論高速鐵路控制網的布設和精度要求

■俞建康

（浙江省統一征地事務辦公室浙江杭州310007）

論高速鐵路控制網的布設和精度要求

■俞建康

（浙江省統一征地事務辦公室浙江杭州310007）

隨著我國經濟的發展，高速鐵路建設也取得了很大進展。現在的高鐵運行速度，基本上都能達到250—350 km/h。要保持這種旅客列車在這么高時速運行的安全性和舒適性，必須保證鐵路軌道的平順度。保證鐵路軌道的平順度，就需要做好高速鐵路控制網的布設。就高速鐵路控制網的布設和精度要求，本文作了淺論。

高速鐵路控制網布設精度

1 關于線路平順度

線路平順度的要求和控制測量的精度有一定的關系，對于線路形狀來說，平順度只是一種局部誤差,不能依線路平順度的要求作為控制測量的精度標準。因為，平順度對線路位置誤差的影響有積累性和擴大的趨勢，當實際線路偏離設計位置很遠時，線路仍舊可以滿足平順度要求。軌道平順度包含線路方向和縱向方向兩個分量，線路方向的不平順是指鋼軌頭內側與鋼軌方向垂直的凸凹不平順。高速鐵路平順度要求在線路方向每10米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米。

2 控制網的精度平差

保證鐵路軌道的平順度，必須保障鐵路施工測量的精準度，要對鐵路進行精準測量，合理布設。

現以直線線路討論短波平順度對線路位置的影響，當在10米處產生2㎜不平順度時，線路將出現轉折角為（82.5〃），直線B移至B′點。每個不平順度具有偶然性，因此，由各段不平順度產生的點位移按偶然誤差計算，設AB為150米，則=127㎜。

按長波平順度要求，從控制測量精度來講，150米處不大于10㎜，當在150米處產生10㎜不平順度時，線路將出現轉折角為（27.5〃）。設AB為900米，則Mβ=147㎜。雖然如此，如果僅僅控制軌道的平順度，在達到要求的情況下，軌道的整體線形總是不能保證，要比每20米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米的精度要求高。因此，在客運專線無砟軌道的施工過程當中，僅僅控制軌道的平順度是不夠的，我們還需要建立無砟軌道施工測量控制網來實現軌道的總體線形的正確。

2.1 CPI、CPⅡ布測方法

CPI沿線路走向，每4千米一個或一對點，按鐵路B級GPS測量要求施測。基線邊方向中誤差不大于1.3〃，最弱邊相對中誤差1/170000。CPⅡ在CPI的基礎上采用GPS測量或導線測量方法施測。點間距離800～1000米。GPS測量按鐵路C級要求施測。基線邊方向中誤差不大于1.7〃，最弱邊相對中誤差1/100000；導線測量等級為四等，測角中誤差2.5〃，相對閉合差1/40000。

2.2 CPⅢ控制點的布測方法

（1）CPⅢ控制點的元器件：采用工廠精加工元器件用不易生銹及腐蝕的金屬材料制作，CPⅢ控制點標志重復安置精度應達0.3㎜。

（2）CPⅢ控制點的布設。首先，CPⅢ控制點距離布置一般為60 m左右，且不應大于80 m，CPⅢ控制點布設高度應與軌道面高度保持一致的高度間距。其次，CPⅢ控制點的定位精度要求控制點可重復性測量精度。

2.3 CPⅢ控制點的測量

當采用全站儀時必須滿足如下精確度要求：角度測量精確度：≤1〃距離測量精確度：1㎜+2ppm使用帶目標自動搜索及測量的自動化全站儀。每臺儀器應至少配13套棱鏡，使用前應對棱鏡進行檢測。

具體到測量時，CPⅢ控制網采用自由設站交會網（《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定》稱為“后方交會網”）的方法測量，自由測站的測量，從每個自由測站，將以2 x 3個CPⅢ-點為測量目標，每次測量應保證每個點測量3次。CPⅢ控制點→向CPⅢ點進行的測量（方向、角度和距離）←→CPⅢ控制點距離為60m左右，且不應大于80m，觀測CPⅢ點允許的最遠的目標距離為120m左右，最大不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量3組完整的測回。應記錄于每個測站的：T溫度、氣壓以及CPI、CPⅡ-點上的目標點的棱鏡高測量，并將溫度、氣壓改正輸入每個測站上。對于線路有長短鏈時，應注意區分重復里程及標記的編號。

再次，水平角測量的精度應按如下要求進行：第一，測量水平方向：測回；第二，測量測站至CPⅢ標記點間的距離：測回。第三，方向觀測各項限差根據《精密工程測量規范》（GB/T 15314-1994）的要求，觀測最后結果按等權進行測站平差。第四，每個點應觀測3個全測回。第五，距離的觀測應與水平角觀測同步進行，并由全站儀自動進行。

最后，平面測量可以根據測量需要分段測量，其測量范圍內的CPⅡ點應聯測。

3 精密高程測量

3.1 方案

測量線路水準基點埋設在線路附近穩定且不易被破壞的地方，一般要求埋設在橋墩底部，且作業后確保無運梁車通過。

測量線路水準基點的編號按以下原則編排：BM-X-XX，X代表標段號，XX為標段內按里程增大方向的順序編號，點號標志字號應采用統一規格字模，字高為6cm的正楷字體刻繪，并用白色油漆抹底，黑色油漆噴寫編號，點號銘牌白色抹底規格為40cm×30cm。

測量線路水準基點的埋設要求同精測網中的水準點埋點要求。水準點測量應采用不低于DS1的水準儀，須經過檢定，并處于檢定有效期內。

水準測量的儀器及水準尺類型應按測量等級的要求選擇，宜優先采用相應等級的數字水準儀及其自動記錄功能采集數據，觀測數據采用儀器內置儲存器記錄，并轉換成電子手簿。

3.2 技術要求

二等水準線路跨越特大河流時，應按現行《國家一、二等水準測客運專線精密控制網測量量規范》中關于跨河水準測量有關規定執行。

3.3 數據處理

（1）高程控制網測量按照《高速鐵路工程測量規范》TB10601-2009二等水準標準施測，以聯測的原線路水準基點為起算點，進行整體嚴密平差計算，采用專業平差軟件平差。高程成果保留到0.1mm。

（2）水準測量作業結束后，每條水準路線應按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差；當水準網的環數超過20個時，還應按環線閉合差計算Mw。

U238[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-464-1