高速铁路精密工程测量技术标准的研究与运用

范少杰

（中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院，天津 300251）

在社会城市化发展中，高速铁路工程项目逐渐增多，由于高速铁路运行速度快、运行平稳的优势，不仅可以满足人们的出行需求，也推动城市经济发展。高速铁路的运行速度为250～350km/h，在铁路施工中对各个系统的参数精确度要求较高，为了保证高速铁路的稳定运行，施工单位应该掌握高速铁路精密工程测量技术标准，结合工程项目的施工特点，构建针对性的施工方案，保证轨道定位以及路基、桥梁等位置的相互协调性。同时，还应该严格控制参数偏差，并将标准内容与高速铁路的建设、运行及维护融合，以保证铁路建设的安全、稳定发展。

1 高速铁路精密工程测量的概念及目的

1.1 高速铁路精密工程测量

通过对高速铁路建设状况的分析，精密工程测量技术的使用是较为重要的。在铁路工程设计、施工以及验收、维护结构中，通过精密测量技术的使用，会提高高速铁路施工质量，推动行业的稳步发展。一般情况下，由于高速铁路工程的特殊性，对轨道铺设的精确度要求较高，所以，在轨道的内部几何尺寸、各项数据参数以及轨道实际状况选择中，都应该按照精密工程的测量标准进行，保证轨道的平顺性。

1.2 精密测量目的

高速铁路精密测量技术使用目的包括以下方面：（1）通过各级平面以及高程控制网络的建设，保证高速铁路按照工程标准施工，提高列车运行的安全性、高速性。（2）高速铁路施工中，施工单位应该按照线型施工标准进行施工，结合轨道施工状况，保持几何线性参数的精确性。（3）在高速铁路轨道施工中，由于对工程的平顺性要求较高，通过精密测量技术的使用，会提高各项参数的精确度，满足高速铁路是施工的各项需求。

2 工程概况

2.1 项目条件

根据某地区的高速铁路工程，该工程线路全长1795.23lm，路基长为1681.40km，隧道55 座，高铁速度250km/h。全线路采用了CRTS I 双跨无砟的轨道设计方案[1]。

2.2 高速铁路精密工程测量技术标准

在高速铁路工程精密工程测量中，工程的基准选择是十分重要的，基准包括平面坐标系统、平面起算数据等，具体的高速铁路工程精密工程测量技术标准如下。

（1）高斯投影边长变形的计算方法。在高斯投影边长变形计算中，曲面几何图形在投影中一定会发生形变，将其形变设为Δ1（m），计算公式如下：

式中：ym为测量边的重点距离中央子午线的距离，km；R 为地球曲率的半径，km；S 为测量边长，m。

（2）高程投影边长形变。高程投影形变Δ12（m/km）计算公式如下：

式中：Hm为测量边的平均高程，m；H0为投影面的高程，m；R 为地球曲率半径，km。

（3）平差基准。在测量控制网点位坐标选择中，应该对测角网络、观测量的方向、角度等进行系统分析，并按照工程项目的基本特点，选择纵向、横向的位置点。

2.3 工程难点

工程难点如下：（1）线路长。由于工程线路较长，在基础平面控制网计算中，CP I会产生一定的非线性形变，若施工中为了满足这种需求降低工程测量精密度，无法满足勘察设计以及施工各项工程的精度需求。（2）工程项目对边长投影形变值的要求较高（≤10mm/km），但是工程施工面临不确定因素，增加投影变形设计的难度。（3）控制网的规模较大。由于该工程线路较长，如何保证各个阶段参数的抑制性、无缝衔接是较为重要的内容[2]。

3 高速铁路精密工程测量技术标准运用

3.1 明确控制网布设技术

在高速铁路工程队轨道测量平面网测量中，应该结合不同地区的特点进行三级布设。例如，在该工程中各个平面控制网的设计要求如表一所示。（1）CP I。对于该种布设方法，主要是在布设中，使用B 级静态测量方式，网点的测量距离需要控制在50～100km，并在连续基准点测量结束之后布设3～4km 的单点，降低布设作业的难度，一般情况下，应该将布设点之间的距离控制在＜1km 的状态。需要注意的是，在一些特大的桥梁以及隧道网点布设中，应该保持一定的透视性，通过各项问题的简化处理，提高工程勘测以及工程施工的整体质量，保证坐标基准确定的精确性。（2）CP Ⅱ。将该种技术运用在工程勘测以及工程施工中，施工单位需要结合高速铁路的特点，使用全站仪以及C 级静态等设定具体的测量方案，对布设工程项目进行整合，需要在布设CP Ⅱ控制点中将两个控制点的距离控制在800～1000m，针对工程项目的特点以及工程节点布设的难度，合理选择工程地段，以保证工程勘测以及施工过程的精确性。（3）CP Ⅲ。对于CP Ⅲ而言，一般是为了保证高速铁路轨道铺设以及高铁运维控制基准的精确性，通过具体工程项目的设定，确定导线测量方式，将控制点合理的控制在墙体侧面的点位之内，提高保持点以及高程位置测量的精确度。在高速铁路高程控制测量布网中，水准基点的测量等级为二等水准，一个点之间的点间距为2km；CP Ⅲ的水准基点测量等级为精密水准，一对点之间的点间距为50～70m[3]。各级平面平面控制网的设计要求如表1 所示。

表1 各级平面平面控制网的设计要求

3.2 无砟轨道施工中精密工程测量技术的运用

无砟轨道作为当前高速铁路中较为常见的形式，为了保证工程施工的安全性，应该将精密工程测量作为重点：（1）加密基桩测量技术。通过对加密基桩测量技术的分析，在无砟轨道的测量及安装中，需要按照CPⅢ的项目内容进行加密处理，以保证工程测量参数的精确性。（2）安装测量。结合无砟轨道工程安装及测量的特点，通过轨道底座的安装测量、轨道板的安装测量等，会提高技术使用的精确性。（3）衔接测量技术。通过无砟轨道施工安装及工程测量的分析，衔接测量是较为重要的，施工人员应该对无砟轨道轨道板的安装过程进行精确测量，设置贯通作业，提高高程控制点以及共用中线定位的准确性。（4）线路的整理及测量技术。在无砟轨道实际测量之前，应该对CP Ⅲ控制点进行复测，之后按照标准的线路中心线以及基准点的测量方法，测量各项参数，以提升无砟轨道施工中精密工程测量技术的使用价值。

3.3 明确精密工程测量技术要点

精密工程精确度的控制要点如下：（1）高速铁路工程项目施工中，工程测量作业需要选择精确度高的全站仪，以保证测量施工工序的稳步进行。例如，在工程项目的水平角测量中，应该设置第一个测量点，保持水平度度数的精准性，为之后施工工程的质量提升提供参考。（2）在高速铁路工程施工中，精密工程测量技术的使用是较为重要的，引导施工单位形成良好的校准习惯，应该注意的是，测量仪器使用中的误差需要控制在0.3mm 以下。（3）精密工程测量中，相关人员应该仔细观察测站精度以及控制点精度，通过精度作业的控制，仔细分析各项设计参数，当发现控制项目的参数精度超出偏差，应该及时寻找原因，并高效处理偏差问题，确保各项作业工序的稳步进行。因此，在高速铁路精密工程测量技术标准运用中，施工单位应该针对工程项目的特点以及现场测量的控制状况，对各项参数进行校准，实现控制点测量结果的准确性[4]。

3.4 精密测量控制网的维护

高速铁路施工中，需要对勘测设计控制网、工程施工控制网以及运营维护控制网进行统一，并对各个控制网进行复测、维护，以较强工程项目的精密测量，实现各个控制点以及点位的无缝对接。一般情况下，在精密测量控制网的维护中应该做到：（1）在工程静态验收之前，施工队伍应该按照各项业务标准以及路局对施工项目的要求，对铁路全线控制网进行复测，完成竣工静态验交。（2）在补桩点的参数计算以复测平均差计算中，CP I 以及CP Ⅱ的复测坐标应该符合源控制坐标，若存在误差，误差应该保持在15～20mm。（3）在CP I 补桩点测量中，应该保持各个测点的稳定性，并将CP I 以及CP Ⅱ作为约束点，有效处理平差，提高工程测量控制网的精确度。（4）对于新补设的高程控制桩点，水平复测中应该以水准路线标准为核心，通过深埋水准点的分析，计算线路闭合的状态，及时检查水平复测点的准确性，保证高速铁路项目建设及运维管理的有效性。

4 结束语

总而言之，在高速铁路工程施工中，精密工程测量工作是十分重要的。施工单位应该认识到工程建设周期长、技术标准高的特点，通过精密测量技术的运用，保证各项工程施工工序的稳步进行，提高精密测量控制网建设的整体价值。施工人员需要掌握高速铁路精密工程测量技术标准，通过控制网布设、无砟轨道精确测量、精密工程技术的综合运用，保证各项工程参数测量的精确性，提高高速铁路工程施工的整体质量，为行业的运行以及安全施工提供支持。