中交一航局第三工程有限公司 辽宁大连 116012
摘要：合福高速铁路是京福高速铁路的重要组成部分，是沟通华中与华南地区的一条大能力客运通道，北接合肥枢纽经合蚌客运专线衔接京沪高铁至北京，中与沪汉蓉铁路、沪昆客专、浦建龙梅铁路、南三龙铁路、商合杭高铁、东南沿海铁路相交，南连福州枢纽。是继京津、武广、郑西高铁之后，设计时速为300km的又一条双线电气化高速铁路。合福高速铁路轨道工程正线采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道，本文重点研究合福高速铁路精密控制网的布设方案、无砟轨道坐标网的施测和数据处理方法。
关键词：合福高速铁路；无砟轨道；精密控制网；数据处理
1.工程概况
工程控制网的布设、施测及其数据处理在铁路勘测中有着重要作用。它不仅为铁路施工提供了大量的精确的测量成果，保障铁路顺利施工，也为铁路的运营维护提供稳定的控制基准，对铁路轨道等设施进行有效监测，以保障铁路长期、安全运营。高速铁路施工工艺复杂、周期长、质量要求高，对测量人员、测量仪器、工程控制网布设、施测及其测量数据处理等都提出了新的更高的要求。
合福高速铁路采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道技术，其设计时速300km／h。本文结合合福高铁轨道交通工程的施工控制测量，对精密工程控制测量的布设和轨道坐标网的施测和数据处理方法进行了研究和探讨。
(1)勘测建网测量
客运专线无砟轨道工程平面控制网按分级布置原则分为三级布设，第一级为基础平面控制网(CPI)，第二级为线路控制网（CPII），第三级为基桩控制网（CPIII）。
CPI主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；
CPII主要为勘测和施工提供控制基础；
CPIII主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基础。
(2)CPIII测量
在无砟轨道施工中，施工单位在接受设计单位给定的CPI、CPII数据资料后，进行基桩控制网CPIII的测设。
2.三级控制网之间的关系及使用功能
(1)三级控制网之间的关系
CPI网在勘测阶段，按照B级GPS测量要求，全线一次布网统一测量，整体平差。点位宜选在距线路中线100～200m不易被破坏的范围内并做好标记。
CPII在CPI的基础上采用GPS测量或导线方法施测。在50～100m间距内且不易破坏的范围内布设。
CP III在CPII和CPI的基础上采用后方交会法施测或导线测量，CP III点宜设在线路外侧，位距线路中线3～4m，控制点的间距宜为150～200m。对线路特殊地段、曲线控制点、线路边坡点竖曲线起终点道岔区均应增设加密控制点间距宜为50～60m。相对两端的CPIII控制点纵横向中误差应小于1.5mm。
(2)三级控制网测设流程
④重叠区域通过至少3～4对基桩一起测量，且相互比较。
⑤在桥梁上，随温度变化而产生的纵向位移也要考虑在内。在以后的测量中必须详细检查线路草图。如果桥梁发生了位移，应该重新测量基桩。
⑥在轨道标记点之间，还要进行附加的横向距离测量。测量采用双回路法，得出结果并做出比较。
(2)高程控制测量按以下步骤进行：
①在线路任意点架设水准仪，并调平。
②按精密水准测量的要求施测基桩控制网高程。
③在全线测量贯通后应进行严密平差，平差计算按精密水准测量的规定执行。
(3)轨道平顺度测量按以下步骤进行：
①安装测量程序，通常需要约10分钟的时间。
②确定全站仪的位置和全站仪定向，通常需要约20分钟的时间。
③调整棱镜，使全站仪能对其自动跟踪和照准。
④开始轨道测量，轨道测量过程中，每次全站仪迁站后，需对上一测站已测轨道进行一定长度的重叠测量。
(4)基桩控制网（CPⅢ）复测
①线下构筑物经铺轨条件评估合格后，按《客运专线无砟道床铁路工程测量暂行规定》（铁建设 [2006]189号）的相关规定进行CPⅢ控制网的交接和复测。
②CPⅢ控制网平面复测采用全站仪进行，高程复测采用DS1型水准仪进行，所有的测量设备必须在使用前经过校检。
③基桩控制网（CPⅢ）测设基本工序流程见下图:
④根据控制点和线路设计资料编制详细的复测实施方案，交驻地监理审核，报业主授权的监理公司同意后实施。
⑤从业主授权的测量监理处办理CPⅢ控制网的交接桩手续，进行复核测量并上报资料。
⑥CPⅢ平面控制测量应按导线测量或后方交会法施测.
⑦CPⅢ控制点高程测量应符合下列规定：
a.CPⅢ控制点高程测量工作应在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点。
b.客运专线无砟道床铁路高程控制测量工作开展前，应根据测区地形、地貌及线路工程情况进行高程控制测量设计。高程控制网设计应包括控制网基准、网形和精度设计。需要增补高程控制点时，须进行控制网改造设计。
c.观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，应读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪应读记至0.01mm；使用区格式木尺应读记至1mm。
d.水准路线应沿线路敷设，水准点埋设应每2km设置一个。水准点可与平面控制点共用，也可单独设置，单独设置的水准点距线路中线距离宜在50～150m之间；水准点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方。
e.二等水准测量应进行往返观测，观测顺序如下：
A 往测：奇数站为后—前—前—后,偶数站为前—后—后—前
B.返测：奇数站为前—后—后—前,偶数站为后—前—前—后
iCPⅢ控制点的布设应兼顾施工及运营维护，设点应符合下列规定：
i路基和桥梁上基桩设置在接触网立柱上，隧道中基桩设置在衬砌边墙上。
ii特殊情况下，由于施工无砟道床时接触网立柱或未安装，此时，在路基上，基桩可临时设置在接触网立柱基座上，桥梁上，设置在每孔梁固定支座端的防撞墙内侧，设置高度以能够满足测量通视条件为要求，尽量靠近防撞墙顶部。待立柱安装后，重新引到立柱上，做为维护基桩。
iiiCPⅢ控制点宜设于线路外侧，距线路中线的距离一般为3～4m，控制点的间距以150～200m为宜。对线路特殊地段、曲线控制点、线路变坡点、竖曲线起终点均应增设加密控制点，曲线地段加密控制点间距以50～60m为宜，加密控制点相对于两端CPⅢ控制点的纵、横向中误差应小于1.5mm。
ivCPⅢ控制点应设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方，并应防冻、防沉降和抗移动，控制点标识要清晰、齐全、便于准确识别和使用。
vCPⅢ控制点采用导线法测量时，直线部分宜设于线路一侧，曲线部分宜设于线路外侧；采用后方交会法测量时，应设于线路两侧。在一条线路上控制点的外移距离宜相等。如遇障碍物，外移距离可适当增减，但增减值应相等。
f CPⅢ控制基桩点复测的内容、方法与各项限差应满足下列要求：
i.复测控制点间夹角时，方向观测应不少于两测回，距离往返观测各两测回。
ii.控制点间的距离允许偏差为1/20000；直线段控制点间夹角与180º较差应小于8″，曲线段控制点间夹角与设计值较差计算出的线路横向偏差应小于1.5mm；弦长测量值与设计值较差应小于2mm。C.CPⅢ控制点满足各项限差要求后应永久固定。控制点标识要清晰、齐全、便于使用，并绘制布设平面示意图和控制点表，做好点之记描述其位置、里程、外移距。
iii.CPⅢ控制点高程测量工作应在CPⅢ平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点。
(5)加密基桩测设
①加密基桩测设基本工序流程见下图
②无砟道床施工前，根据轨道结构形式及施工要求增设加密基桩，测设精度应符合《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设 [2006]189号）相关规定。
③CPⅢ控制点复测合格后，编报详细的加密基桩测量方案，经驻地监理工程师审核签字后实施。
④加密基桩的测设应满足下列要求：
i依据相邻CPⅢ控制点加密，采用光学准直法和精密水准测量方法，逐一测定加密基桩的位置和高程，并标定点位。
ii加密基桩间距应根据施工方法确定，一般在5～10m范围设置一个；加密基桩一般设置在线路中线上，也可设置在线路中线的两侧。
4.数据处理
CPIII点的平面数据处理软件采用中铁四院与开发的高速铁路测量数据处理及平差计算软件进行处理。
首先通过数据处理软件对外业观测的限差重新进行检核，检核结果均满足规范要求后生成平差文件。生成平差文件的同时，对观测距离进行两化改正。（注：两化改正时需使用各控制点棱镜中心高程，H棱镜中心=H水准杆顶高程-0.0100米）。其次进行独立网平差。最后进行网平差搭接处理。
独立网平差各项精度指标统计如下：
综上统计分析：本段CPIII平面控制网复测满足各项精度指标，其平差成果可用于无砟轨道施工建设。
5.提高轨道精度的重要策略
5.1 强化对无砟轨道施工过程进行严格的管控
根据无碴轨道工艺施工，是确保轨道施工精度的前提和基础。 对于后来的轨道精度，无碴轨道的施工精度对其具有决定性的影响。 施工精度越高，微调工作量越少，相应的调整部分的数量就会减少，轨道精度将越高，相反，很难实现更高的轨道精度要求。
5.2 对轨道测量工作给予高度的关注
①必须由一线计量人员进行专业培训和教育，有效提高员工的专业技能和综合素质; ②测量设备必须满足轨道精度要求; ③站台精度和测量方法必须正确合理; ，轨道状态良好，特别是轨道及其紧固件必须处于良好状态; ⑤在轨道上静态测量之前，需要重复CPⅢ控制网络; ⑥线路施工相关信息进行检查，特别是对于轨道提升，轨道中心线等重要参数的重点审查。
5.3 对扣件全过程采取严格的管理
在无碴轨道的建造期间，需要实施相应的保护措施以防止污染的发生或甚至损坏情况。 此外，在铺设轨道之前，您必须完全清洁紧固件，并在检查和验收后，然后铺设轨道。 在无缝电路中分散，锁定，还需要严格检查紧固件。 更重要的是，在轨道静态调整之前，轨道和紧固件应完全检查状态，确认后才能进入下一步的调整和测量工作。 调整轨道后，您还需要检查紧固件的状态，以确保轨道调整的准确性。
参考文献
[1]李明领.高速铁路无砟轨道 CPⅢ控制网建立与精度控制[J].铁道标 准设计，2010（01）.
[2]赵丽静.无砟轨道工程施工要点分析[J].交通标准化，2013（23）.
[3]张丽娜，靳自强.沉降观测技术在某高铁无砟轨道路基中的应用[J]. 江西建材，2013（05）.
论文作者:吕红军
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/15
标签：测量论文; 轨道论文; 高程论文; 线路论文; 复测论文; 精度论文; 水准论文; 《基层建设》2017年6期论文;