高速鐵路CPⅢ控制測量中有關技術要點

馬超

【摘 要】隨著高速鐵路的快速發(fā)展，為高速鐵路服務的無砟軌道技術應運而生，高速鐵路運行中最終的行車性能好壞，取決于軌道的整體平順度，而軌道整體平順度又最大限度取決于CPⅢ控制網(wǎng)測量精度，因此CPⅢ控制網(wǎng)測量精度控制就顯得尤為重要。CPⅢ控制網(wǎng)測量精度高低主要取決于測量設備、布網(wǎng)方式以及平差計算軟件等。本文就CPⅢ控制測量有關技術要點進行了論述

【關鍵詞】高速鐵路；CPⅢ；控制；測量；技術要點

Abstract：With the rapid development of high-speed rail， for ballastless track technology of high-speed railway services came into being， Ultimate driving performance in a high-speed run， depending on the overall degree of ride comfort track， and track overall Ping Shundu depends on CP III the maximum control accuracy， Therefore CPⅢThe control net measuring accuracy control appears especially importantly。CP III control net survey precision depends primarily on measuring equipment， fabric mesh， and adjustment of software. This CP III author discusses the control measurement technology。

Keywords ：High speed rail； CPⅢ； Control； Measurement； Technical points

一、引言

隨著高速鐵路的快速發(fā)展，做為線路平面、高程及軌道鋪設的控制測量工作越來越重要。高速鐵路和客運專線與普通鐵路的最大區(qū)別就在于一次性建設而成的穩(wěn)固的線下工程和高平順要求的軌道結構。高速鐵路建成運行后要求“高速度、高平順”實現(xiàn)的前提是軌道的高平順，因此在高速鐵路中普遍采取了無砟軌道，無砟軌道具有軌道幾何狀態(tài)一次成型，結構后期調整量小等特點，對工后沉降要求比較嚴格，這也對工程測量提出了新的和更高的要求，為了適應這一新的測量要求，鐵道部提出了為無碴軌道鋪設和運營維護基準的CPⅢ（基樁控制網(wǎng)）測量。

CPⅢ控制網(wǎng)測量精度高低主要取決于測量設備、布網(wǎng)方式以及平差計算軟件等。本文以某高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)測量中各項技術指標及要求進行闡述。

二、CPⅢ控制點布設前的準備工作

為掌握精測網(wǎng)控制點穩(wěn)定性，在CPⅢ建網(wǎng)之前須對精測網(wǎng)進行全面復測，對CPI和CPII測點的保護情況及各項數(shù)據(jù)進行核對，復測無誤后，采用合格的復測成果對CPⅢ網(wǎng)進行約束平差。

無碴軌道對線下基礎工程的工后沉降要求非常嚴格，CPⅢ的控制網(wǎng)測量還應待線下工程沉降和變形滿足要求，且滿足無碴軌道鋪設條件評估通過后進行。

三、CPⅢ控制點的布設

CPⅢ點應成對布設，距離布置一般為60 m，埋設于接觸網(wǎng)桿或其基礎、橋梁防撞墻等位置。CPⅢ點布設高度應大致等高，并應設在設計軌道高程面0.5m以上。

CPⅢ點的埋設一般宜采用預埋方式進行布設；對于后埋的，應采用快干砂漿、水泥或者錨固劑等進行固定，確保CPⅢ標志預埋件的穩(wěn)固。

（一）橋梁段CPⅢ點的布設

CPⅢ點宜布設在簡支梁固定端距梁端0.5m的位置。

1）簡支梁部分

對于32m簡支箱梁每2孔布置一對CPⅢ點，相鄰兩對CPⅢ點相距約64m；

2）剛構連續(xù)梁

對于剛構連續(xù)梁的情況，CPⅢ點應優(yōu)先布設于固定端上方。

（二）路基段CPⅢ控制點的布設

路基段使用鋼筋混凝土成對澆筑CPⅢ輔助立柱。

CPⅢ輔助立柱直徑為25cm，頂面高于設計軌頂面至少30cm，待基樁穩(wěn)定后，在CPⅢ輔助立柱上使用快干砂漿或者錨固劑埋設CPⅢ標志預埋部分。

四、CPⅢ控制網(wǎng)測量

CPⅢ測量精度要求高，測量工作量大，線路里程長，為保證測量成果的可靠性，根據(jù)管無碴軌道施工組織計劃，為滿足無碴軌道安裝及精調工作， CPⅢ測量工作由總工程師和測量隊長領導下開展，并配置滿足測量精度的儀器及專業(yè)測量人員。

用于CPⅢ測量的儀器通過了國家定點機構的鑒定并在有效期內，且全站儀滿足精度要求。

（一）CPⅢ平面控制測量

為滿足CPⅢ平面控制測量的需要，使用帶目標自動搜索及測量的自動化全站儀，例如Leica TCA2003（0.5″，1mm+1ppm），Leica TCRA1201（1″，1mm+1.5ppm）帶自動觀測和數(shù)據(jù)采集功能的全站儀各一套，每臺儀器應至少配14個棱鏡，使用前應對棱鏡進行檢測，并對每個棱鏡編號，相同的點使用固定的棱鏡進行觀測。

（二）CPⅢ平面網(wǎng)外業(yè)觀測

（1）測量方法

CPⅢ控制網(wǎng)采用自由設站邊角交會法施測。

CPⅢ平面網(wǎng)應附合于CPI、CPⅡ控制點上，每600m左右應聯(lián)測一個CPI或CPⅡ控制點。

CPⅢ自由設站邊角交會測量

測站（自由站點）

CPⅢ控制點

向CPⅢ點進行的測量（方向、角度和距離）

CPⅢ點距離為60m左右，且不應大于80m，觀測CPⅢ點的目標距離一般為150m左右，最大不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量3組完整的測回。應記錄于每個測站的：T 溫度、氣壓以及CPI、CPⅡ點上的目標點的棱鏡高測量，并將溫度、氣壓改正輸入每個測站上。對于線路有長短鏈時，應注意區(qū)分重復里程及標記的編號。

（2）精度指標控制

水平角測量的精度應按如下要求進行：

1、水平方向：2-3測回。

2、測站至CPⅢ標記點間的距離：2-3測回。

3、觀測各項限差要求不應超過下表的規(guī)定，觀測最后結果按等權進行測站平差。

4、距離的觀測應與水平角觀測同步進行，并由全站儀自動進行，并滿足下表精度要求。

距離測量一測回是全站儀盤左、盤右各測量一次

5、平面測量可以根據(jù)測量需要分段測量，其測量范圍內的CPI及CPⅡ點應聯(lián)測。

CPⅢ平面網(wǎng)主要技術指標

（三）CPⅢ高程控制網(wǎng)測量

CPⅢ高程控制點與平面控制點共點，用于CPⅢ高程測量的水準儀應通過國家定點機構的鑒定并在有效期內，且水準儀必須滿足如下精度要求：

1、儀器標稱精度不低于DS1級；

2、推薦使用徠卡DNA03及天寶DINI03系列電子水準儀，并配備相應的銦瓦尺。

（四）CPⅢ控制網(wǎng)高程測量

CPⅢ控制點高程測量采用單程精密水準測量方法進行，CPⅢ控制點間的水準路線圖如下圖，以保證每相鄰的4個CPⅢ點之間都構成一個閉合環(huán)。外業(yè)觀測時，閉合環(huán)的4個高差應該由兩個測站完成，按后-前-前-后或前-后-后-前的順序測量。

CPⅢ點與上一級水準點的高程聯(lián)測時，應采用獨立往返精密水準測量的方法進行，觀測路線如下圖。

（五）外業(yè)觀測中注意事項

（1）嚴格按照精密水準測量觀測方法進行觀測；

（2）每一測站水準標尺需借助尺撐立直，尺墊重量應符合相應等級水準測量規(guī)定的標準；

（3）每一站搬站之前都檢查各種指標是否超限，有超限的分析原因，立即重測；

（4）如遇太陽天氣要注意打傘；

（5）每天觀測完都應該檢查當天的測量數(shù)據(jù)是否中存在問題，如果確有問題的必須對不合格的數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場補測。

（六）內業(yè)數(shù)據(jù)處理

在自由設站CPⅢ測量中，測量時必須使用與全站儀能自動記錄及計算的專用數(shù)據(jù)處理軟件。

觀測數(shù)據(jù)存儲之前，必須對觀測數(shù)據(jù)的質量進行檢核。包括如下內容：

儀器高、棱鏡高；

觀測者、記錄者、復核者簽名；

觀測日期、天氣等氣象要素記錄。

檢核方法可以采用手工或程序檢核。觀測數(shù)據(jù)經(jīng)檢核不滿足要求時，及時提出重測，經(jīng)檢核無誤并滿足要求時，進行數(shù)據(jù)存儲，提交給數(shù)據(jù)計算、平差處理。

數(shù)據(jù)計算、平差處理必須是經(jīng)采用通過鐵道部相關部門正式鑒定軟件，在計算報告中要說明軟件名稱。自由設站點、CPⅢ點進行整體平差。

五、結束語

總之，在高速鐵路的測量中CPⅢ控制網(wǎng)對無砟軌道施工及精調起著至關重要的作用，因此CPⅢ控制網(wǎng)布設及測量工作中應按照科學的方法、嚴謹?shù)膽B(tài)度，在控制網(wǎng)的外業(yè)測設及內業(yè)資料的整理中，要全面考慮可能影響測量精度的天氣、人為、氣溫等多種因素，保證測量的精度滿足要求，用高精度的測量來為后續(xù)無砟軌道的安裝、調試及高速鐵路的開通運營保駕護航。

參考文獻：

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[3]《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314-2001）；

[4]高速鐵路工程測量規(guī)范（TB10601-2009）；

[5]鐵道部《CPⅢ測量管理辦法》。