摘要:高速铁路的发展使铁道工程勘测、设计、施工和运营组织都发生了巨大变化。它来势迅猛,测量工程师们还没来得及做好充分的技术准备。迫于形势需要,除借鉴国外已有先进技术外,讨论得比较多的就是提高测量精度。其实除适当提高测量精度外,改进测量方法和流程,降低成本,提高效率,是当前铁路工程测量更为重要的课题。
关键词:高速铁路;工程测量;测量模式;精度
引言
我们对于高速铁路测量的现今发展状况有了一个简单的了解,首先,我们要知道,随着现代道路铁路工程的发展,国内外,特别是近几年国内的高速铁路的发展使铁道工程勘测、设计、施工和运营组织都发生了巨大变化。这些变化不仅体现在我们对于铁路工程的发展前景的一个预测,更加体现我们对于铁路发展的当前形势的一个把握,铁路工程的发展来势迅猛,测量工程师们还没来得及做好充分的技术准备,但我们的新的发展模式就已经被需要。迫于形势需要,除借鉴国外已有先进技术外,讨论得比较多的就是提高测量精度。其实除适当提高测量精度外,改进测量方法和流程,降低成本,提高效率,是当前铁路工程测量更为重要的课题。下面,本文就来具体的谈一谈这一内容,从它的问题的出现和解决措施作出一个叙述。
1、高速铁路测量需要采用的精度标准
铁路工程测量标准的提高依赖资金、人力、物质、时间投入的增加。不经充分的实验资料和严谨的理论论证,大幅提高测量精度,看似加大了保险系数,其实造成资金、人力、时间的浪费;也有可能仍不满足工程要求而产生质量事故。这种做法即使从测量质量的角度来看也是弊大于利。
《京沪高速铁路测量暂行规定》中提到:高速铁路由于列车运行速度快,对线路平顺性要求高,其测量精度也较一般铁路要求要高。文中并未解释为什么列车运行速度快,对线路平顺性要求高,其测量精度也要高。也未论证测量精度高多少为合适。各设计院撰写的有关高速铁路测量的论文和拟定的细则中,多次有人提到用国家二、三等平面和高程控制网精度控制勘测、设计、施工各阶段测量;还有人考虑国家控制网精度还不够,设想为每条高速铁路建立独立的二、三等控制网。各设计院测量工程师的想法从经济、效率、和质量各方面考虑有如下困难。
1.1控制测量每提高一个等级其经费增长约40%,观测时间成倍增加。就目前情况来看,多数工程项目给予勘测的工期都十分紧张。
1.2二、三等控制网精度是以对应十几至几十公里的长边为条件的,其密度不能满足铁路测量需要,当进一步用0.5km短边加密时,其精度回落到一级导线的精度。
1.3布设高等级控制网除精度要求高外还面临其他难题:如起算联测的一等控制点少;平差、计算不同于低等级控制网,更复杂;要进行天文、重力测量需要更专业的部门来完成,铁路设计院和工程局一般不具备施测能力。
1.4关于建立独立的高速铁路二、三等控制网,不强制闭合到国家等级控制网上的设想因下列原因而不可取:
①独立坐标系统一般用于区域性小范围地区,地球面可近似当作平面,不需做高斯投影;长大铁路途经几省,其球面特性不可忽略。
②不具备进行高精度天文、重力测量的能力,数百公里控制网呈狭窄线形,其精度不易控制。
③已有的各种比例尺地形图及沿途经由的道路、江河、城市、机构等,都是以国家统一大地坐标定位;铁路另辟蹊径,相关关系很难理顺。列车速度提高使路基、轨道、桥梁结构等受力发生变化,高速运行列车的平稳性要求对铁路线形提出很高标准,这些都和列车速度直接相关。测量精度和高速度并不直接相关,只有间接的关系。
2、关于新测量流程的建议
铁路工程测量精度一直是一个倍受测量工程师关注的问题,但铁路测量从未因精度问题对设计和施工产生过影响。问题都出在测量错误、测量资料处理错误等方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆理清各个测量环节之间的关系;简化测量过程使其更简洁、明晰、规范;以容易控制的内业逐步取代难以控制的外业测量(如横断面),对提高测量质量,保证设计、施工顺利实施更为重要。从简化测量过程,使用最先进测量方法,合理规定测量精度标准着手,提出改进当前铁路工程测量方法和流程的新模式。对于新测量的实施,是我们解决高速铁路工程测量的一个重要方法,为了扭转这种状况,使得图纸上定线放样到实地后消除系统误差,需要改变铁路测量流程如下。
2.1一次布网把原航外控、加密四等控制点、初测导线、定测交点,合并为3~5km一对GPS点或边长500~1000m的导线,做相对精度为1/115~1/2万的一次布网,并对其作五等水准测量。除能消除地形图和实地同名点的系统差外,还有以下主要作用:
2.1.1简化测量程序,减少测量工作量,我们要将测量的程序尽量的简化,将测量的工作量控制在我们可以掌握和控制的范围内,同时也使得我们对于工程的顺利进行更加有信心,以及实施的措施更加的有效,使得我们对于程序化的流程更加的了解。
2.1.2勘测、设计、施工都只用一次布网的资料和控制桩,资料简单清晰,差错少。资料的支持是我们对于工程测量的基础保证,同时也是我们对于工程测量设计的一个重要考虑方面,资料的尽量简单化和对程序的简化是保证我们铁路工程顺利进行的重要方面,也是必要的解决方式。
2.2从一次布网控制点直接测设中线,则可改变铁路测量的模式,铁路工程测量精度一直是一个倍受测量工程师关注的问题,但铁路测量从未因精度问题对设计和施工产生过影响。问题都出在测量错误、测量资料处理错误等方面。理清各个测量环节之间的关系,简化测量过程使其更简洁、明晰、规范,以容易控制的内业逐步取代难以控制的外业测量。
2.3坐标控制测设中线具有明显的优越性
2.3.1直接从一次布网控制点测设中桩,不用长距离,连续转点,避免了误差累积
一个工程的进行必定会伴随着工程误差的出现,如何迅速有效的处理好误差,是我们在工程测量过程中的必要步骤,也是我们应该尽可能避免的一步,我们不能保证零误差,但我们至少可以保证尽可能的减少误差的发生,以及对于误差的解决方案。
2.3.2可以任何里程切入测量,只要不是改线都不会出现断链
这一特点使得中线测量能够不连续进行,可以先测设桥、隧地段,使地质、桥梁、隧道等专业能及早开展工作。提高航测精度后,还可以只对重点地段测设中桩,一般路基在航测模型上直接量测。
2.4从航测模型量测横纵断面在航测模型上量测横纵断面,国外多家机构进行过研究且已投入使用
国外采用1/3000~1/5000大比例尺摄影,或初测做小比例尺摄影,定测再做一次大比例尺摄影。国内有许多单位,特别是铁道部属各设计院进行过研究,但因精度达不到《新建铁路工程测量规范》的规定限差而未能进行下去。
3、结论
就如上面介绍的一样,笔者对于铁路工程测量的过程中的测量精度和测量模式的内容作出了一定的总结和看法,铁路工程的实施作为我们现代社会铁路的重要组成部分,同时铁路工程的测量又作为铁路工程实施的重要方面,这几点是息息相关的,同时也是需要我们联合在一起考虑的内容,只有做到了这些方面的准备工作,同时做好了一定的预防措施和误差分析,我们的铁路工程的测量过程中可能出现的问题就会有一个很好的解决,同时也会使得我国的铁路工程发展的越来越好,我们的铁路工程测量开展的越来越顺利。
参考文献:
[1]许国平,徐立.铁路测量模式改革方案研究[J].铁道勘察,2004,30(1)
[2]罗先林,梁旺.改进铁路勘测流程和规范的探讨[J].铁道勘察,2005,31(1)
[3]钱立新.世界高速铁路技术[M].北京:中国铁道出版社,2002
[4]铁道部高速铁路办公室.京沪高速铁路测量暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2003
论文作者:鲁军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签:测量论文; 精度论文; 铁路工程论文; 铁路论文; 高速铁路论文; 误差论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第1期论文;