高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术探讨

刘玉国

摘 要：随着铁路运输不断增速，铁路工程建设对施工技术和测量技术的要求越来越高，无砟轨道CPIII控制网测量技术具有精度高、施工效果好的优点，已经在我国铁路建设工程中得到了应用。本文将对无砟轨道CPIII控制网测量技术进行相关探讨。

关键词：高速铁路；无砟轨道；CPIII

1 概述

随着我国铁路运输事业的不断发展，铁路列车运行速度越来越快，对轨道稳定性、平顺性和连续性的要求也发生了相应的改变。无砟轨道是一种新型的施工工艺，具有技术含量高，施工效果好等优点，已经开始在国内铁路工程中引入。由于该技术引入时间较短，还未形成成熟的理论体系，因此在施工过程中要对其精度进行科学测量，确保无砟轨道铺设精度满足施工设计要求。本文将对高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术进行分析探讨。

2 无砟轨道CPIII控制网测量技术分析

2.1 高铁平面测量控制网各级别测量标准

高速铁路平面测量控制网分为三个级别，分别为CPI、CPII和CPIII，为确保测量的规范性和系统性，所有级别的测量均采用国家坐标系统。各级别平面控制网测量要求可见表1所示。

备注：当CPII测量方法为GPS时，CPI点间距为4km；若CPII测量方法为导线测量时，则CPI点间距为4km一对相互通视的点。

2.2 CPIII控制测量基础保障

首先， CPIII控制点测量技术要求。CPIII平面测量精度和高程精度的相对误差控制在1mm以内，其中平面精度点位误差要控制在5mm以内；全线平面坐标和高程坐标应统一，平面投影变形要满足无砟轨道要求（10mm/km）。

其次，CPIII控制网测量时机控制。应在线下工程已经竣工并验收合格后开始 CPIII控制网测量工作；测量时，工程变形达到稳定状态，满足铺设无砟轨道的要求，具体标准如下：工程路基沉降达到稳定状态、桥梁墩台沉降稳定、桥梁上拱和收缩稳定、隧道应变力达到稳定状态、工程其他支挡部件变形趋于稳定、各坐标数据可靠。

2.3 测量方法分析

2.3.1 平面控制测量

第一，测量方法分析。平面控制测量所用仪器为全站仪，其为能自动对准、完成测量任务的机器人，测量时角度误差控制在±1″内，距离测量精度不低于2mm+2ppm；测量原理为边角交会法，将CPIII控制点的点间距设置为50-60m一对，第一站设在起始2对CPIII点之间，测量站点与前后两对（共4个）CPIII点形成的角度和距离即为测量目标；第一站需测量2对CPIII点，第二站测量4对CPIII点，第三站测量6对CPIII点，测量点共计12个，以后每站都要测量12个CPIII点，且至少观测三次；水平角观测与距离观测同步进行，由全站仪自动完成。在整个测量过程中，每个CPIII点应至少观测3次；全自动仪测量距离最远为150m，在结束1个测段后，3站可开始测量，测量时要按照与开始相反的顺序进行，两者之间几乎成为镜面对称的关系，即倒数第三站测量12各CPIII点，倒数第二站测量8个CPIII点，最后一站测量4个CPIII点。

第二，与上一级CPII控制点联测注意事项。在测量时，应与上一级（CPII）别的控制点形成联测，一般在600m左右距离设置一个联测点，联测点要与2个或2个以上线路上的自由测站进行连接；在联测高等级控制点时，至少要观测3个完整测绘数据，且测量误差控制在5mm以内。

2.3.2 高程测量控制

高程测量仪器为水准仪，测量方法为往返测量CPIII控制点，从而得到CPIII控制点的高程。水准仪型号一般选用0.4mm/km的数字式水准仪，标度精度大于DS1，具体测量方法如下：往测时选择一个水准点作为测量起始点，将测量路线同侧的CPIII点交替测量，测量侧线另一侧的CPIII则作为中视点，一直测量到下一个水准点结束测量；返测时，将往测的结束点作为起始点，原来的中视点则作为交替测点，而交替测点则作为中视点进行重复测量即可。

2.4 数据处理

在CPIII测量中，所有数据测量均采用全站仪完成，因此数据分析和处理工作则需要通过专用的数据处理软件完成，但所用软件需通过铁道部相关部门鉴定。

2.5 精度控制措施

在平面测量时，观测点设置在隧道边墙离水沟顶面30-50cm处，为消除以往使用对点器对中整平造成的误差，提高测量精度，可采取强制对中的方法予以消除。具体方法是在观测点打孔，插入专用的插销，然后在插销上装设反射镜进行测量。该测量方法精度不高，且中间产生的误差会传递到下一环节，因此应采取多次重复测量的方法减小误差；数据处理软件要正规合格，确保分析结果的准确性。

2.6 CPIII控制网测量结果

完成测量后，应对测量结果进行汇总，制作轨道控制网测量成果资料包。资料中应包含的内容有：测量方案设计书、平面、高程控制网设计示意图、仪器鉴定证书、室外作业观测原始数据、评查计算报告、控制网成果、测量技术总结及其他附件。

3 结语

目前，我国铁路运输部门发展极为迅速，铁路基础设施建设规模和建设速度的加快提高了对工程质量的要求，同时也向铁路工程测量提出了更高的挑战。我国铁路工程自引入无砟轨道铺设技术后，开始向高科技、自动化的测量方向迈进，而该类工程施工经验的不断累积，也将进一步完善我国关于该技术的管理理论和结构理论，从而缩短我国与国外先进技术的差距。

参考文献：

[1]刘小军.高速铁路CPⅢ平面控制网测量数据处理方法的研究[D].昆明理工大学，2014.

[2]冷道远.高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网测量技术[J].隧道建设，2009，02：239-242+251.