高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用

高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用

近年来，随着我国铁路运输业的不断发展，各类铁路工程随之增多，由于高速铁路具有运行平稳、速度快等优点，从而获得快速发展，并成为我国铁路工程中的重点建设项目。就高铁而言，其最为突出的特点之一是轨道的高平顺性，而想要达到足够高的平顺性，就必须采用无砟轨道，这一观点在大量的工程实践中得到了验证。由于无砟轨道的铺设对精确度要求较高。为此，应当在实际工程中，应用精密工程测量技术。基于此点，本文就高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用展开探讨。

标签：高速铁路 精密工程测量 控制网

1 高铁测量技术的基本要求分析

高铁的轨道是其核心部分，也是工程建设的重点环节。大体上可将高铁轨道分为两种，一种是有砟，另一种是无砟。其中无砟轨道属于整体轨式结构，由于它是以钢混或沥青混凝土道床取代有砟轨道的散颗粒体道床，故此，其较之有砟轨道的稳定性更高，连续性与平顺性也更好，这使得轨道本身的耐久性大幅度提升。但必须指出的是，无砟轨道对基础的要求相对较高，若是基础出现质量问题，如变形下沉等，不但修复比较困难，而且还会影响行车安全。所以在无砟轨道施工建设的过程中，对测量精度提出了更高的要求。表1和表2分别给出了我国高铁轨道静态平顺度允许偏差及轨道轨面高程、中线以及线间允许误差。

由表1和表2中给出的数据可知，为满足高铁列车高速行驶的舒适性和平顺性要求，高铁轨道的铺设精度必须足够高，应当达到毫米级。此外，就无砟轨道这种形式而言，在轨道施工完毕后，除了凭借扣减对微量进行调整之外，几乎不具备其它调整的可能性，所以，为避免施工测量中的误差积累，并进一步提高测量精度，高铁轨道控制网测量必须具备严格的控制网标准。

2 我国高铁精密工程测量技术标准的具体应用研究

2.1 高铁控制网的布设方案

我国的高铁轨道测量平面控制网是以ITRF2005为基础建立的，参考椭球体为北京54或是西安80，结合地区实际情况，选取抵偿带坐标系统、任意中央子午线系统及其UTM投影到平面上。该平面控制网共分为以下三级：

2.1.1 CPⅠ

该级控制网的主要作用是为工程勘测、施工、运维提供坐标基准。CPⅠ采用的是B级GPS静态测量进行布设，网点间距约为50-100km，其在联测基准网点的基础上，每隔3-4km布设一个单点，布设相对比较困难的地段点间距不得小于1000m。同时，特长隧道以及特大桥梁附近应结合实际情况增设CPⅠ控制

点。CPⅠ网的两个相邻点之间应当保证良好的通视，各个控制点均必须具备一个相邻的通视方向，以实现“三网合一”的目标。为了便于转换关系的确定，CPⅠ控制网应当至少联测3个国家或是城市的控制点。

2.1.2 CPⅡ

该级控制网的主要作用是为工程勘测与施工提供控制基准，它可以同时采用C级GPS静态控制测量与全站仪进行布设。网点的间距约为800-1000m，布设相对比较困难的地段网点间距不得低于600m。网点一般都是按照线路的走向进行布设，布设位置与线路中线之间的距离为50-100m，并选择观测条件相对较好的位置处布设网点。

2.1.3 CPⅢ

该级控制网主要作用是为高铁轨道铺设与运维提供控制基准。CPⅢ建立在CPⅡ的基础之上，其平面常采用沿线路两侧布设五等导线测量的方法进行施测，高程控制为三等水准，其控制点多为嵌入式，嵌入墙体侧面的点位与高程位置均位于高铁轨道标记螺栓前缘的上侧。表3为我国高铁精度控制测量技术指标。

目前，我国的高铁高程控制网多以分级布网、逐级控制的方式进行布设，具体是以二级水准路线联测每间隔50-100km布设基岩标，其与线路中心的距离为200m。同时在联测沿线上每间隔25km左右布设深埋水准点，与中线的距离为150m，布设过程中，至少需要联测2个以上国家的不低于二等的水准点，这样便可以将高程统一到国家85高程系统当中，然后在这一基础上布设三等水准路线，并对浅埋水准点进行联测，最后，附合在一等和二等水准点上。

2.2 无砟轨道安装中的精密测量

2.2.1 加密基桩测量

在对无砟轨道进行安装施工前，应当按照CPⅢ对基桩进行加密。

2.2.2 安装测量

具体包括以下内容：轨道底座施工测量、支承层施工测量、轨排以及轨道板安装测量等等。

2.2.3 衔接测量

先设置贯通作业面，然后在此基础上设置共用中线以及高程控制点。

2.2.4 线路整理测量

在进行实际测量前，应当对CPⅢ控制点进行复测，若是需要设置临时辅助

轨道基桩时，可以CPⅢ控制点作为基准点测设与线路的中心线上。同时，在对钢轨进行调整时，可以采用轨道检测车进行测量，也可采用全站仪+水准仪的方式进行测量。当线路中线整理测量全部完毕之后，应当编制高程成果表。

2.2.5 铺设竣工测量

在对无砟轨道进行铺设前，应当对轨道闲暇构建筑进行变形评估，这样有助于最佳铺设时机的确定。可以通过建立水平位移和垂直位移监测网对位于线路以下的构筑物变形情况进行检测控制。竣工测量具体包括如下内容：线路中线位置检测；钢轨轨面高程检测；测点坐标、轨距、高低、扭曲、水平测量，测量步长应为1个轨枕间距为宜。

2.3 精密测量的精度控制要领

为进一步提高精密测量的精度，应当做好如下工作：

2.3.1 测量仪器误差控制

在进行测量作业中要尽可能选用精度较高全站仪，其测角标称精度应当≤1°，测距的标称精度应当≤2mm±2ppm。全站仪使用前应当进行校准，同时每次作业前均应当对水平传感器进行校准，确保测量值偏差在0.3mm以内。

2.3.2 测站布设精度控制

测站设立完毕后，应当对其精度和所用的CPⅢ控制点精度进行观察，如发现偏差较大，应当查明原因并进行补测。当控制点出现严重位移时，可将该点位剔除。

2.3.3 现场控制

对CPⅢ控制点进行校核，以此来确保其准确性，当全站仪在某个点位假设时间超过1h后，或外界条件发生变化时，应当对其方向偏差进行校核。

3 结论

总而言之，高速铁路的建设施工是一项较为复杂且系统的工程，为了确保高速运行的列车安全稳定，就必须保证轨道本身的平顺性。为此，在高速铁路工程建设中，应当合理运用精度测量技术，以此来提高轨道铺设的精确度。在未来一段时期，应当加大对精密工程测量技术标准的研究力度，并在现有技术的基础上进行不断完善和创新，使其能够更好为高铁工程建设服务，这对于推动我国高速铁路事业的发展具有非常重要的现实意义。

参考文献：

[1]吕海军，徐凯.高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网测量技术探讨[J].长春工程学院学报（自然科学版），2011（3）.

[2]李建.GPS在高速铁路精密控制网复测中的应用研究[D].成都理工大学，2011（4）.

[3]方国星.铁路建设不同阶段布设精密测量控制网的实施技术[J].铁道勘察，2008（7）.

王海峰（1981-），男，辽宁凌源人，研究方向：测量技术在工程中的应用。