淺談CPⅢ控制網(wǎng)在城市捷運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

紀(jì)敏

摘? 要：CPIII控制又名基樁控制網(wǎng)。基樁控制網(wǎng)的應(yīng)用貫穿于高速鐵路的放線、路面施工、設(shè)備安裝以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)，是高速鐵路建設(shè)過程中主要的測(cè)量?jī)?nèi)容之一。要實(shí)現(xiàn)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)鐵路的軌道的高平順性，除了對(duì)線下工程和軌道工程的施工等有特殊的要求外，必須建立一套與之相適應(yīng)的精密工程測(cè)量體系。在客運(yùn)專線鐵路的施工過程中，而CPIII控制網(wǎng)的建立必不可少，在施工中也顯得極為重要。

關(guān)鍵詞：捷運(yùn)系統(tǒng)? CPIII控制網(wǎng)? 測(cè)量? 數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：U491? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（b）-0094-03

Abstract： CPIII control， also known as foundation pile control network. The application of foundation pile control network is one of the main surveying contents in the construction of high-speed railway， which runs through the laying-out， pavement construction， equipment installation and operation maintenance. In order to achieve the high smoothness of the track of the people mover， a set of precise engineering survey system must be established， in addition to the special requirements for the construction of the off-line engineering and the track engineering. In the construction of passenger dedicated line， the establishment of CPIII control network is necessary and important.

Key Words： MRT system; CPII control network; Measurement; Data

為了滿足某國(guó)際機(jī)場(chǎng)主樓與衛(wèi)星廳長(zhǎng)距離旅客運(yùn)輸，在航站樓與衛(wèi)星廳之間規(guī)劃建設(shè)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)。捷運(yùn)系統(tǒng)分東線和西線獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，西線連接T1和S1，東線連接T2和S2，西線、東線通過聯(lián)絡(luò)線經(jīng)T4預(yù)留站接車輛基地。如圖1所示。

1? CPⅢ平面網(wǎng)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理

1.1 CPⅢ平面控制網(wǎng)布設(shè)

1.1.1 CPⅢ平面網(wǎng)的主要技術(shù)要求

CPⅢ平面網(wǎng)的主要技術(shù)要求如表1所示。

CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)采用自由測(cè)站邊角交會(huì)法施測(cè)。

1.1.2 構(gòu)網(wǎng)形式

CPⅢ平面網(wǎng)觀測(cè)的自由測(cè)站間距一般為120 m，自由測(cè)站到CPⅢ點(diǎn)的最遠(yuǎn)觀測(cè)距離不超過180m;自由測(cè)站距CPⅠ或CPⅡ控制點(diǎn)的距離不宜大于300m。每個(gè)CPⅢ點(diǎn)至少應(yīng)保證有3個(gè)自由測(cè)站的方向和距離觀測(cè)量：（1）一般情況下采用測(cè)站間距為120m 的平面網(wǎng)型，每個(gè)CPⅢ控制點(diǎn)被3個(gè)自由測(cè)站觀測(cè)。（2）因遇施工干擾或觀測(cè)條件稍差時(shí)，CPⅢ平面控制網(wǎng)的構(gòu)網(wǎng)形式中，平面觀測(cè)測(cè)站間距應(yīng)為60m 左右，每個(gè)CPⅢ控制點(diǎn)應(yīng)有4 個(gè)方向交會(huì)。

1.1.3 CPⅢ控制點(diǎn)測(cè)量方法及與上一級(jí)控制網(wǎng)的關(guān)系

聯(lián)測(cè)高等級(jí)控制點(diǎn)應(yīng)采用以下聯(lián)測(cè)網(wǎng)型：當(dāng)采用在自由設(shè)站置鏡觀測(cè)CPⅡ控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)在2個(gè)或以上連續(xù)的自由測(cè)站上觀測(cè)CP Ⅱ控制點(diǎn)。在自由站上測(cè)量CPⅢ的同時(shí)，應(yīng)將全部CPⅡ加密點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，納入網(wǎng)中。應(yīng)確?？梢暤腃PⅡ控制點(diǎn)密度達(dá)到400m～800m，否則應(yīng)按同精度加密CPⅡ控制點(diǎn)。每個(gè)CPⅢ測(cè)量組中需使用同一批棱鏡（包含聯(lián)測(cè)CPⅡ等控制點(diǎn)），并做好棱鏡常數(shù)等參數(shù)的設(shè)置工作。

1.2 CPⅢ平面網(wǎng)觀測(cè)

平面觀測(cè)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：（1）CPⅢ控制網(wǎng)水平方向應(yīng)采用全圓方向觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)。如采用分組觀測(cè)，應(yīng)采用同一歸零方向，并重復(fù)觀測(cè)一個(gè)方向。（2）CPⅢ平面網(wǎng)距離測(cè)量，測(cè)回應(yīng)≥2，半測(cè)回間距離較差為±1 mm，測(cè)回間距離較差為±1 mm。當(dāng)CPⅢ平面網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)的水平方向和距離的技術(shù)要求不滿足以上技術(shù)要求時(shí)，該測(cè)站外業(yè)觀測(cè)值應(yīng)部分或全部重測(cè)。（3）CPⅢ平面控制網(wǎng)與CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，可采用在自由測(cè)站上觀測(cè)CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)的方法，或采用在CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)上置鏡觀測(cè)CPⅢ點(diǎn)的方法聯(lián)測(cè)。（4）CPⅢ平面網(wǎng)可根據(jù)施工需要分段測(cè)量，區(qū)段間重復(fù)觀測(cè)不應(yīng)少于6 對(duì)CPⅢ點(diǎn)，每一獨(dú)立測(cè)段首尾必須封閉。區(qū)段接頭不應(yīng)位于車站范圍內(nèi)。（5）在CPⅢ自由測(cè)站邊角交會(huì)法測(cè)量中，必須用與平差軟件兼容的數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行自動(dòng)記錄，采集軟件必須通過鐵道部相關(guān)部門正式鑒定。觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之前，必須對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行檢核。（6）外業(yè)記錄須在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)記錄各測(cè)站的實(shí)際情況，它是CPⅢ測(cè)量的重要原始數(shù)據(jù)，在每段CPⅢ測(cè)量結(jié)束后裝訂存檔。氣溫與氣壓等測(cè)站信息必須在外業(yè)期間正確輸入，使得測(cè)量數(shù)據(jù)為經(jīng)過氣象改正后的數(shù)據(jù)。

1.3 CPⅢ平面網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

測(cè)段之間銜接時(shí)，前后測(cè)段獨(dú)立平差重疊點(diǎn)坐標(biāo)差值應(yīng)滿足≤±3mm。滿足該條件后，后一測(cè)段CPⅢ網(wǎng)平差，應(yīng)采用本測(cè)段聯(lián)測(cè)的CPⅡ控制點(diǎn)及重疊段前一區(qū)段連續(xù)的1～3 對(duì)CPⅢ點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行約束平差。不滿足該條件時(shí)，要認(rèn)真分析原因，并進(jìn)行復(fù)測(cè)。

1.4 成果資料整理

整理中應(yīng)注意：（1）觀測(cè)和計(jì)算成果應(yīng)做到記錄真實(shí)、注記明確、格式統(tǒng)一，并裝訂成冊(cè)歸檔管理。（2）原始觀測(cè)記錄必須在現(xiàn)場(chǎng)記錄清楚，不得涂改或憑記憶補(bǔ)記。手簿應(yīng)編列頁碼，注明觀測(cè)日期、氣象條件、使用的儀器類型和編號(hào)，詳細(xì)記載作業(yè)過程的特殊情況，并有作業(yè)者簽署。

2? CPⅢ網(wǎng)高程測(cè)量

2.1 CPⅢ高程測(cè)量技術(shù)要求及控制網(wǎng)布設(shè)

控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)：（1）CPⅢ控制網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)附合于路線水準(zhǔn)基點(diǎn)，按精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求施測(cè)，水準(zhǔn)路線附合長(zhǎng)度不得大于3km。（2）CPⅢ控制網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量可按矩形環(huán)單程水準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)。（3）CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)與線路水準(zhǔn)基點(diǎn)連測(cè)時(shí)，應(yīng)按精密水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行往返觀測(cè)。（4）CPⅢ高程控制網(wǎng)精密水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)滿足以下主要技術(shù)要求。

其中，精密水準(zhǔn)測(cè)量主要技術(shù)要求，見表2。

精密水準(zhǔn)測(cè)量精度要求，見表3。

2.2 CPⅢ高程網(wǎng)觀測(cè)

（1）在以下情況下，應(yīng)部分或全部重新測(cè)量CPⅢ高程網(wǎng)絡(luò)的野外觀測(cè)。

①當(dāng)CP高程網(wǎng)絡(luò)站的數(shù)據(jù)質(zhì)量超出要求時(shí)，應(yīng)重新測(cè)量站數(shù)據(jù); ②當(dāng)獨(dú)立閉路的閉路超過極限時(shí)，重新檢查閉路;當(dāng)極限差超過要求時(shí)，必須重新測(cè)量平整路線數(shù)據(jù);新測(cè)量后，△仍高于極限值，則應(yīng)重新測(cè)量整個(gè)CP高程水平測(cè)量的數(shù)據(jù)。

（2）用于校平的儀器和水平儀必須滿足以下要求。

①水平儀觀察軸與水平管軸之間的角度，DS1水平儀不應(yīng)超過15″;DS3水平儀不應(yīng)超過20″;②水平儀的平均間隔與標(biāo)尺間隔的標(biāo)稱長(zhǎng)度之差，水平儀不超過0.15mm，雙面水平儀不超過0.5mm;③當(dāng)?shù)诙?jí)水準(zhǔn)儀采用補(bǔ)償型自動(dòng)水準(zhǔn)儀時(shí)，補(bǔ)償誤差應(yīng)不超過0.2英寸。位置：使用DS05或DS1水準(zhǔn)儀讀取0.05mm或0.1mm，使用數(shù)字水準(zhǔn)儀讀取0.01mm。

2.3 CPⅢ高程內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

（1）CPⅢ高程網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)成果的質(zhì)量評(píng)定與檢核的內(nèi)容，應(yīng)該包括：測(cè)站數(shù)據(jù)檢核、水準(zhǔn)路線數(shù)據(jù)檢核，并計(jì)算每千米水準(zhǔn)測(cè)量的高差偶然中誤差，當(dāng) CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)的附合（閉合環(huán)）數(shù)超過 20 個(gè)時(shí)還要進(jìn)行每千米水準(zhǔn)測(cè)量的高差全中誤差的計(jì)算。CPⅢ高程網(wǎng)內(nèi)業(yè)平差計(jì)算和基礎(chǔ)控制資料的選用，應(yīng)滿足下列原則：CPⅢ高程網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)全部合格后，方可進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計(jì)算。CPⅢ高程網(wǎng)采用聯(lián)測(cè)的穩(wěn)定線路水準(zhǔn)基點(diǎn)、線上加密二等水準(zhǔn)點(diǎn)的高程作為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行固定數(shù)據(jù)平差計(jì)算。

（2）CPⅢ高程測(cè)量分段方式與CPⅢ平面測(cè)量分段方式一致，每段長(zhǎng)度不宜超過2km，前后段接邊時(shí)應(yīng)聯(lián)測(cè)另外一段2對(duì)CPⅢ點(diǎn)。區(qū)段之間銜接時(shí)，前后區(qū)段獨(dú)立平差重疊點(diǎn)高程差值應(yīng)≤±3mm。滿足該條件后，后一區(qū)段CPⅢ網(wǎng)平差，應(yīng)采用本區(qū)段聯(lián)測(cè)的線路水準(zhǔn)基點(diǎn)及重疊段前一區(qū)段的1對(duì)CPⅢ點(diǎn)，作為約束點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算。

3? 結(jié)語

綜上所述，本文認(rèn)為CPⅢ控制網(wǎng)在城市捷運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用中，重點(diǎn)需要注意以下幾個(gè)方面：

（1）使用全站儀測(cè)量前，首先對(duì)全站儀進(jìn)行觀測(cè)前的橫軸與豎軸校驗(yàn)（輸入校差后儀器內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行修正），同時(shí)需輸入觀測(cè)時(shí)環(huán)境溫度和氣壓值。

（2）CPⅢ點(diǎn)的編號(hào)統(tǒng)一（左側(cè)為奇數(shù)，右側(cè)為偶數(shù)）。編號(hào)一旦出錯(cuò)，或者測(cè)量時(shí)輸入錯(cuò)誤，都會(huì)給以后的工作帶來很多困難，所以細(xì)心是測(cè)量人員必不可少的素質(zhì)。

（3）測(cè)量人員操作過程中要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，避免不必要的人為誤差。

（4）棱鏡常數(shù)的設(shè)置要正確，測(cè)量時(shí)棱鏡的擺設(shè)位置必須正確。

（5）現(xiàn)場(chǎng)記錄。觀測(cè)和計(jì)算成果應(yīng)做到記錄真實(shí)、注記明確、格式統(tǒng)一，并裝訂成冊(cè)歸檔管理。原始觀測(cè)記錄必須在現(xiàn)場(chǎng)記錄清楚，不得涂改。手簿應(yīng)編列頁碼，注明觀測(cè)日期、使用的儀器類型和編號(hào)，詳細(xì)記載作業(yè)過程的特殊情況，并有作業(yè)者簽署。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳祥，田杰.上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].交通與運(yùn)輸，2017，33（4）：18-20.

[2] 張鵬飛.CPⅢ軌道控制網(wǎng)在地鐵隧道施工測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（10）：167-168.

[3] 劉宗鑫.CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)變強(qiáng)度分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2017.

[4] 李建章.無系統(tǒng)誤差的CPⅢ精密三角高程控制網(wǎng)仿真研究[J].測(cè)繪工程，2019（9）：1-5.

[5] 王歡.鐵路軌道控制網(wǎng)（CPⅢ）測(cè)量及其數(shù)據(jù)處理新技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2019.

[6] 陳洲.CPⅢ平面控制網(wǎng)前后區(qū)段搭接方法應(yīng)用與研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2019（2）：172-174.