高速铁路精密工程测量问题研究 田文斌

高速铁路精密工程测量问题研究田文斌

发表时间：2019-09-04T09:54:44.790Z 来源：《防护工程》2019年12期作者：田文斌胡泽金

[导读] 精密工程测量技术是工程测量的重要组成部分，已广泛地应用到高速铁路、大型水库等基础工程建设领域。

中国建筑土木建设有限公司北京 100000

摘要：轨道施工质量对高速铁路形势安全起到关键作用。高速铁路列车行驶速度250～350km/h，轨道必须具有非常高的平顺性和精确的几何线性参数、精度要求保持在毫米级范围内的特点，要求我们必须建立一套与之相适应的、能满足高速铁路勘测设计、施工建设和运营维护各个阶段要求且十分完整、高效、高精度的精密工程测量体系。高速铁路精密工程测量技术体系已成为高速铁路建设成套技术的一个重要组成部分，在高速铁路勘测设计、施工建设和运营维护中起到了决定性的作用。

关键词：高速铁路；精密工程；测量问题

引言

精密工程测量技术是工程测量的重要组成部分，已广泛地应用到高速铁路、大型水库等基础工程建设领域。为了确保高速铁路建设和运营安全、高效、顺利，必须要进行高速铁路的精密工程测量，因此对测量技术的准确性提出了更为严格的要求，必须建立一套高速铁路精密工程测量技术。我国高铁的安全运行验证了高速铁路精密工程测量技术的科学性、先进性、适用性和可靠性。

1高速铁路精密工程测量技术概述

高速铁路精密工程测量的主要目的是建立各级平面与高程控制网，在控制网的作用下，保证高速铁路工程能够按照设计线型进行施工，确保高速铁路轨道铺设精度，最终保证高速列车能够平稳安全运行。影响高速铁路轨道铺设精度的因素中，精密工程测量技术的可靠性是其中重要因素。在进行高速铁路轨道铺设时，必须重视两方面工作，一方面是要严格按照高速铁路工程设计线型进行施工，也就是说，在铺设高速铁路轨道时一定要确保轨道线型几何参数的精确度与可靠性；另一方面就是确保高速铁路轨道铺设的平顺性，要将轨道线型参数控制在合理范围内，一般要控制在毫米级范围内，才能确保高速铁路轨道铺设的平顺性。

2控制网布设

（1）CPⅠ。在布设过程中以B级静态测量方式进行，一般在设计中，网点的测量距离为50~100km，完成连续测量的基准网点设置后，需要按照每3~4km的距离再布设一个单点，即使是布设作业难度较大的地段，布设点之间的距离不能小于1km。在特大桥梁与特长隧道布设过程中，要根据具体情况适当增加CPⅠ控制点，并且要确保相邻布设点间有良好的透视性，各个透视点间有一个相邻的透视方向，实现三网合一的目标。在处理转换关系简化问题时，要充分考虑CPⅠ控制网联测控制点至少为三个国家或者城市控制点。CPⅠ控制网大多应用在工程勘测、工程施工以及工程运维中坐标基准勘测过程中，是确保坐标基准准确性的重要技术。

（2）CPⅡ。主要应用在工程勘测与工程施工过程中，CPⅡ的主要作用是为工程勘测与工程施工提供基准，通常在布设过程中，需要使用全站仪与C级GPS静态控制测量相结合的方式完成布设工作。一般在布设CPⅡ控制点时，需要注意两个控制点的测量距离在800~1000m之间。另外，还要注意的是在布设难度较大的地段进行布设作业时，要保证控制点的距离不能小于600m。通常CPⅡ控制网的布设点要根据线路走向进行设置，在线路中线与布设点之间的距离要在50~100m之间。在CPⅡ控制网布设过程中，要对布设点的位置进行严格考察与设置，确保布设点位置符合相关测量要求。

（3）CPⅢ。CPⅢ的主要作用是为高速铁路轨道铺设以及高速铁路运维提供有效的良好的控制基准，CPⅢ是在CPⅡ的基础上发展而来的。在具体设置过程中，采用沿着高速铁路线路两侧布设五等导线测量的方式完成布设作业。高程控制多用三等水准，将控制点嵌入到墙体侧面的点位内，要注意确保控制点的点位与高程位置都要比高速铁路轨道标记的螺栓前缘上侧高。

3水准网的稳定性控制

已经建成高铁的运营复测数据分析表明，许多地段存在着较为严重的沉降情况，甚至导致了铁路限速，在这些地区，如果没有稳定的控制点，控制网复测往往会出现控制基准稳定性无法判定的情况。为了在这些区段进行变形监测，必须要从可靠的稳定控制点(国家基岩点)引出，监测工作往往费时、费力。《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中没有对铁路高程控制网中深埋及基岩点进行要求。在京津城际、京沪高速铁路实施过程中，由于沿线地质条件非常复杂，存在多个不均匀沉降漏斗区，有些地方地表沉降非常严重，因此采用了深埋水准基点的控制方式。多次复测证明，相对于地面控制标石，深埋点具有显著的抗沉降性，可为铁路的运营、维护、监测提供长效的高程基准支持。因此，《高速铁路工程测量规范》对深埋标石做了如下的要求：在地表沉降不均与及地质不良地区，宜按每10km设置一个深埋水准点，每50km设置一个基岩水准点。基岩水准点和深埋水准点应尽量利用国家或其他测绘单位埋设的稳定基岩水准点和深埋水准点。因此，在地表沉降不均匀与及地质不良地区，基岩水准点应当作为线路水准基点的高一级控制点，每50km设置一个。深埋水准点是线路水准基点的同级控制点，但其较之一般水准点抗沉降性好，在控制网复测过程可作为区段稳定性判断的重要依据。深埋水准点可以选择稳定的老旧建筑基础、大型桥台基础等替代；也可以选择国家或其他测绘单位埋设的基岩、水准点作为深埋控制桩(不兼容的情况下可不采用原国家控制成果，仅作为本条线路的深埋控制)。

4长大隧道贯通后水准控制网处理

在跨越大江大河及长大隧道时，水准采用绕行观测或者跨河观测的方式，桥梁铺架施工完成或隧道贯通后，对水准测量而言，新的贯通条件产生了，路线会大大缩短，在一定范围内的闭合精度也会大大提高。以某山区铁路隧道高程控制为例：设计隧道长度约10km，受地形及交通条件影响，水准绕行路线达到100km。按照二等水准的观测方法实施，隧道贯通前符合路线闭合差限差为40.0mm；贯通后限差为12.6mm，精测网高程在隧道贯通后可能会产生断高。若前期未做任何附加考虑，甚至在隧道贯通测量之前进行了隧道段的精密测量，将会给后期施工造成较大的影响。因此，在此类特殊的施工条件下，必须对工点的精密测量进行专项设计。

(1)根据水准绕行设计观测成果计算隧道两端高程控制点间闭合差。

(2)根据斜井闭合条件、贯通路线及水准限差估算贯通后两端高程控制点间闭合差；每公里水准测量的全中误差按下式计算。