高速铁路工程测量规范范文
时间：2023-11-29 17:52:09
导语：如何才能写好一篇高速铁路工程测量规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词 高铁测量；误差；误差减弱；GPS测量；CPⅢ控制网
中图分类号U2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）110-0093-02
0 引言
近年来，随着我国科技经济的快速发展，高速铁路得到了大规模的建设发展。如此罕见的规模给我国的测量工作人员带来了难得的机遇，但随之而来的是高速铁路建设测量如何进行的巨大挑战，传统的测量技术已不能完全的适用于高速铁路的测量。通过引进国外先进技术，我国铁道部在2009年出版了最新的“高速铁路工程测量规范(TBl06012009)”，高速铁路工程测量平面系统统一采用工程独立坐标系统，并且规定高斯投影边长变形值在对应的轨道设计高程面上必须小于等于10mm/km。在过去，由于铁路运行速度低，对轨道平顺要求低，勘测、施工过程中并没有建立一套相适应的完整的控制测量系统。而目前，高速铁路的测量系统采用的是精密测量系统，它包含了平面控制和高程控制两个部分，而平面测量控制网又分为3级：CPI、CPⅡ、CPⅢ，统一采用国家坐标系统，这将更加规范化和系统化。各级平面控制网的特点及作用是：
1）CPI主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准，通常采用GPS测量；
2）CPⅡ在高速铁路的定测阶段完成主要为勘测和线下工程施工提供控制基准，严格按照C级GPS网的规范要求测量；
3）CPⅢ在无砟轨道铺设阶段布设完成，主要为轨道铺设和运营维护提供控制基础，主要为精调测量的全站仪后方交会提供已知点，采用后方交会全站仪自由设站的形式进行测量。
通过以上三点我们可以知道，造成高速铁路工程测量误差的原因一个来自于GPS的测量误差，另外一个来源于CPⅢ控制测量的误差。
1 测量误差的产生原因
1.1 GPS测量误差
对于前两个阶段的高铁工程测量，均是采用GPS测量方式进行测量，而GPS测量误差的来源总的可以分为三类：
1）与控制段有关的误差，是指在卫星传播过程中导航电文的参数值的误差。这包括了卫星时钟误差和星历误差；
2）与卫星信号传播有关的误差，是指GPS信号受到卫星和接收机之间的传播介质的影响所产生的误差。这些误差源包括信号折射，波的传播和色散介质，以及电离层延迟和对流层延迟；
3）与接收机有关的误差，这包含了接收机噪声引起的误差和多径效应。
1.2 CPⅢ控制测量误差
高速铁路工程测量过程中CPⅢ控制网测量采用的是后方交会全站仪自由设站的形式测量。在测量过程中误差主要来源于：
1）全站仪测量轨道各点的误差；
2）两相邻测站在平面位置和高程产生的相对误差；
3）由观测值误差产生的自由设站点位误差，这主要是由方向观测误差引起。
2 测量误差的减弱措施
2.1 GPS测量误差的减弱措施
卫星时钟的误差在一个观测时段内属于系统误差，它包含钟差、频偏、频飘等产生的误差，也包含钟的随机误差。对于卫星时钟的误差一般可采取钟差改正法和差分技术来进行消除。而对于星历误差，可采用相位观测量求差的方法来消除，从而获取高精度的相对坐标。而对于长距离、高精度的测量可以采取精密星历来进行削弱。此外，对于整体的星历误差还能通过建立卫星跟踪网独立测轨、轨道改进法、同步求差法达到消除的目的。
与卫星传播有关的误差，由于电离层是距地面50m~1000m的一个气态电离区域，卫星信号在传播过程中，电离层的折射可使得码相位测量变长，载波相位变短。要消除这方面的影响，可以通过倾斜因子系数加以解决，也可选择比较有利的观察时间段，在观测站采用同步观测量求差来消除。对流层对信号传播的影响不像电离层折射那样与信号频率没有关系，它造成的误差影响取决于信号路径中空气的折射率，这便于空气密度有关。因此要减弱这方面的影响可采取对流层模型或者相应的映射函数加以解决。
与接收站有关的误差，可采用差分法，或者在求解的时候将接收机的钟差作为独立未知数。如若有必要高精度定位，则可采用外接频标，提供高精度的时间标准给接收站。而对于观测引起的误差，在精密定位中注意整平天线，仔细对中便可消除。
2.2 CPⅢ控制测量误差的减弱措施
对于一个测站上全站仪测量所产生的误差，不能完全消除只能减弱，一个测站上所测量的轨道各点在竖直方向的不平顺性与观测高度高度角度有关，在水平方向的不平顺性与观测水平方向有关，则正矢误差与误差角度以及测量距离有密切关系，要减弱正矢误差，就需要严格控制观测角度和观测距离的误差，尽量缩小观测距离。
高速铁路工程测量是一项要求比较严格，精密度极高的测量工程，为了减小误差，在测量过程中测量程序必须符合“规范”里的高标准要求，要保证轨道的平顺性和列车的行驶的安全，就要严格控制全站仪后方交会设点站的精度，对全站仪的设站点精度进行全面细致的分析。根据我国现行规范《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》，CPⅡ控制点间距为800m~l000m，当CPⅢ控制网观测方向中误差为±2”，边长中误差为±2mm，最弱点点位中误差为±4mm，两相邻测站点相对点位中误差小于或等于1.5m，这完全可以满足10mm／150m/300 长波平顺性的要求。相邻CP II控制点的相对点位中误差约为10mm，因此CPⅢ控制网联测CPⅡ控制点的间隔不能过短，也就是说CPⅡ控制点间距宜为600m~1200m，相邻的CPⅡ控制点相对点位误差控制在10mm。
参考文献
[1]孟维军.铁路客运专线CPⅢ控制网测设[J]，中国新技术新产2010(8).
[2]丁广龙，徐顺明，陈雪丰.轨道交通建设中跨河水准测量误差分析与对策[J]，铁道勘察，2011，37(3).
[3]GB50308--2008城市轨道交通工程测量规范[s].
篇2
关键词：高速铁路无砟轨道CPIII建网测量方法
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：
由于过去传统的铁路运行速度较低，对轨道平顺性的要求不高，在勘测、施工中没有要求建立一套适应于勘测、施工、运营维护的完整的控制测量系统。高速铁路工程测量平面测量控制网应在框架控制网 CP0基础上分为三级布设，分别为CPI、CPII、CPIII(CP为control points的缩写)，并将三网统一起来，统一采用国家坐标系统，这将更加规范化和系统化。
一、 控制网的主要特点
1、高速铁路由于行车速度高，建设标准高，要求无碴轨道具有良好的稳定性、连续性和高平顺性，因此，要建设好一条高速铁路就必须有一套完整的、高精度的控制测量体系。
2、无砟轨道铺设技术的引进在国内时间较短，其特点是施工工艺新、技术要求严、科技含量高，无砟轨道铺设前期测量工作显得尤为重要。无砟轨道的测量采用全新的高精度三维控制测量技术，使用GPS全球卫星定位系统进行CPI、CPII控制测量，而CPI属高速铁路高等级控制网，是保证全线贯通的基础，最终使用CPIII控制网进行三位一体精确定位。铺轨测量精度要求高，平面、高程控制在1 mm之内。
二、CPIII控制网测量技术要求
1、CPIII平面精度：相对点位精度为1 mm，点位中误差不超过2mm。
2、 CPIII控制网水准测量应附合于线路水准基点，按精密水准测量技术求施测，水准线路附合长度不得大于3km。
3、 CPIII高程精度：相邻点高差中误差小于0.5 mm。
4、全线的平面坐标和高程坐标应统一。
5、平面投影变形应满足无砟轨道要求：10 mm／km。
三、测量方法
1、使用边角交会法测量。CPIII控制网采用自由设站交会网(《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定 》称为“后方交会网”)的方法测量，CPIII控制点的点间距一般应为50~60 m 一对，不应超过70m。自由设站的设站的距离约60m或120m。当采用在自由测站上观测CPI或CPII时，至少应在2个连续的自由测站上对同一个CPI或CPII点进行观测.
当采用在CPI或CPII点上置镜观测CPIII点时，CPIII控制点数量不应少于3 个。
CPIII控制点距离为60 m左右，且不应大于70 m，观测CPIII点允许的最远的目标距离为150 m左右，最大不超过180m。
测量前应记录每个测站的温度、气压，并将温度、气压输入仪器进行改正。
对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。
2、CPIII平面控制网的距离测量，应采用以下的多测回距离观测法：盘左和盘右分别对同一个CPIII点进行距离测量，把盘左和盘右距离测量的平均值作为一测回的距离测量值；每个CPIII点距离测量的测回数应与水平方向相同，各测回测量的距离较差应≤1.0mm。在全圆方向观测的同时，对CPⅢ点进行距离测量。
与CPI、CPII控制点联测，一般情况下应通过2个或以上线路上的自由设站进行联测。
联测已知点最远距离不应超过300m，不能直接观测的CPII点建议用GPS测量按CPII等级精度加密，并通过设计单位评估后方可使用。
由于后方交会法并不是一种很严密的测量方法，其自身会有较大的误差传递，因此在CPIII的测量中，必须保证每个CPIII控制点要达到重复测量3次以上，用专门的通过相关部门正式检定合格的软件进行数据的分析处理。我部使用铁一院的《CPIII精密控制测量数据处理系统》进行解算。
3、高程控制测量
CPIII点间高差测量可采用水准或CPIII平面测量时采集的边角观测值用三角高程的测量方法取得。但一般建议使用水准测量的方法，若使用三角高程的测量方法观测时，应满足相关的测量技术要求，下面主要叙述是水准测量的方法和要达到的主要技术标准。
精密水准观测主要技术要求
注：①为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
DS05表示每千米水准测量高差中误差为±0.5mm。
CPIII控制点高程测量工作应在CPIII平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且1个测段联测不应少于3个水准点。
水准测量作业结束后，每条水准测量路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差M0；当水准网的环数超过20个时，还应按环线闭合差计算Mw。M0和Mw应符合表2的规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。M0和Mw的公式计算请参照有关规范。
四、CPIII控制网的维护
由于CPIII控制点布设于桥梁的防护墙上或路基的接触网基座的基础上，由于受线下工程稳定性和施工影响等因素的影响，为确保CPIII点的准确性，在使用CPIII点进行后续轨道安装测量时，应定期与周围其它点进行校核，特别是要与地面上布设的稳定的CPI、CPII点进行校核，以便及时发现和处理问题。
随着铁路工程技术的发展，尤其高速铁路对平顺性的要求，对测量方法不断提出新的要求。高精度GPS接收机、智能化全站仪的应用、以及相关软件的开发，使得建造高精度的CPIII控制网成为可能，使工程测量的手段、方法和理论产生了深刻的变化。工程测量领域正在进一步扩展，正朝向测量数据采集处理自动化、实时化和数字化的方向发展。
参考文献
TB10601—2009/962—2009高数铁路工程测量规范【S】.
篇3
【关键词】高速铁路；坐标变换；后方交会；置平
1.引言
高速铁路必须以舒适、可靠、安全等为前提条件，高速列车的运行对轨道的平顺性和稳定性提出了更高的要求[1]。为了保证高速列车的高平顺性和稳定性，我国从国外引进并且自主研究创新的运用了无砟轨道技术，目前，我国的客运专线多采用无砟轨道技术。在CPⅢ无砟轨道基桩控制网施工测量时，往往将CPⅢ控制网分区段进行，为了减小投影变形，达到10mm/km的高精度要求。在高速铁路建设过程中，为了降低测量后续的工作量，假设了多个地方坐标系，而鉴于CPⅢ控制网网形狭长，最终需要将所有分带投影的地方坐标统一到大地坐标系下，实现坐标统一。因此，合理的应用坐标变换在高速铁路CPⅢ建设过程中尤为的重要。
2.坐标转换模型原理
测量中有很多个坐标系，合理的选用坐标系可以满足不同领域的需求，但为了很好的研究，都会将坐标进行统一。在不计高程及误差允许的的情况下，平面两个坐标系下的坐标可以通过四参数模型进行相互转换。坐标变换模型如（4）式。
（1）
其中，K为尺度参数，θ为转换角参数，Δx，Δy为两个平移量参数。将（1）式中的四个参数K、θ、Δx、Δy当做待定两列误差方程得（2）式：
（2）
（2）式中，K0、θ0、Δx0、Δy0为四参数的近似值。当公共点大于2时，可以采用最小二乘法，满足VTPV=min，求出最优的四个参数。通过求出的四个参数，将坐标转换到需要的坐标系下，实现坐标统一。
3.CPⅢ平面控制网简介
图1 CPⅢ平面控制网标准网形
CPⅢ平面控制网采用自由设站边角交会方法进行测量，如图1所示，CPⅢ点的纵向间距一般为50m～60m，且不应大于80m[2]，横向间距为10m～20m。自由测站点间距一般为120m，每个CPⅢ点至少有3个测站方向进行交会，一个测站观测6对CPⅢ控制点[3]。由此构成了一个控制网点间具有强相关性、精度分布较为均匀的边角交会网[4]。
4.坐标转换在CPⅢ中的应用
4.1 测站坐标系下的坐标转换
4.1.1 测站坐标系下的定向
为了更好的进行CPⅢ点概略坐标的计算，以测站为原点（X，Y），第一个观测的方向为初始方向α，为了计算简单，将测站坐标设为（0，0），初始方位角α=0°00′00″。
4.1.2 测站坐标系的的统一
第1测站，在测量段落外面设站，用J1表示，测量4个CPⅢ点的角度和距离，即1，2，3，4号点。现假定J1坐标（0，0），第一个观测点1号点的坐标方位角αJ1-1=0°00′00″，即J1-1为坐标北方向，建立一个假定的测站坐标系。根据观测计算并检验后的水平角和距离，用极坐标方法计算J1测站下的1，2，3，4点的坐标，记做（XJ1i，YJ1i），如式（3），其中i=1，2，3，4。
（3）
第2测站J2，在跨越第一对CPⅢ点设站，测量8个CPⅢ点，即1，2，3，4，5，6，7，8号点。假定J2（0，0），αJ2-1=0°00′00″，建立假定的测站坐标系。同理，计算J2测站下的1，2，3，4，5，6，7，8点的坐标，记做（XJ2i，YJ2i），其中i=1，2，3，4，5，6，7，8。
此时，1，2，3，4四个CPⅢ点有了测站J1和测站J2坐标系下的两套坐标。对1，2，3，4，J2可以如图2所示，构成了后方交会。选择1，2，3，J2或者1，3，4，J2组成后方交会。根据J1测站下1，2，3，4的坐标，后方交会计算出测站J2在测站J1下的坐标，即（XJ2’，YJ2’），在根据J2和起始方向1反算出SJ2-1’及αJ2-1’，定出尺度参数K。
图2 J1测站构成的后方交会
（4）
可通过（4）式求得1，2，3，4，5，6，7，8在J1测站坐标系下的8个CPⅢ点的坐标，即将第二测站下的CPⅢ点的坐标转换到了第一测站坐标系中。
第3站J3，在6对CPⅢ之间自由设站，测量1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12共12个CPⅢ点。假定J3（0，0），αJ3-1=0°00′00″，建立坐标系，同理，计算J3测站下12个CPⅢ点的坐标。此时，与J2测站有6个点公共点，分别为1，2，3，4，5，6，其中1，2，3，4，四个点为测站J1的公共点，根据前面所述，已算得1，2，3，4号点在测站J1下的坐标，此时，可以通过后方交会计算出测站J3在测站J1坐标系下的原点坐标（XJ3’，YJ3’），然后反算出起始方位角αJ3-1’，将J3测站下的坐标转换到J1测站下，达到了将独立的坐标系全部转换为一个坐标系的目的。
而后每个测站都观测12个CPⅢ点，测站之间距离120m。在1个测段结束的最后3站要按开始的相反顺序进行测量，即倒数第3站测量12个CPⅢ点，倒数第2站测量8个CPⅢ点，最后1站测量4个CPⅢ点。
4.2 CPⅢ置平到CPI、CPⅡ上的转换
在进行CPⅢ控制网自由设站边角交会测量时，遇到CPⅠ或者CPⅡ，必须增加一个测站至CPⅠ或者CPⅡ的观测，如4.12中提到的第一个测站J1，其实是测量4个CPⅢ点和一个CPⅡ加密控制点。在联测的那个测站中，CPⅠ、CPⅡ的坐标也一并计算出，这样对于CPⅠ、CPⅡ就有了在CPⅠ、CPⅡ坐标系下的大地坐标，和CPⅢ控制网下的概略坐标。当联测了两个CPⅠ或者CPⅡ时，就可以根据坐标转换模型求出四个转换参数，将区段的CPⅢ点坐标全部转换到CPⅠ、CPⅡ的坐标系中。当联测的个数大于2时，就可以利用最小二乘法，求出最优的转换四参数，将所有的CPⅢ控制网下的CPⅢ点概略坐标全部转换到大地坐标系中，实现了与CPⅠ、CPⅡ坐标的统一。
4.3 CPⅢ分带搭接处的转换
为了保证CPⅢ控制网对轨道的高平顺性要求和相对精度，根据施工的需要，要求CPⅢ控制网必须分段测量和平差计算，因此，测段之间必须进行搭接测量。根据《高速铁路工程测量规范》要求，分段测量的区段长度不宜小于4km，区段间重复观测不应少于6对CPⅢ点，区段接头不应位于车站范围内。[5]
假设AB为线路前进方向，取重叠点在两个不同区段（A区段和B区段）内经过严密得到的坐标点（XAi，YAi）和（XBi，YBi），在两个区段下都有一套坐标，将重叠点后一区段（A区段）的坐标按照以下式子转换到前一区段（B区段）中，前一区段中的坐标不变，分带搭接处坐标变换如（5）式。
（5）
其中，ΔX、ΔY为平移参数，K为尺度参数，θ为旋转参数，（XAi，YAi）为重叠点后一区段严密平差的坐标，（XBi，YBi）为重叠点前一区段严密平差的坐标。根据最小二乘法，满足VTPV=min的条件下求出最优的转换四参数，将后一区段坐标转换到前一区段坐标系下。这样就实现了区段与区段之间的搭接，将所有坐标统一在一个坐标系下。
5.结论与展望
测量中选择合适的坐标系给工程带来了很大的便利，坐标系的定向在坐标系中尤为重要，这将决定整个网形在坐标系下的分布，区段内测站间的统一，很好的建立了不同测站间的统一关系。由于CPⅢ网形的特殊，狭长且数据量大，在测量时必须分段进行以满足高精度要求，区段与区段的有效合理的搭接，是满足平顺性的一个保障。在高速铁路建设过程中，合理选择坐标转换给施工、测量带来了简便，坐标的有效统一，为后续数据处理奠定了基础。
参考文献：
[1]马学宁，梁波，王旭.高速铁路无砟轨道桥路过渡段路基动力特性研究[J].兰州交通大学学报，2012，31（6）：6-7.
[2]亓红远.高速铁路桥梁无砟轨道CPⅢ测量技术[J].科技传播，2010（11）：213-214.
[3]徐俊洪.高速铁路轨道控制网测量关键环节的质量控制[J].测绘通报增刊，2012：207-208.
[4]李建章，武生荣.一种新的CPⅢ平面控制网数据处理方法[J].兰州交通大学学报，2011，
篇4
GPS technique and its application in railway engineering career, provides great convenience for it to ensure the accuracy of the data. GPS systems have been widely used in geodesy, measurement of engineering surveying, aerial photography and topographic survey and other aspects. With the gradual deepening of railway leap-forward development, surveying instruments and methods are also changing, GPS technology in railway control measurement, measurement of the middle line and open loft, loft, and cross section survey in the requisition line, better display its superiority. This article on GPS set out principles and processes applied in railway survey.
关键词：GPS RTK 应用 流程
中图分类号：F530.32 文献标识码：A 文章编号：
1 GPS测量有以下优点：
GPS测量有以下优点是具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。
2 GPS系统工作原理
工作原理就是在选好基准点和参考站之后,连续观测GPS卫星上的动态,并通过相关设备接收卫星所传回的数据,精确计算出所要测定的数据。通过这样的设置,用户节能了解和监测到待测点的数据和结果,采用RTK技术进行测量,能够减少许多繁杂的观测项目,提高测量工作效率。
3 RTK在铁路定测中的作业流程
3.1选择作业时段
铁路沿线地物地貌复杂多变，为获取完整的数据，必须根据卫星可见预报和天气预报选择最佳观测时段。卫星的几何分布越好，定位精度就越高，卫星的分布情况可用用Planning软件查看多项预测指标，根据预测结果合理安排工作计划。
3.2建立测区平面控制网
根据中线放样资料，用GPS静态测量方法建立测区控制网，相邻点间间距5－8公里，并与国家点联测，求出各控制点平面坐标，同时投影变形不得不考虑，变形的程度与测区地理位置和高程有关，铁路线路短则数十公里，长则上千公里，跨越范围广，线路走向地形情况千差万别，长度变形各不相同。在3o投影带的边缘，导致中线桩由图上反算的放样长度与实地测量长度不一致，无法满足放样要求。因此必须采取相应的措施消弱长度变形。使用静态或快速静态测量方法进行国家三角点加密在铁路和公路测量中，首级控制网用来控制线路走向，为下一流程测量提供方便，是等级相对较高的控制网。对于一般等级铁路，铁路测量规范没有规定要进行首级控制网测量。但是，现在国家三角点毁损严重，在使用全站仪进行导线测量时，往往30km 之内，找不到国家三角点来进行联测。因此，首先要在较为稀少的国家三角点上，进行较高精度的补充加密测量，得到新的比国家三角点等级稍低的加密点，然后，铁路导线点再联测到加密的等级点。现在，公路测量、高速铁路测量中，规定了要进行首级控制网测量。
3.3高程控制测量
GPS得到的高程是大地高，而实际采用的是正常高，需要将大地高转化为正常高。而测区的高程异常是未知数，且高程异常的变化较复杂，特别在山区精度较差。完全用GPS替代等级水准难度大。因此等级水准仍采用水准仪作业模式。
3.4求取地方坐标转换参数
①要选测区四周及中心的控制点，均匀分布；
②为提高转化精度，最好选3个以上的点，利用最小二乘法求解转换参数。
3.5基准站选定
基准站应设在满足GPS静态观测的地势较高，四周开阔，便于电台的发射的位置上。
3.6 外业操作
将基准站接收机设在基准点上，开机后进行必要的系统设置、无线电设置及天线高等输入工作。流动站接收机开机后首先进行系统设置，输入转换参数，再进行流动站的设置和初始化工作。通常公布的坐标系统和大地水准面模型不考虑投影中的当地偏差，因此要通过点校正来减少这些偏差，获得更精确的当地网格坐标，且确保作业区域在校正的点范围内。
3.7碎部点测绘
应当说，无论是用动态GPS、还是用全站仪进行碎部测图，就碎部点坐标而言，其精度是保证的，而且有足够的精度余量。用动态GPS进行碎部测图时，由于卫星信号、天线外形影响，加之无法进行偏心观测，针对居民地和地物较多的大比例尺测区宜持保守态度。用全站仪采集碎部数据时应当根据使用的仪器及成图精度要求限制视线长度，对于大比例尺测图必要时还须进行偏心观测。
4 内业数据处理
设置专门的数据处理人员，将每天的测量文件导出，采用高程拟合的方式求解出高程值，通过相应的数据流程处理，打印为正式的报告，提交给相应的线路工作人员，其中大部分数据处理工作可由软件完成，减少了人工记算误差，同时也加快了工程进度
5 结束语
RTK技术不仅能达到较高的定位精度，而且大大提高了测量的工作效率，随着RTK技术的提高，这项技术已经逐步应用到测图工作中。通过相应的数据处理程序，可大大减轻了测量人员的内外业劳动强度，对于铁路工程测量来说,GPS技术的应用无疑是一种很有效的手段，我们可对有效的工作方法和作业流程制定相应的规范和细则，使之在外业测量中可操作性强，数据处理更方便。通过以上对GPS 测量的应用事例的探讨及其设想，可以看出GPS 在铁路工程的测量上具有很大的发展前景。
参考文献
[1] 王晓磊.GPS在铁路工程测量中的应用[J].中国新技术新产品,2011,3:8.
[2] 飞.GPS在铁路工程测量中的应用[J].工程技术,2010,4:73.
[3] GPS测量原理及应用.武汉大学出版社，2001.
篇5
关键词： GPS；控制网；精度分析；高铁
中图分类号：U212.24 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0120218-01
0 引言
新建合肥至福州铁路安徽段站前Ⅷ标位于黄山市歙县、徽州区、休宁县、屯溪区境内。线路北起歙县桂林镇线路里程为DK288+440，向南跨富资河设富资河特大桥、跨丰乐河设西溪南特大桥，设黄山北车站，线路折向东南，设合铜黄高速特大桥、万安横江特大桥、上黄特大桥，跨在建黄祁景高速设黄祁景高速特大桥，穿枫口隧道，设月潭特大桥、下岩溪特大桥，穿小尖山隧道、茶口亭隧道、五城隧道至标段终点DK343+180，标段全长54.734km。标头位置与中铁十一局承建的合福铁路站前Ⅶ标衔接，标尾与中铁十一局承建的新建合肥至福州铁路MGZQ-1标衔接。根据中铁隧道集团有限公司合肥至福州铁路站前Ⅷ标施工进度及高速铁路工程测量要求，为本次复测任务来源。
1 CPI控制网平差及精度分析原则
本次复测CPI控制网的平差采用严密平差方法：首先对所需的基线解进行选择，形成的基线向量文件；在随后的平差过程中，固定CPI494点的WGS-84坐标，进行CPI的GPS基线向量网的空间三维无约束平差，从而得到无约束平差后的各CPI点的WGS-84三维空间直角坐标，检查GPS基线向量网本身的内符合精度，获取各点的WGS-84高斯平面直角坐标及相应的精度信息[1][2]。选择边长相对中误差满足要求的CPI487、CPI494、CPI570点作为约束点，获取各点的三维约束平差成果坐标，然后转换到相应的中央子午线和投影面大地高坐标系统中的二位坐标与设计单位提交的平面成果坐标、相邻点间坐标差之差进行比对，进行稳定性分析。CPI的GPS控制网采用武汉大学的COSAGPS5.21后处理软件进行平差处理[3]。三维约束平差计算后的CPI基线网精度：基线向量边长相对中误差最大的CPI566-CPI567达到了1/13841，最小的是CPI490-CPI487达到了1/1000000；点位平面坐标中误差为1.43。
2 CPI控制网复测成果及稳定性分析
评定平面控制点稳定性的重要指标有点位坐标变化量和相邻点间坐标差之差的相对精度，其中同精度复测坐标较差限差要求为20mm，相邻点间坐标差之差的相对精度要求为1/130000[4]。
2.1 CPI平面控制点绝对坐标分析稳定性
在确认CPI控制网本次复测精度满足要求的前提下，进行CPI复测坐标和原测坐标的比较。.2 CPI相邻点坐标差分析稳定性
相邻点间坐标差之差的相对精度按下式计算：相邻点间的复测与原测坐标差之差的相对精度共计有12条相邻边，其中8条边满足规定的1/130，000的限差要求，有4条边大于1/130，000的限差要求，其中CPI487～CPI488（距离只有643.172m） 和CPI564～CPI565 （距离只有463.884m ）与前两次复测一致，点位较差不超限，且边长中误差分别为0.07cm和0.08cm均满足规范小于5mm要求，都是因为设计院布设边长较短不能满足规范要求，因此复测与原测相对精度超限属于观测误差。在做稳定性分析之前，先对相邻点坐标差之差相对精度超限的进行二次复测[6]。二次复测与一次复测坐标比较表如表3。
由表3可以看出第一次复测结果和二次复测结果较差均在规范限差之内，说明复测有很高的可靠性，CPI控制网复测结果可用于CPI稳定性分析。
3 CPI平面控制点稳定性分析结论及建议
根据《高速铁路工程测量规范》中的规定，要求GPS二等（CPI）最弱边相对中误差≤1/180000，本次实测最弱边长为CPI566～CPI567为1/18万，由坐标比较表可知，最大点位较差X分量为13.2mm（CPI567），最大点位较差Y分量为-12.9mm（CPI567）。由相邻点间坐标差之差的相对精度统计表可知：CPI566～CPI567为最弱边，边长341.045m，不能满足高铁规范中CPI点间距≥800m的要求，经过二次复测后可以得出复测具有高的一致性，因此，本次部分边长相对精度与设计院成果相比虽相对精度超限但坐标差较差限差均小于±20mm，复测与原测坐标之差相对精度超限属观测误差，因此可以认为原测成果可靠，原测与复测坐标之差超限属于观测误差。可认为CPI点未发生显著性位移变化，建议仍采用原设计坐标。经现场勘察CPI567位于公路边，有扰动的可能，在以后的工作中应当加强观测。
参考文献：
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[6]武汉大学，石武客运专线湖北段TJ1标工程平面施工控制网工程平面施工控制网复测技术报告[R].武汉：武汉大学，2008.
篇6
关键词： CRTSⅡ型；无砟轨道板；精调测量系统(SPPS)；测量精度
中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概述
宁杭铁路客运专线衔接京沪高速铁路、沪汉蓉快速通道、杭长客运专线等，与沪宁城际铁路、沪杭甬客运专线等构成长三角快速城际铁路网，是我国高速铁路客运网的重要组成部分。起讫里程DK1+852.41~DK250+097.27，正线全长249km（双线），线间距5m，设计速度350km/h，全部采用CRTSⅡ型板式无砟轨道铺设。
2 CRTS Ⅱ型板式无砟轨道简介
CRTSⅡ型板式无砟轨道利用成型的组合材料代替道碴，将轮轨力分布并传递到路基基础上，具有“少维修”特点。
板式无砟轨道主要由基础防冻层、支承层/底座板、防排水系统、轨道板、轨道扣件系统、轨道以及其他附属设施构成。
轨道板替代普通铁路的道碴和轨枕，通过扣件系统直接安放钢轨，轨道板铺设精度直接影响轨道的平顺性，为满足高速列车运行要求，在安装轨道板时必须精确定位，安装定位的最终值与设计理论值的偏差必须控制在亚毫米级精度范围内。
3 精调测量系统SPPS概述
轨道板精调测量系统简称SPPS (Slab Precise Position System)，是针对高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道板铺设施工而专门研制的测量定位系统。
该系统可精确测量轨道板铺设与设计偏差，并将调整量发送至对应的显示器上，指导工人将轨道板调整至设计位置。
精调测量系统SPPS是CRTSⅡ型无砟轨道板施工所必需的关键测量控制技术，也是保证高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高平顺性的必备手段。
4 精调测量系统SPPS的组成
4.1 系统组成
精调测量系统SPPS由测量机器人（图1）、测量标架（图2）、强制对中三脚架、控制计算中心、无线信息显示器等共同组成。
图1测量机器人
图2测量标架
4.2 测量机器人的构成
测量机器人由全自动全站仪、数传电台组成。
全自动全站仪：全站仪测角精度≥1秒、测距精度≥1mm+2ppm，全站仪由伺服马达驱动，具有自动搜索、瞄准、跟踪目标等功能。
数传电台：内置锂电池、通讯电台和协议转换模块等器件，能外接气象传感器。
气象传感器：测量环境温度、湿度和气压。
4.3 测量标架及安置
⑴ 测量标架采用合金硬铝制作，由横梁、门字框、触及端、定位球棱镜（两个）等组成。
⑵ 每套轨道板精密调整系统共设四套标架，其中三套标架用于轨道板定位精调作业，另一套为标准标架，安置在已调标准轨道板上进行检核校准其他三套标架。
⑶ 球棱镜：球棱镜各向异性互差满足≤0.3mm，球棱镜加常数互差≤0.2mm。在标架安放位置上不论怎样放置和旋转，测量中心位置始终保持不变。
⑷ 轨道板上共有左右10对承轨槽，每个承轨槽的轨顶中心共有20个支点；每块轨道板上共有30个轨座支点，见图3。
图3测量标架
⑸ 测量标架I安置在第28、30承轨槽上，标架Ⅱ安置在第13、15承轨槽上，标架Ⅲ安置在第1、3承轨槽上，标架Ⅳ（两棱镜相距1300mm）安置在精调合格的轨道板最后一对承轨槽上，为待调板测量定向和控制轨道板空间位置平顺搭接。
⑹ 全站仪面向测量标架，标架固定端放在左侧，活动端放在右侧。将每付标架固定端的两个触及端触及到左边承轨槽的打磨斜面上，活动端放在右边承轨槽的打磨斜面上。
5 精调测量系统SPPS流程及技术要求
5.1 精调测量系统SPPS流程
⑴ 在基准点（GRP）上通过强制对中三脚架分别架设全站仪和后视棱镜；
⑵ 全站仪后视GRP点上的棱镜为已经精调完毕的轨道板上的标架Ⅳ上的两个棱镜进行定向；
⑶ 系统自动测量三副标架上的六个棱镜；
⑷ 系统自动计算对应测量棱镜处、调整工位的调整量，发送该数据至相应无线数据显示器上；
⑸ 根据调整量用精调二维螺栓对轨道板进行调整；
⑹ 系统自动重测各标架上的棱镜，获取精调成果的残差；
⑺ 将灌注后的轨道板复测成果导入精调成果评估软件，评估精调结果和进行模拟调整，决定是否揭板重调或者更换扣件垫板。
5.2 精调测量技术要求
5.2.1 轨道板粗铺控制指标
首先在底座板/支撑层上分别放样出轨道板的铺设边线，粗铺时的位置偏差纵向≤10mm，横向≤调节装置横向调程的1/2。
5.2.2 轨道板精调及扣压复测技术要求
全站仪距待调轨道板的距离在6.5～19.5m。定向点架设在第一块轨道板尾端基准点上，全站仪架设在待调的第三块轨道板首端基准点上，单点定向完成，进行待调板的精调作业，依次测量待调板承轨槽上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号标架的6个球棱镜的三维坐标，根据实测值对应里程的设计值较差，对轨道板进行横向和竖向调整。
更换测站后，依据基准点，检测已调整合格的轨道板上的标架Ⅳ，检测的横向和竖向偏差均≤2mm，纵向偏差≤10mm，方可进行搭接建站。轨道板精调后的限差应满足表1要求：
表1轨道板精调后的允许偏差表
项目 允许偏差（mm）
支点实测与设计值 横向±0.5
竖向±0.5
轨道板竖向弯曲 ±0.5
相邻板接缝承轨台顶面 相对高差±0.3
平面位置±0.3
5.2.3 轨道板精调后检测控制指标
轨道板精调及扣压复测合格后进行灌浆作业，灌注后采用CPⅢ进行验收测量时，须满足表2要求后方可进行验收。
表2轨道板灌注后验收测量允许偏差
检查项目 允许偏差（mm）
高程 ±2
中线 ±2
相邻板接缝承轨台顶面 相对高差0.6
平面位置0.6
注：其中相邻轨道板接缝处承轨台顶面相对高差、平面位置两项指标不能出现连续3块板以上的同向搭接偏差。
6 精调测量作业
6.1 准备工作
根据轨道板精调技术方案，准备仪器设备、数据解算软件及精调系统，布板软件计算、仪器设备及精调系统检测及设置。
6.2 精调作业
6.2.1 全站仪定向
设定轨道板精调相关信息，输入观测者、天气、温度、日期等信息，全站仪定向。全站仪的定向在利用基准点定向后，必须利用前一块已精调好的轨道板上的最后一对支点联合定向，消除搭接误差。第一块板定向不考虑标架Ⅳ联合定向。
6.2.2 倾斜传感器检校
为了使倾斜传感器正确的表示棱镜间的高差，在每天精调工作开始时以及与全站仪测量之间出现较大误差时，进行倾斜传感器数值修正。
修正方法：采用全站仪测量带倾斜传感器的标架上的两个棱镜高差，和倾斜传感器的输出值进行比较，得出修正值进行修正。
6.2.3 轨道板头尾的精调步骤
⑴ 测量标架Ⅰ上的1、8号棱镜，根据测量数据将轨道板头端在精调爪上调到其应在的位置。一般先调高度再调平面位置，且在调整时，轨道板两侧的精调爪应同时进行。
⑵ 测量标架Ⅲ上的3、6号棱镜，根据测量数据将轨道板尾端在精调爪上调到其应在的位置。
⑶ 测量轨道板四角。对标架Ⅰ、Ⅲ的1、3、6、8号4个棱镜按顺序依次进行测量，根据测量数据对超出允许范围的误差进行复测。由于在调整轨道板角点之前，标架Ⅱ精调爪是悬空的，因此调整4个角点满足精调要求后，下一步就是消除轨道板中间的弯曲。
6.2.4 消除轨道板中间的弯曲
测量标架Ⅱ上的2、7号棱镜，根据测量数据将标架Ⅱ精调爪调到相应位置。注意轨道板两侧的精调爪也应同时进行。
消除了轨道板的弯曲后，对轨道板位置和高度进行整体测量。
6.2.5 整体测量
在所有棱镜单独调整满足要求后，必须进行整体测量来确定每个棱镜的偏差，从而确认轨道板的整体空间位置是否均满足定位要求。在整体测量时所有棱镜通过全站仪测量。整体测量出现超标时，可重调测单个棱镜或重调测整体测量，当有多处被调整时，重复进行整体测量，直至满足轨道板的定位限差要求。
7 轨道板灌注后的检测
轨道板灌注后进行检测，1个测站最多可测连续的6块轨道板，在外界条件甚佳或隧道内作业情况下，也可连测8块。每次换站时，必须重叠测量1块板。同轨道板精调时一样，全站仪测站沿着预先选定的待检测作业方向运动。
轨道板灌注后检测流程：
⑴ 全站仪架设、调平，同时进行气象改正。
⑵ 利用全站仪上自带的“自由设站”程序，根据全站仪前面4个和后面4个CPⅢ网点进行自由设站，全站仪自由设站的精度要求与轨道基准点测量时一致。
⑶ 测量标架从仪器的左边开始顺时针测量一周回到仪器边，测量精调时调整过的3个承轨台，测量的板数为6～8块板，该站测量完成，然后继续向前进行下一站测量，每站要搭接上一站1块板。
⑷ 全站仪“自由设站”后，利用上一测站最后一块轨道板最后一个承轨台上的2个点（左和右检测点）进行再次定向，并进行高程检测。消除由于换站所引起的高程和平面搭接折线。
⑸ 轨道板精调后的检测完成后，将全站仪测量得到的检测点坐标数据整理为DPU格式的数据文件。
⑥ 将DPU数据文件读入施工布板软件，利用软件，定义一个断面用来确定测量点的位置，然后计算每个检测点的横向和高程偏差数据。同时通过施工布板软件得到图表形式的检测结果。
8 轨道板精调要点及应用创新
⑴ 灌板前必须进行两次平顺性精调检测，第一次检测完成后重新安放标架后再次检测，保存第二次的检测结果。对偏差不满足要求的轨道板进行微调，微调后重新进行检测。
⑵ 精调过程中防止出现连续3块板同向偏差，避免换站时搭接建站超限。
⑶ 对精调时间超过12小时灌注的轨道板必须重新精调后检测。
⑷ 扣压锁紧装置应在砂浆稳定成型后再拆除精调爪，然后进行灌注后的检测。
⑸ 精调及验收测量过程中注意周围不能有大的荷载影响，尤其注意不能出现大型吊车处于梁体中部的情况，粗铺时应注意完成整体梁跨之间的铺设，静载稳定后再开始精调作业。
9 结束语
宁杭客运专线CRTSⅡ型板式无砟轨道铺设，采用精调测量系统SPPS精确测量定位，为无砟轨道施工质量提供可靠技术保障。并为类似工程精确测量积累借鉴经验。
参考文献
⑴《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
⑵《高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南》（铁建设函[2009]674号）
⑶《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；
⑷《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》（铁建设〔2009〕20号）；
篇7
[关键词]高斯投影线路测量平面坐标系
中图分类号：441.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0012-01
一、引言
《国家三角测量和精密导线测量规范》规定，所有国家大地点均按高斯投影计算其在6度带内的平面坐标，在 1∶10000 和更大比例尺测图地区，还应加算3度带的平面坐标。其目的是为了将投影变形限制在一定范围内，以满足不同比例尺测图的需要。但是，不管是6度带或者3度带的坐标，由控制点坐标计算的点间距与实测平距相比总存在一定差异。这个差异包括由地面投影到大地水准面的改正（高程归化）和由参考椭球面投影到高斯平面的改正（距离改化）。在研究选择线路测量坐标系时，需要首先研究高斯投影变形规律，以确定限制变形过大的对策。
1、高程改化
设为地面距离观测值，H为的平均高程，高程归化的相对变形有下式计算：
（1）
式中：为高程规化值；R为地面平均曲线半径（6371KM）；H为广义的含义是量距的平均高程减去投影面的高程。设H 的绝对值50-5000m，高程归化引起的相对变形列入表1。由式知，在国家坐标系里，地面距离观测值的高程归化改正数为负值。欲使上式左端1600m。在青藏高原海拔5000 m 的地区，高程归化引起的变形达地面量测距离的1/1200，这对许多工程项目来说是不容许的。
2、高斯投影改化
设D为归化到参考椭球面上的距离，按高斯投影方法投影到高斯平面上的相应距离为，D两端点横坐标的平均值为，则用下式计算：
（2）
以Rm=6371 km代入上式，对不同的，计算结果列入表2。由表2可以看出，在国家统一坐标系中，高斯投影归化的边长变形恒为正值，变形值的大小与Y 的平方成正比，投影带分界子午线附近变形最大。
不同分带方法带边缘的长度变形在相同纬度相差甚大，同一投影带带边缘的长度变形在不同纬度也很不相同。6°带边缘投影长度相对变形大于1/2000，3°带边缘的长度投影相对变形只有在纬度大于30°的地区才能达到1/4000 以下。欲使边缘的投影长度相对变形在1/10000以下，必须采用1.5°带投影。
3、两种变形的共同影响
从上面讨论知道，高程归化和高斯投影改化对长度的影响有抵偿作用，且完全抵偿只是一个点。实际作业中，因为测区高低不平，东西向有一定宽度，加之为测线两端Y 坐标的平均值，实现整个测区投影误差为零是不可能的。我们要求在两种变形的共同作用下，变形值应满足工程建设的精度要求。令残余变形不得大于1/M，则 （3）
（4）
当M分别为4000、6000、10000、20000时，根据地面至投影面的高程，计算满足残余误差不大于1/M的值。随着地面与投影之间高度的增加，满足残余误差要求的抵偿区间越大。当高程增加到高程归化与投影改化数值相等时，抵偿区域开始离开中央子午线。此时，从中央子午线到抵偿区域下限之间残余误差将大于1/M ，且随高程增加，得不到抵偿的范围越大。同时，残余误差 1/M越小，满足要求的抵偿范围越小。当工程测区落在投影残余误差大于1/M的区域时，将满足不了精度要求。
二、线路工程测量平面坐标系的选择
影响坐标系选择的因素我国幅员辽阔，西高东低，地形复杂，有些线路工程有的横跨数个投影带，有的要在海拔2000～5000m的高原上修建，投影变形对工程的影响具有与其它工程不同的特点。如果投影残余变形不能满足大比例尺测图和工程放样的精度要求，按图设计的工程将与实地不符，工程数量、工程质量和投资得不到有效控制。因此，合理选择线路测量平面坐标系就显得特别重要。
线路工程平面坐标系的选择应考虑3个因素， 即地形测图的最大比例尺、放样精度、测区的地理位置和线路纵断面的平均高度要求测区内任何地方投影的残余误差不得大于施工放线误差的1/2。《新建铁路工程测量规范》规定，中线测量每隔5km。困难时10km与导线点、航测外控点及GPS 点闭合。根据量距的工具不同，长度闭合差不得大于1/2000和1/3000，客运专线和高速铁路暂定为1/5000和1/10000。由此推知，铁路线路工程投影长度变形的限差应分别为1/4000、1/6000、1/10000和1/20000。
三、结论
利用上述原理，可以按照线路所经地区的最低纬度确定的最大值。根据线路纵断面计算平均高程HP。以HP和1/M为参数，判断是否可采用国家统一的坐标系。如果从中央子午线算起的补偿范围大于，则可采用国家统一的坐标系。如果不能采用国家统一的坐标系，可根据对长度变形的精度要求，以线路纵断面上最高处与平均高程的差数代替H值，确定满足变形要求的范围（最大值）。如果范围小于线路最低纬度所对应的带边缘Y值，可考虑采用分带更小的统一坐标系，小型项目也可采用任意带投影平面直角坐标系。
参考文献
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篇8
制点的布设、测量仪器的要求、CPⅢ平面测量精度、CPⅢ轨道控制网网型要求、CPⅢ轨道控制网平面测量方法及数据处理等方面介绍了CPⅢ控制网平面测量的技术特点、技术要求和测量方法。
关键词：高速铁路 精密控制网 CPⅢ平面测量
在我国经济飞速发展的今天，高速铁路已经蔓延向全国东南西北，人们对于快速出行和舒适安全的要求也十分关注。列车快速行驶的过程中旅客乘坐舒适度以及安全性的高低，已经是用来进行铁轨平顺度衡量的一个非常重要的指标，而轨道控制网CPⅢ测量为无砟轨道铺设的高平顺性起着至关重要的作用。轨道控制网CPⅢ是一个沿着轨道线路两侧布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路控制网（CPⅡ），一般在线下工程施工完成后进行施测，为轨道施工和运营维护的基准。
高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营控制网。为了保证勘测、施工、运营维护各阶段平面测量成果的一致性，应该做到三网合一。
为了保证轨道控制网CPⅢ测量的可靠性和准确性，在进行轨道控制网CPⅢ正式测量之前，应采用水准仪和GPS全球定位系统对管段内二等水准网、CPⅠ以及CPⅡ控制网进行全面复测，并采用复测合格的精测网对破坏的点重新布设和测量，并上报设计院批复。按照设计要求，对于距离超过1km的CPⅡ需按同精度内插方式进行加密。
在进行轨道控制网CPⅢ外业测量的时候，测量的难度是比较大的，需克服各种外界观测条件的阻碍，其测量精度为每个控制点与相邻5个控制点的相对点位中误差均要求小于1mm。轨道控制网CPⅢ平面测量采用自由设站边角交会的测量方法，这是一种比较新的测量技术，在具体的测量过程中，由于测量点的数量很多，测量的工作任务量是非常大的，而且要求的技术精度比较高，如阳光、灰尘、棱镜松动、对中基座偏差、热源、冻霜、遮挡、震动等因素均会对其测量精度产生影响，故适宜在夜间或阴天干扰因素较小的良好测量环境下进行测量，做好每一个细节的检查是确保CPⅢ平面测量数据合格的基本条件。
1 进行精密控制网CPⅢ平面测量工作之前的准备
1.1 对线下的工程进行变形和沉降方面的评估
在进行无砟轨道施工的时候，对于线下的一些基础工程在施工完成之后的沉降是有非常严格的要求的。轨道控制网CPⅢ测量应该等线下的基础工程的变形以及沉降达到了要求之后，并通过无砟轨道的相关铺设条件评估之后方可进行工作。
1.2 对CPⅡ控制网进行加密的工作
初次建网时，一般情况下都需要对CPⅡ控制网进行加密，其目的是为了能够准确和高效地建立CPⅢ轨道控制网，更好地对CPⅢ的基桩网进行观测，以及对那些已经无法利用或者是被损毁的CPⅡ点进行弥补。在桥梁和路基等地段进行CPⅡ的控制网加密的时候，可以采用GPS在原来的精密平面控制网的基础上按照相同精度的扩展方式进行加密。而在隧道内的CPⅡ的控制网加密，则应根据隧道长度布设相应精度要求的洞内CPⅡ控制网，待整个隧道贯通之后，采用导线测量的方法进行加密，测量时应联测一定数量的隧道施工导线点或中线点，以便检查隧道洞内CPⅡ控制网平差成果是否会对隧道的建筑界限造成侵限，若造成侵限，则应对CPⅡ控制网误差进行调整或对隧道设计线路中线进行调整。
2 CPⅢ控制点的布设
2.1 布设CPⅢ控制点需要用到的元器件
这些元器件主要就是采用的经过工厂精密加工的元器件，而且在进行加工的时候是需要采用数控机床来完成的。CPⅢ点的测量标志应由预埋套筒、棱镜杆、水准测量杆和预埋件保护盖组成，且应采用具有抗锈蚀和抗腐蚀不锈钢的合金材料进行加工。所以在采购CPⅢ测量标志的时候应该要达到下面的一些相关要求才行，能够永久保存、体积较小、结构简单、不会变形、价格适中、可强制对中，互换性和重复安装性误差，X、Y误差要求小于±0.4mm，H误差要求小于±0.2mm。
2.2 具体布设CPⅢ控制点
CPⅢ控制点应沿线路布置在路基两侧的接触网杆或基础、桥梁防撞墙、隧道侧壁上，当CPⅢ点布置在桥梁防撞墙上时，点位应设置在桥墩固定端上方的防撞墙上。在大跨度连续梁上等特殊地段，也可设置在活动端，但在使用时要加强CPⅢ点位精度的复核，以确定点的稳定性，并即测即用。CPⅢ点沿线路布置时纵向间距宜为50～70m左右一对点，特殊情况下相邻点间距最短不小于40m，最长不大于80m。同一对点里程差不大于1m，横向间距不超过结构宽度，CPⅢ点布设高度应大致等高，高度应与设计轨道顶面保持30～50cm的高度间距。
3 CPⅢ平面控制网的测量
3.1 测量CPⅢ控制点的要求及具体方法
首先对于仪器的一些要求。全站仪在进行测量的时候须合格并在有效检定期内，而且应该要满足下面的这些要求：在进行角度测量的时候，精度应该要满足方向测量中误差不大于1″；在进行距离测量的时候，精度则应该要满足测距中误差不大于1mm+2ppm；在进行测量的时候，全站仪应具有目标自动识别和测量的自动化全站仪。而且每一套全站仪都应该要至少配有13个配套棱镜及其棱镜组件，且棱镜在使用之前应该要经过检测，筛选互换性较好的使用。
其次就是测量的具体方法。在每次测量开始的时候，应在设站前输入规范要求的各项限差，输入测站信息，按照采集软件要求学习目标观测点（全圆方向观测法），而且还应该要填写自由站的记录，每一测站的测量都应该要观测3个完整的测回（0.5″级仪器可观测2个测回）。在每次自由设站时，应该要记录相应的气压和温度，对边长观测进行温度、气压等气象元素改正，温度读数精确至0.2℃，气压读数精确至0.5hPa。对于那些线路上有长短链的时候，应该要对标记的编号和重复的里程进行区分。在自由测站进行测量的时候，应该要保证每个CPⅢ点被3次独立观测，自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不应大于180m，每个CPⅢ控制点应有三个方向交会，从而提高观测可靠性，示意图如下所示：
■
3.2 与上一级的CPⅡ控制点进行联测
CPⅢ平面网采用自由测站边角交会法施测，附合到CPⅠ、CPⅡ控制点上，每600m左右（400～800m）与上一级的CPⅡ控制点进行联测，自由测站至CPⅡ控制点的观测边长不大于300m。观测时自由测站间距一般约为120m，测站内观测12个CPⅢ点，全站仪前后方各3对CPⅢ点，自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不应大于180m；每个CPⅢ点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量（测量示意图如下）。在进行长大隧道和桥梁联测的时候，应和已有的隧道洞外精密控制网或桥梁精密控制网进行联测，以便对设计单位的施测成果进行复测确保成果的可靠性。
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3.3 大跨度连续梁CPⅢ测量
在大跨连续梁段，由于不能保证每个CPⅢ点均布置在桥梁固定支座端，梁体变形客观存在，使得CPⅢ点在不同时间、环境及荷载的情况下测量时坐标会存在一定的差异，因此造成CPⅢ成果使用和复测不便，故在测量中要注意采取一定的措施。测量方法及计算与其它段落的要求一致。除严格执行CPⅢ有关测量要求外，还应特别注意整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量；测量CPⅢ的时间和轨道精调的时间尽量相隔短，且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境荷载有较大的变化，要进行重新复测后使用；轨道精调的时间段要和测量CPⅢ时的温度、环境尽量一致；应当加大复测频次，在施工的一个工序开始时要进行一次复测，根据变形情况进行分析，认为复测结果符合变形规律和实际情况时，要及时更新使用新的成果，以便进行下一个工序的工作。同时在施工完成后的运营阶段，也要根据梁体的变形情况对CPⅢ进行定期复测，以便于运营维护使用。为保证大跨度连续梁及大跨度钢梁上CPⅢ控制点的应用精度，使用该部分CPⅢ控制点时，不得直接采用测量成果，应以“即测即用”为原则进行使用，无砟轨道施工时，按插点或者插网的方法重新测量非固定端上CPⅢ控制点坐标，以测段两端固定端CPⅢ控制点为约束点现场进行约束平差，平差后立即采用实测成果进行定向，当因温度变化造成自由设站精度不能满足要求时，必须再次对非固定端CPⅢ成果进行更新。
3.4 测量数据的处理
观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核，在满足精度要求的情况之下才能存储，然后对数据进行整理、计算和平差的处理。数据计算、平差处理采用的平差软件，在计算报告中要说明软件名称。自由设站点、CPⅢ点进行整体平差，而且在平差计算的时候，还应对各项精度做出相应评定。
4 结束语
现在因为使用高速铁路轨道控制网CPⅢ测量的时候，测量的稳定性和精度都是非常地高，所以也就使得高速铁路轨道控制网CPⅢ测量得到了很多测量工作者非常充分的肯定。在我国的高铁的建设过程当中，轨道控制网CPⅢ测量可以说是体现了非常重要的作用。在国内很多已经修建好的高铁当中，高速铁路轨道控制网CPⅢ测量技术是具有很多成功的经验，而且这项技术的可靠性、精度和稳定性都非常高，从而才使得相关的施工建设单位能够保质保量地按时完成建设。
参考文献：
[1]中华人民共和国铁道部.TB 10601-2009高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2009.
[2]《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》铁建设
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本文结合合福高铁路基工程现场施工实例，从填料制备、填筑、摊铺碾压、检测实验等方面进行了系统分析和总结，明确A、B组土填料含水率控制范围、填筑松铺厚度及压实系数、碾压遍数、碾压行驶速度、合理的机械及人员组合等技术参数和工艺控制标准，为保证路基填筑质量和运营安全提供了保障，也为类似工程的施工提供参考。
中图分类号： O213.1 文献标识码： A 文章编号：
1、引言
随着国民经济的蓬勃发展，我国高速铁路建设也随之进入快车道。一般将运行时速≥200km／h的铁路统称为高速铁路，高速铁路与普通铁路相比较，其最大特点就是行驶速度高、运行平稳、乘坐舒适、安全性能高、行车密度大。而路基是铁路线路的重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础。为保证线路质量，路基必须具备良好的性能，要求其强度高、刚度大，严格控制沉降量及刚度延线路纵向变化的缓慢性。同时路基也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，工后沉降超标成为路基施工质量控制的难点。
本文结合合福高铁（设计时速350km／h）路基工程现场实例，从填料制备、填筑、摊铺碾压、检测实验等方面的系统分析和总结，取得相关参数和工艺控制标准，为保证路基填筑质量和运营安全提供了保障，也为类似工程的施工提供参考。
2、路基填筑施工准备
2．1 现场准备工作
首先测量放线，对施工场地进行清理，并按照设计要求进行地基处理，检测承载力等各项指标，使之满足要求。
2. 2投入现场人员、机械、仪器设备配置
按照架子队1-1-5-2标准模式配置管理人员；根据现场实际，计划投入挖掘机3台（含材料拌制）、装载机3台（含材料拌制）、平地机1台、震动压路机2台、自卸车5台（据实调整）、洒水车1台、DC700小型压路机1台；投入全站仪2台、电子水准仪1台、光学水准仪1台、K30载荷试验仪1台、Evd载荷试验仪1台、灌砂桶1只等仪器设备。
2.3 所需材料要求及制备
2.3.1 A、B组填料要求及制备
按照规范及设计要求采用级配良好的A、B组填料。A组填料:包括硬块石,级配良好和细粒土含量小于15%的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土、砾砂、粗砂、中砂。A、B组填料的区别在于细粒土的含量,细粒土含量小于15%为A组,细粒土含量在15%～30%之间为B组。A、B组填料以具有压实性能好、工后沉降少,渗水性能好等众多优势,目前在高速铁路建设中已被广泛采用。填料中碎石最大粒径要求：①基床以下路堤不大于7.5cm；②基床底层不大于6.0cm。按照重型击法实试验确定最大干密度和最佳含水量±2%的范围对填料含水量进行控制。
2.3.2 土工材料要求
（1）、土工格栅采用双向拉伸聚丙烯经编土工格栅，具体性能指标：聚丙烯双向经编土工格栅：纵、横向极限抗拉强度≥35KN/m；纵、横向2％伸长率时，纵、横向拉伸力≥12KN/m；纵、横向5％伸长率时，纵、横向拉伸力≥24KN/m。
（2）、土工合成材料必须从正规厂家招标直接采购，并应经质量检验。
3、施工总体方案
路基填筑严格按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺进行施工。地基处理完成后，确定满足压实后的地基系数K30、压实系数K检验所要求的松铺厚度及压实系数、碾压遍数、碾压行进速度、机械设备组合及施工工艺等。我们根据现场路基短而段数多的特点，填料摊铺采用装载机机粗平、人工配合平地机精平的方法整平，23T振动压路机采用静压、弱振、强振、静压组合振压方法碾压施工。自地表起至基床表层以下每填筑0.6m高，距路堤边坡水平方向向内0.4m铺设一层土工格栅（幅宽5m），土工格栅采用人工铺设，每幅纵向搭接长3.0m。施工组织顺序：施工准备填料制备测量放样A、B组填料填筑初平精平碾压实验检测土工格栅铺设循环下道工序施工。
4、施工要求
4.1 填料土工试验
路基填筑前，由监理旁站见证，由实验人员对填料及聚丙烯双向经编土工格栅现场取样，对各项指标进行检测实验，并出具试验单，确保材料符合设计和规范要求。
4.2 施工注意事项
4.2.1 作业区段划分
根据当地多雨及短路基较多的特点，一般以50--100划分为一个作业区段，保证每层填筑短、平、快的节奏。
4.2.2 排水设施
针对南方雨季较多的气候特点，为保证路基填筑质量，施工前路基两侧修建临时排水沟（尽可能做到永临结合），施工过程中必须保证路基面横坡及路基两侧排水畅通。
4.2.3 设备管理
设专人负责机械设备的维护与管理，保证其正常的使用性能和施工安全。
4.3 施工工序控制
4.3.1 测量放线
地基处理完成后再次进行现场测量放线，必须做到换人、换仪器设备对中线和水准的二次施工复测（包括计算过程），施放线路中心桩和路基边桩及其对应护桩，并做好相关记录，保证技术测量准确无误。
4.3.2 分层填筑
（1） 填筑按照“四区段--八流程”工艺要求横向全宽、纵向水平分层填筑施工，上下两层填筑接头处错开不小于3m。
（2） A、B组填料分层填筑的松铺厚度拟采用35cm。根据松铺厚度计算出每车料的摊铺面积，撒方格网予以控制。
（3） 摊铺整平。采用装载机均匀摊铺光轮压路机快速静压一遍平地机初平人工配合平地机精平。
（4） 为保证路基边坡的压实质量，填筑时路基两侧各加宽50cm。每填筑3m高度按照设计横断面进行刷坡。
（5）按照设计和规范要求正确埋设沉降观测标。
4.3.3 震动碾压
（1）碾压前现场采用酒精烧干法对填料含水量进行复检，若含水量超过实验测量值±2%时，应及时晾晒或洒水翻拌。使填料处于最佳含水量控制范围时，即可进行碾压。
（2）采用23t重型压路机按平行线路方向进行碾压。按直线段先两侧后中间，曲线段由内侧向外侧顺序，按照1遍静压＋1遍弱振＋n遍强振组合方式进行碾压。强振后进行K30、压实系数K的检测，合格后进行末次收面静压。
（3）施工区段搭接碾压。各区段交接处，应进行纵向进退式互相搭接重叠碾压。横向轮迹重叠不少于40cm，前后相邻两区段纵向重叠不小于2.0m，对边角处用DC700小型压力机碾压，做到无漏压，无死角。
（4）为保证路基边坡压实密度，逐层路肩部位进行斜交45°正反碾压。
4.3.4 过程检测（试验）验收
A、B组填料压实标准根据设计和规范要求采用地基系数K30（大于150 MPa/m）和压实系数K(大于0.95)二项指标进行控制，通过检测保证施工质量。严格按照验标要求的检验方法、点数、频次、逐层分段、分部进行试验检测。经检测对填筑压实质量不合格地段，应根据工程质量控制的需要，增加检验点数。对达不到质量要求的检验项目，进行分析和研究，查明原因，改进工艺，加强施工质量管理，确保路基质量满足设计要求。各项指标合格后方可进入下一层填筑。
4.3.5整修成型
（1）随路基填筑高度每3米按照图纸的设计宽度和边坡坡度要求进行边坡修整，清除多余填料，使边坡整齐平顺，并进行压实，保证路基边缘压实密度。
（2）为防止雨水冲刷造成边坡冲沟，每填筑一层及时设置（恢复）边坡排水槽，并对边坡进行拍实。
4.3.6施工工艺及质量控制流程
A、B组填料施工工艺及质量控制流程图
5、质量控制要点
5.1 填料质量控制
A、B组填料必须严格按照规范要求控制最大粒径及含水率；并按实验报告要求的掺配比例控制细粒土的掺配量，必须保证拌合均匀级配良好。
5.2 填筑及碾压质量控制
严格控制每层虚铺厚度和平整度，上下两层填筑接头处错开不小于3m；碾压时必须保证横向轮迹重叠不少于40cm，前后相邻两区段纵向重叠不小于2.0m，做到无漏压，无死角，保证碾压遍数，使路基整体密实度满足设计要求。
5.3 沉降观测
为保证高速铁路路基的刚度、强度和耐久性，对路基沉降提出了严格的控制标准，要求无砟轨道路基工后沉降不超过15mm，过渡段工后沉降差不应大于5mm，不均匀沉降造成的折角不应大于1/1000。为及时、准确、科学、真实的反应路基沉降情况，我们成立了专业的测量队负责沉降观测工作。
6、A、B组填料路基断面形式
路基结构尺寸：基床表层厚0.4m级配碎石，基床底层厚2.3m A、B组土，基床2.7m以下为基床以下路堤A、B组土填筑。
详细结构尺寸见下图：
7、判别标准
压实标准要求见下表：
基床底层外形尺寸质量标准及检验方法
8、最佳机械及人员组合
8.1最佳机械设备组合
通过现场实践，分析总结出最佳机械组合为：XG951装载机2台（含材料制备），18t运输车6辆(根据运距不同予以调整)，PY165C-3平地机1台，LSS2301振动压路机2台，挖掘机2台（含材料制备），小型压路机1台。
8.2最佳人员配置组合
通过试验总结出最佳人员组合为：管理人员按架子队模式标准化配置，现场配合工人6人。
9、松铺厚度及碾压值确定
经过测量数据统计分析， A、B组土松铺厚度35cm, 采用23t压路机碾压遍数为：第一遍静压，第二遍弱振，第三、四遍强振，经检测A、B组土地基系数K30没有达到规范要求的指标、压实系数K达到规范要求的指标。进行了第三遍强振后，经检测A、B组土地基系数K30、压实系数K达到规范要求的指标，第六遍静压收面。不同点位实测压实厚度为30cm、29cm、31cm、28cm、29cm、31cm，平均值30cm，松铺系数为1.17。在该碾压方式下地基系数K30、压实系数K指标均能满足设计要求。
10、填料含水率现场确定
经酒精干烧法现场检测含水率控制在4.0～7.5%范围内时碾压效果最佳。当现场实测含水率超出上述范围，则需进行洒水或晾晒
11、碾压遍数与检测值关系曲线图
由上图可以看出，当碾压遍数达到上述值后，地基系数值（k30）、压实系数值（k）均满足设计要求，且随着碾压遍数的增加而数值增加缓慢。
12、确定出最终路基填筑施工技术控制参数
通过试分析总结各项检测数据（满足设计要求）及现场施工工艺试验，组织有关施工人员确定了路基基床表层以下A、B组填料施工的技术控制参数如下：
13、结论
对高铁路基填筑施工，只要我们做到精心策划，严密组织，严格按照“三阶段—四区段—八流程”的工艺执行，严把填料质量关，现场严格控制填料含水率、虚铺厚度、碾压遍数及碾压组合方式等技术要求参数，合理的人、机配置，按照正确的施工工艺，严肃认真的检测试验，完全可以达到优质高效的施工，保证路基填筑质量达到对强度和刚度的要求，满足高铁线路的平顺性、坚固性和耐久性，实现高铁运营速度高、运行平稳、乘坐舒适、安全性能高的目标。考文献
[1]《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)
[2]《高速铁路路基工程施工技术指南》(铁建设2010-241号)
[3]《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2010)
[4]《铁路路基设计规范》(TB10001-2005)
[5]《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)
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【关键词】精密控制测量；高速铁路建设；管理模式；工作流程
中图分类号： U238文献标识码：A 文章编号：
1 建立精密控制测量管理模式的重要意义
精密控制测量是高速铁路建设中一项十分重要的工作，直接关系到轨道铺设的平顺性、安全性和舒适性，必须建立一套科学合理的管理模式与运行机制，以实现勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网“三网合一”的目的为基础，按照“分级布网、逐级控制”的原则布设精测网，需要建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、咨询评估单位相互协调配合，才能保证高速铁路精密控制测量工作的顺利进行。为此，明确各单位职责与工作程序，从制度上保证高速铁路测量工作的规范性、高效性和科学性，实现轨道铺设的平顺性和精确的几何线性参数，确保高速列车安全平稳运行。下面针对高速铁路建设工程的工作需要，从组织机构、成员单位职责、工作流程等方面，探讨高速铁路精密控制测量工作管理模式的建立和实施。
2 组织机构
高速铁路精密控制测量工作从设计单位的初测开始到运营维护，经历的周期很长，中间有海量的数据进行处理、数据复核、分析评估、技术审核等工作，涉及建设、设计、施工、监理、咨询评估等各个部门，需要建立相应的组织机构，明确各方职责，以协调管理各单位的工作。建设单位作为高速铁路建设的出资人，应对精密控制测量工作进行全局统一管理，设计单位、施工单位、监理单位、咨询评估单位要按照各单位的主要职责和工作流程，紧密联系、协调分工，保证精密测量工作顺利进行。
3 工作流程
建设单位应制定严格的高速铁路精密控制测量工作流程，以保证精密控制测量工作正常有序进行：
（1）设计单位应在编写好精测网技术方案后及时提交建设单位评审验收，评审通过后方可用于知道精测网测设；
（2）严格按照评审后的精测网技术方案及相关规范建设精测网，资料整理完毕后提交建设单位评审验收，评审通过后精测网成果才可使用；
（3）建设单位应及时组织设计单位、施工单位、监理单位、咨询单位现场交接精测网控制网，编制交桩纪要；
（4）施工单位要编制精测网复测技术方案，复测成果报建设单位评审，通过后开展不定期复测；
（5）建设单位应及时安排设计单位、施工单位、咨询单位编写沉降观测细则和技术交底；
（6）施工单位根据沉降观测细则开展沉降观测工作，监理单位同时开展平行观测工作，满足评估要求后提交沉降咨询评估单位进行评审。
4 职责及要求
在高速铁路精密控制测量实施和应用、管理的过程中，各职能单位担负的职责分别应达到以下要求。
4.1建设单位
建设单位的主要职责是：
（1）全面负责高速铁路精密控制测量工作，组织对测量和评估人员的技术指导和培训，检查、监督、协调、处理观测及评估工作中的有关问题，组织完成精测网静态验收工作；
（2）根据相关要求和规定，组织评审设计单位编写的精测网技术方案，组织评审精测网CP0、CPI、CPI I和二等水准建设，组织进行CPIII测设前的精测网复测；
（3）施工单位进场后，及时组织设计单位交桩，组织施工单位线下工程施工前的精测网复测，并对精测网复测成果进行评审，对不定期复测进行管理；
（4）根据设计要求和相关规定，组织评估单位编写沉降变形观测及评估工作实施细则。
4.2设计单位
设计单位的主要职责：
（1）线路初测前应根据相关规范要求进行平面、高程控制网设计，确定所采用的坐标系和高程系统；
（2）编写精测网技术方案，并提交建设单位评审，在定测前建设好CP0、CPI控制网、二等水准高程控制网，并将整理好的精测网资料提交建设单位评审；
（3）配合建设单位进行线路交桩及技术交底，对施工单位精测网复测提供技术支持等；
（4）对沉降变形观测设计要求进行技术交底，CPIII测设前的精测网复测，完成CPII和二等水准的测设。
4.3施工单位
施工单位的主要职责：
（1）完成线路接桩工作，编写标段内精测网复测技术方案，按规范要求提交复测成果，并送建设单位评审；
（2）根据现场施工放样需要，按规范要求测设施工加密网和隧道、桥梁独立控制网，提交相关完整资料并送建设单位评审；
（3）参与制定沉降变形观测及评估工作实施细则；
（4）埋设观测元器件，保护观测设施，负责建立变形观测网和线下工程沉降变形的观测，并按照统一提供的数据格式要求，对沉降观测数据进行整理和录入；
（5）经过分析、评估，区段内线下工程工后沉降满足铺设无砟轨道技术要求后，及时提出《区段铺设无砟轨道申请报告》（附整套沉降评估报告资料）报送建设单位，由建设单位组织评审；
（6）参与制定CPIII作业指导书和轨道测设、精调作业细则；
（7）完成CPIII建网前的CPII加密测设工作。
（11）配合建设单位完成精测网静态验收工作。
4.4监理单位
监理单位的主要职责：
（1）参与制定精测网技术方案，对精测网建设过程进行控制，并及时反馈监理意见；
（2）参与设计单位精测网成果评审，并出具监理评估意见；
（3）对施工单位精测网复测的观测方法、仪器性能指标、测量计算成果和不定期复测成果进行抽查，签字确认测量数据的真实性；
（4）负责沉降观测过程中对路桥隧的平行观测，按标准文件格式提交平行观测月报，及时汇报异常情况及有关问题；
（5）对施工单位CPII加密测量、CPIII测量及轨道铺设测量的观测方法、仪器性能指标和测量计算成果进行抽查，签署监理意见；
（6）对施工单位的轨道测设成果、长轨精调、联调联试测设报告出具现场监理意见。
4.5咨询评估单位
咨询评估单位的主要职责：
（1）对设计单位制定的精测网技术方案和精测网成果进行咨询，并提出咨询意见；
（2）对施工单位各标段制定的复测技术方案和复测成果进行咨询，对加密的CPII网、独立施工控制网、精测网不定期复测进行咨询，并出具咨询意见；
（3）组织制定沉降变形分析评估工作实施细则，建立沉降变形观测数据管理和评估数据库，建立CPIII观测数据管理和评估数据库，统一全线变形观测数据的统计整理形式，统一全线CPIII平差软件，制定相关记录表格，编制分析、评估计算机软件；
（4）参与对施工单位的观测及评估人员、监理人员进行技术指导和培训；
（5）对线下工程各阶段沉降变形观测进行分析、预测、评估，编制《区段无砟轨道铺设条件沉降变形评估报告》，并将各阶段分析报告提交各方。
5结束语
精密控制测量是我国高速铁路建设中一个关键的技术环节，缺乏可资借鉴的经验，探索其中关键技术和管理模式具有很重要的意义。
针对高速铁路建设工程的工作需要，本文从组织机构、工作流程、成员单位职责等方面，探讨高速铁路精密控制测量管理模式的建立与实施，以明确各单位职责与工作程序，从制度上保证精密控制测量工作的规范性、高效性和科学性，实现高速铁路安全、平稳的运行。
参考文献
