客運(yùn)專線鐵路測量控制網(wǎng)的布測

1、客運(yùn)專線鐵路測量控制網(wǎng)的布測    關(guān)鍵詞:客運(yùn)專線;鐵路測量;控制網(wǎng);布測 1鐵路客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)布設(shè)的特點(diǎn) 客運(yùn)專線無咋軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網(wǎng),按施測階段、施測目的及功能的不同分為勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng),簡稱“三網(wǎng)”。三階段的平面、高程控制測量必須采用統(tǒng)一的基準(zhǔn),既“三網(wǎng)”均采用CPI為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng),二等水準(zhǔn)基點(diǎn)網(wǎng)為基礎(chǔ)高程控制網(wǎng),簡稱為“三網(wǎng)合一”。 “三網(wǎng)合一”簡單的說包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容: 勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)高程系統(tǒng)的統(tǒng)一;勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一;線下高程施工控制

2、網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)和起算基;準(zhǔn)的統(tǒng)一;勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)測量精度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。以上即為客運(yùn)專線無咋軌道鐵路工程測量控制網(wǎng)建立的新特點(diǎn),也是不同與普通鐵路測量控制網(wǎng)和高速公路測量控制網(wǎng)的最大特點(diǎn)。 2鐵路客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)建立步驟 客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)建立的內(nèi)容:客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)的布設(shè)也是按分級布設(shè)原則進(jìn)行,平面控制網(wǎng)一般原則按三級布設(shè)。 第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CP),CP主要在初測階段布設(shè),為勘測、施工、運(yùn)營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn); 第二級為線路控制網(wǎng)(CP),CP主要在定測階段布設(shè),為勘測和施工提供控制基準(zhǔn); 第三級為基樁控制網(wǎng)(CP),CP主要在

3、無碴軌道鋪設(shè)階段布設(shè),為鋪設(shè)無碴軌道和運(yùn)營維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。 高程控制網(wǎng)一般為二等水準(zhǔn)基準(zhǔn)網(wǎng),一般不與CP、CP或CP共用網(wǎng)點(diǎn),即各自布點(diǎn)成網(wǎng)。 其中CP、CP為設(shè)計院提供,但作為施工單位必須對其進(jìn)行復(fù)測,施測精度按同等精度進(jìn)行。 3鐵路客運(yùn)專線線下測量控制網(wǎng)測設(shè) 客運(yùn)專線鐵路工程測量精度要求高,施工中要求由坐標(biāo)反算的邊長值與現(xiàn)場實(shí)測值應(yīng)一致,即所謂的尺度統(tǒng)一。采用國家3°帶投影的坐標(biāo)系統(tǒng),在投影帶邊緣的邊長投影變形值達(dá)到340mm/km,這對無碴軌道的施工是不允許的,因此規(guī)定客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量控制網(wǎng)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)系,把邊長投影變形值控制在10mm/km,以滿足無碴軌道施

4、工測量的要求。為達(dá)到這一要求起算基準(zhǔn)需滿足下述條件,a.以線路軌頂標(biāo)高的平均值作為施工平面控制網(wǎng)的投影面高程。b.依據(jù) Lva2/2r2(Lv-投影長度變形值,a-偏移中央子午線的橫向距離km,r-地球平均曲率半徑6371km),經(jīng)計算控制2a=56.984km帶寬(30.76'帶寬),既應(yīng)該選擇任意中央子午線高斯正投影30'寬度帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。c.平面坐標(biāo)引入1954北京坐標(biāo)系。 3.1CP的建立及測量 CP網(wǎng)由設(shè)計單位在勘測設(shè)計初測階段完成,按B級GPS網(wǎng)精度要求施測,要求采用雙頻GPS接收機(jī)按相對靜態(tài)定位模式觀測,全線一次性布網(wǎng),整體平差。CP控制點(diǎn)一般布設(shè)在距線路

5、中線100200m、且不易被破壞的范圍內(nèi),這樣既有利于保護(hù)又有利于施工測量時的使用。整個控制網(wǎng)沿線路走向布設(shè),CP布設(shè)方法與CP采用的測量方法有關(guān),如果CP采用GPS測量,那么CP沿線路每4km布設(shè)1個GPS點(diǎn)。其GPS點(diǎn)位布設(shè)應(yīng)符合表3.1.1的要求。為求得無咋軌道鐵路工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)與國家坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù),CP網(wǎng)一般每50km與國家二等及以上三角點(diǎn)或GPS點(diǎn)聯(lián)測,全線聯(lián)測國家三角點(diǎn)的總數(shù)不得少于3個,特殊情況下不得少于2個。如聯(lián)測點(diǎn)數(shù)為2個時,應(yīng)盡量分布在網(wǎng)的兩端,當(dāng)聯(lián)測點(diǎn)數(shù)為3個及其以上時,易在網(wǎng)中均勻分布?；€結(jié)算、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、平差計算采用經(jīng)過鑒定的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行,最后形成測

6、量成果。 3.2 CP的建立及測量 CP網(wǎng)由設(shè)計單位在勘測設(shè)計定測階段完成,此時線路方案已穩(wěn)定,CP控制網(wǎng)測量是在CP網(wǎng)的基礎(chǔ)上一般采用C級GPS測量方法施測。CP控制點(diǎn)均應(yīng)選在離線路中線50-100m的不易破壞的范圍內(nèi),在線路勘測設(shè)計起點(diǎn)、終點(diǎn)及不同單位測量銜接地段,應(yīng)聯(lián)測2個以上CP控制點(diǎn)作為共用點(diǎn)。在800-1000m左右布置一個GPS點(diǎn),相鄰GPS點(diǎn)之間應(yīng)通視,特殊困難地區(qū)至少有一個通視點(diǎn),以滿足定測放線或施工測量的需要,CP網(wǎng)采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng),形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng),分段起閉于CP控制點(diǎn),并與CP聯(lián)測構(gòu)成附合網(wǎng)。采用經(jīng)過鑒定的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行平差,最后形成測量成果。

7、CP的布網(wǎng)及施測仍舊按GPS網(wǎng)進(jìn)行,但GPS點(diǎn)位必須保證23km有一對能互相通視,可以是CP與CP相互通視也可以是CP與CP通視(CP屬于高等級的控制點(diǎn),其與CP組成的基線邊完全可以作為導(dǎo)線網(wǎng)的起始邊),以保證施工控制導(dǎo)線網(wǎng)的順利加密。CP布網(wǎng)時,有時很難在沿線路方向上布設(shè)一對互相通視的GPS點(diǎn),所以就選擇一對GPS點(diǎn)中的一個遠(yuǎn)離線路800m左右,以便能滿足精度要求,此種方法布點(diǎn)既能滿足GPS網(wǎng)的要求又能為下一步導(dǎo)線網(wǎng)的加密提供可通視的基準(zhǔn)起算邊。        3.3CP的建立及測量 CP網(wǎng)由施工單位在無咋軌道施

8、工前完成,在CP網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行CP測量,可采用導(dǎo)線測量或邊角后方交會法施測。技術(shù)要求見表3.3.1和3.3.2。 CP控制點(diǎn)設(shè)于線路外側(cè),距線路中線的距離一般為3-4m,控制點(diǎn)的間距以150-200m為宜。對線路特殊地段、曲線控制點(diǎn)、線路邊坡點(diǎn)、豎曲線起終點(diǎn)及道岔區(qū)均應(yīng)增設(shè)加密控制點(diǎn)。采用導(dǎo)線法測量時直線部分設(shè)于線路一側(cè),曲線部分設(shè)于線路外側(cè)。邊角后方交會法測量時應(yīng)設(shè)于線路兩側(cè)。 3.4高程控制網(wǎng)的建立及測量 客運(yùn)專線高程控制網(wǎng)由設(shè)計單位在勘測設(shè)計初測階段完成,高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準(zhǔn),高程控制網(wǎng)采用附合水準(zhǔn)路線的方法,以兩端的國家水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算基準(zhǔn)?？瓦\(yùn)專線高程控制測量線下部分分為:

9、勘測高程控制測量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測量。各級高程控制測量等級及布點(diǎn)要求應(yīng)按表3.4.1的要求執(zhí)行。 客運(yùn)專線無碴軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量精度要求施測。但往往在勘測時,不具備二等水準(zhǔn)測量條件時,有時分兩個階段施測,即:勘測階段具備二等水準(zhǔn)測量條件時按二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求進(jìn)行,極少數(shù)困難部分可以按四等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求施測,當(dāng)具備二等水準(zhǔn)測量條件時再按二等技術(shù)進(jìn)行全線測量,并統(tǒng)一平差。二等水準(zhǔn)測量往返較差或閉合差為4mm,而四等水準(zhǔn)測量往返較差或閉合差為20mm,可見當(dāng)線路較長時閉合差對高程控制網(wǎng)的影響是很大的,故困難的地區(qū)還要及時的用二等水準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測,以滿足線下施工的精度需要。二等水準(zhǔn)測量精

10、度、主要技術(shù)指標(biāo)及觀測主要技術(shù)要求見下表。 4 鐵路客運(yùn)專線線下施工控制網(wǎng)的復(fù)測和加密 當(dāng)設(shè)計單位將CP、CP控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)移交給施工單位后,施工單位應(yīng)對其進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測采用的方法、使用的儀器和精度應(yīng)符合相應(yīng)等級的規(guī)定。復(fù)測結(jié)果與設(shè)計單位勘測成果的不符值應(yīng)在下列規(guī)定范圍內(nèi): 4.1 CP復(fù)測基線觀測值與原測基線觀測值比較,基線邊長度復(fù)測較差應(yīng)小于 /170000;每16km左右選取穩(wěn)定的CP控制點(diǎn)作為固定點(diǎn)進(jìn)行約束平差,復(fù)測坐標(biāo)與原測坐標(biāo)相比較,應(yīng)滿足X、Y坐標(biāo)差值不大于±20mm的要求。 4.2 CP復(fù)測基線觀測值與原測基線觀測值比較,基線邊長度復(fù)測較差應(yīng)小于 /100000;采用

11、CP控制點(diǎn)作為固定點(diǎn)進(jìn)行約束平差,復(fù)測坐標(biāo)與原測坐標(biāo)相比較,應(yīng)滿足X、Y坐標(biāo)差值不大于±15mm的要求。 4.3 CP導(dǎo)線控制點(diǎn)的復(fù)測應(yīng)滿足表4.1.1的規(guī)定。 依據(jù)布網(wǎng)要求原有CP控制點(diǎn)的密度無法滿足施工要求,所以為了施工放樣方便,在線下工程施工前應(yīng)進(jìn)行平面控制網(wǎng)和施工高程控制網(wǎng)的加密。在CP、CP之下再加密導(dǎo)線點(diǎn),導(dǎo)線點(diǎn)的加密是在每兩對GPS點(diǎn)之間布設(shè)鐵路五等附合導(dǎo)線,導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)布置在距離線路100m范圍內(nèi),且便于保護(hù)的地方。施工高程控制點(diǎn)加密測量按精密水準(zhǔn)測量精度要求施測,導(dǎo)線加密測量其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見下表。 電磁波測距儀的測距精度劃分標(biāo)準(zhǔn)(測距長度為1km時):I級|mD|5mm

12、,級5mm|mD|10mm 5結(jié)束語 客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)的建立在我國還處于初級階段,其測量方法和理念與傳統(tǒng)的有碴軌道鐵路完全不同,投影面高程和帶寬度數(shù)的選定尤為重要,直接影響控制網(wǎng)的整網(wǎng)質(zhì)量,要求設(shè)計施工單位必須投入適合客運(yùn)專線高精度要求的精密測量儀器?！耙晒Φ亟ㄔO(shè)客運(yùn)專線無咋軌道,就必須有一套完整、高效且非常精確的測量系統(tǒng),否則必定失敗?！彼詿o論是CP、CP、CP還是二等水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè),在很多方面還需要我們不斷的去學(xué)習(xí)、研究、完善,并盡快形成一套適應(yīng)于我國客運(yùn)專線測量控制網(wǎng)的建立方法。 參考文獻(xiàn) 1朱穎.客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量技術(shù)M.北京:中國鐵道出版社,2009,2. 2新建鐵路工程測量規(guī)范S.中華人民共和國鐵道部,1999-03