城市軌道交通任意設站平面控制網測量技術分析

付俊峰

（中鐵第六勘察設計院集團有限公司 天津 300308）

1 工程概況

洛陽市的城市軌道交通1號線線路全長為22.403km，按地下線敷設。設車站18座，平均站間距為1.3km，其中武漢路站、王城公園站、解放路站、周王城廣場站、青年宮站為地下三層站，其他站點為地下建設兩層站；線路東部設停車場，接軌于楊灣站。1號線工程在解放路站設置與2號線的聯絡線。

本工程采用B型車，6輛編組，4動2拖；DC1500V架空接觸網供電，最高運行速度80km/h。

2 自由設站平面控制網測量

2.1 布網、埋標

2.1.1 軌道基礎控制點測量組件

軌道基礎控制點測量組件統一采用“單軸三維測量標志組件”。控制點測量組件標志通過專用平面測量棱鏡、平面測量桿以及預埋件等構建而成。軌道基礎控制點設立、布置一致的強制對中標志，檢查是其使用前的一項重要工作。標志幾何尺寸的加工誤差應≤0.05mm，如達不到此要求需進行返廠更換。

2.1.2 軌道基礎控制點的布置

軌道基礎控制點按軌道工程設計單位發布的限界圖中軌道基礎控制點位置沿線路成對布設，直線段縱向間距布置為50~60m，曲線段縱向間距布置為30~40m。軌道基礎控制點成對埋設于隧道側墻、中隔墻或站臺廊檐上。同一對點里程差≤3m，點位布設大致等高，高差≤10cm且＞設計軌道頂面高程以上0.3m左右。

2.1.3 軌道基礎控制點預埋要求及方法

軌道基礎控制點設置在方便測量、不容易遭到破壞、可靠和穩固的地方，并且應當防震動、防沉降、防凍和抗移動。

在預埋件埋設過程中，最先選擇大致水平位置并用25mm直徑鉆頭垂直于隧道管片（或者隧道側墻、中隔墻、站臺廊檐、高架遮板）鉆孔，孔深50mm。鉆孔后用高壓打氣筒對準孔口充氣以便于清理出孔內的灰塵。埋設時要確保預埋件盡量達到水平的要求，選用質量良好的植筋膠填補孔位，然后把預埋件放好，按照固定的方法重新調配預埋件水平，保證預埋件管口與水泥面平行或稍微高出一點，植筋膠沿預埋件外壁溢出后抹勻，不得污染預埋件頂面[1]。待植筋膠凝固后進行再一次檢查，標志必須安穩牢固且不能搖晃擺動，標志內要保證沒有任何異物并且蓋上防塵蓋。預埋件埋設完畢之后如長期沒有使用則須定期進行檢查，并對丟失防塵蓋的標志點位加蓋防塵蓋，以此來防止異物進到預埋件里面導致預埋件的使用及其精度受到影響[2]。

2.2 點號編制原則

編號標注清楚、分明地標記在側墻或車站廊檐上，在同一路段內點號標志的高度應該保持一致。采用統一規格字模作為點號標志字號，用字高為6cm的正楷字體雕刻、描繪，然后選用白色油漆涂抹底部，噴寫點編號時要用紅色油漆。40cm×30cm為點號標牌的白色抹底規格，紅色油漆要標注清楚工程線名簡稱，軌道的基礎控制點編號，“嚴禁破壞”字樣，每行居中進行排列。

2.3 平面控制網測量

（1）軌道基礎控制網的測量要重視以下幾點：

①保證和已安裝的預埋件配套統一，選擇質量良好的平面測量桿；

②把測量桿旋進埋放到正確位置的預埋件，讓測量桿的突出橫截面與預埋件管口達到嚴密連接的程度。禁止使用錘子、扳手等工具強制用力安裝測量桿；

③測量完將用防塵蓋將預埋件蓋上；

④搬運、運輸過程中防止測量桿相互碰撞、磨損。

（2）軌道基礎控制網平面測量：

①軌道基礎控制網平面測量外業觀測；

軌道基礎控制網采用自由測站邊角交會的方法施測。控制網附合于既有的高等級線路控制點上，采取固定數據平差的方法。如果高等級線路控制點位密度與位置不能達到聯測要求，就要按照同精度內插的方式讓高等級線路控制點實現加密。

自由測站間距為30~60m，每個基礎控制點有4個自由測站的獨立觀測。

自由測站與高等級線路的控制點進行聯測時，至少會有三個或三個以上的自由測站進行聯測，見圖1。

圖1 自由測站聯測高等級控制點

②軌道基礎控制網平面測量主要技術要求；

平面測量時可以依據施工的需要分段測量，分段測量的區段長度最好不要小于一個區間段，區段間的重復觀測不能少于4對控制點，首尾必須封閉是每一獨立測段的要求。道岔區不能作為區段銜接處，軌道基礎控制網的測段及測段銜接網型見圖2、圖3。

圖2 軌道基礎控制網測段首尾網型

圖3 軌道基礎控制網重疊測段銜接網型

選用與平差軟件兼容的數據采集軟件進行自動記錄可以運用于自由測站邊角交會法測量中，在存儲觀測數據之前要對觀測數據的準確與否進行檢查核實。外業記錄在現場測量時記錄各測站的實際情況須按照統一表格格式填寫，并于每段軌道基礎控制網測量完成后裝訂成冊、存入檔案。

3 任意設站平面控制網數據處理

專用平差軟件可以用于任意設站平面網平差進行平差，并進行網平差計算的精度和軌道基礎控制網的外業觀測數據的檢查核實。獨立自由網平差可用于平面測量，再選用合格的平面起算點進行固定約束平差。

軌道基礎控制網的自由平差精度指標為：方向改正數應在±3″范圍內，距離改正數應在±2mm內。

自由平差網滿足要求后進行平面約束平差。約束平差前對采用的平面起算點進行精度檢核。軌道基礎平面網約束平差后的精度，應滿足表1的規定。

表1 軌道基礎控制網平面測量固定約束網平差后的技術要求

根據施工需要進行分段測量是軌道基礎控制網的一種方法，分段測量的測段長度不能小于一個區間。測段間的重復觀測不能少于4對軌道基礎控制點，把其當作分段重疊觀測區域，以便于測段的互相連接。區間之間互相連接時，在兩區段獨立平差后重疊點坐標差值應該≤±3mm。如滿足條件應該使用余弦平滑方法或者約束平差對區段銜接進行處理。

進行自由網及約束網整體平差是軌道基礎控制網點必須要完成的。在計算平差時要對每一項精度作出評定。

4 結束語

任意設站平面控制網鋪設的軌道有更好的平順性，可以減少運營期間產生的振動和噪聲，大大提高乘坐舒適性。相對于基標，任意設站控制點預埋件埋設于結構中，能夠更好地被保護，避免在施工或者運營期被破壞且為后續工作提供測量基準。此外，任意設站控制網測量技術還有更多的優點，勢必在今后的軌道交通工程中得到大力推廣。