客運(yùn)專線鐵路測(cè)量控制網(wǎng)的布測(cè)

1、客運(yùn)專線鐵路測(cè)量控制網(wǎng)的布測(cè)    關(guān)鍵詞:客運(yùn)專線;鐵路測(cè)量;控制網(wǎng);布測(cè) 1鐵路客運(yùn)專線測(cè)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(cè)量的平面、高程控制網(wǎng),按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能的不同分為勘測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)測(cè)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(cè)量控制網(wǎng)建立的新特點(diǎn),也是不同與普通鐵路測(cè)量控制網(wǎng)和高速公路測(cè)量控制網(wǎng)的最大特點(diǎn)。 2鐵路客運(yùn)專線測(cè)量控制網(wǎng)建立步驟 客運(yùn)專線測(cè)量控制網(wǎng)建立的內(nèi)容:客運(yùn)專線測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)也是按分級(jí)布設(shè)原則進(jìn)行,平面控制網(wǎng)一般原則按三級(jí)布設(shè)。 第一級(jí)為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)(CP),CP主要在初測(cè)階段布設(shè),為勘測(cè)、施工、運(yùn)營維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn); 第二級(jí)為線路控制網(wǎng)(CP),CP主要在定測(cè)階段布設(shè),為勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn); 第三級(jí)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(jì)院提供,但作為施工單位必須對(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè),施測(cè)精度按同等精度進(jìn)行。 3鐵路客運(yùn)專線線下測(cè)量控制網(wǎng)測(cè)設(shè) 客運(yùn)專線鐵路工程測(cè)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(chǎng)實(shí)測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(jì)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(cè)量 CP網(wǎng)由設(shè)計(jì)單位在勘測(cè)設(shè)計(jì)初測(cè)階段完成,按B級(jí)GPS網(wǎng)精度要求施測(cè),要求采用雙頻GPS接收機(jī)按相對(duì)靜態(tài)定位模式觀測(cè),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(cè)量時(shí)的使用。整個(gè)控制網(wǎng)沿線路走向布設(shè),CP布設(shè)方法與CP采用的測(cè)量方法有關(guān),如果CP采用GPS測(cè)量,那么CP沿線路每4km布設(shè)1個(gè)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(cè),全線聯(lián)測(cè)國家三角點(diǎn)的總數(shù)不得少于3個(gè),特殊情況下不得少于2個(gè)。如聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)為2個(gè)時(shí),應(yīng)盡量分布在網(wǎng)的兩端,當(dāng)聯(lián)測(cè)點(diǎn)數(shù)為3個(gè)及其以上時(shí),易在網(wǎng)中均勻分布。基線結(jié)算、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、平差計(jì)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(cè)

6、量成果。 3.2 CP的建立及測(cè)量 CP網(wǎng)由設(shè)計(jì)單位在勘測(cè)設(shè)計(jì)定測(cè)階段完成,此時(shí)線路方案已穩(wěn)定,CP控制網(wǎng)測(cè)量是在CP網(wǎng)的基礎(chǔ)上一般采用C級(jí)GPS測(cè)量方法施測(cè)。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(cè)設(shè)計(jì)起點(diǎn)、終點(diǎn)及不同單位測(cè)量銜接地段,應(yīng)聯(lián)測(cè)2個(gè)以上CP控制點(diǎn)作為共用點(diǎn)。在800-1000m左右布置一個(gè)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(gè)通視點(diǎn),以滿足定測(cè)放線或施工測(cè)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(cè)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(cè)量成果。

7、CP的布網(wǎng)及施測(cè)仍舊按GPS網(wǎng)進(jìn)行,但GPS點(diǎn)位必須保證23km有一對(duì)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(jí)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(shí),有時(shí)很難在沿線路方向上布設(shè)一對(duì)互相通視的GPS點(diǎn),所以就選擇一對(duì)GPS點(diǎn)中的一個(gè)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(cè)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(cè)量,可采用導(dǎo)線測(cè)量或邊角后方交會(huì)法施測(cè)。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(duì)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(cè)量時(shí)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(huì)法測(cè)量時(shí)應(yīng)設(shè)于線路兩側(cè)。 3.4高程控制網(wǎng)的建立及測(cè)量 客運(yùn)專線高程控制網(wǎng)由設(shè)計(jì)單位在勘測(cè)設(shè)計(jì)初測(cè)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(cè)量線下部分分為:

9、勘測(cè)高程控制測(cè)量、水準(zhǔn)基點(diǎn)高程測(cè)量。各級(jí)高程控制測(cè)量等級(jí)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(cè)量精度要求施測(cè)。但往往在勘測(cè)時(shí),不具備二等水準(zhǔn)測(cè)量條件時(shí),有時(shí)分兩個(gè)階段施測(cè),即:勘測(cè)階段具備二等水準(zhǔn)測(cè)量條件時(shí)按二等水準(zhǔn)測(cè)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(cè)量技術(shù)要求施測(cè),當(dāng)具備二等水準(zhǔn)測(cè)量條件時(shí)再按二等技術(shù)進(jìn)行全線測(cè)量,并統(tǒng)一平差。二等水準(zhǔn)測(cè)量往返較差或閉合差為4mm,而四等水準(zhǔn)測(cè)量往返較差或閉合差為20mm,可見當(dāng)線路較長時(shí)閉合差對(duì)高程控制網(wǎng)的影響是很大的,故困難的地區(qū)還要及時(shí)的用二等水準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測(cè),以滿足線下施工的精度需要。二等水準(zhǔn)測(cè)量精

10、度、主要技術(shù)指標(biāo)及觀測(cè)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(cè)和加密 當(dāng)設(shè)計(jì)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(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)采用的方法、使用的儀器和精度應(yīng)符合相應(yīng)等級(jí)的規(guī)定。復(fù)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)單位勘測(cè)成果的不符值應(yīng)在下列規(guī)定范圍內(nèi): 4.1 CP復(fù)測(cè)基線觀測(cè)值與原測(cè)基線觀測(cè)值比較,基線邊長度復(fù)測(cè)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(cè)坐標(biāo)與原測(cè)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(cè)基線觀測(cè)值與原測(cè)基線觀測(cè)值比較,基線邊長度復(fù)測(cè)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(cè)坐標(biāo)與原測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)量按精密水準(zhǔn)測(cè)量精度要求施測(cè),導(dǎo)線加密測(cè)量其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見下表。 電磁波測(cè)距儀的測(cè)距精度劃分標(biāo)準(zhǔn)(測(cè)距長度為1km時(shí)):I級(jí)|mD|5mm

12、,級(jí)5mm|mD|10mm 5結(jié)束語 客運(yùn)專線測(cè)量控制網(wǎng)的建立在我國還處于初級(jí)階段,其測(cè)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(jì)施工單位必須投入適合客運(yùn)專線高精度要求的精密測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量技術(shù)M.北京:中國鐵道出版社,2009,2. 2新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范S.中華人民共和國鐵道部,1999-03