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

胥軍均

（四川省蜀通巖土工程公司，四川 成都 610084）

1 高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)概述

高速鐵路精密工程測(cè)量的主要目的是建立各級(jí)平面與高程控制網(wǎng)，在控制網(wǎng)的作用下，保證高速鐵路工程能夠按照設(shè)計(jì)線(xiàn)型進(jìn)行施工，確保高速鐵路軌道鋪設(shè)精度，最終保證高速列車(chē)能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。因?yàn)槲覈?guó)高速列車(chē)的行駛速度在250 km/h到350 km/h之間，在列車(chē)高速行駛過(guò)程中，對(duì)列車(chē)行駛的平穩(wěn)性與安全性要求較高，這就需要相關(guān)工作人員重視高速鐵路軌道鋪設(shè)施工。而影響高速鐵路軌道鋪設(shè)精度的因素中，精密工程測(cè)量技術(shù)的可靠性是其中重要因素。在進(jìn)行高速鐵路軌道鋪設(shè)時(shí)，必須重視兩方面工作，一方面是要嚴(yán)格按照高速鐵路工程設(shè)計(jì)線(xiàn)型進(jìn)行施工，也就是說(shuō)，在鋪設(shè)高速鐵路軌道時(shí)一定要確保軌道線(xiàn)型幾何參數(shù)的精確度與可靠性；另一方面就是確保高速鐵路軌道鋪設(shè)的平順性，要將軌道線(xiàn)型參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，一般要控制在毫米級(jí)范圍內(nèi)，才能確保高速鐵路軌道鋪設(shè)的平順性。

2 高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)精準(zhǔn)要求

高速鐵路的平順性是由高速鐵路軌道鋪設(shè)的精準(zhǔn)度決定的，所以在建設(shè)高速鐵路過(guò)程中，要關(guān)注軌道精度與設(shè)計(jì)線(xiàn)型之間的符合性。此外，因?yàn)楦咚勹F路建設(shè)的施工環(huán)節(jié)較多，軌道鋪設(shè)精度會(huì)受到很多因素影響，因此，要對(duì)各種影響因素進(jìn)行綜合考慮。通常情況下，要確保高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)度，可以從以下方面進(jìn)行考慮：（1） 重點(diǎn)考慮鐵路軌道內(nèi)部幾何尺寸。這主要是因?yàn)殍F路軌道內(nèi)部的幾何尺寸包含的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)鐵路軌道的實(shí)際形狀與平順性產(chǎn)生直接影響，要對(duì)軌道內(nèi)部幾何尺寸有準(zhǔn)確了解掌握，要保證按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求確定精度偏差，合理控制精度偏差。（2） 充分考慮鐵路軌道外部尺寸。主要關(guān)注鐵路軌道空間三維坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與高程[1]。因?yàn)殍F路軌道外部幾何尺寸對(duì)軌道建設(shè)的空間定位產(chǎn)生重要影響。在確定鐵路軌道外部尺寸時(shí)，首先考慮鐵路軌道的定位、路基、隧道、橋梁以及站臺(tái)等位置，確保這些位置相互協(xié)調(diào)；其次就要對(duì)鐵路軌道外部幾何尺寸中的數(shù)值偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保鐵路軌道鋪設(shè)的精準(zhǔn)度與平穩(wěn)性。

3 高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

3.1 高速鐵路控制網(wǎng)布設(shè)技術(shù)

現(xiàn)階段我國(guó)高速鐵路軌道測(cè)量平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)是ITRF2005，參考的橢球體主要為西安80或者北京54。在是測(cè)量過(guò)程中，可以根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，從抵償帶坐標(biāo)系統(tǒng)、UTM投影平面以及任意中央子午線(xiàn)系統(tǒng)中進(jìn)行選擇。我國(guó)高速鐵路軌道測(cè)量平面控制網(wǎng)布設(shè)方案為三級(jí)布設(shè)，分別為：

（1） CPⅠ。在布設(shè)過(guò)程中以B級(jí)靜態(tài)測(cè)量方式進(jìn)行，一般在設(shè)計(jì)中，網(wǎng)點(diǎn)的測(cè)量距離為50～100 km，完成連續(xù)測(cè)量的基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置后，需要按照每3～4 km的距離再布設(shè)一個(gè)單點(diǎn)，即使是布設(shè)作業(yè)難度較大的地段，布設(shè)點(diǎn)之間的距離不能小于1 km。在特大橋梁與特長(zhǎng)隧道布設(shè)過(guò)程中，要根據(jù)具體情況適當(dāng)增加CPⅠ控制點(diǎn)，并且要確保相鄰布設(shè)點(diǎn)間有良好的透視性，各個(gè)透視點(diǎn)間有一個(gè)相鄰的透視方向，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一的目標(biāo)。在處理轉(zhuǎn)換關(guān)系簡(jiǎn)化問(wèn)題時(shí)，要充分考慮CPⅠ控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)控制點(diǎn)至少為三個(gè)國(guó)家或者城市控制點(diǎn)。CPⅠ控制網(wǎng)大多應(yīng)用在工程勘測(cè)、工程施工以及工程運(yùn)維中坐標(biāo)基準(zhǔn)勘測(cè)過(guò)程中，是確保坐標(biāo)基準(zhǔn)準(zhǔn)確性的重要技術(shù)。

（2） CPⅡ。主要應(yīng)用在工程勘測(cè)與工程施工過(guò)程中，CPⅡ的主要作用是為工程勘測(cè)與工程施工提供基準(zhǔn)，通常在布設(shè)過(guò)程中，需要使用全站儀與C級(jí)GPS靜態(tài)控制測(cè)量相結(jié)合的方式完成布設(shè)工作。一般在布設(shè)CPⅡ控制點(diǎn)時(shí)，需要注意兩個(gè)控制點(diǎn)的測(cè)量距離在800～1 000 m之間。另外，還要注意的是在布設(shè)難度較大的地段進(jìn)行布設(shè)作業(yè)時(shí)，要保證控制點(diǎn)的距離不能小于600 m。通常CPⅡ控制網(wǎng)的布設(shè)點(diǎn)要根據(jù)線(xiàn)路走向進(jìn)行設(shè)置，在線(xiàn)路中線(xiàn)與布設(shè)點(diǎn)之間的距離要在50～100 m之間。在CPⅡ控制網(wǎng)布設(shè)過(guò)程中，要對(duì)布設(shè)點(diǎn)的位置進(jìn)行嚴(yán)格考察與設(shè)置，確保布設(shè)點(diǎn)位置符合相關(guān)測(cè)量要求[2]。

（3） CPⅢ。CPⅢ的主要作用是為高速鐵路軌道鋪設(shè)以及高速鐵路運(yùn)維提供有效的良好的控制基準(zhǔn)，CPⅢ是在CPⅡ的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。在具體設(shè)置過(guò)程中，采用沿著高速鐵路線(xiàn)路兩側(cè)布設(shè)五等導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的方式完成布設(shè)作業(yè)。高程控制多用三等水準(zhǔn)，將控制點(diǎn)嵌入到墻體側(cè)面的點(diǎn)位內(nèi)，要注意確保控制點(diǎn)的點(diǎn)位與高程位置都要比高速鐵路軌道標(biāo)記的螺栓前緣上側(cè)高。

3.2 精密工程測(cè)量技術(shù)在無(wú)砟軌道施工中的應(yīng)用

無(wú)砟軌道是當(dāng)前在高速鐵路中應(yīng)用廣泛的軌道類(lèi)型，因此對(duì)精密工程測(cè)量技術(shù)在無(wú)砟軌道施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究十分重要。精密工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用中主要包括以下測(cè)量?jī)?nèi)容：（1） 加密基樁測(cè)量。加密基樁在無(wú)砟軌道的測(cè)量與安裝過(guò)程中要按照CPⅢ進(jìn)行加密處理。（2） 安裝測(cè)量。無(wú)砟軌道的安裝測(cè)量過(guò)程包括軌道底座安裝測(cè)量、軌道板安裝測(cè)量與支撐層安裝測(cè)量等。（3） 銜接測(cè)量。對(duì)無(wú)砟軌道安過(guò)程中進(jìn)行銜接測(cè)量時(shí)，要在設(shè)置的貫通作業(yè)面的基礎(chǔ)上設(shè)置高程控制點(diǎn)與共用中線(xiàn)。（4） 線(xiàn)路整理測(cè)量。在對(duì)無(wú)砟軌道進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，要先對(duì)CPⅢ控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，然后將CPⅢ控制點(diǎn)作為線(xiàn)路中心線(xiàn)與基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

3.3 精密工程測(cè)量技術(shù)的精度控制要點(diǎn)

對(duì)高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)的精度進(jìn)行控制時(shí)，需要重點(diǎn)注意測(cè)量過(guò)程中測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生的測(cè)量偏差。具體的精度控制要點(diǎn)如下：首先，在進(jìn)行工程測(cè)量作業(yè)時(shí)，要選擇精確度較高的全站儀進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行水平角測(cè)量時(shí)，要確保設(shè)置第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)方向的水平度盤(pán)讀數(shù)為0°00′00〃。其次，形成良好的校準(zhǔn)習(xí)慣，在進(jìn)行精密工程測(cè)量作業(yè)之前要對(duì)全站儀、水平傳感器等測(cè)量?jī)x器與設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，將測(cè)量?jī)x器的偏差值控制在0.3 mm之內(nèi)。最后，詳細(xì)觀(guān)察測(cè)站精度與控制點(diǎn)精度，在測(cè)站布設(shè)精度控制作業(yè)完成后，要詳細(xì)觀(guān)察測(cè)站的精度與CPⅢ控制點(diǎn)的精度，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)站與CPⅢ控制點(diǎn)精度存在的偏差超過(guò)規(guī)定要求，要及時(shí)找出原因并重新測(cè)量。如果控制點(diǎn)的位置出現(xiàn)嚴(yán)重位移情況，要排除該控制點(diǎn)位，確保測(cè)量作業(yè)的精準(zhǔn)度。除此之外，在精密工程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量進(jìn)行控制時(shí)，要及時(shí)校對(duì)CPⅢ控制點(diǎn)，確保控制點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，應(yīng)重視高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)在高速鐵路工程建設(shè)中的應(yīng)用，要認(rèn)識(shí)到精密工程測(cè)量技術(shù)是確保高速鐵路工程勘測(cè)設(shè)計(jì)合理性與施工順利的重要技術(shù)。在精密工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要對(duì)高速鐵路工程建設(shè)的實(shí)際情況有全面掌握，根據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)需求進(jìn)行測(cè)量，使測(cè)量結(jié)果能夠滿(mǎn)足工程勘測(cè)設(shè)計(jì)要求，確保順利施工。此外，相關(guān)人員要加大對(duì)精密工程測(cè)量技術(shù)的研究力度，在當(dāng)前精密工程側(cè)臉技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使測(cè)量技術(shù)能夠滿(mǎn)足高速鐵路建設(shè)的發(fā)展需求，以便更好地促進(jìn)我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。