盧勇 盧楠

摘 要：該文結(jié)合長昆鐵路客運專線引入貴陽樞紐工程貴陽東車站起點至林家灣一號隧道段（DK693+138～DK698+555）施工實踐，介紹了該段客運專線CPⅡ控制網(wǎng)測量與二等水準(zhǔn)測量技術(shù)和方法，并對其采集的原始數(shù)據(jù)進行平差分析處理，判定其是否符合規(guī)范要求，從而確保工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CPⅡ控制網(wǎng)測量 二等水準(zhǔn)測量 平差

中圖分類號：P223 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0062-03

當(dāng)前，隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，鐵路運輸?shù)膲毫σ搽S之越來越大。而鐵路高速客運專線由于其具有軌道平順性好、整體性強、縱橫向穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)高度低、幾何狀態(tài)持久、低維修量以及顯著的社會經(jīng)濟效益等優(yōu)點，近期受到廣泛重視[1]。為保證旅客列車高速運行時的安全性和舒適度，鐵路軌道的平順度是重要指標(biāo)。高速鐵路軌道施工的定位精度決定著高速鐵路的平順性[2]，這就對控制網(wǎng)的測量提出了精度要求。按《客運專線無砟軌道工程測量暫行規(guī)定》，我國無砟軌道平面控制網(wǎng)分三級布設(shè)，分別為首級GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI），二級GPS線路控制網(wǎng)（CPII）和三級基樁控制網(wǎng)（CPIII），其中CPI測量一般在初測時完成，為客運專線無砟軌道鐵路提供高精度的平面基準(zhǔn)；CP II一般在定測時完成，作為客運專線無砟軌道鐵路施工平面控制網(wǎng)；CPIII在施工測量時施測，線下工程施工時作為加密平面控制網(wǎng)，鋪設(shè)無砟軌道時作為無砟軌道鋪設(shè)的基樁控制網(wǎng)。而客運專線無砟軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按照二等水準(zhǔn)測量精度要求實施。

1 工程概況

該測區(qū)為新建長沙至昆明鐵路客運專線引入貴陽樞紐工程貴陽東車站起點至林家灣一號隧道段，起訖線路里程為DK693+138～DK698+555，包括貴陽東車站（DK693+138～DK695+456.48）、林城三號隧道（DK695+456.48～DK697+230）及瓦窯一、二、三號橋與路基（DK697+230～DK698+555）。

該測區(qū)平面坐標(biāo)系采用既有精測網(wǎng)的工程獨立坐標(biāo)系，參考橢球體為WGS84橢球體，中央子午線為107°00′，投影面大地高為1 075 m，高程異常-25 m。高程系統(tǒng)采用既有精測網(wǎng)高程系統(tǒng)。

2 CPⅡ控制網(wǎng)加密測量

2.1 GPS測量方法

2.1.1 觀測精度

根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB10601-2009），CPⅡ加密控制網(wǎng)采用GPS測量，按三等GPS網(wǎng)精度要求測量，主要精度要求包括：衛(wèi)星截止高度角≥15°，同時觀察有效觀測衛(wèi)星數(shù)≥4，有效時段長度≥60 min，觀測時段數(shù)不少于2個時段，數(shù)據(jù)采樣間隔15 s，PDOP或GDOP值≤8等。

測量遵循的主要技術(shù)指標(biāo)是：CPⅡ按三等GPS網(wǎng)要求施測，基線邊方向中誤差≤1.7″，最弱邊相對中誤差≤1/100 000。

2.1.2 作業(yè)方法

CPⅡ加密點采用GPS測量方法施測，起閉于經(jīng)復(fù)測合格的既有CPI、CPⅡ點和加密CPII點上；采用雙頻GPS接收機觀測，儀器的標(biāo)稱精度不低于5 mm+1 ppm；采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)。

2.1.3 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，主要包括GPS的基線解算和內(nèi)業(yè)平差兩方面。

（1）基線解算：CPⅡ網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)采用LGO軟件統(tǒng)一進行基線解算處理?；€解算好后，導(dǎo)出基線向量文件，作為平差的原始基線向量數(shù)據(jù)。

（2）內(nèi)業(yè)平差計算：GPS控制網(wǎng)平差采用鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》軟件進行，選取檢驗合格的基線構(gòu)成GPS基線向量網(wǎng)，進行網(wǎng)的平差計算。

2.2 導(dǎo)線測量方法

2.2.1 觀測精度

根據(jù)《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB10601-2009），隧道內(nèi)CPⅡ加密點采用導(dǎo)線測量方法施測，測量等級為隧道三等，主要精度：邊長范圍取300～600 m，測距中誤差≤3 mm，測角中誤差≤1.8″，相鄰點位坐標(biāo)中誤差≤7.5 mm，導(dǎo)線全長相對閉合差限差≤1/55 000，方位角閉合差限差±3.6″，對應(yīng)導(dǎo)線等級為三等導(dǎo)線。

2.2.2 作業(yè)方法

CPⅡ?qū)Ь€網(wǎng)測量采用Leica TS30全站儀（測角精度±0.5″，測距精度±1 mm+1 ppm）配合Trimble手簿進行觀測，洞內(nèi)CPⅡ?qū)Ь€測量水平角觀測技術(shù)要求：儀器等級為0.5″級儀器，測回數(shù)為≥4，半測回歸零差≤4″，2C較差≥8″，同一方向各測回間較差≤4″。

2.2.3 導(dǎo)線網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

（1）每天外業(yè)結(jié)束后，立即對當(dāng)天觀測數(shù)據(jù)進行復(fù)核和驗算，檢查各項指標(biāo)是否符合規(guī)范要求，對超限部分都及時進行了外業(yè)補測。

（2）導(dǎo)線網(wǎng)嚴(yán)密平差采用中鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》進行處理。

（3）精密導(dǎo)線網(wǎng)精度評定。

3 二等水準(zhǔn)點加密測量

3.1 觀測精度

二等水準(zhǔn)加密點按照國家二等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)施測。主要精度要求包括：外業(yè)觀測視距長≤50 m，視距累計差≤3 m（數(shù)字水準(zhǔn)儀），前后視距差小于1 m（數(shù)字水準(zhǔn)儀），附合路線閉合差≤4（L為附合水準(zhǔn)路線的長度，單位為km），偶然中誤差≤1 mm。

3.2 作業(yè)方法

二等水準(zhǔn)加密點采用數(shù)字水準(zhǔn)儀進行施測，起閉于既有精測網(wǎng)復(fù)測合格的水準(zhǔn)點和經(jīng)過評估合格的既有CPIII段落的水準(zhǔn)點，采用單路線往返觀測，一條路線的往返測使用同一類型儀器和轉(zhuǎn)點尺墊，沿同一路線進行。觀測時，按二等水準(zhǔn)測量的相關(guān)技術(shù)要求進行，每一測段應(yīng)為偶數(shù)測站。由往測轉(zhuǎn)為返測時，兩支水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換。

3.3 數(shù)據(jù)處理

采用鐵四院開發(fā)的“鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”軟件進行計算，限差按照規(guī)范相應(yīng)要求進行嚴(yán)格控制。

4 實測結(jié)果分析

4.1 林城三號隧道導(dǎo)線控制網(wǎng)復(fù)測

4.1.1 洞外加密CPII點復(fù)測精度統(tǒng)計

林城三號隧道的洞外加密CPII點由設(shè)計院施測。采用GPS方法測量。此次復(fù)測采用的方法與原測方法相同。利用LGO解算，共測得160條基線，62個獨立閉合環(huán)，采用鐵四院開發(fā)的《鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》平差，其獨立平差具體精度情況如下。

（1）CPⅡ加密網(wǎng)質(zhì)量檢驗：觀測值誤差中，重復(fù)觀測基線較差最大值為6.6 mm，X、Y、Z坐標(biāo)分量閉合差最大值依次為-0.2、6.5和1.8，環(huán)線全長閉合差最大值為6.8 mm，均各自小于其規(guī)定限差17.4 mm、28.8 mm、28.8 mm、28.8 mm和49.9 mm。

（2）CPⅡ加密網(wǎng)獨立平差精度檢驗：觀測值誤差中，基線邊方向中誤差最大值為1.0″，最弱邊相對中誤差為1/196 230，均各自小于其規(guī)定限差1.7″和1/100 000。

由此可知，林城三號隧道洞外CPⅡ加密網(wǎng)的各項精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

4.1.2 洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)復(fù)測

林城三號隧道內(nèi)，設(shè)計院共布設(shè)10個導(dǎo)線加密點，分別為LC3CPII01、LC3CPII01-1、LC3CPII02、LC3CPII02-1、LC3CPII03、LC3CPII03-1、LC3CPII04、LC3CPII04-1、LC3CPII05、LC3CPII05-1，成對布設(shè)，采用了多邊形導(dǎo)線網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方法，按邊角聯(lián)接方式構(gòu)網(wǎng)，形成由多個四邊形或多邊形組成的帶狀網(wǎng)。

對洞內(nèi)的導(dǎo)線點復(fù)測，采用方法與原測方法相同。其獨立平差具體精度情況如表1所示。

經(jīng)計算，得測角中誤差±1.77 s。且通過導(dǎo)線網(wǎng)精度分析，可以得出結(jié)論：林城三號隧道導(dǎo)線網(wǎng)各項精度指標(biāo)均滿足隧道三等導(dǎo)線網(wǎng)測量的精度要求。

4.2 路基與橋梁段加密CPII網(wǎng)測量精度統(tǒng)計

路基與橋梁段的加密CPII測量，采用GPS方法進行。利用LGO解算，共測得160條基線，62個獨立閉合環(huán)，其獨立平差具體精度情況如表2、表3。

由表2、表3可知，路基和橋梁段的加密CPII測量，經(jīng)度滿足規(guī)范要求，可用于CPIII控制測量使用。

4.3 二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)精度統(tǒng)計

該區(qū)段二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)共觀測加密點2個（LCJMII02、LCJMII03），聯(lián)測已知點3個（LHCBM01、BM169-4、0698P22），其獨立平差具體精度情況如表4所示。

由表4可知，該區(qū)段二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)各項精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

該區(qū)段CPⅡ加密控制網(wǎng)及二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)成果符合規(guī)范要求，可以作為CPⅢ網(wǎng)測設(shè)起算控制點使用。

參考文獻

[1]梅熙.GPS技術(shù)建立鐵路客運專線平面控制網(wǎng)若干問題探討[J].鐵道勘察，2005（5）：3-7.

[2]盧建康.論我國高速鐵路精密工程測量技術(shù)體系及特點[J].高速鐵路技術(shù)，2004，53（5）：1452-1460.