城市轨道交通任意设站平面控制网测量技术分析

付俊峰

（中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300308）

1 工程概况

洛阳市的城市轨道交通1号线线路全长为22.403km，按地下线敷设。设车站18座，平均站间距为1.3km，其中武汉路站、王城公园站、解放路站、周王城广场站、青年宫站为地下三层站，其他站点为地下建设两层站；线路东部设停车场，接轨于杨湾站。1号线工程在解放路站设置与2号线的联络线。

本工程采用B型车，6辆编组，4动2拖；DC1500V架空接触网供电，最高运行速度80km/h。

2 自由设站平面控制网测量

2.1 布网、埋标

2.1.1 轨道基础控制点测量组件

轨道基础控制点测量组件统一采用“单轴三维测量标志组件”。控制点测量组件标志通过专用平面测量棱镜、平面测量杆以及预埋件等构建而成。轨道基础控制点设立、布置一致的强制对中标志，检查是其使用前的一项重要工作。标志几何尺寸的加工误差应≤0.05mm，如达不到此要求需进行返厂更换。

2.1.2 轨道基础控制点的布置

轨道基础控制点按轨道工程设计单位发布的限界图中轨道基础控制点位置沿线路成对布设，直线段纵向间距布置为50~60m，曲线段纵向间距布置为30~40m。轨道基础控制点成对埋设于隧道侧墙、中隔墙或站台廊檐上。同一对点里程差≤3m，点位布设大致等高，高差≤10cm且＞设计轨道顶面高程以上0.3m左右。

2.1.3 轨道基础控制点预埋要求及方法

轨道基础控制点设置在方便测量、不容易遭到破坏、可靠和稳固的地方，并且应当防震动、防沉降、防冻和抗移动。

在预埋件埋设过程中，最先选择大致水平位置并用25mm直径钻头垂直于隧道管片（或者隧道侧墙、中隔墙、站台廊檐、高架遮板）钻孔，孔深50mm。钻孔后用高压打气筒对准孔口充气以便于清理出孔内的灰尘。埋设时要确保预埋件尽量达到水平的要求，选用质量良好的植筋胶填补孔位，然后把预埋件放好，按照固定的方法重新调配预埋件水平，保证预埋件管口与水泥面平行或稍微高出一点，植筋胶沿预埋件外壁溢出后抹匀，不得污染预埋件顶面[1]。待植筋胶凝固后进行再一次检查，标志必须安稳牢固且不能摇晃摆动，标志内要保证没有任何异物并且盖上防尘盖。预埋件埋设完毕之后如长期没有使用则须定期进行检查，并对丢失防尘盖的标志点位加盖防尘盖，以此来防止异物进到预埋件里面导致预埋件的使用及其精度受到影响[2]。

2.2 点号编制原则

编号标注清楚、分明地标记在侧墙或车站廊檐上，在同一路段内点号标志的高度应该保持一致。采用统一规格字模作为点号标志字号，用字高为6cm的正楷字体雕刻、描绘，然后选用白色油漆涂抹底部，喷写点编号时要用红色油漆。40cm×30cm为点号标牌的白色抹底规格，红色油漆要标注清楚工程线名简称，轨道的基础控制点编号，“严禁破坏”字样，每行居中进行排列。

2.3 平面控制网测量

（1）轨道基础控制网的测量要重视以下几点：

①保证和已安装的预埋件配套统一，选择质量良好的平面测量杆；

②把测量杆旋进埋放到正确位置的预埋件，让测量杆的突出横截面与预埋件管口达到严密连接的程度。禁止使用锤子、扳手等工具强制用力安装测量杆；

③测量完将用防尘盖将预埋件盖上；

④搬运、运输过程中防止测量杆相互碰撞、磨损。

（2）轨道基础控制网平面测量：

①轨道基础控制网平面测量外业观测；

轨道基础控制网采用自由测站边角交会的方法施测。控制网附合于既有的高等级线路控制点上，采取固定数据平差的方法。如果高等级线路控制点位密度与位置不能达到联测要求，就要按照同精度内插的方式让高等级线路控制点实现加密。

自由测站间距为30~60m，每个基础控制点有4个自由测站的独立观测。

自由测站与高等级线路的控制点进行联测时，至少会有三个或三个以上的自由测站进行联测，见图1。

图1 自由测站联测高等级控制点

②轨道基础控制网平面测量主要技术要求；

平面测量时可以依据施工的需要分段测量，分段测量的区段长度最好不要小于一个区间段，区段间的重复观测不能少于4对控制点，首尾必须封闭是每一独立测段的要求。道岔区不能作为区段衔接处，轨道基础控制网的测段及测段衔接网型见图2、图3。

图2 轨道基础控制网测段首尾网型

图3 轨道基础控制网重叠测段衔接网型

选用与平差软件兼容的数据采集软件进行自动记录可以运用于自由测站边角交会法测量中，在存储观测数据之前要对观测数据的准确与否进行检查核实。外业记录在现场测量时记录各测站的实际情况须按照统一表格格式填写，并于每段轨道基础控制网测量完成后装订成册、存入档案。

3 任意设站平面控制网数据处理

专用平差软件可以用于任意设站平面网平差进行平差，并进行网平差计算的精度和轨道基础控制网的外业观测数据的检查核实。独立自由网平差可用于平面测量，再选用合格的平面起算点进行固定约束平差。

轨道基础控制网的自由平差精度指标为：方向改正数应在±3″范围内，距离改正数应在±2mm内。

自由平差网满足要求后进行平面约束平差。约束平差前对采用的平面起算点进行精度检核。轨道基础平面网约束平差后的精度，应满足表1的规定。

表1 轨道基础控制网平面测量固定约束网平差后的技术要求

根据施工需要进行分段测量是轨道基础控制网的一种方法，分段测量的测段长度不能小于一个区间。测段间的重复观测不能少于4对轨道基础控制点，把其当作分段重叠观测区域，以便于测段的互相连接。区间之间互相连接时，在两区段独立平差后重叠点坐标差值应该≤±3mm。如满足条件应该使用余弦平滑方法或者约束平差对区段衔接进行处理。

进行自由网及约束网整体平差是轨道基础控制网点必须要完成的。在计算平差时要对每一项精度作出评定。

4 结束语

任意设站平面控制网铺设的轨道有更好的平顺性，可以减少运营期间产生的振动和噪声，大大提高乘坐舒适性。相对于基标，任意设站控制点预埋件埋设于结构中，能够更好地被保护，避免在施工或者运营期被破坏且为后续工作提供测量基准。此外，任意设站控制网测量技术还有更多的优点，势必在今后的轨道交通工程中得到大力推广。