范少杰

（中國鐵路設計集團有限公司測繪地理信息研究院，天津 300251）

在社會城市化發(fā)展中，高速鐵路工程項目逐漸增多，由于高速鐵路運行速度快、運行平穩(wěn)的優(yōu)勢，不僅可以滿足人們的出行需求，也推動城市經(jīng)濟發(fā)展。高速鐵路的運行速度為250～350km/h，在鐵路施工中對各個系統(tǒng)的參數(shù)精確度要求較高，為了保證高速鐵路的穩(wěn)定運行，施工單位應該掌握高速鐵路精密工程測量技術標準，結(jié)合工程項目的施工特點，構(gòu)建針對性的施工方案，保證軌道定位以及路基、橋梁等位置的相互協(xié)調(diào)性。同時，還應該嚴格控制參數(shù)偏差，并將標準內(nèi)容與高速鐵路的建設、運行及維護融合，以保證鐵路建設的安全、穩(wěn)定發(fā)展。

1 高速鐵路精密工程測量的概念及目的

1.1 高速鐵路精密工程測量

通過對高速鐵路建設狀況的分析，精密工程測量技術的使用是較為重要的。在鐵路工程設計、施工以及驗收、維護結(jié)構(gòu)中，通過精密測量技術的使用，會提高高速鐵路施工質(zhì)量，推動行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。一般情況下，由于高速鐵路工程的特殊性，對軌道鋪設的精確度要求較高，所以，在軌道的內(nèi)部幾何尺寸、各項數(shù)據(jù)參數(shù)以及軌道實際狀況選擇中，都應該按照精密工程的測量標準進行，保證軌道的平順性。

1.2 精密測量目的

高速鐵路精密測量技術使用目的包括以下方面：（1）通過各級平面以及高程控制網(wǎng)絡的建設，保證高速鐵路按照工程標準施工，提高列車運行的安全性、高速性。（2）高速鐵路施工中，施工單位應該按照線型施工標準進行施工，結(jié)合軌道施工狀況，保持幾何線性參數(shù)的精確性。（3）在高速鐵路軌道施工中，由于對工程的平順性要求較高，通過精密測量技術的使用，會提高各項參數(shù)的精確度，滿足高速鐵路是施工的各項需求。

2 工程概況

2.1 項目條件

根據(jù)某地區(qū)的高速鐵路工程，該工程線路全長1795.23lm，路基長為1681.40km，隧道55 座，高鐵速度250km/h。全線路采用了CRTS I 雙跨無砟的軌道設計方案[1]。

2.2 高速鐵路精密工程測量技術標準

在高速鐵路工程精密工程測量中，工程的基準選擇是十分重要的，基準包括平面坐標系統(tǒng)、平面起算數(shù)據(jù)等，具體的高速鐵路工程精密工程測量技術標準如下。

（1）高斯投影邊長變形的計算方法。在高斯投影邊長變形計算中，曲面幾何圖形在投影中一定會發(fā)生形變，將其形變設為Δ1（m），計算公式如下：

式中：ym為測量邊的重點距離中央子午線的距離，km；R 為地球曲率的半徑，km；S 為測量邊長，m。

（2）高程投影邊長形變。高程投影形變Δ12（m/km）計算公式如下：

式中：Hm為測量邊的平均高程，m；H0為投影面的高程，m；R 為地球曲率半徑，km。

（3）平差基準。在測量控制網(wǎng)點位坐標選擇中，應該對測角網(wǎng)絡、觀測量的方向、角度等進行系統(tǒng)分析，并按照工程項目的基本特點，選擇縱向、橫向的位置點。

2.3 工程難點

工程難點如下：（1）線路長。由于工程線路較長，在基礎平面控制網(wǎng)計算中，CP I會產(chǎn)生一定的非線性形變，若施工中為了滿足這種需求降低工程測量精密度，無法滿足勘察設計以及施工各項工程的精度需求。（2）工程項目對邊長投影形變值的要求較高（≤10mm/km），但是工程施工面臨不確定因素，增加投影變形設計的難度。（3）控制網(wǎng)的規(guī)模較大。由于該工程線路較長，如何保證各個階段參數(shù)的抑制性、無縫銜接是較為重要的內(nèi)容[2]。

3 高速鐵路精密工程測量技術標準運用

3.1 明確控制網(wǎng)布設技術

在高速鐵路工程隊軌道測量平面網(wǎng)測量中，應該結(jié)合不同地區(qū)的特點進行三級布設。例如，在該工程中各個平面控制網(wǎng)的設計要求如表一所示。（1）CP I。對于該種布設方法，主要是在布設中，使用B 級靜態(tài)測量方式，網(wǎng)點的測量距離需要控制在50～100km，并在連續(xù)基準點測量結(jié)束之后布設3～4km 的單點，降低布設作業(yè)的難度，一般情況下，應該將布設點之間的距離控制在＜1km 的狀態(tài)。需要注意的是，在一些特大的橋梁以及隧道網(wǎng)點布設中，應該保持一定的透視性，通過各項問題的簡化處理，提高工程勘測以及工程施工的整體質(zhì)量，保證坐標基準確定的精確性。（2）CP Ⅱ。將該種技術運用在工程勘測以及工程施工中，施工單位需要結(jié)合高速鐵路的特點，使用全站儀以及C 級靜態(tài)等設定具體的測量方案，對布設工程項目進行整合，需要在布設CP Ⅱ控制點中將兩個控制點的距離控制在800～1000m，針對工程項目的特點以及工程節(jié)點布設的難度，合理選擇工程地段，以保證工程勘測以及施工過程的精確性。（3）CP Ⅲ。對于CP Ⅲ而言，一般是為了保證高速鐵路軌道鋪設以及高鐵運維控制基準的精確性，通過具體工程項目的設定，確定導線測量方式，將控制點合理的控制在墻體側(cè)面的點位之內(nèi)，提高保持點以及高程位置測量的精確度。在高速鐵路高程控制測量布網(wǎng)中，水準基點的測量等級為二等水準，一個點之間的點間距為2km；CP Ⅲ的水準基點測量等級為精密水準，一對點之間的點間距為50～70m[3]。各級平面平面控制網(wǎng)的設計要求如表1 所示。

表1 各級平面平面控制網(wǎng)的設計要求

3.2 無砟軌道施工中精密工程測量技術的運用

無砟軌道作為當前高速鐵路中較為常見的形式，為了保證工程施工的安全性，應該將精密工程測量作為重點：（1）加密基樁測量技術。通過對加密基樁測量技術的分析，在無砟軌道的測量及安裝中，需要按照CPⅢ的項目內(nèi)容進行加密處理，以保證工程測量參數(shù)的精確性。（2）安裝測量。結(jié)合無砟軌道工程安裝及測量的特點，通過軌道底座的安裝測量、軌道板的安裝測量等，會提高技術使用的精確性。（3）銜接測量技術。通過無砟軌道施工安裝及工程測量的分析，銜接測量是較為重要的，施工人員應該對無砟軌道軌道板的安裝過程進行精確測量，設置貫通作業(yè)，提高高程控制點以及共用中線定位的準確性。（4）線路的整理及測量技術。在無砟軌道實際測量之前，應該對CP Ⅲ控制點進行復測，之后按照標準的線路中心線以及基準點的測量方法，測量各項參數(shù)，以提升無砟軌道施工中精密工程測量技術的使用價值。

3.3 明確精密工程測量技術要點

精密工程精確度的控制要點如下：（1）高速鐵路工程項目施工中，工程測量作業(yè)需要選擇精確度高的全站儀，以保證測量施工工序的穩(wěn)步進行。例如，在工程項目的水平角測量中，應該設置第一個測量點，保持水平度度數(shù)的精準性，為之后施工工程的質(zhì)量提升提供參考。（2）在高速鐵路工程施工中，精密工程測量技術的使用是較為重要的，引導施工單位形成良好的校準習慣，應該注意的是，測量儀器使用中的誤差需要控制在0.3mm 以下。（3）精密工程測量中，相關人員應該仔細觀察測站精度以及控制點精度，通過精度作業(yè)的控制，仔細分析各項設計參數(shù)，當發(fā)現(xiàn)控制項目的參數(shù)精度超出偏差，應該及時尋找原因，并高效處理偏差問題，確保各項作業(yè)工序的穩(wěn)步進行。因此，在高速鐵路精密工程測量技術標準運用中，施工單位應該針對工程項目的特點以及現(xiàn)場測量的控制狀況，對各項參數(shù)進行校準，實現(xiàn)控制點測量結(jié)果的準確性[4]。

3.4 精密測量控制網(wǎng)的維護

高速鐵路施工中，需要對勘測設計控制網(wǎng)、工程施工控制網(wǎng)以及運營維護控制網(wǎng)進行統(tǒng)一，并對各個控制網(wǎng)進行復測、維護，以較強工程項目的精密測量，實現(xiàn)各個控制點以及點位的無縫對接。一般情況下，在精密測量控制網(wǎng)的維護中應該做到：（1）在工程靜態(tài)驗收之前，施工隊伍應該按照各項業(yè)務標準以及路局對施工項目的要求，對鐵路全線控制網(wǎng)進行復測，完成竣工靜態(tài)驗交。（2）在補樁點的參數(shù)計算以復測平均差計算中，CP I 以及CP Ⅱ的復測坐標應該符合源控制坐標，若存在誤差，誤差應該保持在15～20mm。（3）在CP I 補樁點測量中，應該保持各個測點的穩(wěn)定性，并將CP I 以及CP Ⅱ作為約束點，有效處理平差，提高工程測量控制網(wǎng)的精確度。（4）對于新補設的高程控制樁點，水平復測中應該以水準路線標準為核心，通過深埋水準點的分析，計算線路閉合的狀態(tài)，及時檢查水平復測點的準確性，保證高速鐵路項目建設及運維管理的有效性。

4 結(jié)束語

總而言之，在高速鐵路工程施工中，精密工程測量工作是十分重要的。施工單位應該認識到工程建設周期長、技術標準高的特點，通過精密測量技術的運用，保證各項工程施工工序的穩(wěn)步進行，提高精密測量控制網(wǎng)建設的整體價值。施工人員需要掌握高速鐵路精密工程測量技術標準，通過控制網(wǎng)布設、無砟軌道精確測量、精密工程技術的綜合運用，保證各項工程參數(shù)測量的精確性，提高高速鐵路工程施工的整體質(zhì)量，為行業(yè)的運行以及安全施工提供支持。