高速鐵路CPIII控制網測量技術

CPIII控制網測量為高速鐵路精測網的第三級控制網，是高速鐵路測量系統當中必不可少的一部分。其測量效果和精度要求對于高速鐵路建設的質量和運行安全、舒適性有較大影響。因而要求工作人員在測量工作中嚴格把握測量施工技術，確保高速鐵路CPIII控制網測量質量。

1 高速鐵路CPIII控制網簡述

通常情況下，高速鐵路平面控制網都由四級共同組成：CP0框架基準網、CPI基礎平面控制網以及CPⅡ線路控制網、CPIII平面網。在高速鐵路高程控制網當中則主要由兩級布設而成：線路水準基點控制網與CPⅢ高程網。在高速鐵路軌道建設當中，CPIII控制網為三維控制網，主要是運用無砟軌道線下工程沉降變形觀測評估之后再進行測量，從而為高速鐵路無砟軌道的鋪設及后期的運營維護提供三維標準。

2 高速鐵路CPIII控制網測量技術分析

2.1 CPIII控制網的加密

對CPII控制網進行加密，以確保其能夠達到CPIII控制網聯測的標準。具體來說就是在測量之前就需要再次測量CPI控制網以及CPII控制網、線路水準基點控制網，同時對CPII點以及線路水準基點做精度相同的加密，以保證沿線每隔600米左右就有一個可以使用的CPII加密點以及線路水準基點加密點，相連的搭接段位置也有共用點。進行加密工作時需要注意三個方面的內容：①在隧道施工地段進行CPII點的加密時可以使用導線法，以及強制對中標志來進行加密，沿著鐵路線路前進的方向進行左右交替埋設，并且不能和CPIII控制點存在共用點；②在橋梁施工段的加密工作則應該將CPII點控制點埋設在橋梁固定支座正上方防撞墻頂部；③線路水準基點的加密點需要埋設與鐵路線路周圍不會輕易被破壞的穩定、安全性高的位置，CPIII控制點水準測量附合于線路水準基點，按精密水準測量技術要求施測，水準路線附合長度不得大于3km。CPIII控制點水準測量按圖所示的矩形環單程水準網構網觀測。CPIII水準網與線路水準基點聯測時，按精密水準測量要求進行往返觀測。左邊第一個閉合環的四個高差應該由兩個測站完成，其他閉合環的四個高差可由一個測站按照后-前-前-后或前-后-后-前的順序測量。

2.2 CPIII控制點的布設

CPIII控制網的控制點需要使用強制對中標志進行成對布設，標志幾何尺寸的加工誤差要低于0.05毫米，點對距離大約為60米，且不能超出80米，離線路中線有3到4米的距離，其布設高度較軌道面高度超出30厘米左右，相互連接著的控制點其高度應確保一致，布設點要可靠、穩固，安全性高。CPIII控制點標志和布設工作質量是否合格直接關系到整個工程的質量，所以工作人員必須確保每一個標志及其埋設都應完全符合測設標準。

CPIII控制點的布設主要有三種情況：首先，針對橋梁段CPIII控制點的標志與埋設一般可以直接選擇梁固頂端的防撞墻頂面，但具體的布設間距還需要結合橋梁的梁的類型才能決定。其次，針對路基區段的CPIII控制點的標志與埋設可使用鋼筋混凝土來成對澆筑CPIII輔助柱，注意其直徑大約是25厘米，頂面最少要比設計軌道高出30厘米以上。等到基礎穩定之后運用快干砂漿在輔助立柱上標志CPIII預埋的部分。第三，隧道CPIII控制點的標志與埋設通常都位于超出電纜槽頂面50到80厘米的邊墻內襯上，注意兩個相連接的控制點的間距應為60米左右。

2.3 高速鐵路CPIII控制網的測量技術分析

2.3.1 CPIII平面網的測量技術分析

（1）CPIII平面網的測量所使用的設備通常是全站儀，其要求全站儀必須具有自動搜索目標、照準以及觀測等相關功能。為確保測量的精度和可靠性，要求全站儀在方向測量中其誤差不能高出±1秒，且測距中其誤差也不能高出±（1mm+2ppm）。

（2）CPIII平面網外業數據采集工作主要通過全站儀機載軟件來實現，數據采集的質量直接關系到CPIII平面網測量是否能成功，因此我們在采集工作中必須注意下面幾點，以確保數據采集工作的順利進行：確保全站儀在工作過程中的穩定性，因而要求設備一定要架設在橋梁固定支座附件的位置；將半測回歸零差、指標數值等CPIII平面網外業數據采集的相關差值進行合理設置；各個棱鏡觀測桿的安裝一定要可靠、穩固，并與全站儀的鏡頭對準。

（3）CPIII平面網測站的精度控制，見表1、2。

表1 水平方向觀測必須要滿足的相關要求

表2 距離測量必須滿足的相關要求

（4）CPIII網平面測量的平差。把外業全站儀機載軟件所記錄的相關數據信息都傳輸到計算機當中并進行整理分析，再通過stationADJ軟件（即多測回測角測站平差計算軟件）來對測站的平差以及觀測到的數據信息進行檢查核驗以及長度高程改化計算，最后再把測站平差之后的數據導入到TSDI_HRSADJ精密工程測量平差軟件做平差分析。

（5）CPIII平面網相連接的測段的銜接測量工作。首先，CPIII平面網相連接的測段之間的銜接測量工作。在CPIII平面網測量工作當中，工作人員可以結合工程的實際情況來進行分區段測量（分區段測量的長度不能低于4千米）。同時，為確保CPIII網絡的測量精度，有效解決相連接的兩個測量階段的平順銜接問題，每一個相連接的測量區段在進行銜接觀測的時候必須要對超過6對以上的控制點進行反復觀測，且每一個控制點的觀測次數應高于3次以上。銜接各測量區段的時候要注意前后兩段的獨立平差坐標差值要達到≤±3mm的條件。其次，CPIII平面網不同投影帶的銜接測量過程中需要確保坐標不一樣的系統進行銜接觀測的時候要多次反復觀測最少800米的CPIII控制點，且每一個控制點都需要觀測3次以上。要對坐標系統換帶位置進行CPIII平面網計算的時候要分別使用相連接的兩個投影帶的CPII加密點坐標來對平差進行約束，同時分別提供其CPIII網平面坐標成果（注意兩套坐標的CPIII測段長度最少是800米以上）。

2.3.2 CPIII高程網測量技術分析

（1）CPIII高程網測量時所運用的設備包括不低于DS1級的電子水準器以及相配套的銦瓦尺。

（2）CPIII高程網外業數據采集工作時確保其水準測量要附和與線路水準基點加密點，水準路線附和長度應高于3千米。

（3）CPIII高程網的平差須使用嚴密平差，平差后的每一項限差都必須符合相關規定。

（4）在進行CPIII高程網相鄰測段的銜接測量工作時要確保各個相連接的區段測量時要反復觀測大于3對以上的CPIII控制點，并且前后兩段測量區段的獨立平差坐標差值必須符合≤±3mm的要求。

3 結束語

綜上所述，近些年我國的高速鐵路建設工程發展非常快，為促進人民生活水平的提高和區域經濟的發展有重要作用。CPIII控制網測量技術是高速鐵路建設過程中必不可少的一個環節，當前我國在這一方面還缺乏豐富的經驗與技術，還需要廣大一線工作人員不斷探討，在測量過程中確保每一個環節的工作做到位，嚴格控制測量質量，從而為推動我國的高速鐵路建設工作做出貢獻。

［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］柳良兵.高速鐵路精密控制網CPIII測量技術分析［J］.中華民居（下旬刊），2013（01）.

［3］陳慧建.高速鐵路控制測量中的幾個問題探討分析［D］.東華理工大學，2015.