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)單位提供勘測(cè)結(jié)果不符時(shí)，應(yīng)重新測(cè)量。復(fù)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)單位勘測(cè)成果的不符值在下列規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)單位勘測(cè)成果。 </p><p>

17、;　　(1) CPⅠ控制點(diǎn)的復(fù)測(cè)應(yīng)滿足X、Y坐標(biāo)差值不大于±2cm的要求； </p><p>　　(2) CPⅡ控制點(diǎn)的復(fù)測(cè)應(yīng)滿足規(guī)定。 </p><p>　　2、施工控制網(wǎng)加密 </p><p>　　(1) 平面采用導(dǎo)線測(cè)量時(shí)按五等導(dǎo)線進(jìn)行加密.按CPⅢ控制點(diǎn)的要求進(jìn)行選點(diǎn)、埋石。導(dǎo)線邊長(zhǎng)以200～300m為宜。 </p><p>

18、;　　(2) 采用GPS加密時(shí)，應(yīng)按D級(jí)GPS控制測(cè)量的要求進(jìn)行測(cè)量，按CPⅢ控制點(diǎn)的要求進(jìn)行選點(diǎn)、埋石。邊長(zhǎng)以300～350m為宜。 </p><p>　　(3) 高程控制點(diǎn)加密按精密水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行加密.點(diǎn)位盡量與加密的平面控制點(diǎn)共樁。 </p><p><b>　　3、線路施工測(cè)量 </b></p><p>　　(1) 測(cè)量?jī)?nèi)容：直線控制

19、樁、曲線控制樁、百米樁、中線樁。 </p><p>　　(2) 測(cè)量方法：采用全站儀極坐標(biāo)法或GPS RTK測(cè)設(shè)。 </p><p><b>　　4、路基施工測(cè)量 </b></p><p>　　(1) 測(cè)量?jī)?nèi)容：路堤路塹施工放樣測(cè)量、地基加固工程施工放樣、樁板結(jié)構(gòu)路基施工放樣。 </p><p>　　(2) 測(cè)量方法：地

20、基加固范圍施工放樣和路堤路塹施工放樣測(cè)量可在恢復(fù)中線的基礎(chǔ)上采用橫斷面法、極坐標(biāo)法或GPS RTK法施測(cè)。樁板結(jié)構(gòu)路基平面控制測(cè)量應(yīng)采用GPS測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量，樁板結(jié)構(gòu)路基施工放樣采用極坐標(biāo)法測(cè)量. </p><p><b>　　5、橋梁施工測(cè)量 </b></p><p>　　(1) 橋梁施工平面、高程控制網(wǎng)測(cè)量：特大橋、復(fù)雜大橋，在CPⅠ或CPⅡ控制點(diǎn)下加密的橋梁控制

21、網(wǎng)精度不能滿足橋梁施工測(cè)量的精度要求時(shí)，應(yīng)建立獨(dú)立的橋梁控制網(wǎng)。 </p><p>　　(2) 橋梁墩臺(tái)定位測(cè)量：岸上墩臺(tái)中心點(diǎn)定位可直接利用橋中線兩側(cè)的墩旁控制點(diǎn)按光電測(cè)距極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量。水中橋墩基礎(chǔ)采用水上作業(yè)平臺(tái)施工時(shí)，用光電測(cè)距極坐標(biāo)法或交會(huì)法進(jìn)行墩中心點(diǎn)定位。使用方向交會(huì)法測(cè)設(shè)時(shí)，應(yīng)至少選擇三個(gè)方向進(jìn)行交會(huì)。 </p><p><b>　　6、隧道施工測(cè)量 </

22、b></p><p>　　(1) 洞外控制測(cè)量。洞外平面控制測(cè)量宜結(jié)合隧道長(zhǎng)度、平面線型、地形和環(huán)境等條件，采用GPS測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量。洞外高程控制測(cè)量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)精度，結(jié)合地形情況、水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度以及儀器設(shè)備條件，采用水準(zhǔn)測(cè)量或光電測(cè)距三角高程測(cè)量。 </p><p>　　(2) 洞內(nèi)控制測(cè)量。洞內(nèi)平面控制網(wǎng)宜布設(shè)成多邊形導(dǎo)線環(huán)，導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在施工干擾小、穩(wěn)固可靠的地方，點(diǎn)間視線應(yīng)離開洞

23、內(nèi)設(shè)施0.2m以上。洞內(nèi)高程控制點(diǎn)應(yīng)每隔200～500m設(shè)置一對(duì)。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p><p>　　無(wú)碴軌道鐵路采用不同的結(jié)構(gòu)形式、施工方法和施工組織，將會(huì)有不同的施工測(cè)量技術(shù)。研究適合我國(guó)高速鐵路的施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)測(cè)量技術(shù)，是保障高速鐵路鐵路的安全運(yùn)行的關(guān)鍵。因此在這里簡(jiǎn)單闡述了高速鐵路精密工程測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠提供給施工測(cè)