概述高速鐵路無砟軌道施工控制測量技術(shù)要求

概述高速鐵路無砟軌道施工控制測量技術(shù)要求摘要：本文重點(diǎn)對(duì)高速鐵路無砟軌道測量控制網(wǎng)布設(shè)要求、及觀測技術(shù)要求進(jìn)行論述，重點(diǎn)介紹了無砟軌道CPIII控制網(wǎng)測量原件的布設(shè)，及CPIII控制網(wǎng)的建立及觀測方法，為高速鐵路無砟軌道測量提供系統(tǒng)的參考作用。關(guān)鍵詞：無砟軌道、控制網(wǎng)設(shè)立、技術(shù)要求。為了達(dá)到高速鐵路的高速行駛條件，高速鐵路軌道精度要保持在毫米級(jí)的范圍以內(nèi)，傳統(tǒng)的鐵路工程測量技術(shù)已不能滿足高速鐵路建設(shè)的要求。為了滿足上述要求，應(yīng)根據(jù)線下工程和軌道鋪設(shè)的精度要求設(shè)計(jì)高速鐵路的各級(jí)平面高程控制網(wǎng)測量精度。本文主要論述軌道施工階段測量控制網(wǎng)（CPIII）設(shè)立。根據(jù)《高速鐵路測量規(guī)范的要求》無砟軌道施工前，需要進(jìn)行CPIII測量。進(jìn)行無砟軌道CPIII布設(shè)施工前，首先要完成CPII加密及二等水準(zhǔn)基點(diǎn)加密。以便為準(zhǔn)確高效的建立CPIII控制網(wǎng)，方便CPIII測量提供基礎(chǔ)保證。1、CPII加密網(wǎng)建立1．1CPII網(wǎng)加密的主要目的方便CPIII網(wǎng)的觀測以彌補(bǔ)被損毀及無法利用的CPII。1．2CPII網(wǎng)加密網(wǎng)的布設(shè)要求CPII加密網(wǎng)按600米左右的間距沿線路布設(shè)，各評(píng)估區(qū)段CPIII頭尾搭接處6對(duì)CPIII的中間應(yīng)布設(shè)1個(gè)CPIII點(diǎn)。CPII加密點(diǎn)應(yīng)交叉布置在線路兩側(cè)，通視條件良好的地方，設(shè)置為柱狀墩。路基段的CPII點(diǎn)設(shè)置在兩個(gè)接觸網(wǎng)支柱的中間，不影響行車安全的地方，離基礎(chǔ)地面1米以上且不與CPIII共點(diǎn)。橋梁段的CPII點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在橋梁固定支座端防撞墻墻頂且不與CPIII共點(diǎn)。隧道段CPII加密點(diǎn)成對(duì)布設(shè)在隧道電纜槽頂面，點(diǎn)對(duì)間距為300~600米。CPII加密點(diǎn)埋設(shè)完成后，按規(guī)定繪制包括點(diǎn)號(hào)、里程、經(jīng)緯度、點(diǎn)位略圖、埋點(diǎn)情況、通視情況在內(nèi)的點(diǎn)之記，并裝訂成冊(cè)。1．2CPII網(wǎng)加密點(diǎn)元器件要求CPII加密點(diǎn)采用強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志。強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志由預(yù)埋件、裝接頭、測量儀器連接盤三部分組成。通過儀器連接盤可以直接安裝測量儀器GPS天線或測量棱鏡。1.3測量精度要求采用GPS加密CPII點(diǎn)具體要求：加密采用的方法進(jìn)口雙頻GPS加密，本標(biāo)段采用進(jìn)口天寶R8施測，所用儀器均在鑒定有效期，施測方法與原測CPII相同。加密網(wǎng)形設(shè)計(jì)原則上本標(biāo)段統(tǒng)一平差。與相鄰標(biāo)段CPII聯(lián)測2個(gè)點(diǎn)，聯(lián)測本標(biāo)段所有的CPII點(diǎn)和CPI點(diǎn)。在整體平差以前進(jìn)行原有CPI和CPII點(diǎn)的穩(wěn)定性分析。平差后加密CPII點(diǎn)的點(diǎn)位精度應(yīng)小于10mm，基線方位角中誤差不大于1.7”，最弱邊相對(duì)中誤差限差為1/100000。2、二等水準(zhǔn)基點(diǎn)加密網(wǎng)設(shè)立1．1二等水準(zhǔn)基點(diǎn)加密網(wǎng)布設(shè)要求為滿足CPIII控制網(wǎng)高程測量的要求，沿線二等水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)滿足以下要求：路基地段每2公里應(yīng)有一個(gè)二等水準(zhǔn)基點(diǎn)；橋梁段二等水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)加密到橋上，點(diǎn)間距不超過兩公里；隧道每2公里應(yīng)有一個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。對(duì)不滿足以上條件的區(qū)段在既有二等水準(zhǔn)基點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行同精度加密。1．2二等水準(zhǔn)基點(diǎn)的埋設(shè)要求路基段的二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)按水準(zhǔn)基點(diǎn)埋石要求觀測前三個(gè)月單獨(dú)埋設(shè)；橋梁段的二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)布設(shè)在橋梁固定支座端上方；隧道段的二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)與隧道洞內(nèi)CPII共點(diǎn)。二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)埋設(shè)完成后，按規(guī)定繪制包括點(diǎn)號(hào)、里程、經(jīng)緯度、點(diǎn)位略圖、埋點(diǎn)情況在內(nèi)的點(diǎn)之記，并裝訂成冊(cè)。1.3測量儀器及技術(shù)要求二等水準(zhǔn)加密測量按《高速鐵路工程測量規(guī)范》二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，并實(shí)行分級(jí)控制。作業(yè)前及作業(yè)過程中的i角檢查均不應(yīng)大于15’’；水準(zhǔn)尺必須采用輔助支撐進(jìn)行安置，測量轉(zhuǎn)點(diǎn)均應(yīng)采用尺墊，尺墊放置在堅(jiān)實(shí)的地方并應(yīng)踩實(shí)放穩(wěn)。測量優(yōu)先選用有自動(dòng)記錄功能功能的測量儀器（徠卡DNA03電子水準(zhǔn)儀）施測。水準(zhǔn)線路采用往返觀測，并沿同一線路進(jìn)行，每一觀測線路均采用偶數(shù)站結(jié)束，對(duì)于沉降區(qū)必須聯(lián)測兩個(gè)以上的基巖水準(zhǔn)點(diǎn)或深埋水準(zhǔn)點(diǎn)以檢驗(yàn)聯(lián)測的水準(zhǔn)點(diǎn)是否發(fā)生沉降變化。對(duì)于非沉降區(qū)必須聯(lián)測兩個(gè)以上的二等水準(zhǔn)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理采用《高速鐵路工程測量規(guī)范》二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，以聯(lián)測的二等水準(zhǔn)點(diǎn)或基巖點(diǎn)為起算點(diǎn)，進(jìn)行整體嚴(yán)密閉合平差計(jì)算，采用合格的平差軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)果保留到0.1mm。3、CPIII測量控制網(wǎng)建立3.1CPIII建網(wǎng)前準(zhǔn)備工作無砟軌道對(duì)線下基礎(chǔ)工程的工后沉降要求非常嚴(yán)格，CPIII控制網(wǎng)測量應(yīng)待線下工程沉降和變形滿足要求，且無砟軌道布設(shè)條件評(píng)估通過后進(jìn)行。對(duì)已竣工的線下工程在無砟軌道鋪設(shè)前應(yīng)進(jìn)行高程和平面線位的復(fù)測，以提前處理因施工誤差造成的誤差超限，為鋪設(shè)無砟軌道奠定良好的基礎(chǔ)。即進(jìn)行無砟軌道鋪設(shè)前對(duì)線下工程進(jìn)行平縱面貫通測量。CPIII控制測量應(yīng)在CPII及二等水準(zhǔn)加密評(píng)估合格后進(jìn)行。3.2CPIII控制點(diǎn)布設(shè)CPIII控制點(diǎn)埋設(shè)要求一般路基地段CPIII設(shè)置在接觸網(wǎng)基座旁埋設(shè)圓墩形立式基座，CPIII元器件埋設(shè)于圓墩形基座頂部附近。橋梁段的CPIII點(diǎn)成對(duì)布設(shè)在墩臺(tái)頂部橋梁固定支座端正上方的防撞墻頂中部，結(jié)合梁跨結(jié)構(gòu)形式、跨度、材料的不同，按CPIII點(diǎn)對(duì)布設(shè)要求和間距進(jìn)行布點(diǎn)，可適當(dāng)增大相鄰點(diǎn)對(duì)間距，但最長不超過90m。隧道里一般布置在電纜槽頂面以上30cm的邊墻內(nèi)襯上。隧道內(nèi)CPIII點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)間距約為60m。3.3CPIII控制點(diǎn)元器件要求由于CPIII控制網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)間的相對(duì)精度為+1mm，而且CPIII控制網(wǎng)的服務(wù)期限長，從軌道板施工開始直至竣工后軌道的運(yùn)營維護(hù)。因此要求CPIII元器件滿足以下要求：具有強(qiáng)制對(duì)中、能夠長期保存、不變形、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、同一套測量標(biāo)志重復(fù)安置精度高。CPIII標(biāo)志棱鏡組件安裝精度要求備注：CPIII元器件幾何尺寸的加工誤差不大于0.05mm。CPIII測量標(biāo)志采用單軸CPIII測量標(biāo)志。單軸CPIII測量標(biāo)志組件由預(yù)埋件、棱鏡測量桿、棱鏡連接件三部分組成。為滿足CPIII測量的精度要求，采用反射面大、精度高的leicaGRP121精密原裝進(jìn)口棱鏡。CPIII控制點(diǎn)3.3CPIII觀測技術(shù)要求整個(gè)段落要在較短的同一段時(shí)間、同一溫度、環(huán)境下進(jìn)行測量。測量CPIII的時(shí)間和鋪板的時(shí)間盡量間隔時(shí)間要短，且荷載沒有大的變化。盡量在夜間或陰天溫度變化較小的時(shí)間段進(jìn)行。3.3.1CPIII平面控制網(wǎng)測量CPIII測量為自由測站的測量，從每個(gè)自由測站，將以2x3個(gè)CPIII-點(diǎn)為測量目標(biāo)，每次測量應(yīng)保證每個(gè)點(diǎn)測量3次，測量方法見下圖。測站（自由站點(diǎn)）CPIII控制點(diǎn)向CPIII點(diǎn)進(jìn)行的測量（方向、角度和距離）當(dāng)CPIII控制點(diǎn)距離為60m左右，且不應(yīng)大于80m，CPIII-點(diǎn)允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為120m左右，最大不超過150m。3.3.2CPⅢ控制網(wǎng)高程測量為了保證測量精度，每一測段聯(lián)測的二等水準(zhǔn)點(diǎn)不得少于3個(gè)，以形成檢核條件。聯(lián)測時(shí)，往測時(shí)以線路一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測量，另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)采用中視法進(jìn)行觀測。返測時(shí)以另一側(cè)的CPⅢ水準(zhǔn)點(diǎn)為主線貫通水準(zhǔn)測量，對(duì)側(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)讀取中視進(jìn)行觀測。(1)往測水準(zhǔn)路線如下圖所示：(2)返測水準(zhǔn)路線如下圖所示：3.4CPIII控制網(wǎng)技術(shù)要求3.4.1CPIII平面網(wǎng)技術(shù)要求CPIII平面網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)CPIII平面網(wǎng)約束平差后的主要技術(shù)要求3.4.1CPIII高程網(wǎng)技術(shù)要求CPIII高程控制點(diǎn)與平面控制點(diǎn)共樁，在進(jìn)行棱鏡中心高程水準(zhǔn)測量時(shí)，只需直接將水準(zhǔn)測量軸插入套筒內(nèi)測量。通過減去水準(zhǔn)軸球形半徑差值即可方便的獲得球形棱鏡中心所代表的測量點(diǎn)的精確高程。CPIII高程控制網(wǎng)精度要求4、結(jié)語隨著我國高速鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，如何利用已有的CPⅢ控制網(wǎng)快速精準(zhǔn)完成高速鐵路無砟軌道施工測量，保證無砟軌道的線型更加精確，保證無砟軌道的提高無砟軌道施工測