鐵路精測(cè)網(wǎng)與橋隧施工測(cè)量的相關(guān)性探討

摘 要：在鐵路勘測(cè)中已經(jīng)建立了精確的平面控制網(wǎng)絡(luò)（CPI，CPII），但長(zhǎng)度投影的殘差是不可避免的。本文分析了長(zhǎng)度變形誤差對(duì)橋梁和隧道施工測(cè)量的影響以及分析了精密控制網(wǎng)絡(luò)施工控制網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題以及建議。

關(guān)鍵詞：鐵路精測(cè)網(wǎng)；橋隧施工測(cè)量；相關(guān)性探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.0811 線路精測(cè)網(wǎng)CPI、CPII系統(tǒng)誤差的影響分析

CPI是基層的平面控制網(wǎng)，它是各部門(mén)的控制測(cè)量的基準(zhǔn)。 CPII是軌道鋪設(shè)階段的軌道控制、水平控制和軌道控制網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)線。在確定CPI和CPII的坐標(biāo)系時(shí)，每公里長(zhǎng)度的變形值預(yù)計(jì)不超過(guò)2.5厘米（高鐵10毫米）。CPⅢ控制網(wǎng)絡(luò)位于架空接觸桿。因此，長(zhǎng)度變形的極限值是引導(dǎo)線的設(shè)計(jì)高度表面的變形。在計(jì)算直線設(shè)計(jì)的垂直截面時(shí)，將直線點(diǎn)和設(shè)計(jì)高程的坐標(biāo)視為1公里點(diǎn)的平均Y坐標(biāo)和邊緣測(cè)量的平均高度。根據(jù)下式計(jì)算每公里長(zhǎng)度的投影變形值。

式中：Hi—中線里程i對(duì)應(yīng)的線路軌面設(shè)計(jì)高程。

Yi—中線里程i的Y坐標(biāo)值。

H0—抵償高程面高程。

在坐標(biāo)系設(shè)計(jì)中，適當(dāng)?shù)闹醒胱游缇€和偏移高度H0將該段的所有中點(diǎn)的增量增加到2.5cm / km（高速鐵路10mm / km）。

1.1 橋梁施工的影響

對(duì)于跨江橋梁建設(shè)，中間沒(méi)有CPII控制點(diǎn)，所以只能直接從CPI 01和CPI 03的兩邊鋪設(shè)橋墩。假設(shè)橋墩位于兩個(gè)控制點(diǎn)中間，控制點(diǎn)之間坐標(biāo)的反比長(zhǎng)度為1000 m，橋墩中心與控制點(diǎn)CPI 01、CPI 03之間的距離為500 m。采用CPI結(jié)構(gòu)時(shí)，長(zhǎng)度投影誤差可達(dá)2.5 cm / km，即兩個(gè)控制點(diǎn)之間的場(chǎng)測(cè)量距離為1000.025 m（兩次修正后為1000 m）。

1.2 隧道施工的影響

在不考慮測(cè)量誤差影響的情況下，由于CPI和CPII控制網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度失真，在設(shè)置中沒(méi)有增加兩個(gè)校正，并且從相同的中線點(diǎn)獲得兩個(gè)不同的位置。從不同的控制點(diǎn)出發(fā)，隧道施工無(wú)法獲得獨(dú)特的地面。與橋梁控制網(wǎng)絡(luò)分析一樣，長(zhǎng)度變形對(duì)設(shè)定點(diǎn)位置的影響與控制點(diǎn)的相對(duì)位置有關(guān)。為了便于分析，遠(yuǎn)離中心線的控制點(diǎn)作為孔的基礎(chǔ)。

對(duì)于一端的孔，從不同控制點(diǎn)到孔中心線的位置不一致。控制點(diǎn)位于線路設(shè)計(jì)高度附近，位于小于0.025米處。在實(shí)際工程中，隧道通常位于山區(qū)，控制點(diǎn)位于山區(qū)。高程明顯高于孔線（100～300 m）的設(shè)計(jì)高程；對(duì)于傾斜井和井眼，井口位置和控制點(diǎn)越高，控制點(diǎn)之間的長(zhǎng)度變形越大，對(duì)中心線PO的影響越嚴(yán)重。整個(gè)隧道控制網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度變形，使得每個(gè)挖掘孔不與建筑地板在同一條線上。直接影響隧道的橫向穿透，隧道的橫向誤差約為3.5厘米～4厘米。因此，即使在短隧道中，CPI和CPII控制網(wǎng)絡(luò)也不能忽視系統(tǒng)誤差的影響。

2 非同期精測(cè)坐標(biāo)系施工加密網(wǎng)的問(wèn)題分析及建議

2.1 非同期精測(cè)坐標(biāo)系施工加密網(wǎng)的問(wèn)題分析

在橋梁和隧道的建設(shè)中，一些單位在CPII的基礎(chǔ)上用在線消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)和加密網(wǎng)絡(luò)取代了獨(dú)立的施工控制網(wǎng)絡(luò)。并在設(shè)計(jì)理論中使用線數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)造。由于加密網(wǎng)絡(luò)和原始CPI的構(gòu)建，CPII不是同步網(wǎng)絡(luò)。盡管對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行了兼容性和穩(wěn)定性檢查，但兩個(gè)階段之間的 CPI和 CPII已經(jīng)變?yōu)闃蛄?，這直接反映了撥號(hào)角度的偏差，并影響橋墩和橋墩的橫向位置。

對(duì)于隧道，由于 CPI控制點(diǎn)（2）與孔（隧道長(zhǎng)度為4～35 km）之間的距離，點(diǎn)之間的相對(duì)位置變化可能無(wú)法有效區(qū)分，并且測(cè)量誤差可能是。如果CPI和CPII被加密，則CPI，CPII和新控制點(diǎn)之間的相對(duì)差異實(shí)際上是失真的。

在施工過(guò)程中，建立了一個(gè)新的隧道施工控制點(diǎn)，并在加密網(wǎng)絡(luò)中包括原有的CPI和CPII控制點(diǎn)。進(jìn)行了不受限制和全面的調(diào)整。使用與原始CPI和CPII坐標(biāo)相同的參數(shù)。在沒(méi)有原始CPI和CPII結(jié)果的情況下對(duì)加密網(wǎng)絡(luò)的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算，使得控制網(wǎng)處在CPI和CPII以及新控制點(diǎn)之間。計(jì)算結(jié)果與CPI 102和CPI 101相同。結(jié)果不能完全相同（封閉坐標(biāo)和方向的存在）。為了保證方位一致性，必須修改設(shè)計(jì)偏差，用來(lái)證明CPI和CPII控制點(diǎn)在構(gòu)造加密以及控制點(diǎn)時(shí)并沒(méi)有嚴(yán)格按照相對(duì)位置進(jìn)行維護(hù)。最終結(jié)果說(shuō)明：一旦精測(cè)的網(wǎng)絡(luò)CPI和CPII受到了約束，就會(huì)引入錯(cuò)誤的加密點(diǎn)，從而導(dǎo)致CPI與CPII的關(guān)系會(huì)發(fā)生改變。這會(huì)扭曲CPI，CPII和新控制點(diǎn)之間的相對(duì)關(guān)系，這不利于隧道的精確穿透。中線方位角的偏差完全反映了兩個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)之間的不一致性。

2.2 非同期精測(cè)坐標(biāo)系施工加密網(wǎng)的建議

如果使用精確的網(wǎng)絡(luò)，使用CPI和CPI建立的加密網(wǎng)絡(luò)，我們應(yīng)該采取以下措施：（1）分析CPI和CPII在項(xiàng)目位置的長(zhǎng)度失真。如有必要，對(duì)橋墩中間線的長(zhǎng)度和中線位置進(jìn)行兩次修正。（2）通過(guò)對(duì)加密網(wǎng)絡(luò)的無(wú)約束調(diào)整，對(duì)CPI與CPII的不一致性進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析。分析了方向誤差對(duì)侵徹誤差的影響，分析了方向誤差不滿(mǎn)足的情況。必要時(shí)，建立獨(dú)立的施工控制網(wǎng)；（3）選擇中心線附近的控制點(diǎn)，進(jìn)出口站位于中心線的同一側(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

CPI和CPII的建設(shè)將導(dǎo)致非在線業(yè)務(wù)的建設(shè)和出口。隧道越長(zhǎng)，橫向誤差越大。橋梁和隧道越大，應(yīng)建立越獨(dú)立的施工控制網(wǎng)絡(luò)，以確保橋墩和橋臺(tái)的精確布置以及隧道的平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：鄭智華（1979-），男，廣西南寧人，本科，講師，研究方向：工程測(cè)量。