CPⅢ控制網測量技術在城市軌道交通中的應用

金宏章

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714098

摘要：近年來，伴隨著我國城市化進程的快速推進，采用控制導線的既有線運營成果顯示：軌道安裝測量精度誤差大和軌道幾何尺寸檢查手段落后的這些地鐵軌道工程的質量通病高頻發生，嚴重影響列車運行的舒適度及軌道配件的使用壽命，因此在城市軌道交通建設過程中引進CPⅢ控制網測量技術解決線路問題成為一種新的技術嘗試。CPⅢ控制網測量技術采用自由設站、邊角交會網的測量方法，在我國高鐵建設過程已全面推廣。廣州地鐵九號線一期軌道工程是廣州市軌道交通建設首次應用CPⅢ控制網測量技術的新線之一，也是我司首次監理的CPⅢ控制網測量技術的軌道項目，現將該技術在監理實踐中的應用情況進行總結。

關鍵詞：城市軌道交通；CPⅢ控制網；測量技術；軌道工程；應用；差異

廣州市軌道交通九號線一期經廣州市花都區和白云區，線路呈東西走向，大致沿風神大道、秀全西路、秀全大道、迎賓大道敷設，線路以西端的飛鵝嶺為起點，途經花都汽車城、廣州北站、花都區政府與機場商務區等重點地段后至高增站止，與三號線北延線工程實現接駁換乘。全線全長約20.1km，鋪軌采用CPⅢ控制點測設技術；沿線路成對布設測設，縱向網點間距為60m左右，相鄰CPⅢ點應大致等高，并高于軌道面0.3m，鋪軌CPⅢ相鄰點相對點位中誤差為±1mm。

1 CPⅢ控制網測量技術概述

CPⅢ點設置在區間盾構管片上，預埋穩固、可靠，樁點保護措施有限，不易破壞并便于測量，且因考慮隧道的沉降和移動。控制點標記齊全、樣式清晰、可準確識別。按照測量方案及規范要求：CPⅢ點沿線路走向成對布設，每對點之間里程差不得大于1m，前后相鄰兩對點之間距離應在50～70m范圍內，一般約為60m。在實施過程中，相鄰CPⅢ控制點應等高，其位置不得低于設計軌道高程面0.3m。

一般情況下，自由測站到CPⅢ控制點的觀測距離選取應適宜，最遠觀測距離應不大于180m；每個CPⅢ點應保證至少有三個自由測站的方向和距離觀測量；CPⅢ測量網的每個測站內可觀測6對CPⅢ點（12個），全站儀前后方應設3對。

如果遇施工干擾或部分區段觀測條件較差時，現場平面觀測測站應保證每個CPⅢ控制點有四個方向交會，間距可選60m左右的長度。

1.1 CPⅢ平面測量

CPⅢ網在自由測站的測量過程中，采用自由設站邊角交會法測量，每個自由測站可與前后各3對 CPⅢ點進行通視聯測，每個CPⅢ點至少分別從3 個測站上驗證聯測，并準確記錄每站測量時的溫度和氣壓是否滿足要求。

每個CPⅢ點至少保證有三個自由測站的方向和距離觀測，在CPⅢ控制網觀測的自由測站間距的選取過程中，一般長度為120m。

CPⅢ平面網觀測過程中，如果水平方向和距離的技術要求達不到上述條件時，該測站成果觀測值部分或全部重新測量。

CPⅢ平面網與上一級CPⅡ控制點聯測時，至少通過3個以上CPⅢ點或者3個連續的自由測站進行聯測。

1.2 CPⅢ高程測量

CPⅢ控制點高程的水準測量時，除左邊第一個閉合環的四個高差應該由兩個測站完成外，其他閉合環的四個高差可由一個測站進行單程觀測，觀測的順序應為前后后前或后前前后。

1.3 測量成果的處理

CPⅢ高程網測量成果的質量評定與檢核的內容除測站數據檢核與水準路線數據檢核外，還應包括計算每千米水準測量的高差偶然中誤差是否滿足規定，當CPⅢ水準網的附合（閉合環）數超過20個時，還要計算每千米水準測量的高差全中誤差。CPⅢ高程網基礎控制資料的選用和內業平差計算，應滿足下列要求：CPⅢ高程網水準測量的外業觀測數據經驗算全部合格后，方可進行其內業平差計算，但平差后相鄰CPⅢ點高程差值中誤差不得大于0.5mm。

2 控制基標附合導線與CPⅢ控制網的異同

2.1 測量條件

城市軌道交通中的軌道工程的一般以地鐵與輕軌建設為主，測量外業受區間溫濕度、通視條件、光線等因素的影響，測量條件較差，尤其CPⅢ控制網在濕度大、通視差的區間，采集數據非常困難。

2.2 測量聯測長度

CPⅢ控制網測量至少聯測4km，因此精度較高，而控制基標附合導線一般選擇的聯測長度為1.5km～2.0km左右，測量精度向比較之下就沒那么高了。

2.3 施工精度要求不同

CPⅢ控制網測量技術從高鐵建設中引進，運營時速可達300km～500km/h，對軌道的幾何尺寸誤差要求更為嚴格，而地鐵運營速度一般為70km～120km/h，控制基標附合導線相較CPⅢ控制網的要求就沒那么高了。

2.4 成果移交方式不同

CPⅢ控制點埋設于區間盾構管片上，竣工后將所有的控制點測量成果一起移交運營部門，而控制基標埋設于道床范圍內，且最終只保留控制基標，加密基標只在軌道安裝時臨時使用，竣工時只向運營部門控制基標的測量成果即可。

3 CPⅢ控制網應用中注意的事項

3.1 對施工進度的影響

CPⅢ控制網規范測量聯測區段為4km，相當于地鐵的四站三區間的長度，而控制基標附合導線一般以兩站一區間為單位，長度為1.5km～2.0km左右，在施工過程中，土建承包商向軌道承包商移交的軌行區場地一般為兩站一區間，運用CPⅢ控制網時推遲了軌道承包商的進場時間，不利于地鐵建設統籌安排各專業的施工工期。

3.2 對軌道后續專業的影響

由于CPⅢ控制點埋設于盾構管片上，其位置應與軌道后續專業相適應，不影響環網橋架的安裝和電纜的布設，同時不能影響區間通風、給排水、弱電等機電專業的安裝施工，易于觀測，視線不能被設備阻擋。

3.3 隧道的條件

在本項目監理工程中，部分區段在施工時因隧道濕度，水霧造成的通視條件差，致使軌道在應用CPⅢ控制網時產生較大誤差，這時應根據隧道的現場條件，合理選擇軌道幾何尺寸和道床隱蔽驗收的時間點。

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