高速鐵路控制測量中的幾個問題探討分析

郭強(qiáng)

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，鐵路事業(yè)也迎來了一全新的發(fā)展局面。在具體的高速鐵路工程建設(shè)過程中，如何更好地保障高速建設(shè)施工的順利實(shí)施以及如何確保運(yùn)營維護(hù)與放樣精度，關(guān)鍵也就在于建立一套經(jīng)濟(jì)、有效的精密測量控制網(wǎng)。基于此，本文就針對高速鐵路控制測量工作實(shí)施過程中的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了討論和分析。以希望能夠?qū)笃诘南嚓P(guān)工作有所借鑒與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；控制測量；問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.220

0 引言

鐵路不僅屬于一種重要的交通方式，而且還與一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極為緊密的關(guān)系。近幾年，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國鐵路建設(shè)也步入了一定的發(fā)展階段，特別是高速鐵路成功建設(shè)與通行，更是促使我國交通運(yùn)輸進(jìn)入了世界先進(jìn)發(fā)展之列。高速鐵路的一大主要特點(diǎn)就是效率高、速度快，同一般鐵路不同，高速鐵路對于基礎(chǔ)控制測繪工作與軌道工程精度的要求更為嚴(yán)格。傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)不能很好地滿足當(dāng)前時代的發(fā)展需求，而且之前的鐵路控制網(wǎng)也存在裝點(diǎn)密度不足與精度低等諸多問題，所以，建立一套軌道鐵路精密測量控制網(wǎng)也就顯得尤為關(guān)鍵。

1 基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)

1.1 基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)點(diǎn)位的選擇需滿足的要求

（1）點(diǎn)位的安置位置周圍要有著開闊的視野，而且也要便于安裝GPS接收機(jī)，一般要同地面高度角維持在15度左右。另外，為便于GPS信號的接收，在其內(nèi)部杜絕存在成片的障礙物。（2）在點(diǎn)位的附近盡量避免不要存在大面積的水域與對衛(wèi)星信號接收存在強(qiáng)烈干擾作用的物體，如廣告金屬牌等；（3）點(diǎn)位盡量選在一些牢固、穩(wěn)定而且容易尋找、不易破壞便于安全作業(yè)的區(qū)域；（4）點(diǎn)位要與如電視臺、微波站等大功率的無線電發(fā)射源保持不低于400米的距離。

1.2 基礎(chǔ)平面控制點(diǎn)的施測

（1）測量儀器：采用技術(shù)先進(jìn)的雙頻GPS接收機(jī)；（2）基礎(chǔ)平面測試點(diǎn)要滿足不低于GPS點(diǎn)和三角點(diǎn)聯(lián)測，同時保證在每50千米左右具備一個國家三角點(diǎn)的聯(lián)測，國家三角點(diǎn)聯(lián)測的個數(shù)要多于三個；

1.3 GPS網(wǎng)平差與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

相關(guān)測量數(shù)據(jù)在經(jīng)過一定的處理之后，應(yīng)用相應(yīng)的商業(yè)軟件（或隨機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件）進(jìn)行平差計算，在計算過程中要注意以下幾方面問題；

（1）GPS基線網(wǎng)平差要應(yīng)用GPS基線的雙差求解；（2）三維無約束平差要在WGS-84坐標(biāo)體系中完成，并需要對三維坐標(biāo)平面進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，將其變換為一個獨(dú)立的工程平面坐標(biāo)；（3）采取一個已知方向和已知點(diǎn)進(jìn)行必要的坐標(biāo)變換，并將變換后的坐標(biāo)引入到相應(yīng)的坐標(biāo)系中；（4）在坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前，需要對聯(lián)測三角點(diǎn)的精度進(jìn)行檢查，并對控制點(diǎn)精度進(jìn)行確認(rèn)，在確認(rèn)所有相關(guān)要素滿足要求后方可采用進(jìn)行后續(xù)工作，以此來保證GPS測量的精確性。

2 線路控制網(wǎng)

一般情況下，線路控制網(wǎng)都布設(shè)在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)的上演線路附近。線路控制網(wǎng)在基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上采取C級GPS網(wǎng)或四等導(dǎo)線進(jìn)行施測，同時滿足離線路距離要在50米到100米之間，點(diǎn)間距要在80-100米之間。此外，線路控制網(wǎng)的控制點(diǎn)位的選擇盡量定在不易被破壞的鐵路用地范圍之內(nèi)，而且所選擇的位置土質(zhì)要安全、位置要僻靜，能夠便于保存和觀察，最后嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行埋石。因此，也就需要在所有線控制網(wǎng)的控制點(diǎn)位位置處書寫相應(yīng)的說明，必要的時候可通過測量該點(diǎn)位到距離稍遠(yuǎn)明顯地物的距離，并繪制相應(yīng)的示意圖，做好記錄。

對于一些在線路勘測的不同單位測量銜接地段，需要同時設(shè)置兩個以上控制點(diǎn)砟為共同作用點(diǎn)，最后的測量結(jié)果要能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)出其中的相互關(guān)系。此外，所選擇的線路控制點(diǎn)要具備良好的通視條件，對于一些條件較為困難的地區(qū)通視點(diǎn)數(shù)目可適當(dāng)降低，但至少要保證擁有一個，以此來有效的滿足施工測量與放線需求。

3 基樁控制網(wǎng)

基樁控制網(wǎng)所指的主要就是分布在線路沿線的三維控制網(wǎng)，該控制網(wǎng)起點(diǎn)和重點(diǎn)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)或線路控制網(wǎng)。對于基樁控制網(wǎng)的施測一般都是在其他線下工程施工測量工作完成之后再進(jìn)行，該控制網(wǎng)測量工作的實(shí)施給無砟軌道的敷設(shè)以及后期的運(yùn)營和維護(hù)提供給了可靠地控制基準(zhǔn)。對于基樁控制網(wǎng)的測量工作，可采取后方交會法或?qū)Ь€測量法來完成，在其控制點(diǎn)的控制過程中需要對具體的工程施工要求和運(yùn)營維護(hù)要求進(jìn)行綜合的考慮，其埋點(diǎn)同樣需要設(shè)置在一些僻靜、安全、便于測量和不易被破壞的地段，同時掩埋地段還要有著良好的抗移動、防冷凍和防沉降的特點(diǎn)。

4 高程控制測量

對于高程控制的測量，需要能夠與一級高價水準(zhǔn)相聯(lián)測；其中對于二等水準(zhǔn)測量而言，一般要滿足每150千米聯(lián)測一次，條件困難的聯(lián)測距離可放寬至400千米（不得大于這一距離）；四等水準(zhǔn)的測量保證每30千米聯(lián)測一次，條件困難的聯(lián)測距離可放寬至80千米，并形成附合水準(zhǔn)路線。在施工過程中，遇到客運(yùn)專線與另一鐵路相連接時，首先需要對兩條鐵路的高程系統(tǒng)相互關(guān)系進(jìn)行確定。此時附合水準(zhǔn)路線要保持沿線敷設(shè)，同時水準(zhǔn)線的埋設(shè)也要滿足具體以下幾點(diǎn)要求：

（1）保證每2千米設(shè)置一水準(zhǔn)點(diǎn)；部分重點(diǎn)工程項目還要結(jié)合自身項目特點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)的增設(shè)；水準(zhǔn)線不僅可以單獨(dú)設(shè)置，還可以與平面控制點(diǎn)共用；但對于單獨(dú)設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)而言，要保證其距離線路中線的距離在50米到100米之間。（2）關(guān)于水準(zhǔn)點(diǎn)的選擇，要盡量定在一些位置僻靜、安全，土質(zhì)堅實(shí)、便于觀測和能夠長期保存的地段；（3）要嚴(yán)格按照二等水準(zhǔn)測量的相關(guān)要求進(jìn)行水準(zhǔn)機(jī)點(diǎn)的測量工作；（4）在應(yīng)用四等水準(zhǔn)測量時，如果在平原地區(qū)可以選擇水準(zhǔn)測量方法，而在丘陵、山岳等地區(qū)則可以選擇三角高程和電測距等測量方法。

5 結(jié)語

在之前傳統(tǒng)的鐵路測量方法中，普遍存在著精度低和坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一的缺點(diǎn)，而高精度測量控制網(wǎng)的建立有效的解決了這一缺陷，促使我國高速鐵路的控制測量工作更加科學(xué)化、系統(tǒng)化和規(guī)范化。在包括客運(yùn)專線無砟軌道鐵路的勘測設(shè)計、工程施工以及后期的營運(yùn)維護(hù)等全過程中均貫穿著精密測量，這對于更好地保證高鐵軌道的穩(wěn)定性、高精度以及平順性都有著不可替代的重要意義。

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