肖連山

1 概述

平齊大鄭增二線(xiàn)鐵路工程，起于京哈線(xiàn)(原名沈陽(yáng)—山海關(guān)鐵路)大虎山站，沿大鄭線(xiàn)(大虎山—鄭家屯)至通遼樞紐，沿通讓線(xiàn)(通遼—讓胡路)至太平川，沿平齊線(xiàn)(四平—齊齊哈爾)至齊齊哈爾站，線(xiàn)路全長(zhǎng)約745 km。通遼樞紐為該工程最為復(fù)雜的地段，樞紐由京通線(xiàn)、大鄭線(xiàn)、通霍線(xiàn)、通讓線(xiàn)、集通線(xiàn)以及樞紐內(nèi)通霍Ⅱ線(xiàn)、南環(huán)線(xiàn)交匯、銜接組成。以通遼站為中心，通遼站、通遼東、通遼西、通遼南、通遼北形成環(huán)狀布置，并向五個(gè)方向放射的鐵路樞紐[1]。在平齊大鄭項(xiàng)目可研階段初測(cè)時(shí)，全線(xiàn)按四等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求進(jìn)行施測(cè);對(duì)于通遼樞紐線(xiàn)路的復(fù)雜性及其所在地區(qū)國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)分布不均的特點(diǎn)，為確保初測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)高程成果質(zhì)量，通遼樞紐地區(qū)線(xiàn)路水準(zhǔn)測(cè)量采用了節(jié)點(diǎn)平差技術(shù)。

2 節(jié)點(diǎn)平差適用條件、范圍

當(dāng)客觀條件造成附合水準(zhǔn)路線(xiàn)超長(zhǎng)或大于30 km時(shí)，應(yīng)采取以下措施:

1)提高該段附合水準(zhǔn)路線(xiàn)的測(cè)量精度，按四等水準(zhǔn)測(cè)量精度的要求進(jìn)行施測(cè)。

2)當(dāng)水準(zhǔn)路線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)于水準(zhǔn)路線(xiàn)中部聯(lián)測(cè)一個(gè)相應(yīng)等級(jí)的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)水)，形成等權(quán)水準(zhǔn)路線(xiàn)并確定水準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的高程，加權(quán)平均值和計(jì)算等權(quán)水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度。

設(shè):L0=10 km ，則:P1=L0/L1，P2=L0/L2，P3=L0/L3。

HP=(HAP×P1+HBP×P2+HCP×P3)/(P1+P2+P3)。

其中，HAP，HBP，HCP分別為A，B，C水準(zhǔn)點(diǎn)推算至P實(shí)測(cè)高程;L1，L2，L3分別為 A，B，C水準(zhǔn)點(diǎn)至P點(diǎn)的水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度，km。

注:L0系指單位路線(xiàn)長(zhǎng)度(可設(shè)為10 km)。

利用等權(quán)路線(xiàn)Z2。3代替 Z2，Z3兩條路線(xiàn)，其權(quán)為兩者之和:

利用等權(quán)路線(xiàn) Z1。2。3代替 Z1，Z2。3，其路線(xiàn)長(zhǎng)度:

經(jīng)過(guò)上述處理，水準(zhǔn)網(wǎng)就可簡(jiǎn)化為由三條水準(zhǔn)路線(xiàn)組成的單節(jié)點(diǎn)，并可求出該點(diǎn)P的節(jié)點(diǎn)加權(quán)平均值高程[2]。

3)Ⅳ等水準(zhǔn)每千米偶然中誤差:M△≤5.0 mm。

其中，△為測(cè)段往返(左右)測(cè)量高程不符值，mm，節(jié)點(diǎn)平差計(jì)算中可視為每段實(shí)測(cè)推算值與所有實(shí)測(cè)推算值平均數(shù)之差;R為測(cè)段長(zhǎng)度，km;n為測(cè)段數(shù)[3]。

3 樞紐測(cè)量

3.1 節(jié)點(diǎn)選擇

考慮通遼樞紐的構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)的位置選擇在通遼站與通遼西站之間、大鄭線(xiàn)與通霍Ⅱ線(xiàn)交叉處的“新BM139”。這樣可以形成以節(jié)點(diǎn)新BM139為中心四條水準(zhǔn)路線(xiàn)，分別為:沿大鄭線(xiàn)自大虎山方向至節(jié)點(diǎn)、沿通霍Ⅱ線(xiàn)自通遼北至節(jié)點(diǎn)、沿南環(huán)線(xiàn)自通遼南至節(jié)點(diǎn)、沿通讓線(xiàn)自通遼西方向至節(jié)點(diǎn)。

表1 測(cè)量結(jié)果

表2 重新布設(shè)并聯(lián)測(cè)后測(cè)量結(jié)果

3.2 國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)測(cè)

起先通遼西方向聯(lián)測(cè)的國(guó)水為“Ⅱ通甘 4”;通遼北方向由于年代較早、地形變化較大，國(guó)水“Ⅰ開(kāi)雙14”沒(méi)能及時(shí)找到，聯(lián)測(cè)了通遼地區(qū)的三等水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅲ006;通遼西方向聯(lián)測(cè)國(guó)水“Ⅰ開(kāi)雙19”;通遼南方向因國(guó)水遭破壞，因此聯(lián)測(cè)了地方三等水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅲ025，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

結(jié)果每千米偶然中誤差M△超限。

經(jīng)分析，偶然中誤差超限極可能與聯(lián)測(cè)的兩個(gè)三等水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅲ006，Ⅲ025有關(guān)。雖然兩個(gè)地方布設(shè)的三等水準(zhǔn)點(diǎn)的等級(jí)也比較高，而且已經(jīng)與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)過(guò)，但是節(jié)點(diǎn)(新BM139)聯(lián)著一個(gè)一等國(guó)水點(diǎn)，一個(gè)二等國(guó)水點(diǎn)，兩個(gè)三等地方水準(zhǔn)點(diǎn)造成四條等權(quán)水準(zhǔn)路線(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)級(jí)別相差太大。而且Ⅱ通甘4，Ⅰ開(kāi)雙19分屬于不同的國(guó)家水準(zhǔn)路線(xiàn)網(wǎng)，因而造成節(jié)點(diǎn)平差之偶然中誤差超限。

采取措施:由于通遼市區(qū)的2個(gè)國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)因城市建設(shè)遭破壞，因此將通遼南方向水準(zhǔn)路線(xiàn)聯(lián)測(cè)到就近的“Ⅰ開(kāi)雙19”，將通遼西方向水準(zhǔn)路線(xiàn)延長(zhǎng)，聯(lián)測(cè)“Ⅱ舍保18”;通遼北方向?qū)で蟾h(yuǎn)處的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)沒(méi)有放棄繼續(xù)找尋國(guó)水“Ⅰ開(kāi)雙14”，后經(jīng)周折找到國(guó)水“Ⅰ開(kāi)雙14”;通遼西方向聯(lián)測(cè)“Ⅱ通甘4”不變。重新布設(shè)并聯(lián)測(cè)后測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。

結(jié)果符合精度要求。

水準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)(新BM139)的高程計(jì)算出來(lái)后，由節(jié)點(diǎn)分別與四個(gè)國(guó)水構(gòu)成四條附合水準(zhǔn)路線(xiàn)，分別進(jìn)行計(jì)算即可。經(jīng)檢測(cè)每段附合水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差(mm)均小于限差要求，則經(jīng)過(guò)平差計(jì)算可以計(jì)算出每個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。

4 結(jié)語(yǔ)

可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)平差技術(shù)提高鐵路樞紐地區(qū)線(xiàn)路水準(zhǔn)測(cè)量的精度。鑒于節(jié)點(diǎn)平差水準(zhǔn)網(wǎng)的構(gòu)建有著比較嚴(yán)格的要求、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的高程需要大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)于勘測(cè)工期是一個(gè)比較嚴(yán)峻的考驗(yàn)。但類(lèi)似通遼樞紐等比較復(fù)雜線(xiàn)路的水準(zhǔn)測(cè)量，為保證測(cè)量精度，節(jié)點(diǎn)平差技術(shù)還是值得應(yīng)用的。通遼樞紐地區(qū)鐵路線(xiàn)路水準(zhǔn)測(cè)量節(jié)點(diǎn)平差技術(shù)的應(yīng)用，以及應(yīng)用過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)可供我國(guó)鐵路建設(shè)過(guò)程中類(lèi)似項(xiàng)目參考及借鑒。

[1] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院.平齊大鄭增二線(xiàn)工程可行性研究報(bào)告[R].2003.

[2] 鐵道部第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院線(xiàn)路設(shè)計(jì)處.技術(shù)資料匯編[G].1998.

[3] GB 12898-91，國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].