高速鐵路CPIII控制網(wǎng)測量技術(shù)

CPIII控制網(wǎng)測量為高速鐵路精測網(wǎng)的第三級控制網(wǎng)，是高速鐵路測量系統(tǒng)當(dāng)中必不可少的一部分。其測量效果和精度要求對于高速鐵路建設(shè)的質(zhì)量和運(yùn)行安全、舒適性有較大影響。因而要求工作人員在測量工作中嚴(yán)格把握測量施工技術(shù)，確保高速鐵路CPIII控制網(wǎng)測量質(zhì)量。

1 高速鐵路CPIII控制網(wǎng)簡述

通常情況下，高速鐵路平面控制網(wǎng)都由四級共同組成：CP0框架基準(zhǔn)網(wǎng)、CPI基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)以及CPⅡ線路控制網(wǎng)、CPIII平面網(wǎng)。在高速鐵路高程控制網(wǎng)當(dāng)中則主要由兩級布設(shè)而成：線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)與CPⅢ高程網(wǎng)。在高速鐵路軌道建設(shè)當(dāng)中，CPIII控制網(wǎng)為三維控制網(wǎng)，主要是運(yùn)用無砟軌道線下工程沉降變形觀測評估之后再進(jìn)行測量，從而為高速鐵路無砟軌道的鋪設(shè)及后期的運(yùn)營維護(hù)提供三維標(biāo)準(zhǔn)。

2 高速鐵路CPIII控制網(wǎng)測量技術(shù)分析

2.1 CPIII控制網(wǎng)的加密

對CPII控制網(wǎng)進(jìn)行加密，以確保其能夠達(dá)到CPIII控制網(wǎng)聯(lián)測的標(biāo)準(zhǔn)。具體來說就是在測量之前就需要再次測量CPI控制網(wǎng)以及CPII控制網(wǎng)、線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)，同時(shí)對CPII點(diǎn)以及線路水準(zhǔn)基點(diǎn)做精度相同的加密，以保證沿線每隔600米左右就有一個可以使用的CPII加密點(diǎn)以及線路水準(zhǔn)基點(diǎn)加密點(diǎn)，相連的搭接段位置也有共用點(diǎn)。進(jìn)行加密工作時(shí)需要注意三個方面的內(nèi)容：①在隧道施工地段進(jìn)行CPII點(diǎn)的加密時(shí)可以使用導(dǎo)線法，以及強(qiáng)制對中標(biāo)志來進(jìn)行加密，沿著鐵路線路前進(jìn)的方向進(jìn)行左右交替埋設(shè)，并且不能和CPIII控制點(diǎn)存在共用點(diǎn)；②在橋梁施工段的加密工作則應(yīng)該將CPII點(diǎn)控制點(diǎn)埋設(shè)在橋梁固定支座正上方防撞墻頂部；③線路水準(zhǔn)基點(diǎn)的加密點(diǎn)需要埋設(shè)與鐵路線路周圍不會輕易被破壞的穩(wěn)定、安全性高的位置，CPIII控制點(diǎn)水準(zhǔn)測量附合于線路水準(zhǔn)基點(diǎn)，按精密水準(zhǔn)測量技術(shù)要求施測，水準(zhǔn)路線附合長度不得大于3km。CPIII控制點(diǎn)水準(zhǔn)測量按圖所示的矩形環(huán)單程水準(zhǔn)網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)觀測。CPIII水準(zhǔn)網(wǎng)與線路水準(zhǔn)基點(diǎn)聯(lián)測時(shí)，按精密水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行往返觀測。左邊第一個閉合環(huán)的四個高差應(yīng)該由兩個測站完成，其他閉合環(huán)的四個高差可由一個測站按照后-前-前-后或前-后-后-前的順序測量。

2.2 CPIII控制點(diǎn)的布設(shè)

CPIII控制網(wǎng)的控制點(diǎn)需要使用強(qiáng)制對中標(biāo)志進(jìn)行成對布設(shè)，標(biāo)志幾何尺寸的加工誤差要低于0.05毫米，點(diǎn)對距離大約為60米，且不能超出80米，離線路中線有3到4米的距離，其布設(shè)高度較軌道面高度超出30厘米左右，相互連接著的控制點(diǎn)其高度應(yīng)確保一致，布設(shè)點(diǎn)要可靠、穩(wěn)固，安全性高。CPIII控制點(diǎn)標(biāo)志和布設(shè)工作質(zhì)量是否合格直接關(guān)系到整個工程的質(zhì)量，所以工作人員必須確保每一個標(biāo)志及其埋設(shè)都應(yīng)完全符合測設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

CPIII控制點(diǎn)的布設(shè)主要有三種情況：首先，針對橋梁段CPIII控制點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè)一般可以直接選擇梁固頂端的防撞墻頂面，但具體的布設(shè)間距還需要結(jié)合橋梁的梁的類型才能決定。其次，針對路基區(qū)段的CPIII控制點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè)可使用鋼筋混凝土來成對澆筑CPIII輔助柱，注意其直徑大約是25厘米，頂面最少要比設(shè)計(jì)軌道高出30厘米以上。等到基礎(chǔ)穩(wěn)定之后運(yùn)用快干砂漿在輔助立柱上標(biāo)志CPIII預(yù)埋的部分。第三，隧道CPIII控制點(diǎn)的標(biāo)志與埋設(shè)通常都位于超出電纜槽頂面50到80厘米的邊墻內(nèi)襯上，注意兩個相連接的控制點(diǎn)的間距應(yīng)為60米左右。

2.3 高速鐵路CPIII控制網(wǎng)的測量技術(shù)分析

2.3.1 CPIII平面網(wǎng)的測量技術(shù)分析

（1）CPIII平面網(wǎng)的測量所使用的設(shè)備通常是全站儀，其要求全站儀必須具有自動搜索目標(biāo)、照準(zhǔn)以及觀測等相關(guān)功能。為確保測量的精度和可靠性，要求全站儀在方向測量中其誤差不能高出±1秒，且測距中其誤差也不能高出±（1mm+2ppm）。

（2）CPIII平面網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作主要通過全站儀機(jī)載軟件來實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量直接關(guān)系到CPIII平面網(wǎng)測量是否能成功，因此我們在采集工作中必須注意下面幾點(diǎn)，以確保數(shù)據(jù)采集工作的順利進(jìn)行：確保全站儀在工作過程中的穩(wěn)定性，因而要求設(shè)備一定要架設(shè)在橋梁固定支座附件的位置；將半測回歸零差、指標(biāo)數(shù)值等CPIII平面網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集的相關(guān)差值進(jìn)行合理設(shè)置；各個棱鏡觀測桿的安裝一定要可靠、穩(wěn)固，并與全站儀的鏡頭對準(zhǔn)。

（3）CPIII平面網(wǎng)測站的精度控制，見表1、2。

表1 水平方向觀測必須要滿足的相關(guān)要求

表2 距離測量必須滿足的相關(guān)要求

（4）CPIII網(wǎng)平面測量的平差。把外業(yè)全站儀機(jī)載軟件所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)信息都傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中并進(jìn)行整理分析，再通過stationADJ軟件（即多測回測角測站平差計(jì)算軟件）來對測站的平差以及觀測到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢查核驗(yàn)以及長度高程改化計(jì)算，最后再把測站平差之后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到TSDI_HRSADJ精密工程測量平差軟件做平差分析。

（5）CPIII平面網(wǎng)相連接的測段的銜接測量工作。首先，CPIII平面網(wǎng)相連接的測段之間的銜接測量工作。在CPIII平面網(wǎng)測量工作當(dāng)中，工作人員可以結(jié)合工程的實(shí)際情況來進(jìn)行分區(qū)段測量（分區(qū)段測量的長度不能低于4千米）。同時(shí)，為確保CPIII網(wǎng)絡(luò)的測量精度，有效解決相連接的兩個測量階段的平順銜接問題，每一個相連接的測量區(qū)段在進(jìn)行銜接觀測的時(shí)候必須要對超過6對以上的控制點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)觀測，且每一個控制點(diǎn)的觀測次數(shù)應(yīng)高于3次以上。銜接各測量區(qū)段的時(shí)候要注意前后兩段的獨(dú)立平差坐標(biāo)差值要達(dá)到≤±3mm的條件。其次，CPIII平面網(wǎng)不同投影帶的銜接測量過程中需要確保坐標(biāo)不一樣的系統(tǒng)進(jìn)行銜接觀測的時(shí)候要多次反復(fù)觀測最少800米的CPIII控制點(diǎn)，且每一個控制點(diǎn)都需要觀測3次以上。要對坐標(biāo)系統(tǒng)換帶位置進(jìn)行CPIII平面網(wǎng)計(jì)算的時(shí)候要分別使用相連接的兩個投影帶的CPII加密點(diǎn)坐標(biāo)來對平差進(jìn)行約束，同時(shí)分別提供其CPIII網(wǎng)平面坐標(biāo)成果（注意兩套坐標(biāo)的CPIII測段長度最少是800米以上）。

2.3.2 CPIII高程網(wǎng)測量技術(shù)分析

（1）CPIII高程網(wǎng)測量時(shí)所運(yùn)用的設(shè)備包括不低于DS1級的電子水準(zhǔn)器以及相配套的銦瓦尺。

（2）CPIII高程網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作時(shí)確保其水準(zhǔn)測量要附和與線路水準(zhǔn)基點(diǎn)加密點(diǎn)，水準(zhǔn)路線附和長度應(yīng)高于3千米。

（3）CPIII高程網(wǎng)的平差須使用嚴(yán)密平差，平差后的每一項(xiàng)限差都必須符合相關(guān)規(guī)定。

（4）在進(jìn)行CPIII高程網(wǎng)相鄰測段的銜接測量工作時(shí)要確保各個相連接的區(qū)段測量時(shí)要反復(fù)觀測大于3對以上的CPIII控制點(diǎn)，并且前后兩段測量區(qū)段的獨(dú)立平差坐標(biāo)差值必須符合≤±3mm的要求。

3 結(jié)束語

綜上所述，近些年我國的高速鐵路建設(shè)工程發(fā)展非?？?，為促進(jìn)人民生活水平的提高和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要作用。CPIII控制網(wǎng)測量技術(shù)是高速鐵路建設(shè)過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，當(dāng)前我國在這一方面還缺乏豐富的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，還需要廣大一線工作人員不斷探討，在測量過程中確保每一個環(huán)節(jié)的工作做到位，嚴(yán)格控制測量質(zhì)量，從而為推動我國的高速鐵路建設(shè)工作做出貢獻(xiàn)。

［1］劉小軍.高速鐵路CPIII平面控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理方法的研究［D］.昆明理工大學(xué)，2014.

［2］柳良兵.高速鐵路精密控制網(wǎng)CPIII測量技術(shù)分析［J］.中華民居（下旬刊），2013（01）.

［3］陳慧建.高速鐵路控制測量中的幾個問題探討分析［D］.東華理工大學(xué)，2015.