高铁精密工程测量技术与应用

高铁精密工程测量技术与应用

赵俊杰

山东卓群地理信息技术有限公司 山东 临沂 276000

摘要：随着工程科技、计算机、电子信息和人工智能的发展,智能车、无人机、无人船、机器人等自动化移动平台的快速普及,工程测量逐渐向自动化、动态化、智能化方向发展,逐步具备了运动状态下的测量能力。精密工程测量技术作为高速铁路成套技术的一个重要组成部分，在高速铁路勘察设计、结构施工和运营维护中起着决定性的作用。

关键词：高铁测量；精密工程；工程测量

1工程测量技术分析

1.1水准测量水准测量环节主要包括三个方面：为设施工人提供临时水准点、测量和计算。水准也是整个工程测量过程中必不可少的环节。在为设施工人设置临时找水准时，有必要沿路线放置设备，以将项目的实际施工条件与施工现场的地理环境结合起来，并确保现有的问题，可以在项目中实际使用时对其进行修复。在测量过程中，测量负责人必须严格按照相应的操作程序进行测量工作，同时要确保测量仪器合格。在计算过程中，相关负责人必须核实数据是否符合水准的要求，然后对基准点进行计算，并审查设计单位提供基准点的计算结果。

1.2中线放样

1.2.1对导线点进行坐标的重新测量

导线点坐标的重新测量工作主要是来自当前设计机构的信息，用于建立导线控制文件和工程施工房屋的特定位置。进入施工现场后，有必要根据设计人员提供的图纸还原一些主控制桩，并将其与相关设备结合在一起，同时对电线区域进行重新测试。在进行测量之前，项目构建者应结合设计机构提供的信息来执行测量，并将其与实际测试信息进行比较，如果两个信息之间的差异较大，则需要进行原因分析。如果信息测试正常，需要查看设备是否正常或电线区域是否更改，重新测量相应的坐标。坐标重新测量操作主要是对已知边缘扩展方位角之前的两个横向点进行闭合，直至最后两个横向点，然后进行测量，在分析封闭计算的正确性以及坐标和导线尺寸时，有必要组织和记录相关信息。

1.2.2放样

放样基于最靠近测试区域的电线面积，并且通过查看相邻电线点和拉角距离测量值的指示来计算视角和距离。放样设置过程中需要注意两点：首先，在放置第一个木桩之后，必须将仪器清零以确保误差在设定的时间间隔内。否则，需要进行返工。其次，需要确保到后视导线点的距离大于从测站导线点到中间放样点的距离。

1.2.3中桩穿线

中桩穿线的工作步骤与重新确定横移点坐标的步骤基本相同。在分析中桩穿线操作是否符合标准时，通常使用该路线的相关技术指标作为参考标准。简而言之，就是直线点是否在同一条直线上，如果不满足某些条件，则必须将直线或曲线的最远点调整为中点^[1]。首先需要确定曲线，然后确定直线。在实际的中桩穿线过程中，不可避免会出现某些错误，因此相关人员必须积极探索和分析整个测量信息，并不断调整中桩穿线的位置，以确保测量结果的准确性。

1.2.4记录导线点的螺栓桩测试

在重新测量和记录栓接的导线点时，可以使用骑马桩或三角网等方法，可以获得预期的结果。无论施工人员采取什么行动，都必须考虑到在开挖建筑物后是否可以恢复桩。

2精密工程测量技术与应用

2.1全线统一工程独立坐标系统的建立

高铁全线按照分级布网、逐级控制的原则建立平面和高程精密工程测量控制网。平面控制网在CP0基础框架平面控制网的基础上分三级布设、分别为CPⅠ基础平面控制网，主要为勘测、施工、运营维护提供控制基准；CPII线路平面控制网，主要为勘察和施工提供控制基准；CPⅢ轨道三维控制网，主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。高程控制网分两级布设，分别为线路二等水准基点控制网，主要为勘测设计、施工提供高程基准；CPⅢ轨道控制网，为高速铁路轨道施工、运营维护提供高程基准。

2.2隧道控制网的建立

首先，在洞外CPⅠ控制点的基础上重新布设与洞口基本等高的加密点，并保证后视点边长大于500m以上，有效削弱垂线偏差的影响；其次，两座隧道均为曲线隧道，在保证导线边长的情况下，视线距离隧道侧壁往往较近，水平角度、距离观测精度受到旁折光影响不可忽视。为了减弱旁折光的影响，采取在曲线隧道整体规划布点位置，确保曲线内侧的控制点间的视线远离侧壁在1.5m以上，在半径较小段落采用将控制点设置在隧道中间的排水沟顶等措施，有效削弱了旁折光对测距、测角精度的影响，确保了控制网成果的可靠性。此外，隧道CPII控制网所控制的隧道中线一般与施工导线网确定的隧道中线存在一定差异，为了使得隧道贯通CPⅡ导线网确定的隧道中线与实际贯通后的隧道中线尽量保持一致，CPII网测量时，将CPⅡ网与洞内施工导线点进行联测，通过制定专项隧道CPII网平差方案，将满足CPII网精度的洞内施工导线点作为坐标约束点参与CPII导线网整网约束平差，在满足隧道CPⅢ轨道控制网起闭精度要求的前提下，最大限度的保证了隧道CPII控制网和隧道贯通中线位置的一致性。

2.3大跨连续梁段落CPⅢ轨道控制网的建立

首先，统一规划布点里程，优先选择主墩位置布设CPⅢ点位，在通视条件良好的段落适当加大CPⅢ间距至90米；其次，整个连续梁或特殊孔跨段落测量过程尽量在同一时间、同一温度、环境下施测，确保连续梁段落CPⅢ轨道控制网达到高精度要求^[2]。此外，尽量在同样环境条件下使用CPⅢ成果，若相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化，设站精度超限时，CPⅢ成果须重新复测后使用。通过现场有效的组织控制，现场采用自由设站进行轨道板铺设、长轨精调时的设站精度均达到0.7mm，满足了现行规范的精度要求。

2.4“三网合一”测量体系的应用

高速铁路在勘察设计、结构施工、运营维护的各个阶段，均采用控制网进行结构物的坐标点位放样，因此必须保证各阶段控制网放样点位的一致性。如果勘察设计、线下工程施工和线上无砟轨道施工采用的坐标系统不统一，将会造成线下工程线位偏离设计位置，甚至造成净空限界不足，无法满足线上无砟轨道施工要求^[3]。为高质量、高效率服务于工程建设的各个阶段，高速铁路加密工程测量要求勘测设计控制网、工程施工控制网、运营维护控制网的坐标高程系统统一、起算基准统一和测量精度的协调统一，即“三网合一”。

2.5各级控制网的复测和维护

高铁实施过程中严格按照高铁测量要求的“三网合一”体系开展工作，对破坏点、不稳定点及时进行补设、移设，并按照与原测相同的测量等级和标准进行补测，采用同精度扩展的方法、以补桩点周边同级的控制点作为起算，按照拟稳平差或约束平差的方法，获得补设点的坐标，这样既保证了补设点与原测网之间相对精度满足原网一致的精度要求，又使控制网整体性、一致性得到了及时恢复^[4]。通过各阶段控制网的复测维护工作，实现了勘测设计控制网、工程施工控制网、运营维护控制网坐标高程系统统一、起算基准统一和测量精度的协调统一。

结束语：

精密工程测量技术的应用满足了高铁勘测设计、施工建设和运营维护各阶段的工程需要。如何建立全线统一的工程独立坐标系统、提高长大隧道控制网的精度以及在大跨连续梁段落完成高精度CPⅢ轨道控制网的测设，是确保高铁无砟轨道的精准铺设的决定因素。

参考文献：

[1]范少杰.高速铁路精密工程测量技术标准的研究与运用[J].工程技术研究,2020,5(06):69-70.

[2]周东卫.兰新高速铁路精密工程测量技术体系及特点[J].高速铁路技术,2018,9(01):70-75.

[3]李广云,范百兴.精密工程测量技术及其发展[J].测绘学报,2017,46(10):1742-1751.

[4]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,2017(15):119-120.