金 鴻

0 引言

為滿(mǎn)足客運(yùn)專(zhuān)線行車(chē)高速、高可靠性和旅客舒適度的要求對(duì)軌道的平順性要求很高,對(duì)采用無(wú)砟軌道鋪設(shè),對(duì)各等級(jí)測(cè)量提出了非常高的要求。雖然《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》對(duì)隧道外CPⅠ,CPⅡ精密控制網(wǎng)測(cè)量有嚴(yán)格技術(shù)規(guī)定,而隧道內(nèi)CPⅡ控制測(cè)量作業(yè)方法和操作步驟沒(méi)有明確規(guī)定,隧道內(nèi)CPⅡ控制測(cè)量方法探討結(jié)合秦東隧道內(nèi)CPⅡ控制測(cè)量實(shí)例,介紹隧道內(nèi)CPⅡ控制測(cè)量具體實(shí)施。

1 實(shí)例

秦東隧道全長(zhǎng)7684 m,是鄭西客運(yùn)專(zhuān)線隧道中3個(gè)重點(diǎn)控制工程之一,位于陜西省潼關(guān)縣境內(nèi)。隧道所經(jīng)區(qū)域主要為黃土臺(tái)塬區(qū),黃土臺(tái)塬頂平坦,開(kāi)闊,整體上南高北低,多有村莊道路分布,均為農(nóng)田。隧道洞口坡面黃土沖溝較發(fā)育,無(wú)大規(guī)模不良地質(zhì),沖溝穩(wěn)定,坡面整齊,自然坡約 50°,洞頂均為荒地、坡地,植被稀疏。秦東隧道進(jìn)口位于陜?cè)墒〗唤缣幍臈罴掖迤碌叵?出口位于潼洛溝內(nèi),進(jìn)出口交通便利。

1.1 隧道內(nèi)平面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)與觀測(cè)

1.1.1 選點(diǎn)布網(wǎng)

CPⅡ?qū)Ь€布設(shè)及測(cè)量參考《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定》等相關(guān)規(guī)范,并根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行精度估算,秦東隧道采用二等導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量,考慮秦東隧道無(wú)砟軌道的整體鋪設(shè),經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),秦東隧道CPⅡ?qū)Ь€點(diǎn)整體布設(shè),按二等導(dǎo)線網(wǎng)的要求進(jìn)行測(cè)量。二等導(dǎo)線網(wǎng)基本技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

CPⅡ按精密導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè):在洞外CPⅠ的基礎(chǔ)上自隧道進(jìn)出口沿線路方向在隧道洞內(nèi)布設(shè),秦東隧道一般按照間隔800 m布設(shè)對(duì)點(diǎn)。

表1 二等導(dǎo)線網(wǎng)

秦東隧道CPⅡ控制點(diǎn)編號(hào)為 QDCPⅡ01～QDCPⅡ19,共計(jì)19個(gè),控制點(diǎn)均遵循由小里程向大里程順序編號(hào)原則,構(gòu)成了整個(gè)隧道的平面控制網(wǎng),見(jiàn)圖1。

1.1.2 埋石

CPⅡ控制點(diǎn)布設(shè)充分考慮后續(xù)施工的影響及減少旁折光的影響,布設(shè)在距離洞壁1 m多干擾較少的電纜槽上,標(biāo)志采用鉆孔錨固法埋設(shè)。CPⅡ控制點(diǎn)標(biāo)志均采用直徑20mm長(zhǎng)30mm的不銹鋼材料,下部采用普通鋼筋焊接而成。其頂部為圓球形并刻0.5mm深的十字分劃絲,便于平面點(diǎn)和高程點(diǎn)共用。

1.1.3 觀測(cè)

1)CPⅡ測(cè)量按二等導(dǎo)線技術(shù)要求進(jìn)行,每個(gè)洞口聯(lián)測(cè)2個(gè)CPⅠ控制點(diǎn),附合在洞外 CPⅠ控制點(diǎn)上。2)采用 LEICA TCA2003測(cè)量機(jī)器人全站儀施測(cè),儀器測(cè)角標(biāo)稱(chēng)精度為0.5″,測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度為1mm+1 ppm,導(dǎo)線測(cè)量采用機(jī)載程序伺服馬達(dá)自動(dòng)測(cè)量并記錄,測(cè)回?cái)?shù)為6個(gè)測(cè)回。其水平方向觀測(cè)值與距離觀測(cè)值的各項(xiàng)限差如表2,表3所示。

表2 水平方向觀測(cè)限差 (″)

表3 邊長(zhǎng)觀測(cè)限差

洞內(nèi)CPⅡ施測(cè)前對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢校,施測(cè)期間進(jìn)行了經(jīng)常性檢校,施測(cè)時(shí)加強(qiáng)對(duì)中整平和照明工作。用于氣象改正的溫度、氣壓數(shù)據(jù),在每測(cè)站測(cè)定一次,氣象觀測(cè)時(shí)待氣壓計(jì)、溫度計(jì)與周?chē)h(huán)境一致后測(cè)記氣象數(shù)據(jù),避免氣壓計(jì)、溫度計(jì)受日光曝曬和輻射。測(cè)距邊氣象改正通過(guò)全站儀設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行。

1.1.4 數(shù)據(jù)處理

1)每天數(shù)據(jù)觀測(cè)完畢對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,對(duì)各項(xiàng)限差進(jìn)行計(jì)算檢核,合限的角度、平距等數(shù)據(jù)求取平均值,在控制閉合環(huán)邊數(shù)(4～6)的前提下,對(duì)個(gè)別超限的角度進(jìn)行了剔除,對(duì)可構(gòu)成環(huán)的數(shù)據(jù)進(jìn)行閉合差的檢驗(yàn),對(duì)不滿(mǎn)足限差的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,需要時(shí)進(jìn)行了返工重測(cè)。2)數(shù)據(jù)處理時(shí),外業(yè)平距進(jìn)行了高程歸化和高斯投影改化,所有角度閉合差和邊長(zhǎng)閉合差滿(mǎn)足要求后采用專(zhuān)業(yè)平差軟件進(jìn)行計(jì)算,本次平差采用武漢大學(xué)的COSWIN軟件進(jìn)行計(jì)算。

1.1.5 平面控制網(wǎng)平差及精度評(píng)定

在鄭西客運(yùn)專(zhuān)線工程坐標(biāo)系下平差后,秦東隧道洞內(nèi)CPⅡ?qū)Ь€各項(xiàng)限差均滿(mǎn)足技術(shù)設(shè)計(jì)的二等導(dǎo)線要求。

從平差結(jié)果看測(cè)量成果精度指標(biāo)均滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)的要求。

1.2 隧道內(nèi)高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)與觀測(cè)

1.2.1 選點(diǎn)與布網(wǎng)

結(jié)合本工程實(shí)際,在隧道洞內(nèi)布設(shè)二等水準(zhǔn)點(diǎn),建立無(wú)砟軌道施工范圍內(nèi)的高程控制網(wǎng)。秦東隧道洞內(nèi)二等水準(zhǔn)點(diǎn)均按不大于 2km布設(shè),與洞內(nèi)CPⅡ?qū)Ь€點(diǎn)公用,秦東隧道共布設(shè)11個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。

1.2.2 水準(zhǔn)觀測(cè)

二等水準(zhǔn)采用兩臺(tái)Leica NDA03電子水準(zhǔn)儀,3 m銦瓦條碼水準(zhǔn)尺,自動(dòng)觀測(cè)記錄,采用單路線往返觀測(cè)。儀器經(jīng)過(guò)國(guó)家專(zhuān)業(yè)檢測(cè)部門(mén)檢定,并在開(kāi)工前和作業(yè)期間進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)和經(jīng)常性檢查,保證儀器工作狀態(tài)良好。

按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求進(jìn)行施測(cè),水準(zhǔn)觀測(cè)時(shí),采用大于5 kg的鑄鐵尺墊立尺轉(zhuǎn)點(diǎn),使用尺撐扶尺。由于洞內(nèi)光線較暗,觀測(cè)時(shí)將水準(zhǔn)尺尺面一定范圍用光源均勻照亮,以便儀器能夠正常讀數(shù)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

平差前進(jìn)行了測(cè)段往返測(cè)高差不符值、附合路線閉合差檢核和每千米高差中偶然中誤差計(jì)算;往返測(cè)高差不符值限差滿(mǎn)足不大于秦東隧道洞內(nèi)二等水準(zhǔn)測(cè)量以全線貫通二等水準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)CPⅠ001,CPⅠ003為約束起算點(diǎn),在本段測(cè)量數(shù)據(jù)滿(mǎn)足不大于的前提下進(jìn)行平差計(jì)算。

每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差按下式計(jì)算:

其中,Δ為測(cè)段往返測(cè)高差不符值,mm;L為測(cè)段長(zhǎng)度,km;n為測(cè)段數(shù)。

1.2.4 高程控制網(wǎng)平差及精度評(píng)定

高程控制網(wǎng)平差采用清華三維平差軟件計(jì)算,精度指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 二等水準(zhǔn)測(cè)量精度指標(biāo)

從表4中可以看出,本隧道的高差閉合差均滿(mǎn)足規(guī)范要求,綜合每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差0.37mm≤±1.0mm,滿(mǎn)足規(guī)范的要求。

1.3 平面及高程控制網(wǎng)分析

測(cè)量精度指標(biāo)表明此次測(cè)量精度高,完全滿(mǎn)足有關(guān)技術(shù)規(guī)范和工程施工應(yīng)用的要求。

2 結(jié)語(yǔ)

鄭西客運(yùn)專(zhuān)線秦東隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)的觀測(cè)成果質(zhì)量?jī)?yōu)良,測(cè)量精度高,完全滿(mǎn)足有關(guān)技術(shù)規(guī)范和工程施工應(yīng)用的要求。

[1] TB 10101-99,新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].

[2] GB 12897-91,國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].

[3] GB/T 15314-94,精密工程測(cè)量規(guī)范[S].

[4] 鐵建設(shè)[2006]189號(hào),客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定[S].

[5] 鐵建設(shè)[2007]47號(hào),新建時(shí)速度300km～350km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(上、下)[S].

[6] 王國(guó)梁.高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)[J].山西建筑,2009,35(31):320-321.