論高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)和精度要求

■俞建康

（浙江省統(tǒng)一征地事務(wù)辦公室浙江杭州310007）

論高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)和精度要求

■俞建康

（浙江省統(tǒng)一征地事務(wù)辦公室浙江杭州310007）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速鐵路建設(shè)也取得了很大進(jìn)展?，F(xiàn)在的高鐵運行速度，基本上都能達(dá)到250—350 km/h。要保持這種旅客列車在這么高時速運行的安全性和舒適性，必須保證鐵路軌道的平順度。保證鐵路軌道的平順度，就需要做好高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)。就高速鐵路控制網(wǎng)的布設(shè)和精度要求，本文作了淺論。

高速鐵路控制網(wǎng)布設(shè)精度

1 關(guān)于線路平順度

線路平順度的要求和控制測量的精度有一定的關(guān)系，對于線路形狀來說，平順度只是一種局部誤差,不能依線路平順度的要求作為控制測量的精度標(biāo)準(zhǔn)。因為，平順度對線路位置誤差的影響有積累性和擴(kuò)大的趨勢，當(dāng)實際線路偏離設(shè)計位置很遠(yuǎn)時，線路仍舊可以滿足平順度要求。軌道平順度包含線路方向和縱向方向兩個分量，線路方向的不平順是指鋼軌頭內(nèi)側(cè)與鋼軌方向垂直的凸凹不平順。高速鐵路平順度要求在線路方向每10米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米。

2 控制網(wǎng)的精度平差

保證鐵路軌道的平順度，必須保障鐵路施工測量的精準(zhǔn)度，要對鐵路進(jìn)行精準(zhǔn)測量，合理布設(shè)。

現(xiàn)以直線線路討論短波平順度對線路位置的影響，當(dāng)在10米處產(chǎn)生2㎜不平順度時，線路將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（82.5〃），直線B移至B′點。每個不平順度具有偶然性，因此，由各段不平順度產(chǎn)生的點位移按偶然誤差計算，設(shè)AB為150米，則=127㎜。

按長波平順度要求，從控制測量精度來講，150米處不大于10㎜，當(dāng)在150米處產(chǎn)生10㎜不平順度時，線路將出現(xiàn)轉(zhuǎn)折角為（27.5〃）。設(shè)AB為900米，則Mβ=147㎜。雖然如此，如果僅僅控制軌道的平順度，在達(dá)到要求的情況下，軌道的整體線形總是不能保證，要比每20米弦實測正矢與理論正矢之差為2毫米的精度要求高。因此，在客運專線無砟軌道的施工過程當(dāng)中，僅僅控制軌道的平順度是不夠的，我們還需要建立無砟軌道施工測量控制網(wǎng)來實現(xiàn)軌道的總體線形的正確。

2.1 CPI、CPⅡ布測方法

CPI沿線路走向，每4千米一個或一對點，按鐵路B級GPS測量要求施測?；€邊方向中誤差不大于1.3〃，最弱邊相對中誤差1/170000。CPⅡ在CPI的基礎(chǔ)上采用GPS測量或?qū)Ь€測量方法施測。點間距離800～1000米。GPS測量按鐵路C級要求施測?；€邊方向中誤差不大于1.7〃，最弱邊相對中誤差1/100000；導(dǎo)線測量等級為四等，測角中誤差2.5〃，相對閉合差1/40000。

2.2 CPⅢ控制點的布測方法

（1）CPⅢ控制點的元器件：采用工廠精加工元器件用不易生銹及腐蝕的金屬材料制作，CPⅢ控制點標(biāo)志重復(fù)安置精度應(yīng)達(dá)0.3㎜。

（2）CPⅢ控制點的布設(shè)。首先，CPⅢ控制點距離布置一般為60 m左右，且不應(yīng)大于80 m，CPⅢ控制點布設(shè)高度應(yīng)與軌道面高度保持一致的高度間距。其次，CPⅢ控制點的定位精度要求控制點可重復(fù)性測量精度。

2.3 CPⅢ控制點的測量

當(dāng)采用全站儀時必須滿足如下精確度要求：角度測量精確度：≤1〃距離測量精確度：1㎜+2ppm使用帶目標(biāo)自動搜索及測量的自動化全站儀。每臺儀器應(yīng)至少配13套棱鏡，使用前應(yīng)對棱鏡進(jìn)行檢測。

具體到測量時，CPⅢ控制網(wǎng)采用自由設(shè)站交會網(wǎng)（《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》稱為“后方交會網(wǎng)”）的方法測量，自由測站的測量，從每個自由測站，將以2 x 3個CPⅢ-點為測量目標(biāo)，每次測量應(yīng)保證每個點測量3次。CPⅢ控制點→向CPⅢ點進(jìn)行的測量（方向、角度和距離）←→CPⅢ控制點距離為60m左右，且不應(yīng)大于80m，觀測CPⅢ點允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為120m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(yīng)記錄于每個測站的：T溫度、氣壓以及CPI、CPⅡ-點上的目標(biāo)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(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標(biāo)記的編號。

再次，水平角測量的精度應(yīng)按如下要求進(jìn)行：第一，測量水平方向：測回；第二，測量測站至CPⅢ標(biāo)記點間的距離：測回。第三，方向觀測各項限差根據(jù)《精密工程測量規(guī)范》（GB/T 15314-1994）的要求，觀測最后結(jié)果按等權(quán)進(jìn)行測站平差。第四，每個點應(yīng)觀測3個全測回。第五，距離的觀測應(yīng)與水平角觀測同步進(jìn)行，并由全站儀自動進(jìn)行。

最后，平面測量可以根據(jù)測量需要分段測量，其測量范圍內(nèi)的CPⅡ點應(yīng)聯(lián)測。

3 精密高程測量

3.1 方案

測量線路水準(zhǔn)基點埋設(shè)在線路附近穩(wěn)定且不易被破壞的地方，一般要求埋設(shè)在橋墩底部，且作業(yè)后確保無運梁車通過。

測量線路水準(zhǔn)基點的編號按以下原則編排：BM-X-XX，X代表標(biāo)段號，XX為標(biāo)段內(nèi)按里程增大方向的順序編號，點號標(biāo)志字號應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)格字模，字高為6cm的正楷字體刻繪，并用白色油漆抹底，黑色油漆噴寫編號，點號銘牌白色抹底規(guī)格為40cm×30cm。

測量線路水準(zhǔn)基點的埋設(shè)要求同精測網(wǎng)中的水準(zhǔn)點埋點要求。水準(zhǔn)點測量應(yīng)采用不低于DS1的水準(zhǔn)儀，須經(jīng)過檢定，并處于檢定有效期內(nèi)。

水準(zhǔn)測量的儀器及水準(zhǔn)尺類型應(yīng)按測量等級的要求選擇，宜優(yōu)先采用相應(yīng)等級的數(shù)字水準(zhǔn)儀及其自動記錄功能采集數(shù)據(jù)，觀測數(shù)據(jù)采用儀器內(nèi)置儲存器記錄，并轉(zhuǎn)換成電子手簿。

3.2 技術(shù)要求

二等水準(zhǔn)線路跨越特大河流時，應(yīng)按現(xiàn)行《國家一、二等水準(zhǔn)測客運專線精密控制網(wǎng)測量量規(guī)范》中關(guān)于跨河水準(zhǔn)測量有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

3.3 數(shù)據(jù)處理

（1）高程控制網(wǎng)測量按照《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB10601-2009二等水準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)施測，以聯(lián)測的原線路水準(zhǔn)基點為起算點，進(jìn)行整體嚴(yán)密平差計算，采用專業(yè)平差軟件平差。高程成果保留到0.1mm。

（2）水準(zhǔn)測量作業(yè)結(jié)束后，每條水準(zhǔn)路線應(yīng)按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差；當(dāng)水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時，還應(yīng)按環(huán)線閉合差計算Mw。

U238[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-464-1