高速鐵路測(cè)量技術(shù)質(zhì)量控制措施分析

梁志遠(yuǎn)

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

高速鐵路相對(duì)其他交通運(yùn)輸方式來(lái)說(shuō)，具有足夠的運(yùn)載能力、運(yùn)行速度以及運(yùn)輸效率，能夠有效滿足當(dāng)前社會(huì)的需求，同時(shí)受環(huán)境影響因素較小，是各種運(yùn)輸運(yùn)載工具中成本較低且具有更高安全系數(shù)的運(yùn)載方式，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和在人們出行需要中的地位和作用越來(lái)越重要，并對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。各行各業(yè)對(duì)運(yùn)輸?shù)男枨笠约叭藗兺獬龅男枨蠹哟罅烁咚勹F路的發(fā)展，越來(lái)越需要經(jīng)濟(jì)、高速、并且能夠提供安全保障以及舒適感的高速鐵路，因此對(duì)于高鐵的修建技術(shù)有了更高的要求。而在高鐵修建過(guò)程中，測(cè)量是其中最關(guān)鍵的部分，測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性影響著后期修建鐵路的質(zhì)量和效果，是影響高速鐵路安全性的重要因素。因此，在鐵路修建過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注高速鐵路的測(cè)量技術(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同時(shí)還要對(duì)影響測(cè)量技術(shù)的因素展開(kāi)分析，并制定措施減少或避免影響因素對(duì)測(cè)量技術(shù)測(cè)量效果的影響?；诖?，從精度指標(biāo)和控制網(wǎng)布設(shè)兩方面進(jìn)行分析，探討影響高速鐵路測(cè)量技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的影響因素，同時(shí)對(duì)新型測(cè)量技術(shù)在當(dāng)前高速鐵路修建中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，并結(jié)合實(shí)際情況制定相應(yīng)的措施和策略以提高測(cè)量技術(shù)的質(zhì)量，為提高高速鐵路修建的測(cè)量技術(shù)質(zhì)量提供參考。

1 精密工程測(cè)量精度指標(biāo)分析

在高速鐵路修建過(guò)程中的測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，最關(guān)鍵且最應(yīng)解決的問(wèn)題是對(duì)平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)精度的確定。有相關(guān)研究表明，這兩項(xiàng)指標(biāo)精確的測(cè)定影響著高速鐵路施工完成后運(yùn)行過(guò)程中的安全和穩(wěn)定，能夠有效地將高速鐵路的施工控制在合理或是預(yù)期范圍內(nèi)，有利于順利展開(kāi)施工工作。而高速鐵路精密工程測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)于一般意義上的鐵路測(cè)量更具有系統(tǒng)性和精確性，因此對(duì)測(cè)量技術(shù)質(zhì)量有著更高的要求。

在測(cè)量技術(shù)中選擇平面控制測(cè)量基準(zhǔn)指標(biāo)主要是為了提供初始的數(shù)據(jù)支撐，以保證后續(xù)測(cè)量工作和施工工作的有效展開(kāi)。因而對(duì)這項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)的準(zhǔn)確性更加嚴(yán)格，需要保證測(cè)量結(jié)果為施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，并且測(cè)量得到的數(shù)據(jù)能夠與實(shí)際施工中的數(shù)據(jù)保持一致性，即現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)能夠與坐標(biāo)反算邊長(zhǎng)數(shù)值保持統(tǒng)一。因此在平面控制測(cè)量中需要注重高斯投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)和高程投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)。高斯投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)是在曲面幾何圖形投影到平面的過(guò)程中產(chǎn)生的變形，進(jìn)而影響測(cè)量指標(biāo)，因此在計(jì)算過(guò)程中要注意地球曲面的橢圓形態(tài)，并采用合理的方式進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于高程投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)是高程投影面在接收到地面測(cè)量邊長(zhǎng)投影出現(xiàn)的變形問(wèn)題，同樣在計(jì)算過(guò)程中要采用嚴(yán)格的計(jì)算方式減少指標(biāo)變形后出現(xiàn)的誤差。

由于變形的指標(biāo)數(shù)值誤差較大，對(duì)后期的高速鐵路的施工存在嚴(yán)重的影響，需要在測(cè)量過(guò)程中，能夠?qū)τ谶呴L(zhǎng)投影變形的問(wèn)題建立獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)，同時(shí)保證測(cè)量過(guò)程中邊長(zhǎng)的投影變形值≥10 mm/km，以達(dá)到高速鐵路建設(shè)的要求，保證高速鐵路工程建設(shè)質(zhì)量。

2 影響高速鐵路測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的主要因素

2.1 測(cè)量人員對(duì)測(cè)量工作缺乏重視

在測(cè)量工作中，影響測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的主要因素之一是測(cè)量人員對(duì)測(cè)量工作不重視。一是自身缺乏相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)，沒(méi)掌握先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)比較大的偏差；二是測(cè)量人員工作不認(rèn)真，沒(méi)按照相應(yīng)的要求和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，只依靠自身已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)在測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有使用相關(guān)的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備。

2.2 測(cè)量?jī)x器設(shè)備不適應(yīng)測(cè)量工作的需求

影響測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的另一因素是儀器設(shè)備問(wèn)題，測(cè)量技術(shù)和設(shè)備落后，造成測(cè)量結(jié)果誤差較大。在高速鐵路修建過(guò)程中，有的單位為了快速完成施工工作，不注重測(cè)量的技術(shù)和設(shè)備，采用比較傳統(tǒng)落后的儀器設(shè)備。在測(cè)量過(guò)程中，對(duì)于技術(shù)和設(shè)備的選擇不準(zhǔn)確，也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果和數(shù)據(jù)。

2.3 測(cè)量監(jiān)管機(jī)制不嚴(yán)格

高速鐵路測(cè)量監(jiān)管機(jī)制不嚴(yán)格也是影響測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的又一重要因素。在高速鐵路的測(cè)量過(guò)程中，若沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)定和要求對(duì)測(cè)量設(shè)備和儀器進(jìn)行管理，時(shí)間一長(zhǎng)，儀器設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)變形問(wèn)題，而監(jiān)控人員沒(méi)有解決出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題，影響測(cè)量精度。

3 GPS-RTK 技術(shù)在高速鐵路工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 通過(guò)GPS-RTK 技術(shù)測(cè)量放樣

通過(guò)GPS-RTK（載波相位差分）技術(shù)在高速鐵路工程中設(shè)置相應(yīng)的固定站，并將接收機(jī)設(shè)置在已知的控制點(diǎn)上，通過(guò)RTK（Real Time Kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）移動(dòng)站在工程現(xiàn)場(chǎng)布局。主要方法可以分為兩步：①建立相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)管理并制定項(xiàng)目名稱，設(shè)置移動(dòng)電臺(tái)頻率，使之符合當(dāng)前需要的頻率；②在地址點(diǎn)發(fā)送并輸入設(shè)置好的放樣設(shè)定值，同時(shí)在測(cè)量列表中選擇需要的測(cè)量方法，完成放樣定位。

3.2 在高速鐵路工程中的控制加密測(cè)量

高速鐵路工程的控制點(diǎn)一般位于高速鐵路的兩側(cè)，但在實(shí)際鐵路建設(shè)過(guò)程中，控制點(diǎn)極易受到破壞，為了保證鐵路項(xiàng)目施工建設(shè)的質(zhì)量，需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密控制，以滿足工程測(cè)量的要求。利用傳統(tǒng)的方式測(cè)量就需要保證控制點(diǎn)之間的可見(jiàn)性，但實(shí)際上需要很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的工人進(jìn)行測(cè)量，并且實(shí)際效果并不理想，甚至?xí)霈F(xiàn)較大的誤差。而采用GPS 靜態(tài)測(cè)量不需要花費(fèi)時(shí)間和人力資源去了解各控制點(diǎn)之間的可見(jiàn)性，但也存在一定的局限性，需要在處理數(shù)據(jù)前安排工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，并且不能有效獲取位置信息，效率偏低，無(wú)法滿足鐵路施工項(xiàng)目建設(shè)的需求。而在高速鐵路工程中進(jìn)行控制加密測(cè)量，采用GPS-RTK 技術(shù)能夠更有效的提高測(cè)量效率和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且能滿足項(xiàng)目建設(shè)的多種需求，因此更適合進(jìn)行控制加密測(cè)量。

3.3 數(shù)字地形圖的測(cè)量

地形圖測(cè)量采用傳統(tǒng)的方案需要先布置相應(yīng)的控制點(diǎn)，并收集各個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，然后利用獲得信息形成地形圖。使用傳統(tǒng)方式測(cè)量地形圖，需要大量的人工花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間收集每個(gè)控制點(diǎn)的信息，并且效率較低。而利用GPS-RTK 技術(shù)只需要通過(guò)輸入控制點(diǎn)的特征編碼，在室內(nèi)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的素描，利用專業(yè)繪制圖形軟件，根據(jù)輸入點(diǎn)的信息特征和相關(guān)屬性信息便可以繪制出地形圖。因此能更高效地對(duì)地形圖進(jìn)行測(cè)量并繪制成型，簡(jiǎn)化了工作人員的工作量，同時(shí)能夠提高工作效率，節(jié)省成本。

4 高速鐵路測(cè)量技術(shù)質(zhì)量控制措施

4.1 加強(qiáng)測(cè)量隊(duì)伍建設(shè)，提高測(cè)量人員素質(zhì)

測(cè)量人員自身的素質(zhì)對(duì)高速鐵路測(cè)量技術(shù)的質(zhì)量和效率影響非常大。作為測(cè)量工作的主體，自身的專業(yè)素質(zhì)和工作素質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要作用，因此要加強(qiáng)測(cè)量隊(duì)伍的建設(shè)，以提高測(cè)量工作人員的素質(zhì)。需要相關(guān)部門(mén)對(duì)測(cè)量人員加強(qiáng)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，提高測(cè)量人員的實(shí)踐技能，同時(shí)還要保證測(cè)量人員掌握先進(jìn)儀器和設(shè)備的使用方法，例如在高速鐵路無(wú)砟軌道施工中應(yīng)用的CPⅢ測(cè)量技術(shù)、GPS 測(cè)量技術(shù)、客運(yùn)專線測(cè)量技術(shù)等流程和相關(guān)知識(shí)以及使用方式。同時(shí)還要讓測(cè)量人員意識(shí)到測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)高速鐵路修建的重要意義，并嚴(yán)格遵循相關(guān)要求和方法進(jìn)行測(cè)量，以保證測(cè)量精度。

4.2 選擇適合的測(cè)量?jī)x器設(shè)備

保證高速鐵路測(cè)量技術(shù)的質(zhì)量和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性還需要保證儀器設(shè)備的準(zhǔn)確性，保證選擇的儀器設(shè)備能滿足項(xiàng)目工程建設(shè)的需求，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，為后續(xù)高速鐵路項(xiàng)目修建時(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。需要在測(cè)量之前，測(cè)量人員按照實(shí)際情況，所需要的數(shù)據(jù)結(jié)合各種測(cè)量?jī)x器設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行匹配，對(duì)各種測(cè)量?jī)x器設(shè)備的種類、型號(hào)等相關(guān)信息進(jìn)行分析檢測(cè)，保證測(cè)量?jī)x器設(shè)備的測(cè)量誤差小甚至沒(méi)有誤差。另外，還要保證在測(cè)量過(guò)程中使用測(cè)量精度較高的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備，在使用過(guò)程中保護(hù)好儀器，以免出現(xiàn)問(wèn)題影響設(shè)備的測(cè)量效果和精度。

4.3 完善測(cè)量監(jiān)管制度

除了保證測(cè)量人員的素質(zhì)和選擇合適的儀器設(shè)備外，還要求保證測(cè)量部門(mén)制定并完善相應(yīng)的測(cè)量監(jiān)管制度。①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員加強(qiáng)監(jiān)督管理，保證測(cè)量人員在每個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)按照相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，避免測(cè)量人員僅依照自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量；②社會(huì)監(jiān)督部門(mén)和政府部門(mén)對(duì)精度工程測(cè)量結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果中存在的誤差和問(wèn)題，采取相應(yīng)的措施保證測(cè)量結(jié)果，提高高速鐵路項(xiàng)目的質(zhì)量；③測(cè)量工作完成后，通過(guò)適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)方式對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行保存，保存過(guò)程中安排工作人員定期對(duì)精密測(cè)量?jī)x器進(jìn)行維護(hù)，保證測(cè)量?jī)x器在后續(xù)使用過(guò)程中的測(cè)量精度和有效性。

5 總結(jié)

在高速鐵路修建過(guò)程中，需要注重測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量問(wèn)題。影響測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的因素很多，有測(cè)量人員的因素，測(cè)量?jī)x器設(shè)備甚至是監(jiān)管方面的問(wèn)題都是影響測(cè)量技術(shù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，這就需要不斷提高測(cè)量人員的素質(zhì)，保證測(cè)量人員在每測(cè)量環(huán)節(jié)選擇合適的儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還要加強(qiáng)各部門(mén)之間的聯(lián)系，保證測(cè)量監(jiān)管力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中存在的誤差，并制定相關(guān)措施保證測(cè)量結(jié)果的有效性和精度，為后續(xù)高速鐵路建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，保證鐵路的建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)高速鐵路的發(fā)展。