高速鐵路路基道岔板精調(diào)測(cè)量研究

任冠羽

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽(yáng) 111000）

1 精調(diào)測(cè)量的概述

1.1 精調(diào)測(cè)量的含義

精調(diào)測(cè)量是工程測(cè)量的一個(gè)分支，是在大型工程中精密工程建設(shè)中的應(yīng)用，也是測(cè)繪學(xué)的應(yīng)用。精調(diào)測(cè)量是工程測(cè)量的延伸與發(fā)展，是指對(duì)測(cè)量精度要求較高，測(cè)量精度達(dá)到毫米甚至亞毫米級(jí)別的先進(jìn)的測(cè)量水平和儀器在特殊的測(cè)量條件下進(jìn)行工作[1]。

1.2 精調(diào)測(cè)量的種類

工程測(cè)量種類繁多，按照工程測(cè)量隊(duì)測(cè)量精度的要求，會(huì)分為普通測(cè)量、精調(diào)測(cè)量、特種精調(diào)測(cè)量，包括各種大型測(cè)量、變項(xiàng)測(cè)量、大型設(shè)備的安裝監(jiān)測(cè)以及三維工業(yè)的測(cè)量，甚至在軍事領(lǐng)域中都有所應(yīng)用[2]。

1.3 精調(diào)測(cè)量的特點(diǎn)

精調(diào)測(cè)量主要表現(xiàn)在3 個(gè)方面：

（1）工程測(cè)量的精度的選擇。一定要根據(jù)工程的需求進(jìn)行選擇，由于作業(yè)環(huán)境的特殊性，在工作中對(duì)測(cè)量的精調(diào)度要求很高。

（2）精調(diào)測(cè)量對(duì)儀器設(shè)備的高要求性。在一些特殊情況下，需要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

（3）在整個(gè)控制過(guò)程中，相對(duì)于普通工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，與工程測(cè)量無(wú)所不同，他只選擇一個(gè)控制點(diǎn)作為參考，這樣可以極大程度上保證測(cè)量的精準(zhǔn)性[3-4]。

2 精調(diào)測(cè)量在鐵路中的應(yīng)用

現(xiàn)在科技的進(jìn)步及工程和國(guó)防建設(shè)的需求，精調(diào)測(cè)量不斷應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域上，其在鐵路中的應(yīng)用主要內(nèi)容如下：

2.1 設(shè)計(jì)控制網(wǎng)

測(cè)量工作之前的準(zhǔn)備工作是要建立測(cè)量控制網(wǎng)，只有在完善的控制網(wǎng)下才能測(cè)量出精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。前期的偵察測(cè)量中，控制網(wǎng)主要是在平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用，其中平面控制設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)?？紤]建在高斯投影核查變形基礎(chǔ)上的平面坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇，而高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，主要是以國(guó)家高程度基準(zhǔn)設(shè)計(jì)為基點(diǎn)，如果沒(méi)有水準(zhǔn)點(diǎn)的地方進(jìn)行高程基準(zhǔn)點(diǎn)的建立，就要將全程測(cè)量完后換成1985 年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高程基準(zhǔn)。

2.2 建立框架控制網(wǎng)與基礎(chǔ)控制網(wǎng)

高鐵測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)是框架控制網(wǎng)，后續(xù)的其他幾類控制網(wǎng)的建立都是在框架控制網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，而基礎(chǔ)控制網(wǎng)是為了鐵路測(cè)量的施工以及運(yùn)行維護(hù)的坐標(biāo)基準(zhǔn)，這兩類控制網(wǎng)的建立，都被稱作為前期偵探測(cè)量的前期工作，或者稱之為初測(cè)[5]。

2.3 建立線路控制網(wǎng)

在基礎(chǔ)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制網(wǎng)的建立，其主要作用是為后續(xù)的偵探工作做控制基準(zhǔn)，在建立線性控制網(wǎng)的同時(shí)，根據(jù)水準(zhǔn)基點(diǎn)引高程控制網(wǎng)。而在完成前期的正常工作后可以根據(jù)基礎(chǔ)控制網(wǎng)及施工的要求進(jìn)行加密建立。在施工階段還需要建立重點(diǎn)控制網(wǎng)，也就是軌道控制網(wǎng)，軌道控制網(wǎng)建立在框架控制網(wǎng)基礎(chǔ)上，是作為第3 類控制網(wǎng)。

3 高速鐵路測(cè)量精度指標(biāo)

選擇平面控制測(cè)量基準(zhǔn)的目的在于，提供初始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，考慮到高速公路的工程測(cè)量精度指標(biāo)的要求甚高，因此在實(shí)施工程中基本尺寸的統(tǒng)一性是十分必要的，因此要注意以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）高斯投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)。高斯投影編程背景指標(biāo)，地球曲面的橢圓形態(tài)為基礎(chǔ)，曲面幾何投影至平面的過(guò)程中，發(fā)生變形是不可避免的，因此在測(cè)量學(xué)研究的視角下，高斯投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)具有計(jì)算公式[6]。

（2）高程投影邊長(zhǎng)變形指標(biāo)。將高層投射面作為參考面的狀態(tài)下，倉(cāng)庫(kù)員所接收到的地面測(cè)量編程會(huì)發(fā)生變形，這就是所謂的投影邊長(zhǎng)變形，該指標(biāo)的計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算，可以將計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，對(duì)高速鐵路實(shí)施后的運(yùn)行不產(chǎn)生影響。因此在工程測(cè)量中，針對(duì)邊長(zhǎng)投影變形構(gòu)建一個(gè)適宜的數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)是必要的。綜合指標(biāo)計(jì)算方式，為了充分保障鐵路在運(yùn)行中的安全性與穩(wěn)定性，要求有如下指標(biāo)控制及編程投影變形值小于10 mm/km。

4 高速鐵路路基道岔板精調(diào)測(cè)量技術(shù)

4.1 測(cè)量準(zhǔn)備工作

在開(kāi)展路基道岔板測(cè)量工作之前，需要確保準(zhǔn)備工作的質(zhì)量，主要準(zhǔn)備的測(cè)量設(shè)備有全站儀、棱鏡、適配器、三腳架、電源、測(cè)量?jī)x等。為了保障各個(gè)設(shè)備可以達(dá)到測(cè)量的工作要求，需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行很好的校準(zhǔn)。測(cè)量使用的全站儀精度不能小于1 mm+2 ppm，水準(zhǔn)測(cè)量器的精度需要達(dá)到0.5 mm/km，同時(shí)需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備的氣壓、溫度、濕度、參數(shù)進(jìn)行有效的校準(zhǔn)，確保每一個(gè)測(cè)量設(shè)備可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。在路基道岔板采取軌道基準(zhǔn)點(diǎn)（GRP）技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，為了充分發(fā)揮GRP 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，精準(zhǔn)的測(cè)量出道岔板的敷設(shè)數(shù)據(jù)參數(shù)[7]。在使用該技術(shù)測(cè)量的時(shí)候，首先利用CP 三軌道對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)估，然后在平面坐標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行高程的測(cè)量，為了保障高程測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)平面精度進(jìn)行很好的控制。一般情況下，在采取GRP測(cè)量時(shí)，平面的精度需要達(dá)到0.2 mm，而高程的測(cè)量精度需要達(dá)到0.1 mm，這樣可以有效的保障高程測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4.2 測(cè)量技術(shù)

4.2.1 道岔板精調(diào)系統(tǒng)

為了保障高速鐵路路基道岔板敷設(shè)工作的時(shí)候，需要充分的發(fā)揮出精調(diào)系統(tǒng)的作用，在進(jìn)行精調(diào)的時(shí)候，首先敷設(shè)第一板和第二板，并且在兩板之間架設(shè)相關(guān)的三腳架設(shè)備，對(duì)敷設(shè)的質(zhì)量進(jìn)行很好的控制。通過(guò)對(duì)三腳架進(jìn)行一定的位置修正，確保三腳架安裝的質(zhì)量與安全，然后再安裝相關(guān)的全站儀，確保全站儀可以發(fā)揮出相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。在精調(diào)系統(tǒng)的控制下，確保第一板與第二板準(zhǔn)確無(wú)誤的安裝到路基位置，并且在軌道面的水平基準(zhǔn)面上進(jìn)行精密三腳架的支架，在三腳架支撐完成之后還需要在三腳架上安裝相關(guān)的棱鏡，并對(duì)棱鏡安裝的角度與位置進(jìn)行調(diào)整，確保測(cè)量?jī)x器可以準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)量道岔板的敷設(shè)工作。

在進(jìn)行路基軌道鋪裝的時(shí)候，需要確保各個(gè)點(diǎn)棱鏡安裝的質(zhì)量，同時(shí)還需要對(duì)棱鏡安裝的角度、平整性和安全進(jìn)行很好的檢測(cè)，這樣才可以充分的發(fā)揮出棱鏡的工作價(jià)值。在棱鏡、全站儀和水平測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量工作的時(shí)候，需要確保所有的棱鏡都與全站儀的測(cè)量方向進(jìn)行相對(duì)，這樣就可以充分的發(fā)揮出棱鏡的工作優(yōu)勢(shì)。在全站儀進(jìn)行道岔板測(cè)量的時(shí)候，為了保障可以充分的發(fā)揮出全站儀的工作價(jià)值，需要在全站儀工作之前，向全站儀輸入測(cè)量的站點(diǎn)和具體數(shù)據(jù)，這樣為全站儀構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的施工數(shù)據(jù)參數(shù)表，在實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，全站儀則可以根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而更好的提高全站儀測(cè)量的工作質(zhì)量。在測(cè)量工作時(shí)需要調(diào)整第一板，確保兩板之間達(dá)到設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)。在第一板測(cè)量調(diào)整之后，需要對(duì)其他板進(jìn)行連續(xù)性的測(cè)量，以保障高速鐵路路基項(xiàng)目的施工質(zhì)量與安全。

4.2.2 道岔板的精調(diào)處理

在精調(diào)系統(tǒng)準(zhǔn)備完成之后，則需要對(duì)道岔板進(jìn)行正式的敷設(shè)調(diào)整，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)的研究分析，制定出相應(yīng)的調(diào)整敷設(shè)方案。首先就是對(duì)板角點(diǎn)進(jìn)行高程的測(cè)量調(diào)整，利用全站儀收集棱鏡采集的敷設(shè)信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)信息，合理的控制精調(diào)爪，對(duì)敷設(shè)的道岔板進(jìn)行合理的調(diào)整。在調(diào)整道岔板的時(shí)候，需要將相鄰板的銜接精度控制在1 mm 以內(nèi)，這樣才可以保障路基項(xiàng)目的整體施工可靠性。在對(duì)道岔板進(jìn)行精調(diào)處理的時(shí)候，如果全站儀在測(cè)量的時(shí)候出現(xiàn)了板孔的測(cè)量故障，則需要工作人員對(duì)其進(jìn)行很好的修正處理，確保全站儀可以有效進(jìn)行測(cè)量，以提高路基道岔板敷設(shè)的工作質(zhì)量。在全站儀使用的時(shí)候，需要對(duì)四角的棱鏡進(jìn)行追蹤測(cè)量，因?yàn)槔忡R可以反饋出不同視角的安裝數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析研究，從而合理的操控精調(diào)爪進(jìn)行很好的處理，在對(duì)道岔板進(jìn)行調(diào)整處理的時(shí)候，需要確保調(diào)整的精度控制在0.3 mm 以下。

在所有的精調(diào)設(shè)備準(zhǔn)備就緒之后，還需要對(duì)每一個(gè)棱鏡進(jìn)行位置的檢查，避免棱鏡的安裝出現(xiàn)故障。在對(duì)棱鏡進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，需要對(duì)其坐標(biāo)、方向、角度、穩(wěn)定性進(jìn)行全面的測(cè)量，以確保整體測(cè)量工作的質(zhì)量，提高道岔板施工的質(zhì)量與可靠性。在進(jìn)行整體測(cè)量的時(shí)候，每一個(gè)棱鏡反射的信息都需要達(dá)到全站儀的測(cè)量，以保障道岔板安裝的質(zhì)量。在對(duì)道岔板進(jìn)行安裝調(diào)整的時(shí)候，不能對(duì)已經(jīng)安裝好的道岔板進(jìn)行調(diào)整，只能對(duì)即將安裝的道岔板進(jìn)行一定處理，在對(duì)道岔板進(jìn)行調(diào)整處理的時(shí)候，需要將調(diào)整處理的誤差精度控制在0.3 mm 以內(nèi)，從而提高道岔板的敷設(shè)質(zhì)量與安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)道岔板進(jìn)行敷設(shè)的時(shí)候，需要對(duì)每一塊道岔板的敷設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量，并將測(cè)量的數(shù)據(jù)信息記錄在相關(guān)的資料庫(kù)當(dāng)中，通過(guò)測(cè)量的信息與標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行對(duì)比，以便工作人員及時(shí)的修正敷設(shè)的道岔板，確保每一塊道岔板的敷設(shè)工作都達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)據(jù)記錄的時(shí)候，不僅需要記錄道岔板的測(cè)量數(shù)據(jù)信息，并且需要記錄工作人員施工疏忽的工作信息。為后續(xù)的工作留下原始的數(shù)據(jù)信息，以便于相關(guān)工作人員對(duì)其進(jìn)行追溯，更好的提高高速鐵路的建設(shè)質(zhì)量與安全。