鐵路精測網與橋隧施工測量的相關性探討

摘 要：在鐵路勘測中已經建立了精確的平面控制網絡（CPI，CPII），但長度投影的殘差是不可避免的。本文分析了長度變形誤差對橋梁和隧道施工測量的影響以及分析了精密控制網絡施工控制網絡存在的問題以及建議。

關鍵詞：鐵路精測網；橋隧施工測量；相關性探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.0811 線路精測網CPI、CPII系統誤差的影響分析

CPI是基層的平面控制網，它是各部門的控制測量的基準。 CPII是軌道鋪設階段的軌道控制、水平控制和軌道控制網絡的基準線。在確定CPI和CPII的坐標系時，每公里長度的變形值預計不超過2.5厘米（高鐵10毫米）。CPⅢ控制網絡位于架空接觸桿。因此，長度變形的極限值是引導線的設計高度表面的變形。在計算直線設計的垂直截面時，將直線點和設計高程的坐標視為1公里點的平均Y坐標和邊緣測量的平均高度。根據下式計算每公里長度的投影變形值。

式中：Hi—中線里程i對應的線路軌面設計高程。

Yi—中線里程i的Y坐標值。

H0—抵償高程面高程。

在坐標系設計中，適當的中央子午線和偏移高度H0將該段的所有中點的增量增加到2.5cm / km（高速鐵路10mm / km）。

1.1 橋梁施工的影響

對于跨江橋梁建設，中間沒有CPII控制點，所以只能直接從CPI 01和CPI 03的兩邊鋪設橋墩。假設橋墩位于兩個控制點中間，控制點之間坐標的反比長度為1000 m，橋墩中心與控制點CPI 01、CPI 03之間的距離為500 m。采用CPI結構時，長度投影誤差可達2.5 cm / km，即兩個控制點之間的場測量距離為1000.025 m（兩次修正后為1000 m）。

1.2 隧道施工的影響

在不考慮測量誤差影響的情況下，由于CPI和CPII控制網絡的長度失真，在設置中沒有增加兩個校正，并且從相同的中線點獲得兩個不同的位置。從不同的控制點出發，隧道施工無法獲得獨特的地面。與橋梁控制網絡分析一樣，長度變形對設定點位置的影響與控制點的相對位置有關。為了便于分析，遠離中心線的控制點作為孔的基礎。

對于一端的孔，從不同控制點到孔中心線的位置不一致。控制點位于線路設計高度附近，位于小于0.025米處。在實際工程中，隧道通常位于山區，控制點位于山區。高程明顯高于孔線（100～300 m）的設計高程；對于傾斜井和井眼，井口位置和控制點越高，控制點之間的長度變形越大，對中心線PO的影響越嚴重。整個隧道控制網絡的長度變形，使得每個挖掘孔不與建筑地板在同一條線上。直接影響隧道的橫向穿透，隧道的橫向誤差約為3.5厘米～4厘米。因此，即使在短隧道中，CPI和CPII控制網絡也不能忽視系統誤差的影響。

2 非同期精測坐標系施工加密網的問題分析及建議

2.1 非同期精測坐標系施工加密網的問題分析

在橋梁和隧道的建設中，一些單位在CPII的基礎上用在線消費者價格指數和加密網絡取代了獨立的施工控制網絡。并在設計理論中使用線數據進行構造。由于加密網絡和原始CPI的構建，CPII不是同步網絡。盡管對這兩個階段進行了兼容性和穩定性檢查，但兩個階段之間的 CPI和 CPII已經變為橋梁，這直接反映了撥號角度的偏差，并影響橋墩和橋墩的橫向位置。

對于隧道，由于 CPI控制點（2）與孔（隧道長度為4～35 km）之間的距離，點之間的相對位置變化可能無法有效區分，并且測量誤差可能是。如果CPI和CPII被加密，則CPI，CPII和新控制點之間的相對差異實際上是失真的。

在施工過程中，建立了一個新的隧道施工控制點，并在加密網絡中包括原有的CPI和CPII控制點。進行了不受限制和全面的調整。使用與原始CPI和CPII坐標相同的參數。在沒有原始CPI和CPII結果的情況下對加密網絡的控制點坐標進行分析計算，使得控制網處在CPI和CPII以及新控制點之間。計算結果與CPI 102和CPI 101相同。結果不能完全相同（封閉坐標和方向的存在）。為了保證方位一致性，必須修改設計偏差，用來證明CPI和CPII控制點在構造加密以及控制點時并沒有嚴格按照相對位置進行維護。最終結果說明：一旦精測的網絡CPI和CPII受到了約束，就會引入錯誤的加密點，從而導致CPI與CPII的關系會發生改變。這會扭曲CPI，CPII和新控制點之間的相對關系，這不利于隧道的精確穿透。中線方位角的偏差完全反映了兩個控制網絡之間的不一致性。

2.2 非同期精測坐標系施工加密網的建議

如果使用精確的網絡，使用CPI和CPI建立的加密網絡，我們應該采取以下措施：（1）分析CPI和CPII在項目位置的長度失真。如有必要，對橋墩中間線的長度和中線位置進行兩次修正。（2）通過對加密網絡的無約束調整，對CPI與CPII的不一致性進行了檢驗和分析。分析了方向誤差對侵徹誤差的影響，分析了方向誤差不滿足的情況。必要時，建立獨立的施工控制網；（3）選擇中心線附近的控制點，進出口站位于中心線的同一側。

3 結語

CPI和CPII的建設將導致非在線業務的建設和出口。隧道越長，橫向誤差越大。橋梁和隧道越大，應建立越獨立的施工控制網絡，以確保橋墩和橋臺的精確布置以及隧道的平穩運行。

參考文獻：

[1]徐杰.不同坐標系差異對特長隧道施工精度的影響分析[J].鐵道標準設計，2018（05）：27-28.

[2]陳光金，付宏平，秦德生.鐵路隧道洞內CPⅡ導線測量與復測精度指標合理性探討[J].鐵道標準設計，2014（04）：56-57.

作者簡介：鄭智華（1979-），男，廣西南寧人，本科，講師，研究方向：工程測量。