高速鐵路工程測量技術(shù)存在問題及解決措施

林漢云（福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司）

高速鐵路工程測量技術(shù)存在問題及解決措施

林漢云（福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司）

近些年來，我國鐵路建設(shè)事業(yè)得到不斷發(fā)展，尤其是高速鐵路憑借其速度快、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，已然成為當(dāng)今鐵路化發(fā)展的主流。對高鐵來說，它最突出的特點(diǎn)就是具有高度的平順性，從大量的工程實(shí)踐中可以證實(shí)，采用無砟軌道是很好的選擇。然而在無砟軌道鋪設(shè)過程中，對工程測量精度要求非常高。所以，在鐵路建設(shè)工程中，對高速鐵路工程測量技術(shù)的掌握是很有必要的。本文對我國高速鐵路工程測量技術(shù)上存在的一些問題做出分析，并在此基礎(chǔ)上介紹怎樣實(shí)現(xiàn)高精度的高速鐵路工程測量，希望可以為今后高鐵建設(shè)提供有價值的參考。

工程測量技術(shù)；存在的問題；高精度測量

1 引言

交通運(yùn)輸業(yè)與國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有很大的聯(lián)系，在高速發(fā)展的今天，我國大力發(fā)展高鐵建設(shè)，國家對高速鐵路工程測量的要求也不斷提高，對高速鐵路測量中應(yīng)用到的技術(shù)要求也越來越高。一般情況下，傳統(tǒng)的測量技術(shù)都存在一些不足，甚至跟不上時代發(fā)展得腳步，因此，這就需要將先進(jìn)的測量技術(shù)應(yīng)用到高速鐵路工程測量中。我國的高速鐵路工程測量技術(shù)在不斷提高，以適應(yīng)我國高速鐵路建設(shè)的發(fā)展，只有保證了工程測量的精度要求，才能夠很好的滿足高速鐵路發(fā)展需求。

2 高速鐵路工程測量

2.1 高速鐵路工程測量的內(nèi)容

就鐵路建設(shè)來看，無論是鐵路的勘測設(shè)計(jì)、工程施工，還是項(xiàng)目完成后的驗(yàn)收和維護(hù)，這些都離不開對工程的精密測量工作。工程測量工作需要貫穿于整個高速鐵路建設(shè)的過程中，其對高鐵工程建設(shè)具有非常重要的意義。高速鐵路工程測量的內(nèi)容也包含了多個方面，例如對軌道施工的測量、對高速鐵路平面高程控制的測量以及對鐵路運(yùn)行維護(hù)的測量等。這些測量內(nèi)容的精確度都是確保高速鐵路建設(shè)質(zhì)量的重要依據(jù)，所以，鐵路工程相關(guān)工作人員必須高度重視工程測量問題。

2.2 高速鐵路工程測量的目的

在高速鐵路工程建設(shè)過程中，做的所有工作都是為了確保高鐵工程的質(zhì)量及安全，高速鐵路工程測量也不例外。工程測量主要是根據(jù)高鐵工程的實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)各級平面高層控制網(wǎng)，然后在精密測量網(wǎng)的控制下，對工程建設(shè)中每個施工環(huán)節(jié)有效實(shí)施，最終順利完成高速鐵路的建設(shè)。由于高速鐵路的建設(shè)在各方面的要求都很高，所以，在進(jìn)行高速鐵路工程測量的時候，應(yīng)該根據(jù)鐵路工程的實(shí)際情況，按照設(shè)計(jì)的線型對鐵路線路進(jìn)行施工。為了確保軌道的平順性，精度要控制在毫米級的范圍內(nèi)，來確保在車輛行駛中具有舒適性和安全性。

2.3 高速鐵路測量技術(shù)的要求

軌道是高速鐵路的重點(diǎn)建設(shè)環(huán)節(jié)。高鐵軌道一般可以分為有砟軌道和無砟軌道。無砟軌道較有砟軌道平順性以及穩(wěn)定性要好，軌道的耐久性也隨之大幅提升。但應(yīng)注意的是，無砟軌道對工程基礎(chǔ)的質(zhì)量有非常高的要求，如果工程基礎(chǔ)有沉降等問題，不僅會影響行車安全，甚至造成災(zāi)難。這就對工程測量精度提出了極高的要求。另外，對于無砟軌道而言，在施工完畢后，很難對其進(jìn)行調(diào)整，所以，為避免多個環(huán)節(jié)的誤差積累，高鐵軌道工程測量必須具有嚴(yán)格的控制網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

3 高速鐵路工程測量技術(shù)存在問題

3.1 測量儀器導(dǎo)致的質(zhì)量問題

在實(shí)際鐵路工程測量中，測量儀器的質(zhì)量問題以及使用不當(dāng)是導(dǎo)致工程測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的一個重要因素，主要表現(xiàn)在：①測量儀器相對落后，達(dá)不到當(dāng)前工程測量的標(biāo)準(zhǔn)要求。在一些工程施工中，為了節(jié)省成本，不能及時的換新的儀器，還在使用比較老式的測量儀器，這樣難保證測量精度；②測量人員在使用測量儀器進(jìn)行工程測量時，往往憑借自己的經(jīng)驗(yàn)對工程測量，沒能夠按照相關(guān)的規(guī)范來使用儀器，這很可能使測量的數(shù)據(jù)與實(shí)際不符，最終導(dǎo)致鐵路工程出現(xiàn)質(zhì)量問題；③沒能按照相關(guān)的規(guī)定來管理儀器，造成儀器失真。而對于工程測量儀器來說，其管理及保養(yǎng)都需要專業(yè)人員來進(jìn)行，不能讓其他人員隨意使用或放置，以防儀器失去精度。

3.2 未能控制好測量質(zhì)量

對于高速鐵路工程質(zhì)量監(jiān)控來說，它既涉及到鐵路工程的質(zhì)量問題，又涉及到人們的生命和財產(chǎn)安全問題，不僅需要相關(guān)部門的監(jiān)察，更加需要政府的職能監(jiān)督。政府及社會監(jiān)理要和相關(guān)部門協(xié)同進(jìn)行工程驗(yàn)收，高鐵質(zhì)量重中之重不可忽視。然而，許多工程監(jiān)理沒能擔(dān)負(fù)起應(yīng)盡的責(zé)任，沒有按照監(jiān)理要求對工程質(zhì)量進(jìn)行評估。其次有一些監(jiān)理人員未使得當(dāng)?shù)臏y量儀器進(jìn)行工程監(jiān)理，這會很大程度上影響監(jiān)理質(zhì)量。

3.3 工程測量產(chǎn)生誤差

3.3.1 GPS測量誤差

對于高鐵工程測量的前兩個階段，都是需要采用GPS測量方式，而此種方式很容易出現(xiàn)誤差，其誤差的來源可以分為以下三類：

（1）與控制段相關(guān)的誤差，包括星歷誤差和衛(wèi)星時鐘誤差，指的是在衛(wèi)星傳播過程中導(dǎo)航電文的參數(shù)值產(chǎn)生誤差。

（2）與接收機(jī)有關(guān)的誤差，一般是接收機(jī)噪聲引起的誤差。

（3）與衛(wèi)星信號有關(guān)的誤差，指信號受到接收機(jī)和衛(wèi)星之間的傳播介質(zhì)的影響而造成的誤差。

3.3.2 CPⅢ控制測量誤差

CPⅢ控制網(wǎng)測量方式是采用后方交會全站儀自由設(shè)站的形式。誤差來源主要是：

（1）由觀測值誤差產(chǎn)生的自由設(shè)站點(diǎn)誤差，主要原因是出現(xiàn)了方向觀測誤差；

（2）兩相鄰測站在平面位置和高程產(chǎn)生的相對誤差；

（3）全站儀測量軌道各點(diǎn)的誤差。

4 工程測量問題的解決措施

4.1 提高工程測量中的技術(shù)創(chuàng)新

我們的社會在不斷進(jìn)步發(fā)展，對于鐵路工程測量技術(shù)來說，也需要不斷的創(chuàng)新。把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到工程測量之中，有效的提高鐵路工程測量技術(shù)水平?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，在一定意義上說，測量技術(shù)的提升以及測量標(biāo)準(zhǔn)的提升既能夠降低高鐵工程測量的花費(fèi)，又能夠確保高鐵工程施工的進(jìn)度和質(zhì)量。因此，我國要推動高速鐵路工程測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與革新，保證我國高速鐵路事業(yè)順利發(fā)展。

4.2 加強(qiáng)對高速鐵路工程測量中各項(xiàng)制度的制定與實(shí)施

這包含了在高速鐵路工程測量取得成果的復(fù)測、交接、施工過程等環(huán)節(jié)上要嚴(yán)格遵守相關(guān)的管理辦法，進(jìn)而使工程測量行為規(guī)范起來，確保高鐵工程測量成果的質(zhì)量。如今高速鐵路工程建設(shè)不斷發(fā)展，鐵路施工技術(shù)要求的精度也在不斷增高。對此高鐵工程的負(fù)責(zé)人要把眼光放長遠(yuǎn)，同時要根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況，引進(jìn)先進(jìn)、實(shí)用的設(shè)備儀器，為提高高速鐵路工程的測量質(zhì)量打下一個良好的基礎(chǔ)，為我國的高速鐵路工程事業(yè)提供推動力量。

4.3 要加強(qiáng)對工程測量工作的監(jiān)督與管理

把高速鐵路工程測量的監(jiān)督工作放到首位。①工作人員必須了解高速鐵路工程測量過程中的每一個細(xì)節(jié)，遵守相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，施工人員也不能僅僅依賴自己的工作經(jīng)驗(yàn)來測量。②高鐵工程測量工作人員要擔(dān)負(fù)起自身的責(zé)任，對測量數(shù)據(jù)嚴(yán)格把關(guān)，并反復(fù)審查所得數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)萬無一失。在高速鐵路工程測量的數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際中，必須要再次核實(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性是保證鐵路工程質(zhì)量的首要前提，因此，必須將監(jiān)督工作有效落實(shí)。

4.4 減弱工程測量誤差

4.4.1 GPS測量誤差的減弱措施

衛(wèi)星時鐘造成的誤差是系統(tǒng)誤差，它包括時鐘的隨機(jī)誤差及頻偏、鐘差等所產(chǎn)生的誤差。對于這種誤差往往可以通過差分技術(shù)和鐘差改正法來減弱。此外還有星歷誤差，它可采用相位觀測量求差法來獲取高精度的相對坐標(biāo)，從而減弱或消除誤差。對于高精度、長距離的測量可以采取精密星歷法來削弱。另外，對于整體的星歷誤差還可以通過軌道改進(jìn)法、同步求差法等來減弱誤差。

要消除與衛(wèi)星傳播有關(guān)的誤差，可以通過傾斜因子系數(shù)來解決電離層的折射使得碼相位測量變長，載波相位變短的問題，也可以選擇一個特定的時間段觀測，然后使用同步觀測量求差法來消除誤差。

可采用差分法來處理與接收站有關(guān)的誤差，如果要求高精度定位，可以使用外接頻標(biāo)，給接收站提供高精度的時間標(biāo)準(zhǔn)。或者是在求解的時候把接收機(jī)的鐘差作為獨(dú)立未知數(shù)處理。

4.4.2 CPⅢ控制誤差的減弱

我們不能完全的消除全站儀測量所造成的誤差，只能采取一定的方法來合理的減弱誤差，所測量的軌道各點(diǎn)在豎直方向的不平順性跟觀測高度角是有關(guān)的，觀測水平方向與在水平方向的不平順性有關(guān)，正矢誤差與測量距離和誤差角度有關(guān)，想要減弱正矢誤差，就要控制觀測距離和觀測角度的誤差，還要盡量縮小觀測距離。

5 結(jié)語

工程測量對于工程施工來說是一個非常重要的環(huán)節(jié)，工程測量精度對工程項(xiàng)目施工質(zhì)量會有著很大作用。施工前要運(yùn)用工程測量技術(shù)重新核實(shí)測量結(jié)果，一旦測量技術(shù)出現(xiàn)問題，整個工程可能就會出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。高速鐵路工程施工是一項(xiàng)系統(tǒng)且又復(fù)雜的工程項(xiàng)目，必須保證鐵路軌道的平順性，才能確保高速運(yùn)行的列車安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對高速鐵路工程測量技術(shù)要求非常高。想要使高速鐵路發(fā)展的更好更快，就要繼續(xù)深入研究工程測量技術(shù)，還要加大對高速鐵路工程測量的監(jiān)督力度，在嚴(yán)格的審查制度下，工作人員才會具有高度責(zé)任心的工作態(tài)度，并且能夠認(rèn)真完成自己的工程測量任務(wù)，進(jìn)而促進(jìn)我國高鐵工程事業(yè)的快速發(fā)展。

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2095-2066（2016）29-0191-02

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