(中鐵上海設計院集團有限公司，上海 200333)

既有線增建二線的CPⅢ測量，涉及到單線、雙線、并行不等高、既有梁橋等問題，對于運營線路，CPⅢ高程采用自由設站三角高程測量方法已經有成功使用的經驗[1-5]，這對于減少既有線線上作業(yè)時間、節(jié)約成本意義重大；對于單線路段CPⅢ網的研究也有大量案例[6-7]，以下將結合寧啟鐵路增建二線工程對這些問題進行分析。

2 項目情況

寧啟鐵路位于江蘇省中部，長江北岸，線路基本與長江平行，呈東西走向。線路西起南京鐵路樞紐京滬線林場站，途經南京市六合區(qū)、儀征、揚州、江都、泰州、姜堰、海安、如皋和南通，正線全長268 km。本項目為增建二線，并對現有鐵路進行電氣化和提速改造，使其滿足開行200 km/h動車組列車的條件。

2.1 技術標準

鐵路等級：Ⅰ級；

正線數目：雙線；

設計速度目標值：200 km/h；

軌道類型：有砟軌道；

最小曲線半徑：3500 m；

限制坡度：6‰；

牽引動力：電力；

到發(fā)線有效長：1050 m。

2.2 改造難點

①線路跨越的江河眾多，線路縱坡要兼顧江河通航要求、列車開行速度對縱坡的要求及盡量減少抬道或落道的工程量等。

②線路平面改造應在最大程度避開工廠、居民區(qū)或者其他構筑物的前提下，盡量維持原線路的線形并對小半徑曲線進行改造，使其滿足開行動車組的要求。

這些制約因素使得新線和老線并存、新橋和既有老橋并存、線路并行不等高、線路單繞或雙繞等情況時有發(fā)生。

2.3 運營情況

既有寧啟鐵路為時速160 km的單線鐵路，施工時需要保持線路通暢，測量工作需要在天窗期作業(yè)。

3 測量方案

3.1 雙線及新建橋梁地段

雙線地段每隔30～50 m設一對電氣化立柱，可以采用抱箍或鉆孔的方式在立柱上布設CPⅢ點(見圖1)，如采用鉆孔的方式，應做好混凝土電氣化立柱布筋的檢查并選擇體積小的預埋件(見圖2)；對于新建橋梁地段，應在固定支座段埋設CPⅢ點。

圖1 抱箍式CPⅢ點埋設

圖2 混凝土電氣化立柱CPⅢ點埋設

3.2 單繞及路基并行不等高地段

單繞地段僅一側有電氣化立柱，考慮到施工和后續(xù)運營維護的便利性，需埋設CPⅢ點對。在電氣化立柱對側，設置預埋件式的CPⅢ點(類似防撞墻埋設)，這種方法施工快、不破壞路基本體，可代替單獨埋設的CPⅢ專用立柱，節(jié)省建設資金(見圖3)。專門研制了固定腳架高度、能精確整平的強制對中腳架，可以實現快速、精確的CPⅢ測量(見圖4)。

圖3 單繞段CPⅢ測量標志

圖4 單繞段強制對中腳架

3.3 既有橋梁地段

既有橋無防撞墻，CPⅢ點可埋設于人行通道扶手欄桿的三角鋼上(見圖5)，測量和使用時應遠離CPⅢ點，以減少對點位的影響。

4 測量實施

4.1 CPⅢ平面測量

CPⅢ平面網測量采用自由設站邊角交會法施測，主要有60 m設站、120 m設站兩種，如圖6、圖7所示。

圖6 60 m設站CPⅢ平面網觀測網形示意

圖7 120 m設站CPⅢ平面網觀測網形示意

本項目采用60 m設站的CPⅢ平面網觀測網形，主要基于如下考慮：①60 m設站時，每個CPⅢ點有四個測站的方向和距離觀測值，多于規(guī)范[1]“3.0.2”條要求的三個測站方向和距離觀測值，多余觀測量多，數據可靠性高；②根據文獻[6]可知，兩相鄰CPⅢ點間高差中誤差的平方與測站至CPⅢ點距離的平方成正比，60 m設站時，測站點至最遠處CPⅢ點距離相比120 m設站要短，可提高兩相鄰CPⅢ點間高差的觀測精度；③60 m設站時每測站觀測8個CPⅢ點(120 m設站時每測站觀測12個CPⅢ點)，相較于120 m設站耗時短。

4.2 CPⅢ自由設站三角高程測量法

CPⅢ控制網自由設站三角高程測量方法是根據電磁波測距三角高程測量原理，利用CPⅢ平面網測量的邊角觀測值，計算各相鄰點的高差，通過加權嚴密平差獲得各CPⅢ點的高程。該方法與CPⅢ平面控制測量合并進行，CPⅢ平面和高程測量一次解決，可以省去CPⅢ點間的水準測量工作，其構網示意如圖8、圖9。

圖8 單個設站CPⅢ控制網自由設站三角高程網示意

圖9 多個測站CPⅢ控制網自由設站三角高程網示意

選取128329～130330段近2 km的CPⅢ點，總計136段高差作為試驗段，對該方法測量的CPⅢ點間高差與傳統(tǒng)水準方法得到的CPⅢ點間高差進行比較，對較差分布情況進行統(tǒng)計，結果如表1。

表1 較差分布統(tǒng)計

由表1可知，較差落入(-2，2) mm區(qū)間的較差數量占到總數的98.53%，符合規(guī)范[1]“4.0.13”條：CPⅢ點復測與原測成果高程較差不大于5 mm的要求。由此可見，采用CPⅢ控制網自由設站三角高程測量方法滿足規(guī)范要求。

5 結束語

(1)既有線增建二線，由于存在不同的電氣化立柱，應根據現場情況選擇CPⅢ埋設方式，但全線必須采用統(tǒng)一的預埋件。

(2)通過軌檢小車現場設站檢測，全線沒有超限情況，說明CPⅢ自由設站三角高程測量法可行。

(3)采用自由設站三角高程測量法進行測量時，可以采取縮短附合線路長度的方法來提高高程網的可靠性。

(4)測量時，在配置4對棱鏡的基礎上再多配置1對棱鏡，可避免儀器架設完畢后等待配合人員而造成的時間浪費，提高觀測效率。

[1] 中國鐵路總公司.新建時速200 km客貨共線有砟軌道鐵路軌道控制網測設補充規(guī)定[S].北京：中國鐵道出版社，2013

[2] TB10601—2009 高速鐵路工程測量規(guī)范[S]

[3] 王繼亮.CPⅢ控制網自由測站三角高程測量技術在城市軌道交通工程中的應用[J].城市建筑，2015(36)：104

[4] 方楊.CPⅢ控制網自由測站三角高程測量數據處理與精度分析[J].鐵道勘察，2015(4)：21-23

[5] 劉成龍，楊雪峰，盧健康，等.高速鐵路CPⅢ三角高程網構網與平差計算方法[J].西南交通大學學報，2011(3)：434-439

[6] 唐恩奎，劉成龍，劉志，等.單側形式CPⅢ平面網測量的可行性研究[J].鐵道科學與工程學報，2016(12)：2368-2374

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[8] 徐幸福.基于滬杭高鐵運營維護監(jiān)測的技術設計研究[J].鐵道勘察，2012(6)：10-14

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