精密测量技术在高速铁路工程中现状分析

科技创新与应用Ｉ　２０１５年第１期　路桥科技　精密测量技术在高速铁路工程中现状分析　张伟强　（中铁十九局集团第一工程有限公司宝兰客专甘肃段项目经理部，辽宁辽阳１１１０００）　摘要：文章主要针对紧密工程测量相关技术进行了分析论述，针对技术特点进行详细的研究，通过对目前高速铁路精密测程　内容以及轨道内部尺寸、外部尺寸定位精度、工程测量布网原则以及工程测量坐标基准等进行系统性的论述，从而提出高速铁　路工程测量平面控制网应在框架控制网（ｃＰＯ）基础七分三级布设、高程控制网分二级布设的方法，平面坐标系统应采用边长投影　变形值≤ｌＯｍｍ／ｋｍ的工程坐标系以及应按“三网合一”的原则进行高速铁路精密工程测量的观点。　关键词：精密测量；高速铁路；技术　前言　我国高速铁路发展在近些年来受到广泛的关注，其工程施工需　要建立在高精度测量的基础智商，并且随着我国高速铁路开始向着　无砟轨道方向发展，随着此类工程的建设，工程测量技术也不断得　以完善。由于高速铁路相比较普通铁路，行车速度相对较高，为了保　证车速以及安全行车标准和列车行驶过程中的舒适度，高速铁路的　轨道建设中的线性几何参数需要绝对精确，以此保证轨道的平顺　性。由于高速列车在行驶中速度可以达到３５０ｋｍ／ｈ，因而其参数精　度范围必须保证在毫米级别。由于该测量级别要求，传统的测量技　术在铁路建设中的应用已经无法满足实际要求。传统铁路工程的测　量技术在高速铁路工程中已经无法适用，因而现代高速铁路施工　中，开始使用新型的精密工程测量技术，并对传统测量技术中平面　高程控制网进行了进一步提升，成为精密测量控制网，即高速铁路　施工测量中所应用到的精测网。　１精密工程测量概述　１．１测量内容　在高速铁路工程施工中，从勘测涉及到施工，乃至最后的竣工　验收环节，精密工程测量始终贯穿整个运营维护过程，需要进行测　量的内容包括以下几点：首先为平面高程的测量；其次则是线下工　程的测量；再者需要对轨道施工相关内容予以测量；最后则是运营　维护方面内容的测量。　２精工测量的特点　２．１搞成控制网精度应当满足相关工作要求　铁路在发展的过程中经历了运输速度由慢到快的一个发展历　程，在过去，对于工程周期要求相对较低，也不需要轨道具有较高的　平顺性以及线性，因而在传统的测量过程中并没有形成统一、规范　的控制测量系统，保证勘测、施工的完整。针对控制网进行测量的精　度标准需要依照图鉴施工控制标准进行制定。轨道则是依照线下工　程的相关要求进行施工铺设，但是该种方式往往会由于测量误差的　不断累计，导致最后的施工参数无法达到设计参数值。　在施工过程中，高速铁路工程必须依照线型设计，对于线下工　程施工以及轨道施工采用线下施工的方式进行放样；而在线型管理　以及维护中，应当按照竣工的线型标准进行。所以，在控制网精度要　求中，要求各级平面工程必须同时满足运营养护以及轨道施工定位　和线下工程施工三方要求。　２．２分级布网原则　高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（ｃＰ０）基础上分　三级布设，第一级为基础平面控制网（ｃＰ　Ｉ），主要为勘测、施工、运　营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控制网（ｃＰ１１），主要为勘　测和施工提供控制基准；第三级为轨道控制网（ｃＰⅢ），主要为轨道　铺设和运营维护提供控制基准。　２＿３工程坐标系的应用　高速铁路工程测量精度要求高，施工中要求由坐标反算的边长　１．２测量目的　通过各个平面高程控制网，在高速铁路施工过程中便可以实现　值与现场实测值应一致，即所谓的尺度统一。由于地球面是个椭球　地面上的测量数据需投影到施工平面上，曲面上的几何图形　精密工程测量，从而保证工程涉及的准确性，保证轨道的精度可以　曲面，达到高速铁路运营的安全性标准，满足行车舒适度要求。目前我国　在投影到平面时，不可避免会产生变形。采用国家３０带投影的坐标　的高速铁路在行驶中速度可以达到３５０千米／时，为了保证高速的　系统，在投影带边缘的边长投影变形值达到３４０ｍｍ／ｋｍ，这对无砟轨　行驶条件，轨道的安全必须满足设计要求，以此保证高速列车的行　道的施工是很不利的，对工程施工的影响呈系统性。从理论上来说，　驶速度、安全行以及舒适度。这就要求：首先，需要按照设计进行严　边长投影变形值越小越有利。　格的施工，确保几何线性参数精度可以达到标准；其次，在平顺性要　２．４三网合一的测量体系　求上，高速铁路的要求相对较高，需要将精度保持在毫米级别范围　高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的　施工控制网、运营维护控制网。我们　中。上述要求想要完全达到则应当依照实际的轨道铺设精度要求以　及功能不同分为了勘测控制网、及线下工程设计要求等对平面高程网测量精度雨衣控制。　把高速铁路工程测量这三个阶段的控制网，简称“三网”为保证控制　网的测量成果质量满足高速铁路勘测、施工、运营维护三个阶段测　１．３轨道精度要求　在高速铁路的施工中，其轨道的平顺性主要由高速铁路定位精　量的要求，适应高速铁路工程建设和运营管理的需要，三阶段的平　面、高程控制测量必须采用统一的基准。即勘测控制网、施工控制　度决定，其铺设应当满足其内外几何尺寸精度要求。其中，轨道的形　状由内部尺寸进行描述，而轨道标高以及空间位置由外部尺寸体　网、运营维护控制网均采用ＣＰ　Ｉ为基础平面控制网，以二等水准基　现。　点网水准基点网为基础高程控制网。简称为“三网合一”。　１．３．１内部几何尺寸　３结束语　轨道形状主要通过内部几何尺寸予以体现，其相对位置关系由　我国现代化的高速铁路建设速度已经达到了新的高度，因而工　轨道相邻点位置关系便可以确定，即相对位置。通过对内部几何尺　程施工技术要求也随之不断提高，通过技术的引进和创新，我国已　寸的测量确定，为列车轨道的平顺性提供了保障，以此保证列车在　经逐步的形成了新型的高精度工程测量技术体系，并随之编撰了相　运行的过程中稳定、可靠。所以在轨道施工中除了对水平以及轨距　关的规范性制度体系，形成了具有我国特色以及知识产权的技术标　有所规定外，还针对轨道方向以及纵向高低等参数进行了规定，从　准体系，服务于我国高速铁路建设。但是随着我国高速铁路大规模　而保证轨道的形状具有正确性。另外，通过内部几何尺寸参数可以　的开始运行，各项工程开始竣工。相关运营维修以及后期养护工作　对轨道形状进行检查，因此该种放好似也被称作相对定位。　都需要高精度的测量工作予以支持。针对该类问题，我国相关养护　１．３．２外部几何尺寸　测量工作还处于空白阶段，相关工作需要进行进一步的讨论研究以　外部几何尺寸相对于内部几何尺寸而言是轨道的高程以及空　及确定。通过对现有的铁路线路的养护维修测量研究，相关研究人　间三维坐标，其坐标的确定需要参考相邻建筑物以及轨道中线等。　员应当可以在实践中得到一套可以适应我国现在高速铁路发展的　在轨道的定位中，外部几何尺寸的测量是对轨道继续宁的绝对定　测量技术，并逐步的完善测量体系，保证高速铁路运营的可靠性和　安全性。　位，其定位必须要结合相关线下工程的高程以及空间坐标位置。　参考文献　在精度上，绝对定位的要求需要满足相对定位精度要求，即在　平顺性上需要达到轨道施工的基础要求。通过这一点可以体现出，　ｆ１１任自珍，岑敏仪．客运专线无砟轨道施工平面控制网优化设计ｌＪ１．　高速铁路在控制网的测量精度上需要同线下工程结合，即要满足线　铁道工程学报，２００７（８）：４９—５２．　下工程的精度同时还需要满足轨道施工的精度标准，换言之，不但　【２】张颖．客运专线无砟轨道铁路工程测量技术『Ｍ］．北京：中国铁道出　版社．２００８．　要符合相对定位精度要求，还需要符合绝对定位精度要求。　一１３６—