高速铁路精密工程测量问题研究

高速铁路精密工程测量问题研究

杨攀宝

中铁一局四公司精密测量分公司陕西咸阳712000

摘要：随着我国高速铁路建设速度不断加快，为满足不断提高的工程勘测精度要求，需要改进传统控制测量方法，发展建设高速铁路精密工程，从根本上提升高速铁路勘测工程质量，确保高速铁路建设工程质量满足行车安全和舒适要求。本文从高速铁路精密工程测量技术概述入手，主要对相关问题进行分析，以供参考。

关键词：高速铁路；精密工程测量；相关问题

一、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。因为我国高速列车的行驶速度在250km/h到350km/h之间，在列车高速行驶过程中，对列车行驶的平稳性与安全性要求较高，这就需要相关工作人员重视高速铁路轨道铺设施工。而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。

二、高速铁路精密工程测量的特点

1、应用比较广泛。各级平面的高程控制网能够满足工程建设的各环节的勘测精度要求。我国的高速铁路精密工程是逐渐发展起来的，以往对于轨道线型以及平顺程度并没有高精度要求，而且当时科学技术并不发达，管理水平相对落后，铁路部门并没有建立起一套完备的工程测量勘测体系，测量工作缺乏规范管理与科学方法，导致轨道施工的实际几何参数与设计参数相差较大，造成轨道整体质量偏低。高速铁路精密工程测量发展到现在，根据轨道设计方案采取更加合理精确的技术，开展施工放样工作，不仅可以满足施工过程中的测量要求，还可以满足轨道运营维护的精度要求，能够在铁路建设事业的全过程中充分发挥作用。

2、分级布网。我国目前的高速铁路测量控制网主要分为三个层次，包括基础平面控制、线路平面控制以及轨道控制，这三种控制网能够为轨道建设过程中的勘测、施工和运营维护提供基准坐标控制参照。测量人员需要通过分级布网的方式进行布设，确保各控制网络功能的充分发挥。高速铁路测量控制网的布设过程中，平面控制网的布设应在框架控制网布设完成后分二级布设，测量控制网需要满足线下工程测量精度要求，同时也要满足轨道工程的铺设精度要求，才能保证实际施工的几何参数与设计目标参数保持足够小的偏差，使轨道施工与线下工程施工通过各级控制网实现协调统一，保证工程质量。

3、边长投影变形值控制。以椭圆形的地面为参考，会使接收到的边长投影产生一定变形，这种变形被称作边长投影变形。过大的投影变形会对高速铁路施工和运行工作产生不利影响，因此必须构建独立的坐标系统，将边长投影变形值控制在可接受范围内。高速铁路工程施工时，要求实际测量值与坐标反算边长值相一致，达到尺度统一。从理论上说，边长投影的变形值越小，对于精度控制越有利。高速铁路的平面坐标测量系统采用的是≤10mm/km变形值的工程独立坐标系，测量精度要求高，当采用340mm/km投影变形值时，不利于无砟轨道的施工。在实践中，京津城际高速铁路的平面投影变形值控制在1/100000，工程精度控制成果良好，满足了精度要求。

4、三网合一测量体系。高速铁路工程测量控制体系按照阶段、目的和功能的不同，划分为勘测控制、施工控制、运营维护控制三部分控制网络，简称为“三网”。为了保证测量成果的精度满足高速铁路在勘测、施工及运营维护三个阶段的质量及管理要求，三个阶段的平面及高程控制测量工作需要使用统一的基准参考，即三部分控制网络均采用CPⅠ基础平面控制网，以及二等水准基点基础高程控制网，这样的操作模式也被称作“三网合一”。

三、高速铁路精密工程测量技术标准应用

1、建网时机

传统铁路工程控制网是在初测阶段建立低等级控制网，方案稳定后另行开展精密工程测量，存在着初测控制基准产生的设计文件与施工基准文件不一致的情况，常会出现土石方量偏差大、上跨下穿净空不足等隐患。新建铁路的比选方案较多，在方案不稳定时直接建立全套精密测量控制体系不经济。因此，在参考传统测量控制工序的基础上，对各个阶段的建网时机进行了如下的规定：（1）CP0控制网应在初测前采用GNSS测量方法建立，全线一次性布网，统一测量，整体平差。（2）CPⅠ控制网宜在初测阶段建立，困难时应在定测前完成，全线应一次布网，统一测量，整体平差。（3）CPⅡ控制网宜在定测阶段完成，采用GNSS测量或导线测量方法实测。CP0建网时间的选择：我国高铁建设初期，国家控制网不完善且精度不足，因此规范要求在初测阶段建立CP0。2008年7月1日我国正式启用2000国家大地坐标系后，国家网精度差的情况在绝大多数地区已经不复存在，因此该条规定在今天也就不一定完全适宜。现阶段我国高速铁路及干线铁路网络已初具规模，采用两端既有铁路的控制基准，直接实现路网控制平顺搭接的方式可能更加有效合理。“CPⅠ控制网宜在初测阶段建立”是为了防止初测勘察设计资料与施工阶段控制网资料不一致而规定的。初测阶段比选方案众多，此时实施精密测量会造成较大的成本浪费；另外，从初测到开工会经历较长时间，在这个阶段建立起的控制网，往往会出现大区段的控制桩毁坏，甚至会出现控制网功能局部丧失的情况。随着国家CORS基准站建设的逐步完善，这方面的矛盾也有了根本性的解决方案。目前，我国有27个省市建成了平均站间距40～70km的省级CORS网，其余省份也已列入规划。各铁路设计院在多条铁路勘察设计过程中开展的CORS技术应用证明：在铁路初测阶段，CORS技术的精度足以保证勘察设计应用，且生产效率也会大大提高。

2、在无砟轨道施工中的应用

无砟轨道是当前在高速铁路中应用广泛的轨道类型，因此对精密工程测量技术在无砟轨道施工中的应用进行研究十分重要。精密工程测量技术的应用中主要包括以下测量内容：（1）加密基桩测量。加密基桩在无砟轨道的测量与安装过程中要按照CPⅢ进行加密处理。（2）安装测量。无砟轨道的安装测量过程包括轨道底座安装测量、轨道板安装测量与支撑层安装测量等。（3）衔接测量。对无砟轨道安过程中进行衔接测量时，要在设置的贯通作业面的基础上设置高程控制点与共用中线。（4）线路整理测量。在对无砟轨道进行实际测量之前，要先对CPⅢ控制点进行复测，然后将CPⅢ控制点作为线路中心线与基准点进行测量。

结束语

我国高速铁路建设速度不断加快，为满足不断提高的工程勘测精度要求，需要改进传统控制测量方法，发展建设高速铁路精密工程，从根本上提升高速铁路勘测工程质量，确保高速铁路建设工程质量满足行车安全和舒适要求。工程控制测量人员要根据工程实际情况，科学选择控制测量成果归算方法，提高我国高速铁路建设工程的整体质量，逐步完善我国的高速铁路精确测量技术体系，保证高速铁路的运行安全。

参考文献：

[1]王海峰.高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018，32（3）：310-311.

[2]梁武举.高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用[J].河南科技，2018（15）：119-120.