王巖

（山西天昇測繪工程有限公司山西太原　030000）

試論高速鐵路工程測量精度和測量模式

王巖

（山西天昇測繪工程有限公司山西太原030000）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在經(jīng)濟貿(mào)易往來中，對城市交通的需求也越來越多。高速鐵路作為城市交通的重要渠道之一，影響著城市經(jīng)濟的發(fā)展，所以對其質(zhì)量要求非常高。而從高速鐵路設(shè)計、施工、運營等角度來看，其對高速鐵路的測量精度均有非常高的要求。測量是一項工程開始的前提和基礎(chǔ)，是保證設(shè)計方案可行性和施工安全的重要的保障。本文主要分析高速鐵路工程測量精度應(yīng)該遵循的基本標準，闡述高速鐵路工程測量精讀控制的重要性，針對影響工程測量精讀的重要因素，筆者結(jié)合相關(guān)的實踐經(jīng)驗，提出相關(guān)提升測量精度的策略和建議，以供參考。希望通過本文的分析能實現(xiàn)提升測量精度的戰(zhàn)略目標。

高速鐵路工程；測量精讀；測量模式

高速鐵路的發(fā)展是鐵道工程勘測、設(shè)計以及施工和運輸?shù)榷及l(fā)生了巨大的變化，在巨變的形勢下，測量工程師還停留在傳統(tǒng)的工作理念下，是已經(jīng)完全不能滿足實際工作需求。所以，工程測量師只有保持與時俱進，不斷變革和創(chuàng)新工作理念和工作方式，并且能不斷積累豐富的工作經(jīng)驗，學習和引進國外先進的測量技術(shù)，才能最終實現(xiàn)提高測量精度的戰(zhàn)略目標。而測量精度的提升不僅與測量方法有關(guān)，還與測量的流程和規(guī)范操作以及測量工程師的自身水平等都有直接的關(guān)系。所以，提升工程測量精度，改進測量方法和流程，降低高速鐵路工程的投入成本，提升整體的工作效率，已經(jīng)成為當前非常重要的課題，值得每一個測量工程師深入思考。本文將針對提升工程測量精度進行詳細的闡述。

1　高速鐵路概述

高速鐵路為我國交通運輸提供了最大的便捷，其最大行駛速度可達250～350km/h。在給旅客和運輸帶來巨大便利的同時，其安全性和舒適性需要精密的測量數(shù)據(jù)提供依托和保證。高速鐵路在運行時的平順是通過精確的幾何線性參數(shù)計算而得到的，其精確度必須控制在毫米級的范圍之內(nèi)，否則后果不堪設(shè)想[1]。傳統(tǒng)的慢速鐵路測量方法已無法滿足高速鐵路測量精度的需要，其測量模式與高速鐵路測量模式相沖突。為此，隨著我國社會主義經(jīng)濟的發(fā)展，對高速鐵路的要求越來越高，研究出更優(yōu)的過程測量精度和測量模式，是鐵路也發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的趨勢[2]。

2　建立高速鐵路工程測量精度和測量模式的必要性

傳統(tǒng)鐵路工程的測量方法分為四步走：初測、定測、線下工程施工測量及鋪軌測量。初測內(nèi)容為平面導線測量，定好坐標系，測角誤差，計算導線全長相對的閉合差，最后進行光電測距，即完成所有的初測工序。定測是在初測的基礎(chǔ)上以導測結(jié)果為基準，對測量精度放出交點、定位直角線控制樁和曲線控制樁，開展鐵路樁基施工。線下工程施工測量在定測結(jié)果上開展高程測量。鋪軌測量是采用直線經(jīng)緯儀穿線法，對鋪軌施工進行曲線放軌和固定的控制。四步一體，完成整個鐵路的精度測量。

上述測量方法較為簡便，無法滿足高速鐵路GPS、全站儀、電子水準儀、等數(shù)據(jù)的獲取和建立，且與現(xiàn)代化高速鐵路建設(shè)的要求相差甚遠。加之高速鐵路所經(jīng)過的橋梁、洞隧、等需要高精度控制的建筑物不斷增多，使得上述方法并不可取。因此，傳統(tǒng)鐵路工程測量方法無法滿足高速鐵路測量的需要[3]。

3　提高高速鐵路測量精度和模式的有效措施

對高速鐵路工程的精密測量需要依托資金、人力、物力、時間等的大量投入。通常沒有經(jīng)過試驗驗證的資料和不夠嚴謹?shù)睦碚撜撟C，會大大降低測量的精度，從而造成各項資源的浪費，以致產(chǎn)生鐵路運輸事故，加大了高速鐵路的安全隱患。提高高速鐵路工程測量精度可以從以下幾個方面來執(zhí)行[4]：

3.1多類項合并測量

將高速鐵路工程測量的原有航位控制、加密點測算、初測導線、定點交測等合并為5～7km一組的GPS點或邊長為800～1000m的導線距，其相對精度為1/1.5～1/2.5萬的以此布網(wǎng)，對所有合并測量項目劃分為五等水準測量。接下來將航位控制測控，進行一次性勘測、設(shè)計和施工，減少分類產(chǎn)生的冗雜數(shù)據(jù)和頻繁更改測量模式。

3.2一次性布網(wǎng)進行點和直線的測量

一次性布網(wǎng)的點線測量可以改變傳統(tǒng)測量中實地測設(shè)樁基而帶來的巨大工程量，一次性布網(wǎng)進行點和直線的測量的具體操作為：將全站儀與GPS RTK相結(jié)合，來設(shè)置接測中線。對實測圖進行一次性布網(wǎng)點的控制，在任何里程進行隨便切入，跳過初測導線和定測交點測量，直接進入理論坐標控制測設(shè)中線，完成所有點和直線的精密測量。

其優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：①避免了繁瑣的測樁、距離轉(zhuǎn)折及數(shù)據(jù)誤差等；②隨意的切入性測量，避免了改線出現(xiàn)的斷裂；③可以對特殊地形，如橋梁、隧道、巖洞等進行預(yù)測型開工測量，提高其測量的精確度[5]。

3.3用航測模型測量縱橫斷面

高速鐵路施工時的縱橫斷面往往由于其地勢形態(tài)較為惡劣而難以開展測量工作。采用航測模型測量縱橫斷面在國外已經(jīng)被廣泛使用，其具體操作方法是：①依托攝影機，做好比例定焦，通常情況下為1/3000～1/5000的比例尺大小進行定測；②將攝影機的焦距大小與精確度調(diào)整為反比例的狀態(tài)，及攝影焦距越小，其測量精度越高，高程測量越遠。其具體詳情見表1。

表1　航測比例尺與縱橫斷面測量精度關(guān)系一覽表

3.4建立測量框架控制網(wǎng)CPO

近幾年，我國對高速鐵路津京段、鄭西段、武廣段、京滬段及石武段的檢測，做出了高速鐵路測量框架控制網(wǎng)CPO，此框架是在多年檢測實踐上得出的[6]。其主要作用是控制了高速鐵路在高速運行下出現(xiàn)的列車橫向擺動情況，因此建立CPO框架，控制了沿線點與點之間的平面控制，加大高速運行是的兼容性，具有高精度的CPI值。CPI的控制點誤差一般控制在≤1/20000，且在測量時有效約束了CPI控制網(wǎng)的平差。

3.5建立三網(wǎng)合一的測量體系

三網(wǎng)合一主要針對的是平面高程綜合網(wǎng)、勘測控制網(wǎng)和施工運營控制網(wǎng)，簡稱三網(wǎng)。如何進行三網(wǎng)合一是提高測量精度必須考慮的問題。首先，將CPI控制網(wǎng)進行加密維護，設(shè)置進平面高程綜合網(wǎng)，同時與勘測控制網(wǎng)進行結(jié)合，將施工、運營和維護一體化、一步到位化。由此得到三網(wǎng)合一的測量模式和測量的統(tǒng)一基準，在高程控制網(wǎng)下有效的保證了數(shù)據(jù)的精確度不被影響[7]。

3.6設(shè)置高速鐵路控制網(wǎng)

高速鐵路控制網(wǎng)主要用于簡單分明的對測量加以簡化，其主要操作是將鐵路測量分為二層網(wǎng)絡(luò)來進行布置，即第一層為告訴鐵路線路水準基點，基點是用于控制測量的同一水平基準線。第二層為軌道控制網(wǎng)，即為高速鐵路工程勘測提供第二道高程測量數(shù)據(jù)，為高速鐵路的施工和維護提供二次保駕護航的作用。二層網(wǎng)絡(luò)在勘測和運營上，有效的將測量的一系列數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計化、模式化，很好的加以控制。

4　結(jié)束語

綜上所述，通過上述介紹可知，高速鐵路建設(shè)工程本身具有一定的復雜性，基礎(chǔ)測量和工程高程測量都具有一定的挑戰(zhàn)性。影響工程測量精度的因素很多，包括人為和客觀兩個方面，都需要測量工程師做好控制工作。筆者通過分析得知，測量人員的素質(zhì)和測量方法和流程等均會影響測量的精度，所以，針對相關(guān)影響因素，筆者對工程測量師提出相關(guān)要求：①提升自身綜合素質(zhì)水平；②完善測量方法；③測量流程的規(guī)范等。除此之外，還應(yīng)該引進先進的工程測量技術(shù)，掌握多樣化測量工具的使用方法，以投入實踐中，提升高速鐵路整體測量的精度，從而確保工程設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)的順利進行，保障施工人員的安全，實現(xiàn)工程的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。

[1]徐立.高速鐵路工程測量精度和測量模式[J].鐵道勘察，2015，32（1）：105～106.

[2]張紅利.高速鐵路工程測量精度和測量模式[J].數(shù)字化用戶，2014（17）：80，81.

[3]李春霞.EGS-1123無砟軌道三維精測小車的研制[D].南昌大學，2008（20）：120～121，122.

[4]張春曉.高速鐵路工程測量精度和測量模式研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（20）：964，965.

[5]王長進.中國高速鐵路精密工程測量技術(shù)[A].軌道交通建設(shè)運營及裝備安全技術(shù)交流會論文集[C].2014（24）：72～77.

[6]王曉敏.GPS結(jié)合導線測量技術(shù)在京滬高速鐵路中的應(yīng)用研究[D].中國地質(zhì)大學（武漢），2014（17）：80，81.

[7]解暢.淺談GPS RTK技術(shù)在高速鐵路工程測量中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（15）：28～31.

U212.2

A

1673-0038（2015）13-0156-02

2015-2-6

王巖（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事測繪相關(guān)工作。