淺談地鐵鋪軌控制基標的測設

阮懷壽

(中鐵四局集團有限公司第八工程分公司 安徽 合肥 230041)

淺談地鐵鋪軌控制基標的測設

阮懷壽

(中鐵四局集團有限公司第八工程分公司 安徽 合肥 230041)

文章結(jié)合地鐵控制基標測設實例，列舉了控制基標測量方法，并結(jié)合實際應用情況，對控制基標平面歸化改正存在的問題及解決的辦法進行了總結(jié)闡述。

地鐵；鋪軌；控制基標；測設

1、鋪軌基標的作用和意義

近年來，我國迅速發(fā)展的地鐵、輕軌等城市軌道交通，對列車安全行駛、乘客旅途舒適性的要求越來越高，而保證軌道施工精度的關鍵在鋪軌控制基標的測設。鋪軌控制基標作為高標準混凝土整體道床鋪設的控制點，軌道工程一次定位，幾乎不能再調(diào)整；它是具有精確平面坐標和高程的標志；精確地測設鋪軌控制基標是保證軌道的設計位置和線路平順性，同時也保證隧道的限界要求，為后期運營維護提供控制依據(jù)的關鍵。在鄭州市軌道交通1號線一期工程中我公司承擔了1號線1標軌道安裝工程施工任務，全標段均按規(guī)范要求測設鋪軌控制基標。

2、控制基標測設的內(nèi)外業(yè)工作

鄭州市軌道交通 1號線控制基標布設要求為等高等距形式，在計算橫向點位和高程時需要結(jié)合軌道設計施工圖和鋪軌綜合設計圖進行計算，有的區(qū)間會有幾種不同的道床結(jié)構(gòu)形式，但相同道床結(jié)構(gòu)的控制基標必須是等高等距的。在桐柏路站至碧沙崗站區(qū)間右線控制基標測量過程中，該段控制基標分別布設在三種不同的整體道床結(jié)構(gòu)形式中，三種整體道床結(jié)構(gòu)形式的基標均位于線路右側(cè)水溝中心，但由于這三種道床結(jié)構(gòu)的寬度不一樣，基標也就有三種距離，車站矩形整體道床為1.425m,區(qū)間圓形盾構(gòu)隧道為1.325m，而車站矩形道岔整體道床為1.55m，三種道床的基標設計標高均距軌面370mm。該區(qū)間在YDK13+898.908有一處短鏈，短鏈 1.092m,即 YDK13+898.908=YDK13+900；故基標點 YDK13+830與YDK13+921，從里程上看距離為121m，實際距離為119.908m。

控制基標放樣埋設完成后，對其相鄰控制基標點間的轉(zhuǎn)折角、邊長、高差等位置關系進行檢查，檢測內(nèi)容、方法與各項限差應滿足下列要求：檢測控制基標間夾角時，其左、右角各測兩測回，其左右角平均值之和與 360度之差不應超過±6″；距離往返觀測各兩測回，測回較差及往返較差均應小于5mm。直線段控制基標間的夾角與 180度較差應小于 8″，實測距離與設計距離較差應小于10mm；曲線段控制基標間夾角與設計值較差計算出的線路橫向偏差應小于2mm，弦長測量值與設計值較差應小于 5mm?？刂苹鶚烁叱虦y量應起算于施工高程控制點，按二等水準測量技術(shù)要求實測，以附合水準路線測定每個控制基標的高程，其實測值與設計值較差應小于2mm，相鄰控制基標間高差與設計值的高差較差也應小于2mm。

3、控制基標點位歸化改正方法

控制基標的測設關鍵就是控制基標平面點位的歸化改正?？刂苹鶚恕皻w化改正”往往需反復進行多次，如若控制基標高程及其之間的邊角關系不能滿足限差要求時，則重新進行“歸化改正”，直至滿足要求為止。歸化改正時要照顧到相鄰基標改正值的相互影響，往往僅改正一個點就可使相鄰點幾何關系滿足要求。通過在鄭州地鐵的控制基標測量實踐，在控制基標測量中，我們通過不斷摸索、研究的歸化改正方法主要有兩種。

（1）角度距離法：根據(jù)控制基標串測導線的角度、距離偏差，沿線路垂直方向調(diào)整控制基標點位，使相鄰控制基標的夾角滿足限差要求。先計算控制基標間夾角實測值與理論值較差△α，根據(jù)△α和控制基標間距計算出控制基標在垂直于線路方向的改正值△s，然后在現(xiàn)場用小鋼尺對△s較差超過規(guī)范時所涉及的控制基標進行歸化改正。角度距離法在滿足施工需要的前提下，合理忽略距離偏差，重點考慮角度偏差，計算、操作相對簡單。但此方法通常在進行角度距離法歸化改正時，人為判斷和鋼尺選取需改正的點位時，憑借經(jīng)驗試探該點橫向改正點位；由于是在串測的導線上，一點的橫向改正會引起相鄰兩點間夾角的變化，因此須反復試探調(diào)整各點改正值，才能滿足調(diào)整和歸化改正要求。

（2）坐標法:坐標法能嚴格將點位改正到理論位置，利用控制基標雙重屬性的特性進行強制性歸化改正?？刂苹鶚耸紫仁欠艠狱c，通過內(nèi)業(yè)設計和計算可獲得設計坐標；其次是導線點，控制基標初步測設后，對控制基標進行串線測量，使其與施工控制點聯(lián)測形成附合導線，通過嚴密平差計算可獲得控制基標實測坐標。其可分為圖形坐標法和正反算坐標法。

圖形坐標法無需歸化改正計算模型，只需簡單利用控制基標實測坐標與設計坐標的CAD比例圖形進行點位改正，屬于強制性歸化改正。該方法簡單易懂，但實地操作不方便，建議實踐經(jīng)驗不足的測量工作者不采用。

正反算坐標法是根據(jù)串線測量平差結(jié)果，計算各控制基標的實測坐標對應線路中線的位置關系，計算出與設計值的偏差作為改正數(shù)，分別改正回歸控制基標點位與線路中線關系，尋求簡潔計算方法，獲取點位縱橫向改正值。該方法使現(xiàn)場歸化改正形象直觀，簡單易行。該方法通過設計圖提供的線路中線要素資料，根據(jù)施工要求設計控制基標里程和邊距，即可計算出控制基標的設計坐標，這是內(nèi)業(yè)計算的一部分工作，可稱之為坐標正算；反之，根據(jù)控制基標實測坐標也可反算出該坐標相對于線路中線的里程和邊距，可稱之為坐標反算，將控制基標實測坐標轉(zhuǎn)換為以里程和邊距的表現(xiàn)形式，就很容易計算設計邊距與實測邊距的差值、設計里程與實測里程的差值，這些差值即是控制基標歸化改正的數(shù)據(jù)，每個控制基標的歸化改正的數(shù)據(jù)一目了然，在現(xiàn)場可幾個點同時進行點位的歸化改正；在實際作業(yè)中，可合理忽略里程偏差，重點考慮邊距（橫向）偏差，因為點位橫向誤差才是影響控制基標間角度關系的主要因素。

4、控制基標成果分析

右線桐柏路站-碧沙崗站區(qū)間平面導線聯(lián)測起算點為第三方測控項目部移交的桐柏路站右線車站底板線路施工控制點D1、D5，附合點為第三方測控項目部檢測過的碧沙崗站至鄭州大學站區(qū)間控制基標YDK14+529.366、YDK1414+589.366；高程測量利用第三方測控項目部移交的桐柏路站右線車站底板高程控制點D5，附合點為第三方測控項目部檢測過的控制基標YDK14+529.366。

平面和高程聯(lián)測均采用嚴密平差軟件進行平差，與設計值相比較，點位夾角較差最大值-7.7〞、平差后平面坐標最大較差6.3mm、點位高程最大較差-1.8mm、相鄰點位高差之差2mm，直線段實測距離與設計值最大較差7.1mm?？刂苹鶚似矫嫫讲罹冉y(tǒng)計結(jié)果顯示，控制網(wǎng)中最大點位誤差=0.007 (m)，最大點間誤差=0.006 (m)，平面網(wǎng)驗后單位權(quán)中誤差= 3.54(s)，fx=-0.003(m)，fy=-0.001(m)，fd=0.003(m)，[s]=1142.450(m),k=1/358587；高程平差精度統(tǒng)計結(jié)果顯示，每公里高差中誤差Mw=1.06 (mm)，高差閉合差W=1.1(mm)；以上各項限差均滿足城市軌道交通工程測量規(guī)范要求。

5、結(jié)論

控制基標坐標法歸化改正方法已在鄭州、昆明、福州等國內(nèi)多個地鐵軌道施工中得到廣泛應用，通過對地鐵控制基標測量關鍵環(huán)節(jié)探索及其點位歸化改正分析研究，可以減少不必要的返工，滿足設計和規(guī)范要求，有利于提高測量進度；也將在一定程度上提高地鐵整體道床施工質(zhì)量，及時準確地為地鐵整體道床軌道施工提供正確的測繪成果，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟、社會效益。隨著測繪技術(shù)的發(fā)展和測量儀器精度的不斷提高，鋪軌控制基標測量技術(shù)也將得到進一步的改進和完善，從而為更好的控制軌道施工質(zhì)量，提高旅客乘坐舒適度提供精密控制基準。

[1]GB50308-2008《城市軌道交通工程測量規(guī)范》中國建筑工業(yè)出版社2008

[2]馬全明 馬海志《城市軌道交通鋪軌基標測量技術(shù)的應用與研究》都市快軌交通2011年10月第五期

[3]王金鈴《淺談地鐵軌道施工質(zhì)量控制》 軌道交通 2007

[4]楊旭峰《城市軌道交通工程鋪軌控制基標測量技術(shù)與方法》鐵道工程學報2011年12月刊

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