浅谈地铁铺轨控制基标的测设

阮怀寿

(中铁四局集团有限公司第八工程分公司 安徽 合肥 230041)

浅谈地铁铺轨控制基标的测设

阮怀寿

(中铁四局集团有限公司第八工程分公司 安徽 合肥 230041)

文章结合地铁控制基标测设实例，列举了控制基标测量方法，并结合实际应用情况，对控制基标平面归化改正存在的问题及解决的办法进行了总结阐述。

地铁；铺轨；控制基标；测设

1、铺轨基标的作用和意义

近年来，我国迅速发展的地铁、轻轨等城市轨道交通，对列车安全行驶、乘客旅途舒适性的要求越来越高，而保证轨道施工精度的关键在铺轨控制基标的测设。铺轨控制基标作为高标准混凝土整体道床铺设的控制点，轨道工程一次定位，几乎不能再调整；它是具有精确平面坐标和高程的标志；精确地测设铺轨控制基标是保证轨道的设计位置和线路平顺性，同时也保证隧道的限界要求，为后期运营维护提供控制依据的关键。在郑州市轨道交通1号线一期工程中我公司承担了1号线1标轨道安装工程施工任务，全标段均按规范要求测设铺轨控制基标。

2、控制基标测设的内外业工作

郑州市轨道交通 1号线控制基标布设要求为等高等距形式，在计算横向点位和高程时需要结合轨道设计施工图和铺轨综合设计图进行计算，有的区间会有几种不同的道床结构形式，但相同道床结构的控制基标必须是等高等距的。在桐柏路站至碧沙岗站区间右线控制基标测量过程中，该段控制基标分别布设在三种不同的整体道床结构形式中，三种整体道床结构形式的基标均位于线路右侧水沟中心，但由于这三种道床结构的宽度不一样，基标也就有三种距离，车站矩形整体道床为1.425m,区间圆形盾构隧道为1.325m，而车站矩形道岔整体道床为1.55m，三种道床的基标设计标高均距轨面370mm。该区间在YDK13+898.908有一处短链，短链 1.092m,即 YDK13+898.908=YDK13+900；故基标点 YDK13+830与YDK13+921，从里程上看距离为121m，实际距离为119.908m。

控制基标放样埋设完成后，对其相邻控制基标点间的转折角、边长、高差等位置关系进行检查，检测内容、方法与各项限差应满足下列要求：检测控制基标间夹角时，其左、右角各测两测回，其左右角平均值之和与 360度之差不应超过±6″；距离往返观测各两测回，测回较差及往返较差均应小于5mm。直线段控制基标间的夹角与 180度较差应小于 8″，实测距离与设计距离较差应小于10mm；曲线段控制基标间夹角与设计值较差计算出的线路横向偏差应小于2mm，弦长测量值与设计值较差应小于 5mm。控制基标高程测量应起算于施工高程控制点，按二等水准测量技术要求实测，以附合水准路线测定每个控制基标的高程，其实测值与设计值较差应小于2mm，相邻控制基标间高差与设计值的高差较差也应小于2mm。

3、控制基标点位归化改正方法

控制基标的测设关键就是控制基标平面点位的归化改正。控制基标“归化改正”往往需反复进行多次，如若控制基标高程及其之间的边角关系不能满足限差要求时，则重新进行“归化改正”，直至满足要求为止。归化改正时要照顾到相邻基标改正值的相互影响，往往仅改正一个点就可使相邻点几何关系满足要求。通过在郑州地铁的控制基标测量实践，在控制基标测量中，我们通过不断摸索、研究的归化改正方法主要有两种。

（1）角度距离法：根据控制基标串测导线的角度、距离偏差，沿线路垂直方向调整控制基标点位，使相邻控制基标的夹角满足限差要求。先计算控制基标间夹角实测值与理论值较差△α，根据△α和控制基标间距计算出控制基标在垂直于线路方向的改正值△s，然后在现场用小钢尺对△s较差超过规范时所涉及的控制基标进行归化改正。角度距离法在满足施工需要的前提下，合理忽略距离偏差，重点考虑角度偏差，计算、操作相对简单。但此方法通常在进行角度距离法归化改正时，人为判断和钢尺选取需改正的点位时，凭借经验试探该点横向改正点位；由于是在串测的导线上，一点的横向改正会引起相邻两点间夹角的变化，因此须反复试探调整各点改正值，才能满足调整和归化改正要求。

（2）坐标法:坐标法能严格将点位改正到理论位置，利用控制基标双重属性的特性进行强制性归化改正。控制基标首先是放样点，通过内业设计和计算可获得设计坐标；其次是导线点，控制基标初步测设后，对控制基标进行串线测量，使其与施工控制点联测形成附合导线，通过严密平差计算可获得控制基标实测坐标。其可分为图形坐标法和正反算坐标法。

图形坐标法无需归化改正计算模型，只需简单利用控制基标实测坐标与设计坐标的CAD比例图形进行点位改正，属于强制性归化改正。该方法简单易懂，但实地操作不方便，建议实践经验不足的测量工作者不采用。

正反算坐标法是根据串线测量平差结果，计算各控制基标的实测坐标对应线路中线的位置关系，计算出与设计值的偏差作为改正数，分别改正回归控制基标点位与线路中线关系，寻求简洁计算方法，获取点位纵横向改正值。该方法使现场归化改正形象直观，简单易行。该方法通过设计图提供的线路中线要素资料，根据施工要求设计控制基标里程和边距，即可计算出控制基标的设计坐标，这是内业计算的一部分工作，可称之为坐标正算；反之，根据控制基标实测坐标也可反算出该坐标相对于线路中线的里程和边距，可称之为坐标反算，将控制基标实测坐标转换为以里程和边距的表现形式，就很容易计算设计边距与实测边距的差值、设计里程与实测里程的差值，这些差值即是控制基标归化改正的数据，每个控制基标的归化改正的数据一目了然，在现场可几个点同时进行点位的归化改正；在实际作业中，可合理忽略里程偏差，重点考虑边距（横向）偏差，因为点位横向误差才是影响控制基标间角度关系的主要因素。

4、控制基标成果分析

右线桐柏路站-碧沙岗站区间平面导线联测起算点为第三方测控项目部移交的桐柏路站右线车站底板线路施工控制点D1、D5，附合点为第三方测控项目部检测过的碧沙岗站至郑州大学站区间控制基标YDK14+529.366、YDK1414+589.366；高程测量利用第三方测控项目部移交的桐柏路站右线车站底板高程控制点D5，附合点为第三方测控项目部检测过的控制基标YDK14+529.366。

平面和高程联测均采用严密平差软件进行平差，与设计值相比较，点位夹角较差最大值-7.7〞、平差后平面坐标最大较差6.3mm、点位高程最大较差-1.8mm、相邻点位高差之差2mm，直线段实测距离与设计值最大较差7.1mm。控制基标平面平差精度统计结果显示，控制网中最大点位误差=0.007 (m)，最大点间误差=0.006 (m)，平面网验后单位权中误差= 3.54(s)，fx=-0.003(m)，fy=-0.001(m)，fd=0.003(m)，[s]=1142.450(m),k=1/358587；高程平差精度统计结果显示，每公里高差中误差Mw=1.06 (mm)，高差闭合差W=1.1(mm)；以上各项限差均满足城市轨道交通工程测量规范要求。

5、结论

控制基标坐标法归化改正方法已在郑州、昆明、福州等国内多个地铁轨道施工中得到广泛应用，通过对地铁控制基标测量关键环节探索及其点位归化改正分析研究，可以减少不必要的返工，满足设计和规范要求，有利于提高测量进度；也将在一定程度上提高地铁整体道床施工质量，及时准确地为地铁整体道床轨道施工提供正确的测绘成果，具有良好的技术经济、社会效益。随着测绘技术的发展和测量仪器精度的不断提高，铺轨控制基标测量技术也将得到进一步的改进和完善，从而为更好的控制轨道施工质量，提高旅客乘坐舒适度提供精密控制基准。

[1]GB50308-2008《城市轨道交通工程测量规范》中国建筑工业出版社2008

[2]马全明 马海志《城市轨道交通铺轨基标测量技术的应用与研究》都市快轨交通2011年10月第五期

[3]王金铃《浅谈地铁轨道施工质量控制》 轨道交通 2007

[4]杨旭峰《城市轨道交通工程铺轨控制基标测量技术与方法》铁道工程学报2011年12月刊

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1007-6344（2017）02-0068-01