CPⅢ控制网测量技术在城市轨道交通中的应用

金宏章

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714098

摘要：近年来，伴随着我国城市化进程的快速推进，采用控制导线的既有线运营成果显示：轨道安装测量精度误差大和轨道几何尺寸检查手段落后的这些地铁轨道工程的质量通病高频发生，严重影响列车运行的舒适度及轨道配件的使用寿命，因此在城市轨道交通建设过程中引进CPⅢ控制网测量技术解决线路问题成为一种新的技术尝试。CPⅢ控制网测量技术采用自由设站、边角交会网的测量方法，在我国高铁建设过程已全面推广。广州地铁九号线一期轨道工程是广州市轨道交通建设首次应用CPⅢ控制网测量技术的新线之一，也是我司首次监理的CPⅢ控制网测量技术的轨道项目，现将该技术在监理实践中的应用情况进行总结。

关键词：城市轨道交通；CPⅢ控制网；测量技术；轨道工程；应用；差异

广州市轨道交通九号线一期经广州市花都区和白云区，线路呈东西走向，大致沿风神大道、秀全西路、秀全大道、迎宾大道敷设，线路以西端的飞鹅岭为起点，途经花都汽车城、广州北站、花都区政府与机场商务区等重点地段后至高增站止，与三号线北延线工程实现接驳换乘。全线全长约20.1km，铺轨采用CPⅢ控制点测设技术；沿线路成对布设测设，纵向网点间距为60m左右，相邻CPⅢ点应大致等高，并高于轨道面0.3m，铺轨CPⅢ相邻点相对点位中误差为±1mm。

1 CPⅢ控制网测量技术概述

CPⅢ点设置在区间盾构管片上，预埋稳固、可靠，桩点保护措施有限，不易破坏并便于测量，且因考虑隧道的沉降和移动。控制点标记齐全、样式清晰、可准确识别。按照测量方案及规范要求：CPⅢ点沿线路走向成对布设，每对点之间里程差不得大于1m，前后相邻两对点之间距离应在50～70m范围内，一般约为60m。在实施过程中，相邻CPⅢ控制点应等高，其位置不得低于设计轨道高程面0.3m。

一般情况下，自由测站到CPⅢ控制点的观测距离选取应适宜，最远观测距离应不大于180m；每个CPⅢ点应保证至少有三个自由测站的方向和距离观测量；CPⅢ测量网的每个测站内可观测6对CPⅢ点（12个），全站仪前后方应设3对。

如果遇施工干扰或部分区段观测条件较差时，现场平面观测测站应保证每个CPⅢ控制点有四个方向交会，间距可选60m左右的长度。

1.1 CPⅢ平面测量

CPⅢ网在自由测站的测量过程中，采用自由设站边角交会法测量，每个自由测站可与前后各3对 CPⅢ点进行通视联测，每个CPⅢ点至少分别从3 个测站上验证联测，并准确记录每站测量时的温度和气压是否满足要求。

每个CPⅢ点至少保证有三个自由测站的方向和距离观测，在CPⅢ控制网观测的自由测站间距的选取过程中，一般长度为120m。

CPⅢ平面网观测过程中，如果水平方向和距离的技术要求达不到上述条件时，该测站成果观测值部分或全部重新测量。

CPⅢ平面网与上一级CPⅡ控制点联测时，至少通过3个以上CPⅢ点或者3个连续的自由测站进行联测。

1.2 CPⅢ高程测量

CPⅢ控制点高程的水准测量时，除左边第一个闭合环的四个高差应该由两个测站完成外，其他闭合环的四个高差可由一个测站进行单程观测，观测的顺序应为前后后前或后前前后。

1.3 测量成果的处理

CPⅢ高程网测量成果的质量评定与检核的内容除测站数据检核与水准路线数据检核外，还应包括计算每千米水准测量的高差偶然中误差是否满足规定，当CPⅢ水准网的附合（闭合环）数超过20个时，还要计算每千米水准测量的高差全中误差。CPⅢ高程网基础控制资料的选用和内业平差计算，应满足下列要求：CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据经验算全部合格后，方可进行其内业平差计算，但平差后相邻CPⅢ点高程差值中误差不得大于0.5mm。

2 控制基标附合导线与CPⅢ控制网的异同

2.1 测量条件

城市轨道交通中的轨道工程的一般以地铁与轻轨建设为主，测量外业受区间温湿度、通视条件、光线等因素的影响，测量条件较差，尤其CPⅢ控制网在湿度大、通视差的区间，采集数据非常困难。

2.2 测量联测长度

CPⅢ控制网测量至少联测4km，因此精度较高，而控制基标附合导线一般选择的联测长度为1.5km～2.0km左右，測量精度向比较之下就没那么高了。

2.3 施工精度要求不同

CPⅢ控制网测量技术从高铁建设中引进，运营时速可达300km～500km/h，对轨道的几何尺寸误差要求更为严格，而地铁运营速度一般为70km～120km/h，控制基标附合导线相较CPⅢ控制网的要求就没那么高了。

2.4 成果移交方式不同

CPⅢ控制点埋设于区间盾构管片上，竣工后将所有的控制点测量成果一起移交运营部门，而控制基标埋设于道床范围内，且最终只保留控制基标，加密基标只在轨道安装时临时使用，竣工时只向运营部门控制基标的测量成果即可。

3 CPⅢ控制网应用中注意的事项

3.1 对施工进度的影响

CPⅢ控制网规范测量联测区段为4km，相当于地铁的四站三区间的长度，而控制基标附合导线一般以两站一区间为单位，长度为1.5km～2.0km左右，在施工过程中，土建承包商向轨道承包商移交的轨行区场地一般为两站一区间，运用CPⅢ控制网时推迟了轨道承包商的进场时间，不利于地铁建设统筹安排各专业的施工工期。

3.2 对轨道后续专业的影响

由于CPⅢ控制点埋设于盾构管片上，其位置应与轨道后续专业相适应，不影响环网桥架的安装和电缆的布设，同时不能影响区间通风、给排水、弱电等机电专业的安装施工，易于观测，视线不能被设备阻挡。

3.3 隧道的条件

在本項目监理工程中，部分区段在施工时因隧道湿度，水雾造成的通视条件差，致使轨道在应用CPⅢ控制网时产生较大误差，这时应根据隧道的现场条件，合理选择轨道几何尺寸和道床隐蔽验收的时间点。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部.GB50308—2008城市轨道交通工程测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]中华人民共和国铁道部.TB10601—2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[3]中华人民共和国铁道部.TB10413—2003铁路轨道工程施工质量验收标准.北京：中国铁道出版社，2003.

[4]刘永中.CPⅢ控制网测量技术在地铁轨道测量中的应用探讨.现代城市轨道交通，2014（1）：9599.

[5]孟峰，等.CPⅢ控制网测量技术在城市轨道交通中的应用研究[J].测绘通报，2013（01）.