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        軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)在地鐵鋪軌中的應(yīng)用

        2014-12-30 16:34:20莫中生張博
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年3期
        關(guān)鍵詞:施測鋪軌控制點

        莫中生 張博

        摘 要:結(jié)合沈陽地鐵采用軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)進行地鐵鋪軌的工程實例,介紹了SCP網(wǎng)的布設(shè)原則、施測方法和數(shù)據(jù)處理過程以及各階段的精度指標(biāo)要求,并闡述了該技術(shù)與傳統(tǒng)測量方法相比的優(yōu)越性及實施中的注意事項。

        關(guān)鍵詞:地鐵;SCP網(wǎng);測量;平差

        地鐵軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)是基于高鐵CPIII測量技術(shù)及軌道鋪設(shè)模式而引入地鐵領(lǐng)域的一項先進的測量技術(shù)。實踐表明,與傳統(tǒng)鋪軌控制基標(biāo)測量技術(shù)相比,該項新技術(shù)能夠明顯提高軌道的鋪設(shè)精度及工作效率,保證軌道的高平順性,在幾何線形控制方面能夠達到旅客的高舒適度要求。此外,軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)使用方便,利于長期保護,可為運營期間軌道維護及結(jié)構(gòu)沉降變形監(jiān)測提供永久基準(zhǔn)。沈陽至鐵嶺城際鐵路工程(起點~遼寧大學(xué)段)成功采用了該項技術(shù)指導(dǎo)軌道鋪設(shè),現(xiàn)已投入試運行。

        1 工程概況

        沈陽至鐵嶺城際鐵路工程(起點~遼寧大學(xué)段)線路起點在沈陽地鐵二號線一期起點三臺子站站后折返線,之后線路沿黃河北大街、京沈街向北至遼寧大學(xué)站,鋪軌里程K0+000~K6+714,共設(shè)車站4座,全部為地下線,線路全長6.752km。正線最小平曲線半徑350m,最大線路坡度30‰。本工程于2013年底與地鐵二號線一期工程貫通運營。

        2 軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的建立

        地鐵軌道基礎(chǔ)測量控制網(wǎng)分兩級布設(shè):第一級為首級控制網(wǎng)(SCPS);第二級為軌道控制網(wǎng)(SCP網(wǎng)),即在SCPS的基礎(chǔ)上加密的測量控制網(wǎng)。

        首級控制網(wǎng)直接采用土建工程竣工后移交的隧道內(nèi)測量控制點(即貫通平差后的施工控制點,點位間距直線段約150米,曲線段不短于60米),以兩站一區(qū)間為單元聯(lián)測,平面測量和高程測量分別按一級導(dǎo)線及地鐵二等水準(zhǔn)技術(shù)要求及精度指標(biāo)施測。各區(qū)間聯(lián)測后精度見表1。

        表1 區(qū)間聯(lián)測精度表

        次級軌道控制網(wǎng)(SCP網(wǎng))點位沿線路兩側(cè)每隔40米左右布設(shè)一對,橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度;根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)類型及設(shè)計圖紙,各SCP控制點布設(shè)位置高于設(shè)計軌道頂面20~30cm、大致等高且確保不影響后續(xù)設(shè)備安裝等相關(guān)專業(yè)施工。

        控制點測量組件由預(yù)埋件、平面測量桿、專用平面測量棱鏡、高程桿四部分組成,采用精加工原件,由1Cr18Ni9不銹鋼材料制作,控制點標(biāo)志重復(fù)安裝精度和互換安裝精度X、Y、Z三方向分別小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。

        3 SCP網(wǎng)施測

        3.1 平面測量

        SCP控制網(wǎng)平面測量使用具有自動觀測功能的TCRP1201+全站儀(1″,1mm+2ppm)采用自由測站邊角交會法施測,以前后各2對共8個SCP點為測量目標(biāo),每站與前一站重疊觀測2對SCP點,遞進2對SCP點,以保證每個SCP點被測量3次,同時保證觀測視距不大于120m,施測過程中每200-400m聯(lián)測一個SCPS網(wǎng)控制點。如圖1所示。

        3.2 高程測量

        SCP控制點水準(zhǔn)測量使用天寶電子水準(zhǔn)儀(0.3mm/km)及配套的銦瓦尺,采用閉合環(huán)相接的方式按與SCPS網(wǎng)同精度施測。每個閉合環(huán)為2對點,連續(xù)向前,并搭接上一對點。觀測路線如圖2所示。

        4 SCP網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理

        4.1 平差軟件

        為保證軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的精度和成果處理質(zhì)量,數(shù)據(jù)處理軟件全線統(tǒng)一采用經(jīng)鐵道部審核通過的西南交大高鐵CPIII軟件。

        4.2 SCP平面網(wǎng)數(shù)據(jù)計算與平差

        4.2.1 平面測量后先采用獨立自由平差,再采用合格的平面起算點進行固定約束平差。

        4.2.2 平面測量自由網(wǎng)平差時,按表2的要求對各項技術(shù)指標(biāo)進行統(tǒng)計分析,檢核控制網(wǎng)自由網(wǎng)平差的精度。

        表2 SCP平面自由網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

        4.2.3 自由網(wǎng)平差滿足要求后,進行平面約束平差,并按表3的要求對各項技術(shù)指標(biāo)進行統(tǒng)計分析,檢核控制網(wǎng)約束平差的精度。為保證控制網(wǎng)成果質(zhì)量,約束平差前對采用的平面起算點進行精度檢核,采用檢核合格的起算點進行約束平差計算。

        表3 SCP平面控制網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

        4.3 SCP高程網(wǎng)數(shù)據(jù)計算與平差

        精密水準(zhǔn)測量SCP控制點高程測量進行嚴密平差,平差過程中完成各項限差的統(tǒng)計,各項限差要求見表4。

        表4 SCP SCP高程控制網(wǎng)測量限差

        5 軌道施工測量

        在整體道床施工前,先依據(jù)軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)采用全站儀自由設(shè)站法進行道床模板及鋪軌基標(biāo)放樣,為軌排初步定位和軌排粗調(diào)提供基準(zhǔn),通過鋼軌支撐架支撐桿對軌道幾何狀態(tài)進行粗調(diào),在鋼筋綁扎和模板安裝結(jié)束后采用全站儀自由設(shè)站配合軌道幾何狀態(tài)測量儀進行軌道精調(diào),軌道精調(diào)后采用軌道幾何狀態(tài)測量儀對軌道的平順度進行檢測,在長鋼軌應(yīng)力放散并鎖定后,采用全站儀自由設(shè)站配合軌道幾何狀態(tài)測量儀進行長軌精調(diào)測量。

        6 結(jié)束語

        軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)采用絕對定位與相對定位測量相結(jié)合的鋪軌測量定位模式,有效保證了測量精度的整體統(tǒng)一。SCP軌道控制網(wǎng)的布設(shè)無需參考鋪軌綜合設(shè)計圖,可在調(diào)線調(diào)坡前全線一次性布網(wǎng),較控制基標(biāo)鋪軌法節(jié)省了工期,后期技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。但由于設(shè)備安裝、裝修裝飾等專業(yè)的無法直接利用SCP點指導(dǎo)施工,鋪軌期間須保留車站范圍內(nèi)土建工程竣工后移交的測量控制點作為后續(xù)工程的測量基準(zhǔn)。

        參考文獻

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

        [2]陳杰亮.城市軌道交通精密測控技術(shù)(SCP網(wǎng))的研究[J].建材與裝飾,2012(11):173-175.

        [3]秦政國,等.高鐵CPⅢ技術(shù)在地鐵鋪軌工程中的應(yīng)用與分析[J].現(xiàn)代測繪,2013(1):16:18.

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