CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

金宏章

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714098

摘要：近年來，伴隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，采用控制導(dǎo)線的既有線運(yùn)營成果顯示：軌道安裝測量精度誤差大和軌道幾何尺寸檢查手段落后的這些地鐵軌道工程的質(zhì)量通病高頻發(fā)生，嚴(yán)重影響列車運(yùn)行的舒適度及軌道配件的使用壽命，因此在城市軌道交通建設(shè)過程中引進(jìn)CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)解決線路問題成為一種新的技術(shù)嘗試。CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)采用自由設(shè)站、邊角交會(huì)網(wǎng)的測量方法，在我國高鐵建設(shè)過程已全面推廣。廣州地鐵九號線一期軌道工程是廣州市軌道交通建設(shè)首次應(yīng)用CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)的新線之一，也是我司首次監(jiān)理的CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)的軌道項(xiàng)目，現(xiàn)將該技術(shù)在監(jiān)理實(shí)踐中的應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；CPⅢ控制網(wǎng)；測量技術(shù)；軌道工程；應(yīng)用；差異

廣州市軌道交通九號線一期經(jīng)廣州市花都區(qū)和白云區(qū)，線路呈東西走向，大致沿風(fēng)神大道、秀全西路、秀全大道、迎賓大道敷設(shè)，線路以西端的飛鵝嶺為起點(diǎn)，途經(jīng)花都汽車城、廣州北站、花都區(qū)政府與機(jī)場商務(wù)區(qū)等重點(diǎn)地段后至高增站止，與三號線北延線工程實(shí)現(xiàn)接駁換乘。全線全長約20.1km，鋪軌采用CPⅢ控制點(diǎn)測設(shè)技術(shù)；沿線路成對布設(shè)測設(shè)，縱向網(wǎng)點(diǎn)間距為60m左右，相鄰CPⅢ點(diǎn)應(yīng)大致等高，并高于軌道面0.3m，鋪軌CPⅢ相鄰點(diǎn)相對點(diǎn)位中誤差為±1mm。

1 CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)概述

CPⅢ點(diǎn)設(shè)置在區(qū)間盾構(gòu)管片上，預(yù)埋穩(wěn)固、可靠，樁點(diǎn)保護(hù)措施有限，不易破壞并便于測量，且因考慮隧道的沉降和移動(dòng)?？刂泣c(diǎn)標(biāo)記齊全、樣式清晰、可準(zhǔn)確識(shí)別。按照測量方案及規(guī)范要求：CPⅢ點(diǎn)沿線路走向成對布設(shè)，每對點(diǎn)之間里程差不得大于1m，前后相鄰兩對點(diǎn)之間距離應(yīng)在50～70m范圍內(nèi)，一般約為60m。在實(shí)施過程中，相鄰CPⅢ控制點(diǎn)應(yīng)等高，其位置不得低于設(shè)計(jì)軌道高程面0.3m。

一般情況下，自由測站到CPⅢ控制點(diǎn)的觀測距離選取應(yīng)適宜，最遠(yuǎn)觀測距離應(yīng)不大于180m；每個(gè)CPⅢ點(diǎn)應(yīng)保證至少有三個(gè)自由測站的方向和距離觀測量；CPⅢ測量網(wǎng)的每個(gè)測站內(nèi)可觀測6對CPⅢ點(diǎn)（12個(gè)），全站儀前后方應(yīng)設(shè)3對。

如果遇施工干擾或部分區(qū)段觀測條件較差時(shí)，現(xiàn)場平面觀測測站應(yīng)保證每個(gè)CPⅢ控制點(diǎn)有四個(gè)方向交會(huì)，間距可選60m左右的長度。

1.1 CPⅢ平面測量

CPⅢ網(wǎng)在自由測站的測量過程中，采用自由設(shè)站邊角交會(huì)法測量，每個(gè)自由測站可與前后各3對 CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行通視聯(lián)測，每個(gè)CPⅢ點(diǎn)至少分別從3 個(gè)測站上驗(yàn)證聯(lián)測，并準(zhǔn)確記錄每站測量時(shí)的溫度和氣壓是否滿足要求。

每個(gè)CPⅢ點(diǎn)至少保證有三個(gè)自由測站的方向和距離觀測，在CPⅢ控制網(wǎng)觀測的自由測站間距的選取過程中，一般長度為120m。

CPⅢ平面網(wǎng)觀測過程中，如果水平方向和距離的技術(shù)要求達(dá)不到上述條件時(shí)，該測站成果觀測值部分或全部重新測量。

CPⅢ平面網(wǎng)與上一級CPⅡ控制點(diǎn)聯(lián)測時(shí)，至少通過3個(gè)以上CPⅢ點(diǎn)或者3個(gè)連續(xù)的自由測站進(jìn)行聯(lián)測。

1.2 CPⅢ高程測量

CPⅢ控制點(diǎn)高程的水準(zhǔn)測量時(shí)，除左邊第一個(gè)閉合環(huán)的四個(gè)高差應(yīng)該由兩個(gè)測站完成外，其他閉合環(huán)的四個(gè)高差可由一個(gè)測站進(jìn)行單程觀測，觀測的順序應(yīng)為前后后前或后前前后。

1.3 測量成果的處理

CPⅢ高程網(wǎng)測量成果的質(zhì)量評定與檢核的內(nèi)容除測站數(shù)據(jù)檢核與水準(zhǔn)路線數(shù)據(jù)檢核外，還應(yīng)包括計(jì)算每千米水準(zhǔn)測量的高差偶然中誤差是否滿足規(guī)定，當(dāng)CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)的附合（閉合環(huán)）數(shù)超過20個(gè)時(shí)，還要計(jì)算每千米水準(zhǔn)測量的高差全中誤差。CPⅢ高程網(wǎng)基礎(chǔ)控制資料的選用和內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，應(yīng)滿足下列要求：CPⅢ高程網(wǎng)水準(zhǔn)測量的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)算全部合格后，方可進(jìn)行其內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，但平差后相鄰CPⅢ點(diǎn)高程差值中誤差不得大于0.5mm。

2 控制基標(biāo)附合導(dǎo)線與CPⅢ控制網(wǎng)的異同

2.1 測量條件

城市軌道交通中的軌道工程的一般以地鐵與輕軌建設(shè)為主，測量外業(yè)受區(qū)間溫濕度、通視條件、光線等因素的影響，測量條件較差，尤其CPⅢ控制網(wǎng)在濕度大、通視差的區(qū)間，采集數(shù)據(jù)非常困難。

2.2 測量聯(lián)測長度

CPⅢ控制網(wǎng)測量至少聯(lián)測4km，因此精度較高，而控制基標(biāo)附合導(dǎo)線一般選擇的聯(lián)測長度為1.5km～2.0km左右，測量精度向比較之下就沒那么高了。

2.3 施工精度要求不同

CPⅢ控制網(wǎng)測量技術(shù)從高鐵建設(shè)中引進(jìn)，運(yùn)營時(shí)速可達(dá)300km～500km/h，對軌道的幾何尺寸誤差要求更為嚴(yán)格，而地鐵運(yùn)營速度一般為70km～120km/h，控制基標(biāo)附合導(dǎo)線相較CPⅢ控制網(wǎng)的要求就沒那么高了。

2.4 成果移交方式不同

CPⅢ控制點(diǎn)埋設(shè)于區(qū)間盾構(gòu)管片上，竣工后將所有的控制點(diǎn)測量成果一起移交運(yùn)營部門，而控制基標(biāo)埋設(shè)于道床范圍內(nèi)，且最終只保留控制基標(biāo)，加密基標(biāo)只在軌道安裝時(shí)臨時(shí)使用，竣工時(shí)只向運(yùn)營部門控制基標(biāo)的測量成果即可。

3 CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)用中注意的事項(xiàng)

3.1 對施工進(jìn)度的影響

CPⅢ控制網(wǎng)規(guī)范測量聯(lián)測區(qū)段為4km，相當(dāng)于地鐵的四站三區(qū)間的長度，而控制基標(biāo)附合導(dǎo)線一般以兩站一區(qū)間為單位，長度為1.5km～2.0km左右，在施工過程中，土建承包商向軌道承包商移交的軌行區(qū)場地一般為兩站一區(qū)間，運(yùn)用CPⅢ控制網(wǎng)時(shí)推遲了軌道承包商的進(jìn)場時(shí)間，不利于地鐵建設(shè)統(tǒng)籌安排各專業(yè)的施工工期。

3.2 對軌道后續(xù)專業(yè)的影響

由于CPⅢ控制點(diǎn)埋設(shè)于盾構(gòu)管片上，其位置應(yīng)與軌道后續(xù)專業(yè)相適應(yīng)，不影響環(huán)網(wǎng)橋架的安裝和電纜的布設(shè)，同時(shí)不能影響區(qū)間通風(fēng)、給排水、弱電等機(jī)電專業(yè)的安裝施工，易于觀測，視線不能被設(shè)備阻擋。

3.3 隧道的條件

在本項(xiàng)目監(jiān)理工程中，部分區(qū)段在施工時(shí)因隧道濕度，水霧造成的通視條件差，致使軌道在應(yīng)用CPⅢ控制網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生較大誤差，這時(shí)應(yīng)根據(jù)隧道的現(xiàn)場條件，合理選擇軌道幾何尺寸和道床隱蔽驗(yàn)收的時(shí)間點(diǎn)。

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