高速鐵路精密工程測量技術(shù)體系的建立及特點分析

摘 要：隨著社會科技的快速發(fā)展，我國鐵路建設(shè)也獲得了很大的發(fā)展進步，離國際標準水平越來越近。鐵路測量作為鐵路工程建設(shè)的重要內(nèi)容，其測量技術(shù)的好壞關(guān)系關(guān)系到高速公路建設(shè)的整體質(zhì)量。目前，已經(jīng)受到了人們的普遍關(guān)注。在鐵路建設(shè)施工過程中，運用科學(xué)有效的鐵路精密工程技術(shù)能夠確保整個工程建設(shè)的質(zhì)量?；诖?，本文對高速鐵路精密工程測量技術(shù)體系的建立及特點相關(guān)內(nèi)容進行了闡述。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；緊密工程；技術(shù)體系；特點

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0148-02

前 言

交通運輸質(zhì)量和效率是我國經(jīng)濟得以發(fā)展的重要內(nèi)容，這就需要我國重視高速鐵路工程建設(shè)，并加大技術(shù)研發(fā)和投入力度。隨著社會科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的高速鐵路測量技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化發(fā)展的需要，因此，鐵路測量工作人員必須要與時俱進，全面掌握和運用現(xiàn)代測量技術(shù)，確保高速鐵路工程測量的準確性。高速鐵路精密工程測量技術(shù)同傳統(tǒng)測量技術(shù)比較，準確性更高，整體性更強，大大提高了工程測量的質(zhì)量和效率，目前，在鐵路工程測量中得到了廣泛運用。

1 高速鐵路精密工程測量體系的概述

1.1 精密工程測量的主要內(nèi)容

從目前的情況看，精密工程測量主要運用于鐵路勘探施工、設(shè)計、管理維護等各個方面，也就是說，精密工程測量在鐵路建設(shè)過程中不可或缺，是鐵路建設(shè)的重要組成部分，對提高鐵路工程建設(shè)的整體質(zhì)量有著非常重要的作用。高速鐵路工程測量涵蓋的內(nèi)容非常多，如鐵路運行過程中的維護測量、鐵路施工測量等。要確保高速鐵路的整體質(zhì)量安全，就必須要認真落實以上各項測量工作，并以此為參考依據(jù)，加強精密測量技術(shù)的技術(shù)研發(fā)等一系列工作[1]。

1.2 精密工程測量的目的

無論是高速鐵路工程建設(shè)的哪一個環(huán)節(jié)，其精密測量的根本目的都是為了提高整個工程建設(shè)的質(zhì)量，從而確保高速鐵路行駛安全，延長鐵路的使用壽命。精密工程測量作為高速鐵路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，工作人員在測量的過程中，必須要從工程建設(shè)的實際情況出發(fā)，有針對性的開展測量工作，并科學(xué)設(shè)計各級平面控制網(wǎng)絡(luò)體系，確保工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)都處在精密測量范圍中[2]。因為高速鐵路建設(shè)涵蓋的內(nèi)容非常多，工作較為復(fù)雜，對建設(shè)質(zhì)量提出了很高的要求，工作人員在具體測量前，必須要保證軌道地平順性，嚴格按照施工圖紙要求來施工，減少施工誤差（具體如表1所示），從而保證高速鐵路質(zhì)量安全，使來往車輛能夠安全運行。

2 傳統(tǒng)測量法存在的缺陷

2.1 軌道鋪設(shè)精度要求低

從我國傳統(tǒng)軌道鋪設(shè)的角度看，其鋪設(shè)進度還是依據(jù)線下工程的相關(guān)情況來定位鋪設(shè)，這樣的一種方式，極易積累測量誤差，長時間下去，就會使誤差越來越大，從而導(dǎo)致設(shè)計參數(shù)與實際參數(shù)存在很大的差距。目前，工程測量都是以測量網(wǎng)作為基準來進行精度鋪設(shè)。傳統(tǒng)軌道鋪設(shè)過程中，往往都會發(fā)生設(shè)計半徑遠遠大于圓曲線半徑、或者是設(shè)計位置與曲線實際位置差距很大等現(xiàn)象，若按照這樣的方式去鋪設(shè)精度，不僅質(zhì)量難以保證，而且還會引發(fā)碎坡問題[3]。

2.2 線路平面測量可重復(fù)性弱

在傳統(tǒng)的工程測量中，線路控制樁是鐵路施工及勘測的基準坐標，并未建立系統(tǒng)全面的平面高程控制網(wǎng)，僅依賴曲線、直線樁完成交點的測試，從而進行線路施工。一旦發(fā)生中線控制制樁丟失的情況后，恢復(fù)過程存在很大的難度?；谀壳拔覈咚勹F路施工并未形成統(tǒng)一的平面控制基準，因而，無法運用統(tǒng)一標準完成軌道工程施工。

3 高速鐵路精密度測量體系的特點分析

3.1 構(gòu)建CPO框架控制網(wǎng)

CPO框架控制網(wǎng)這一概念是由專業(yè)人士提出的。高速鐵路平面控制網(wǎng)主要是成帶狀、跨區(qū)域分布，在實際測量過程中，將測量距離分割開來，對高等級的平面控制點進行測量，為有效控制控制網(wǎng)的橫向擺動創(chuàng)造了條件。但是，從目前的情況看，我國沿線鐵路的高級控制點兼容性非常差，這就使CPI控制點的精度難以保證。因而，在具體測量過程中，只能通過一個點對應(yīng)一個方向的方式控制在CPI平差，然而，該種平差方式不利于CPI控制網(wǎng)進行復(fù)測，工程測量的精度不高。而采用GPS精密定位的方式構(gòu)建CPO框架控制網(wǎng)，并將其運用到高速鐵路測量過程中，不僅能夠讓CPI控制網(wǎng)進行復(fù)測，而且還使CPI控制網(wǎng)精度得到了顯著提高，圖1為高速鐵路平面控制網(wǎng)。

3.2 CPⅢ自由測站邊角會網(wǎng)測量

該種測量方式實際上屬于一種軌道控制網(wǎng)，為了提高軌道精密度及鋪軌加密基標的進度，最佳的間距設(shè)置為60m。CPⅢ主要是以CPⅡ或者是CPⅠ為基準來對約束平差進行計算，再通過自由測站邊角完成構(gòu)網(wǎng)測量工作。在具體測量的過程中，各站點的距離要控制好，一般自由測站點的距離控制在120m左右。該種會網(wǎng)測量同常規(guī)導(dǎo)線我那個比較，其主要優(yōu)勢如下所示：

（1）控制點主要使用強制對中標志，自由站測點不存在對中誤差，自由測站沒有對中誤差，這樣，中點及定點誤差不會影響控制網(wǎng)的精度，使測量結(jié)果更具準確性；

（2）相鄰點精度高，且兼容性強，可以實現(xiàn)對軌道平順性的全面控制；

（3）網(wǎng)形十分對稱，圖形具有很高的強度，每個CPⅢ控制點能夠在三個方向交回，分布有多種觀測測量，這樣，能夠使網(wǎng)的精度得到大大提高，圖2為控制點示意圖；

（4）電位都是均勻分布，為軌道的精度控制調(diào)節(jié)提供了方便[4]。

3.3 高鐵平面控制網(wǎng)分級

高鐵平面控制網(wǎng)是在框架控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可以分成三級，具體包含軌道鋪設(shè)運營管理控制網(wǎng)；為軌道運營管理提供基準坐標的平面控制網(wǎng)；為工程施工與地址勘測提供基礎(chǔ)坐標的線路平面控制網(wǎng)。

在工程測量的過程中，將平面控制網(wǎng)分成若干級別，主要是測量控制網(wǎng)必須要符合高速鐵路軌道設(shè)計的精度要求，同時，更要符合線下工程施工測量的實際要求，將平面控制網(wǎng)進行分級，便于控制和管理，降低設(shè)計與實際目標偏差的發(fā)生幾率。另外，由高層控制網(wǎng)構(gòu)成的測量系統(tǒng)，能夠完成線下工程路基、站臺以及軌道鋪設(shè)施工等相關(guān)工作。為了使工程路基、站臺與工程施工的空間位置保持一致，就必須要對高鐵平面控制網(wǎng)進行分級管理。

3.4 控制高程控制網(wǎng)及平面控制網(wǎng)精度

在工程建設(shè)的實際過程中，可以結(jié)合軌道工程的線路絕對坐標條件，根據(jù)預(yù)定的幾何參數(shù)完成工程施工放樣測量工作，與此同時，還可以結(jié)合工程交接幾何參數(shù)來對高鐵進行管理。為了保證各級平面網(wǎng)及高程控制網(wǎng)的精度滿足工程施工設(shè)計的實際要求，在具體施工前，管理工作者就必須要制定一套系統(tǒng)、完善的控制網(wǎng)精度標準體系。高程控制網(wǎng)主要是為工程軌道線路施工、管理提供參考數(shù)據(jù)。要構(gòu)建線路控制網(wǎng)，各相鄰點的距離必須要合理控制，一般控制在800m左右，使軌道控制精度達標。軌道控制網(wǎng)在整個工程測量中占據(jù)非常重要的作用，控制網(wǎng)的質(zhì)量對軌道鋪設(shè)的結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響，在具體構(gòu)建的過程匯總，其電位的距離也應(yīng)該合理控制，盡量控制在60m左右，并且，基礎(chǔ)控制網(wǎng)的距離應(yīng)該控制在400m以內(nèi)。

3.5 構(gòu)筑物變形監(jiān)測

高速鐵路線路長，地質(zhì)條件相對比較復(fù)雜，線下構(gòu)筑物變形成為了軌道鐵路建設(shè)過程中的重要參考數(shù)據(jù)，貫穿于鐵路設(shè)計、施工、管理等各個環(huán)節(jié)。高鐵構(gòu)筑物變形監(jiān)測關(guān)系到整體高速鐵路運行安全。為了保證高速鐵路構(gòu)筑物變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實可靠性，所以，在《高速鐵路工程測量規(guī)范》中，專門對該內(nèi)容進行了介紹，具體包含變形測量網(wǎng)構(gòu)建、測量精度控制、監(jiān)測點的合理布設(shè)等相關(guān)內(nèi)容。構(gòu)筑物變形監(jiān)測也是高速鐵路精密工程測量的一個重點內(nèi)容，因而，相關(guān)測量人員需要重視構(gòu)筑物變形監(jiān)測環(huán)節(jié)，提高整個工程建設(shè)質(zhì)量。

4 結(jié) 語

目前，我國已出臺了有關(guān)高鐵緊密工程技術(shù)的相關(guān)標準，對提高我國高鐵工程測量的準確性有著非常重要的作用，與此同時，還能夠調(diào)動科研工作者的創(chuàng)造力，使他們能夠花費更多的時間與精力進行測量技術(shù)的研發(fā)工作中。高速鐵路占地面積小、承載量大、安全快捷，是非常重要的交通形式，確保工程測量的精度，可以保證高速鐵路運行質(zhì)量安全，將其優(yōu)勢全面發(fā)揮出來。目前，我國測量技術(shù)尚不完善，還需要相關(guān)工作人員加大研究開發(fā)力度，為高速鐵路高效運行提供條件。

參考文獻

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[2]周東衛(wèi)，周雪峰，趙思凡.關(guān)于高速鐵路精密工程測量管理關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)及具體對策[J].工程勘察，2015（24）：345～359.

[3]弓宏亮，王浩明，于雪春.簡談我國高速鐵路精密工程測量技術(shù)體系及特點[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2016（13）：235～239.

[4]劉 華，張松巖，郭翔宇.關(guān)于從高速鐵路工程測量標準看鐵路工程測量技術(shù)的進步[J].鐵道經(jīng)濟研究，2017（25）：108～116.

收稿日期：2018-4-14

作者簡介：李 猛（1984-），男，河南杞縣人，工程師，本科，研究方向為測量。