高速鐵路精密工程測(cè)量問題研究

田嘉陵

【摘 要】交通運(yùn)輸質(zhì)量和效率是我國(guó)經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展的重要內(nèi)容，這就需要我國(guó)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(huì)科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的高速鐵路測(cè)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(cè)量工作人員必須要與時(shí)俱進(jìn)，全面掌握和運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，確保高速鐵路工程測(cè)量的準(zhǔn)確性。高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)同傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)比較，準(zhǔn)確性更高，整體性更強(qiáng)，大大提高了工程測(cè)量的質(zhì)量和效率，目前，在鐵路工程測(cè)量中得到了廣泛運(yùn)用。本文主要針對(duì)高速鐵路精密工程測(cè)量問題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；精密工程；測(cè)量問題

1高速鐵路精密工程測(cè)量體系的概述

1.1精密工程測(cè)量的主要內(nèi)容

從目前的情況看，精密工程測(cè)量主要運(yùn)用于鐵路勘探施工、設(shè)計(jì)、管理維護(hù)等各個(gè)方面，也就是說，精密工程測(cè)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(duì)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(cè)量涵蓋的內(nèi)容非常多，如鐵路運(yùn)行過程中的維護(hù)測(cè)量、鐵路施工測(cè)量等。要確保高速鐵路的整體質(zhì)量安全，就必須要認(rèn)真落實(shí)以上各項(xiàng)測(cè)量工作，并以此為參考依據(jù)，加強(qiáng)精密測(cè)量技術(shù)的技術(shù)研發(fā)等一系列工作。

1.2精密工程測(cè)量的目的

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

2建網(wǎng)時(shí)機(jī)

傳統(tǒng)鐵路工程控制網(wǎng)是在初測(cè)階段建立低等級(jí)控制網(wǎng)，方案穩(wěn)定后另行開展精密工程測(cè)量，存在著初測(cè)控制基準(zhǔn)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)文件與施工基準(zhǔn)文件不一致的情況，常會(huì)出現(xiàn)土石方量偏差大、上跨下穿凈空不足等隱患。新建鐵路的比選方案較多，在方案不穩(wěn)定時(shí)直接建立全套精密測(cè)量控制體系不經(jīng)濟(jì)。因此，在參考傳統(tǒng)測(cè)量控制工序的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)階段的建網(wǎng)時(shí)機(jī)進(jìn)行了如下的規(guī)定：

2.1CP0控制網(wǎng)應(yīng)在初測(cè)前采用GNSS測(cè)量方法建立，全線一次性布網(wǎng)，統(tǒng)一測(cè)量，整體平差。

2.2CPⅠ控制網(wǎng)宜在初測(cè)階段建立，困難時(shí)應(yīng)在定測(cè)前完成，全線應(yīng)一次布網(wǎng)，統(tǒng)一測(cè)量，整體平差。

2.3CPⅡ控制網(wǎng)宜在定測(cè)階段完成，采用GNSS測(cè)量或?qū)Ь€測(cè)量方法實(shí)測(cè)。CP0建網(wǎng)時(shí)間的選擇：我國(guó)高鐵建設(shè)初期，國(guó)家控制網(wǎng)不完善且精度不足，因此規(guī)范要求在初測(cè)階段建立CP0。2008年7月1日我國(guó)正式啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系后，國(guó)家網(wǎng)精度差的情況在絕大多數(shù)地區(qū)已經(jīng)不復(fù)存在，因此該條規(guī)定在今天也就不一定完全適宜。現(xiàn)階段我國(guó)高速鐵路及干線鐵路網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模，采用兩端既有鐵路的控制基準(zhǔn)，直接實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)控制平順搭接的方式可能更加有效合理。

“CPⅠ控制網(wǎng)宜在初測(cè)階段建立”是為了防止初測(cè)勘察設(shè)計(jì)資料與施工階段控制網(wǎng)資料不一致而規(guī)定的。初測(cè)階段比選方案眾多，此時(shí)實(shí)施精密測(cè)量會(huì)造成較大的成本浪費(fèi)；另外，從初測(cè)到開工會(huì)經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，在這個(gè)階段建立起的控制網(wǎng)，往往會(huì)出現(xiàn)大區(qū)段的控制樁毀壞，甚至?xí)霈F(xiàn)控制網(wǎng)功能局部喪失的情況。隨著國(guó)家CORS基準(zhǔn)站建設(shè)的逐步完善，這方面的矛盾也有了根本性的解決方案。目前，我國(guó)有27個(gè)省市建成了平均站間距40～70km的省級(jí)CORS網(wǎng)，其余省份也已列入規(guī)劃。各鐵路設(shè)計(jì)院在多條鐵路勘察設(shè)計(jì)過程中開展的CORS技術(shù)應(yīng)用證明：在鐵路初測(cè)階段，CORS技術(shù)的精度足以保證勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用，且生產(chǎn)效率也會(huì)大大提高。

因此，合理的推薦方案應(yīng)當(dāng)為：在初測(cè)前對(duì)線路資料進(jìn)行分析，明確本線采用的框架控制網(wǎng)基準(zhǔn)；在2000國(guó)家控制不足或CORS基站無法覆蓋的區(qū)域，采用GNSS測(cè)量方法建立CP0控制網(wǎng)，并與國(guó)家A、B級(jí)GNSS控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)；初測(cè)可以采用CORS完成，待方案基本穩(wěn)定后，全線建立CPⅠ并進(jìn)行定測(cè)（如表）。

隨著全國(guó)測(cè)繪地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精度越來越高，密度越來越大，尤其是連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)CORS的建設(shè)越來越成熟完善，為測(cè)量工作帶來了巨大的便捷和精度保障，在高速鐵路精密測(cè)量控制方面，傳統(tǒng)的流程體系已經(jīng)出現(xiàn)了一定的缺陷，應(yīng)當(dāng)在實(shí)施過程中做一些調(diào)整。

3控制網(wǎng)布網(wǎng)

現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定CPⅠ控制網(wǎng)為每隔4km布設(shè)1個(gè)GNSS控制點(diǎn)。經(jīng)歷過施工期及運(yùn)營(yíng)期，可能會(huì)出現(xiàn)控制樁丟失的情況，直接影響到線路控制網(wǎng)CPⅡ和軌道基準(zhǔn)網(wǎng)CPⅢ的復(fù)測(cè)穩(wěn)定性判斷，也會(huì)進(jìn)一步影響到軌道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)波不平順維護(hù)。因此，建議CPⅠ按對(duì)點(diǎn)埋設(shè)在受施工干擾較小的區(qū)域。

4水準(zhǔn)網(wǎng)的穩(wěn)定性控制

控制網(wǎng)平面觀測(cè)采用人工干預(yù)少、穩(wěn)定性強(qiáng)的GNSS作業(yè)，成果較為可靠。而高程測(cè)量過程中，受到國(guó)家控制基準(zhǔn)、地域沉降、穿越隧道、跨越江河等諸多影響，存在的問題較多。在高速鐵路精密測(cè)量控制工作中，水準(zhǔn)測(cè)量的質(zhì)量保證以及數(shù)據(jù)處理方式的合理與否至關(guān)重要。已經(jīng)建成高鐵的運(yùn)營(yíng)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)分析表明，許多地段存在著較為嚴(yán)重的沉降情況，甚至導(dǎo)致了鐵路限速。在這些地區(qū)，如果沒有穩(wěn)定的控制點(diǎn)，控制網(wǎng)復(fù)測(cè)往往會(huì)出現(xiàn)控制基準(zhǔn)穩(wěn)定性無法判定的情況。為了在這些區(qū)段進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，必須要從可靠的穩(wěn)定控制點(diǎn)（國(guó)家基巖點(diǎn)）引出，監(jiān)測(cè)工作往往費(fèi)時(shí)、費(fèi)力?！犊瓦\(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》中沒有對(duì)鐵路高程控制網(wǎng)中深埋及基巖點(diǎn)進(jìn)行要求。在京津城際、京滬高速鐵路實(shí)施過程中，由于沿線地質(zhì)條件非常復(fù)雜，存在多個(gè)不均勻沉降漏斗區(qū)，有些地方地表沉降非常嚴(yán)重，因此采用了深埋水準(zhǔn)基點(diǎn)的控制方式。多次復(fù)測(cè)證明，相對(duì)于地面控制標(biāo)石，深埋點(diǎn)具有顯著的抗沉降性，可為鐵路的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、監(jiān)測(cè)提供長(zhǎng)效的高程基準(zhǔn)支持。因此，《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》對(duì)深埋標(biāo)石做了如下的要求：在地表沉降不均與及地質(zhì)不良地區(qū)，宜按每10km設(shè)置一個(gè)深埋水準(zhǔn)點(diǎn)，每50km設(shè)置一個(gè)基巖水準(zhǔn)點(diǎn)。基巖水準(zhǔn)點(diǎn)和深埋水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡量利用國(guó)家或其他測(cè)繪單位埋設(shè)的穩(wěn)定基巖水準(zhǔn)點(diǎn)和深埋水準(zhǔn)點(diǎn)。

5結(jié)束語

綜上所述，《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》頒布實(shí)施已近10年，隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及干線工程由建設(shè)期向運(yùn)營(yíng)期的轉(zhuǎn)變，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，建立系統(tǒng)權(quán)威的完整測(cè)繪基準(zhǔn)?？刂凭W(wǎng)復(fù)測(cè)更新后的成果如何更加有效安全地應(yīng)用于鐵路工務(wù)精調(diào)，提高線路的平順優(yōu)化水平等尚需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]高速鐵路精密工程測(cè)量成套技術(shù)[J].劉成龍.學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài).2018（03）

[2]淺談高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)[J].李石貴.價(jià)值工程.2017（15）

[3]高速鐵路與城際鐵路的交集[J].孫章，SUNZheng.城市軌道交通研究.2018（10）

（作者單位：中國(guó)水利水電第四工程局有限公司）