CPⅢ軌道控制網(wǎng)在地鐵隧道施工測量中的應(yīng)用

張鵬飛

摘? 要：文章簡要介紹高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ與地鐵鋪軌測量控制網(wǎng)的相似與不同之處，對(duì)比分析地鐵鋪軌測量與高速鐵路軌道施工測量的精度要求，提出了地鐵鋪軌中應(yīng)用軌道控制網(wǎng)技術(shù)時(shí)應(yīng)著重考慮的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道;施工測量;CPⅢ軌道控制網(wǎng)

中圖分類號(hào)：U231? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）30-0167-03

Abstract： This paper briefly introduces the similarities and differences between CPIII Track Control Network of high-speed railway and metro track laying control network， compares and analyses the accuracy requirements of laying surveying on metro track and construction surveying on track of high-speed railway， and puts forward the key points that should be considered when applying the technology of track control network in metro track laying.

Keywords： subway tunnel; construction survey; CPⅢ Track Control Network

引言

地鐵和高速鐵路同屬于軌道工程，在鋪軌施工測量方面有很多相似或相同的地方。高速鐵路施工階段，通過建立軌道控制網(wǎng)CPⅢ和軌道基準(zhǔn)網(wǎng)GRP來控制軌道安裝測量、軌道精調(diào)工作。經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐，軌道控制網(wǎng)等測量技術(shù)體系日漸成熟，其在地鐵施工測量中的應(yīng)用也被推廣，如何根據(jù)地鐵施工的特點(diǎn)，科學(xué)合理地應(yīng)用高速鐵路軌道控制網(wǎng)測量技術(shù)，有待進(jìn)一步地探索和論證。

1 高速鐵路CPⅢ軌道控制網(wǎng)與地鐵鋪軌測量控制網(wǎng)比較

1.1 高速鐵路CPⅢ軌道控制網(wǎng)

在高速鐵路軌道施工階段通常都要布設(shè)高精度的軌道控制網(wǎng)，即CPⅢ網(wǎng)。CPⅢ軌道控制網(wǎng)既是平面控制網(wǎng)，同時(shí)又是高程控制網(wǎng)。布設(shè)CPⅢ網(wǎng)的目的在于準(zhǔn)確地測設(shè)鋪軌控制基樁，確保高速鐵路軌道施工滿足線路的高平順性和高穩(wěn)定性的要求。

《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB10601-2009）中規(guī)定：CPⅢ平面網(wǎng)測量應(yīng)采用自由測站邊角交會(huì)的方法施測。點(diǎn)間距為50m～70m一對(duì)點(diǎn)，相鄰點(diǎn)的相對(duì)中誤差不應(yīng)超過1mm。CPⅢ平面網(wǎng)應(yīng)附合于CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)上，每600m左右（400m～800m）應(yīng)聯(lián)測一個(gè)CPⅠ或CPⅡ控制點(diǎn)，自由測站至CPⅠ、CPⅡ控制點(diǎn)的距離不宜大于300m。當(dāng)CPⅡ點(diǎn)位密度和位置不滿足CPⅢ聯(lián)測的要求時(shí)，應(yīng)按同精度內(nèi)插方式增設(shè)CPⅡ控制點(diǎn)。CPⅢ水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)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。當(dāng)線路水準(zhǔn)點(diǎn)位密度和位置不滿足CPⅢ聯(lián)測要求時(shí)，應(yīng)按同精度內(nèi)插方式加密水準(zhǔn)點(diǎn)。

目前，CPⅢ平面控制網(wǎng)的網(wǎng)形，通常采用以下兩種方式。一種是自由測站的距離為120m左右，自由測站到CPⅢ點(diǎn)的觀測距離最遠(yuǎn)不超過180m，每個(gè)自由測站點(diǎn)前后各有3對(duì)（共6對(duì)，12個(gè)）控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn)有3個(gè)方向交會(huì)。如圖1所示。

如果在曲線半徑較小的區(qū)段或遇到施工干擾或觀測條件較差時(shí)，通?？梢圆捎萌鐖D2所示的網(wǎng)形。即自由測站的距離為60m左右，自由測站到CPⅢ點(diǎn)的觀測距離最遠(yuǎn)不超過120m，每個(gè)自由測站點(diǎn)前后各有2對(duì)（共4對(duì)，8個(gè)）控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn)有4個(gè)方向交會(huì)。

1.2 地鐵鋪軌測量控制網(wǎng)

與高速鐵路類似，地鐵軌道施工階段同樣要建立高精度鋪軌測量控制網(wǎng)并埋設(shè)鋪軌基標(biāo)作為鋪軌測量控制點(diǎn)。鋪軌控制測量可采用鋪軌基標(biāo)測量或任意設(shè)站控制網(wǎng)測量方法。鋪軌基標(biāo)分兩級(jí)測設(shè)，一級(jí)為控制基標(biāo)，二級(jí)為加密基標(biāo)。基標(biāo)測設(shè)時(shí)，應(yīng)首先測設(shè)控制基標(biāo)，然后利用控制基標(biāo)測設(shè)加密基標(biāo)。鋪軌控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。

《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GBT 50308-2017）中規(guī)定：控制基標(biāo)在軌道線路的直線段宜每120m設(shè)置一個(gè)，曲線段宜每60m設(shè)置一個(gè)，如果曲線較長時(shí)，應(yīng)在曲線要素點(diǎn)即直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、曲中點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)上以及豎曲線的變坡點(diǎn)和道岔中心點(diǎn)設(shè)置控制基標(biāo)，如果曲線較短時(shí)，可在部分曲線主點(diǎn)上設(shè)置控制基標(biāo)。加密基標(biāo)在軌道線路的直線段宜每6m設(shè)置一個(gè)，曲線段宜每5m設(shè)置一個(gè)。

地鐵鋪軌基標(biāo)的測設(shè)程序與高速鐵路的軌道控制網(wǎng)CPⅢ的測設(shè)程序類似。根據(jù)施工測量的需要事先設(shè)計(jì)計(jì)算地鐵鋪軌基標(biāo)的平面位置和高程，在施工現(xiàn)場進(jìn)行測設(shè)并埋設(shè)鋪軌基標(biāo)。然后再進(jìn)行現(xiàn)場觀測，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)利用軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計(jì)算，最后得到符合精度要求的控制網(wǎng)平面坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)。

1.3 CPⅢ軌道控制網(wǎng)代替地鐵鋪軌測量控制網(wǎng)的精度分析

對(duì)比《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GBT 50308-2017）（表1）和《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB10601-2009）（表2）中軌距、軌向、高低、水平及與設(shè)計(jì)的偏差等軌道鋪設(shè)的精度指標(biāo)，可以看出，地鐵軌道的鋪設(shè)精度要求和高速鐵路的軌道鋪設(shè)精度要求是類似的。也就是說，在地鐵軌道鋪設(shè)中，如果采用高速鐵路軌道控制網(wǎng)CPⅢ的精度符合相應(yīng)的要求，同樣也是可以滿足地鐵軌道控制基標(biāo)的精度要求。

在理論上，高速鐵路軌道控制網(wǎng)能夠滿足地鐵軌道鋪軌的精度要求。但是，由于地鐵的測量環(huán)境、有效的測量長度、起算基準(zhǔn)的精度、曲線半徑大小、對(duì)形變的要求及控制點(diǎn)網(wǎng)形等諸多條件與高速鐵路有所不同，在實(shí)際應(yīng)中會(huì)遇到一系列的問題。而且，很多情況是對(duì)測量不利的方面，這就需要采取相應(yīng)的措施加以解決。例如，對(duì)于起算基準(zhǔn)，高速鐵路的軌道控制網(wǎng)CPⅢ起算于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)CPⅠ和線路平面控制網(wǎng)CPⅡ，其精度基于GPS測量，在網(wǎng)形設(shè)計(jì)、觀測及數(shù)據(jù)處理上都有利于精度的控制。而地鐵鋪軌基標(biāo)的起算基準(zhǔn)為隧道內(nèi)的控制點(diǎn)，雖然地面控制也是基于GPS測量，但是在地面控制點(diǎn)加密、聯(lián)系測量、地下控制測量及貫通測量的過程中，精度損失相對(duì)較大。因此，為了提高地鐵軌道鋪軌基標(biāo)的起算基準(zhǔn)，就需要對(duì)地面平面控制測量和高程控制測量、地面控制點(diǎn)加密、聯(lián)系測量、地下控制測量及貫通測量過程中，對(duì)其測量方法、觀測及平差計(jì)算等環(huán)節(jié)的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)有所提高。

2 結(jié)束語

盡管地鐵鋪軌測量與高速鐵路軌道施工測量有很多類似的地方，但還是有很多不同之處，CPⅢ軌道控制網(wǎng)技術(shù)在高速鐵路施工測量中成功的應(yīng)用，并不意味著地鐵鋪軌測量中可以完全照搬或套用，研究兩者的不同之處，取長補(bǔ)短，才能更好地服務(wù)于地鐵施工。

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