高速鐵路無砟軌道CPIII控制網測量技術探討

劉玉國

摘 要：隨著鐵路運輸不斷增速，鐵路工程建設對施工技術和測量技術的要求越來越高，無砟軌道CPIII控制網測量技術具有精度高、施工效果好的優點，已經在我國鐵路建設工程中得到了應用。本文將對無砟軌道CPIII控制網測量技術進行相關探討。

關鍵詞：高速鐵路；無砟軌道；CPIII

1 概述

隨著我國鐵路運輸事業的不斷發展，鐵路列車運行速度越來越快，對軌道穩定性、平順性和連續性的要求也發生了相應的改變。無砟軌道是一種新型的施工工藝，具有技術含量高，施工效果好等優點，已經開始在國內鐵路工程中引入。由于該技術引入時間較短，還未形成成熟的理論體系，因此在施工過程中要對其精度進行科學測量，確保無砟軌道鋪設精度滿足施工設計要求。本文將對高速鐵路無砟軌道CPIII控制網測量技術進行分析探討。

2 無砟軌道CPIII控制網測量技術分析

2.1 高鐵平面測量控制網各級別測量標準

高速鐵路平面測量控制網分為三個級別，分別為CPI、CPII和CPIII，為確保測量的規范性和系統性，所有級別的測量均采用國家坐標系統。各級別平面控制網測量要求可見表1所示。

備注：當CPII測量方法為GPS時，CPI點間距為4km；若CPII測量方法為導線測量時，則CPI點間距為4km一對相互通視的點。

2.2 CPIII控制測量基礎保障

首先， CPIII控制點測量技術要求。CPIII平面測量精度和高程精度的相對誤差控制在1mm以內，其中平面精度點位誤差要控制在5mm以內；全線平面坐標和高程坐標應統一，平面投影變形要滿足無砟軌道要求（10mm/km）。

其次，CPIII控制網測量時機控制。應在線下工程已經竣工并驗收合格后開始 CPIII控制網測量工作；測量時，工程變形達到穩定狀態，滿足鋪設無砟軌道的要求，具體標準如下：工程路基沉降達到穩定狀態、橋梁墩臺沉降穩定、橋梁上拱和收縮穩定、隧道應變力達到穩定狀態、工程其他支擋部件變形趨于穩定、各坐標數據可靠。

2.3 測量方法分析

2.3.1 平面控制測量

第一，測量方法分析。平面控制測量所用儀器為全站儀，其為能自動對準、完成測量任務的機器人，測量時角度誤差控制在±1″內，距離測量精度不低于2mm+2ppm；測量原理為邊角交會法，將CPIII控制點的點間距設置為50-60m一對，第一站設在起始2對CPIII點之間，測量站點與前后兩對（共4個）CPIII點形成的角度和距離即為測量目標；第一站需測量2對CPIII點，第二站測量4對CPIII點，第三站測量6對CPIII點，測量點共計12個，以后每站都要測量12個CPIII點，且至少觀測三次；水平角觀測與距離觀測同步進行，由全站儀自動完成。在整個測量過程中，每個CPIII點應至少觀測3次；全自動儀測量距離最遠為150m，在結束1個測段后，3站可開始測量，測量時要按照與開始相反的順序進行，兩者之間幾乎成為鏡面對稱的關系，即倒數第三站測量12各CPIII點，倒數第二站測量8個CPIII點，最后一站測量4個CPIII點。

第二，與上一級CPII控制點聯測注意事項。在測量時，應與上一級（CPII）別的控制點形成聯測，一般在600m左右距離設置一個聯測點，聯測點要與2個或2個以上線路上的自由測站進行連接；在聯測高等級控制點時，至少要觀測3個完整測繪數據，且測量誤差控制在5mm以內。

2.3.2 高程測量控制

高程測量儀器為水準儀，測量方法為往返測量CPIII控制點，從而得到CPIII控制點的高程。水準儀型號一般選用0.4mm/km的數字式水準儀，標度精度大于DS1，具體測量方法如下：往測時選擇一個水準點作為測量起始點，將測量路線同側的CPIII點交替測量，測量側線另一側的CPIII則作為中視點，一直測量到下一個水準點結束測量；返測時，將往測的結束點作為起始點，原來的中視點則作為交替測點，而交替測點則作為中視點進行重復測量即可。

2.4 數據處理

在CPIII測量中，所有數據測量均采用全站儀完成，因此數據分析和處理工作則需要通過專用的數據處理軟件完成，但所用軟件需通過鐵道部相關部門鑒定。

2.5 精度控制措施

在平面測量時，觀測點設置在隧道邊墻離水溝頂面30-50cm處，為消除以往使用對點器對中整平造成的誤差，提高測量精度，可采取強制對中的方法予以消除。具體方法是在觀測點打孔，插入專用的插銷，然后在插銷上裝設反射鏡進行測量。該測量方法精度不高，且中間產生的誤差會傳遞到下一環節，因此應采取多次重復測量的方法減小誤差；數據處理軟件要正規合格，確保分析結果的準確性。

2.6 CPIII控制網測量結果

完成測量后，應對測量結果進行匯總，制作軌道控制網測量成果資料包。資料中應包含的內容有：測量方案設計書、平面、高程控制網設計示意圖、儀器鑒定證書、室外作業觀測原始數據、評查計算報告、控制網成果、測量技術總結及其他附件。

3 結語

目前，我國鐵路運輸部門發展極為迅速，鐵路基礎設施建設規模和建設速度的加快提高了對工程質量的要求，同時也向鐵路工程測量提出了更高的挑戰。我國鐵路工程自引入無砟軌道鋪設技術后，開始向高科技、自動化的測量方向邁進，而該類工程施工經驗的不斷累積，也將進一步完善我國關于該技術的管理理論和結構理論，從而縮短我國與國外先進技術的差距。

參考文獻：

[1]劉小軍.高速鐵路CPⅢ平面控制網測量數據處理方法的研究[D].昆明理工大學，2014.

[2]冷道遠.高速鐵路無砟軌道CPⅢ控制網測量技術[J].隧道建設，2009，02：239-242+251.