高速鐵路精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與應(yīng)用

黃娟

摘要：近年來，我國高速鐵路的發(fā)展取得卓越成就，獲得國內(nèi)外媒體的一致好評(píng)。對(duì)于高速鐵路而言，精密工程測量技術(shù)的水平無疑是決定高速鐵路建設(shè)成敗的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。高速鐵路精密工程測量技術(shù)不僅是鐵路設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要依據(jù)，也是施工中保證建筑安全、進(jìn)行工程管理的重要一環(huán)。本論文首先認(rèn)真闡述了高速鐵路精密工程測量技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)啊，并與傳統(tǒng)高速鐵路工程測量技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，進(jìn)而提出高速鐵路建設(shè)中應(yīng)如何更好地運(yùn)用精密工程測量技術(shù)以保證高速鐵路建設(shè)工程的安全。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；研究以及運(yùn)用

一、高速鐵路精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概述

（一）高速鐵路精密工程測量技術(shù)的內(nèi)容

我國高速鐵路的建設(shè)一直備受國內(nèi)外關(guān)注，外媒曾對(duì)我國的高鐵技術(shù)贊不絕口。取得這樣大的成就有很大一部分原因是因?yàn)槲覀儗⒏咚勹F路精密工程測量技術(shù)運(yùn)用在了鐵路的建設(shè)中，無論是鐵路勘測的設(shè)計(jì)、施工，還是最后的驗(yàn)收和維護(hù)，都離不開精密工程的測量。可以說，該項(xiàng)工作貫穿于高速鐵路建設(shè)的整個(gè)過程中。其測量的內(nèi)容也包括了多個(gè)方面，比如說對(duì)高速鐵路平面高程控制的測量、對(duì)軌道施工的測量、對(duì)鐵路運(yùn)行維護(hù)的測量以及鐵路竣工后的測量等。高速鐵路精密工程測量作為高速鐵路建設(shè)過程中的一項(xiàng)重要工作，其主要是根據(jù)工程的實(shí)際情況，對(duì)各級(jí)平面高層控制網(wǎng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而在精密測量網(wǎng)的控制下，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的有效實(shí)施，從根本上提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量，確保高速鐵路能夠高速、安全的行駛。由于高速鐵路的建設(shè)具有較高要求，因此，在開展高速鐵路精密工程測量的時(shí)候，首先應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的線型對(duì)線路進(jìn)行施工。其次，要確保軌道自身的平順性，精度應(yīng)該盡可能控制在毫米級(jí)范圍內(nèi)，以此來確保車輛行駛的安全性和舒適性。

（二）傳統(tǒng)高速鐵路工程測量技術(shù)的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的鐵路工程測量方法分為初測、定測、線下工程施工測量、鋪軌測量四個(gè)步驟。在初測過程中主要進(jìn)行初測導(dǎo)線、初測水準(zhǔn)；在定測時(shí)，主要進(jìn)行交點(diǎn)、直線、曲線控制樁等工作，曲線控制樁則為線下工程施工測量提供了測量的基準(zhǔn)，最后一步鋪軌測量通常以穿線法、弦線之距法或偏角法測量。傳統(tǒng)的鐵路工程測量方法存在著很大的缺點(diǎn)，平面坐標(biāo)系投影差大，；采用GPS RTK、全站儀等新技術(shù)采用坐標(biāo)法和定位法進(jìn)行勘測和施工放線；而且傳統(tǒng)的鐵路工程測量技術(shù)沒有采用逐級(jí)控制的方法建立施工控制網(wǎng)，這就使得線路測量可重復(fù)性較差，中線控制樁連續(xù)丟失后，很難進(jìn)行恢復(fù)；軌道的鋪設(shè)不是以控制網(wǎng)為基準(zhǔn)按照設(shè)計(jì)的坐標(biāo)定位，而是按照線下工程的施工現(xiàn)狀采用相對(duì)定位進(jìn)行鋪設(shè)。在我國高速鐵路飛速發(fā)展的背景下，這套傳統(tǒng)的高速鐵路精密工程測量技術(shù)已經(jīng)與快速發(fā)展的鐵路建設(shè)不相適應(yīng)。

（三）高速鐵路精密工程測量技術(shù)的特點(diǎn)

高速鐵路精密工程測量技術(shù)確定了“三網(wǎng)合一”的測量體系，三網(wǎng)即勘測控制網(wǎng)（CPI、CPII、水準(zhǔn)基點(diǎn)）、施工控制網(wǎng)（CPI、CPII、水準(zhǔn)基點(diǎn)、CPIII）以及運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)（CPIII、加密維護(hù)基樁）。三網(wǎng)合一要求勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)高程系統(tǒng)的統(tǒng)一；勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；線下工程施工控制網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)和起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)測量精度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

當(dāng)前高速鐵路精密工程測量，主要是根據(jù)軌道設(shè)計(jì)的線型采取科學(xué)合理的技術(shù)進(jìn)行施工放樣，在對(duì)軌道進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的時(shí)候，也應(yīng)該根據(jù)上級(jí)單位下發(fā)的軌道線型采取合理的措施。由此可見，高速鐵路精密工程測量如果想要將其作用在鐵路建設(shè)中充分發(fā)揮出來，不但要滿足線下工程施工、軌道施工定位，而且還要滿足軌道的運(yùn)行維護(hù)要求。

二、高速鐵路精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

高速鐵路精密工程測量技術(shù)的發(fā)展為建設(shè)安全、舒適的高速鐵路線奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。客運(yùn)專線鐵路速度高達(dá)200km/h—350km/h，為了達(dá)到在高速行駛條件下，列車仍然能保證安全性以及舒適性，要求高速鐵路在施工中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，嚴(yán)格保證精確的幾何線形參數(shù)，否則只能“失之毫厘”，而“謬以千里”，此外，還需要具有非常高的平穩(wěn)性，國家對(duì)此都有相關(guān)規(guī)定。而要實(shí)現(xiàn)高速鐵路的安全性以及舒適性，除了對(duì)高速鐵路線型的設(shè)計(jì)以及施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行以外，還必須建立一套與之相適應(yīng)的精密工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)踐中嚴(yán)格執(zhí)行。正如德國瑞鐵公司的副總裁巴哈曼先生曾說過的一句話：要建設(shè)成功的高速鐵路線，就必須有一套完備且非常精確的測量系統(tǒng)支撐，否則必然是個(gè)失敗的工程。

（一）坐標(biāo)高程系統(tǒng)

高速鐵路建設(shè)工程坐標(biāo)系應(yīng)當(dāng)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，并引入1954年北京坐標(biāo)系/1980年西安坐標(biāo)系。邊長投影在對(duì)應(yīng)的線路設(shè)計(jì)平均高程面上，投影長的變形值不大于10mm/kh。這毫米級(jí)的誤差對(duì)建設(shè)平穩(wěn)、安全、舒適的高速鐵路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）各級(jí)平面控制網(wǎng)布網(wǎng)要求

高速鐵路各級(jí)平面高程控制網(wǎng)精度能夠滿足多方面的勘測要求。我國高速鐵路精密工程測量技術(shù)是隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷完善起來的，在過去的時(shí)間里，國家相關(guān)部門對(duì)于鐵路建設(shè)并沒有提出較高的要求，無論是對(duì)軌道的線型還是軌道的平順度。此外，由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)和管理水平較落后，對(duì)于工程測量的勘測和施工等工作，相關(guān)部門并沒有建立一套科學(xué)完善體系，工作中所采取的測量方法也不科學(xué)，從而導(dǎo)致軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)往往相差較遠(yuǎn)，對(duì)于軌道的整體質(zhì)量造成了巨大影響。

（三）高程控制測量

高程控制測量分別為勘測高程控制測量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測量、CPIII控制點(diǎn)高程測量。在勘測階段，不具備二等水準(zhǔn)測量條件時(shí)，可分為兩階段實(shí)施，即：勘測階段按四等水準(zhǔn)測量要求施測，線下工程施工完成后，全線再按二等水準(zhǔn)測量要求建立水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)。水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿鐵路線路布設(shè)，水準(zhǔn)路線應(yīng)構(gòu)成附和路線或閉合環(huán)；每條線路的水準(zhǔn)路線必須構(gòu)成一個(gè)整網(wǎng)，不能分為互補(bǔ)互不聯(lián)系的小網(wǎng)進(jìn)行測量。水準(zhǔn)點(diǎn)沿線路每2km應(yīng)布設(shè)1個(gè)，在大橋、長隧的兩端及重點(diǎn)工程地段應(yīng)增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在沿線路方向離線路中線50—200m、穩(wěn)固可靠且不易被施工破壞的范圍內(nèi)。以便于勘測、施工時(shí)所利用。

（四）施工階段測量

平面采用導(dǎo)線測量時(shí)按五等導(dǎo)線進(jìn)行加密。按CPIII控制點(diǎn)的要求進(jìn)行選點(diǎn)、埋石。導(dǎo)線邊長以200—300m為宜。采用GPS加密時(shí)，應(yīng)該按照D級(jí)GPS控制測量的要求進(jìn)行測量，按照CPIII控制點(diǎn)的要求進(jìn)行選點(diǎn)、埋石。邊長以300—350m為宜。高程控制點(diǎn)加密按精密水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行加密，點(diǎn)為盡量與加密的平面控制點(diǎn)共樁。在線下工程施工測量中，要測量直線控制樁、曲線控制樁、百米樁、中線樁，采用全站儀極坐標(biāo)法或GPS RTK測設(shè)。

三、結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國高速鐵路的發(fā)展也越來越快。比起傳統(tǒng)的高速鐵路工程技術(shù)，當(dāng)今的高速鐵路精密工程技術(shù)的運(yùn)用使得高速鐵路可以更平穩(wěn)、更舒適的運(yùn)行。日后，高速鐵路建設(shè)工程對(duì)勘測精度的要求也會(huì)越來越高，為了能夠從根本上保證高速鐵路勘測的質(zhì)量，確保其作用在高速鐵路建設(shè)中充分發(fā)揮出來，工程控制測量的工作人員必須要根據(jù)工程的實(shí)際需求，不斷汲取新知識(shí)，進(jìn)一步滿足我國公路建設(shè)的根本需求，提高高速鐵路整體質(zhì)量。

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