盧勇 盧楠

摘 要：該文結(jié)合長(zhǎng)昆鐵路客運(yùn)專線引入貴陽樞紐工程貴陽東車站起點(diǎn)至林家灣一號(hào)隧道段（DK693+138～DK698+555）施工實(shí)踐，介紹了該段客運(yùn)專線CPⅡ控制網(wǎng)測(cè)量與二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)和方法，并對(duì)其采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平差分析處理，判定其是否符合規(guī)范要求，從而確保工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CPⅡ控制網(wǎng)測(cè)量 二等水準(zhǔn)測(cè)量 平差

中圖分類號(hào)：P223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0062-03

當(dāng)前，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸?shù)膲毫σ搽S之越來越大。而鐵路高速客運(yùn)專線由于其具有軌道平順性好、整體性強(qiáng)、縱橫向穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)高度低、幾何狀態(tài)持久、低維修量以及顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，近期受到廣泛重視[1]。為保證旅客列車高速運(yùn)行時(shí)的安全性和舒適度，鐵路軌道的平順度是重要指標(biāo)。高速鐵路軌道施工的定位精度決定著高速鐵路的平順性[2]，這就對(duì)控制網(wǎng)的測(cè)量提出了精度要求。按《客運(yùn)專線無砟軌道工程測(cè)量暫行規(guī)定》，我國(guó)無砟軌道平面控制網(wǎng)分三級(jí)布設(shè)，分別為首級(jí)GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPI），二級(jí)GPS線路控制網(wǎng)（CPII）和三級(jí)基樁控制網(wǎng)（CPIII），其中CPI測(cè)量一般在初測(cè)時(shí)完成，為客運(yùn)專線無砟軌道鐵路提供高精度的平面基準(zhǔn)；CP II一般在定測(cè)時(shí)完成，作為客運(yùn)專線無砟軌道鐵路施工平面控制網(wǎng)；CPIII在施工測(cè)量時(shí)施測(cè)，線下工程施工時(shí)作為加密平面控制網(wǎng)，鋪設(shè)無砟軌道時(shí)作為無砟軌道鋪設(shè)的基樁控制網(wǎng)。而客運(yùn)專線無砟軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按照二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求實(shí)施。

1 工程概況

該測(cè)區(qū)為新建長(zhǎng)沙至昆明鐵路客運(yùn)專線引入貴陽樞紐工程貴陽東車站起點(diǎn)至林家灣一號(hào)隧道段，起訖線路里程為DK693+138～DK698+555，包括貴陽東車站（DK693+138～DK695+456.48）、林城三號(hào)隧道（DK695+456.48～DK697+230）及瓦窯一、二、三號(hào)橋與路基（DK697+230～DK698+555）。

該測(cè)區(qū)平面坐標(biāo)系采用既有精測(cè)網(wǎng)的工程獨(dú)立坐標(biāo)系，參考橢球體為WGS84橢球體，中央子午線為107°00′，投影面大地高為1 075 m，高程異常-25 m。高程系統(tǒng)采用既有精測(cè)網(wǎng)高程系統(tǒng)。

2 CPⅡ控制網(wǎng)加密測(cè)量

2.1 GPS測(cè)量方法

2.1.1 觀測(cè)精度

根據(jù)《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10601-2009），CPⅡ加密控制網(wǎng)采用GPS測(cè)量，按三等GPS網(wǎng)精度要求測(cè)量，主要精度要求包括：衛(wèi)星截止高度角≥15°，同時(shí)觀察有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)≥4，有效時(shí)段長(zhǎng)度≥60 min，觀測(cè)時(shí)段數(shù)不少于2個(gè)時(shí)段，數(shù)據(jù)采樣間隔15 s，PDOP或GDOP值≤8等。

測(cè)量遵循的主要技術(shù)指標(biāo)是：CPⅡ按三等GPS網(wǎng)要求施測(cè)，基線邊方向中誤差≤1.7″，最弱邊相對(duì)中誤差≤1/100 000。

2.1.2 作業(yè)方法

CPⅡ加密點(diǎn)采用GPS測(cè)量方法施測(cè)，起閉于經(jīng)復(fù)測(cè)合格的既有CPI、CPⅡ點(diǎn)和加密CPII點(diǎn)上；采用雙頻GPS接收機(jī)觀測(cè)，儀器的標(biāo)稱精度不低于5 mm+1 ppm；采用邊聯(lián)結(jié)方式構(gòu)網(wǎng)，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(wǎng)。

2.1.3 GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理，主要包括GPS的基線解算和內(nèi)業(yè)平差兩方面。

（1）基線解算：CPⅡ網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)采用LGO軟件統(tǒng)一進(jìn)行基線解算處理。基線解算好后，導(dǎo)出基線向量文件，作為平差的原始基線向量數(shù)據(jù)。

（2）內(nèi)業(yè)平差計(jì)算：GPS控制網(wǎng)平差采用鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》軟件進(jìn)行，選取檢驗(yàn)合格的基線構(gòu)成GPS基線向量網(wǎng)，進(jìn)行網(wǎng)的平差計(jì)算。

2.2 導(dǎo)線測(cè)量方法

2.2.1 觀測(cè)精度

根據(jù)《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10601-2009），隧道內(nèi)CPⅡ加密點(diǎn)采用導(dǎo)線測(cè)量方法施測(cè)，測(cè)量等級(jí)為隧道三等，主要精度：邊長(zhǎng)范圍取300～600 m，測(cè)距中誤差≤3 mm，測(cè)角中誤差≤1.8″，相鄰點(diǎn)位坐標(biāo)中誤差≤7.5 mm，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差限差≤1/55 000，方位角閉合差限差±3.6″，對(duì)應(yīng)導(dǎo)線等級(jí)為三等導(dǎo)線。

2.2.2 作業(yè)方法

CPⅡ?qū)Ь€網(wǎng)測(cè)量采用Leica TS30全站儀（測(cè)角精度±0.5″，測(cè)距精度±1 mm+1 ppm）配合Trimble手簿進(jìn)行觀測(cè)，洞內(nèi)CPⅡ?qū)Ь€測(cè)量水平角觀測(cè)技術(shù)要求：儀器等級(jí)為0.5″級(jí)儀器，測(cè)回?cái)?shù)為≥4，半測(cè)回歸零差≤4″，2C較差≥8″，同一方向各測(cè)回間較差≤4″。

2.2.3 導(dǎo)線網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

（1）每天外業(yè)結(jié)束后，立即對(duì)當(dāng)天觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核和驗(yàn)算，檢查各項(xiàng)指標(biāo)是否符合規(guī)范要求，對(duì)超限部分都及時(shí)進(jìn)行了外業(yè)補(bǔ)測(cè)。

（2）導(dǎo)線網(wǎng)嚴(yán)密平差采用中鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》進(jìn)行處理。

（3）精密導(dǎo)線網(wǎng)精度評(píng)定。

3 二等水準(zhǔn)點(diǎn)加密測(cè)量

3.1 觀測(cè)精度

二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)施測(cè)。主要精度要求包括：外業(yè)觀測(cè)視距長(zhǎng)≤50 m，視距累計(jì)差≤3 m（數(shù)字水準(zhǔn)儀），前后視距差小于1 m（數(shù)字水準(zhǔn)儀），附合路線閉合差≤4（L為附合水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度，單位為km），偶然中誤差≤1 mm。

3.2 作業(yè)方法

二等水準(zhǔn)加密點(diǎn)采用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行施測(cè)，起閉于既有精測(cè)網(wǎng)復(fù)測(cè)合格的水準(zhǔn)點(diǎn)和經(jīng)過評(píng)估合格的既有CPIII段落的水準(zhǔn)點(diǎn)，采用單路線往返觀測(cè)，一條路線的往返測(cè)使用同一類型儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊，沿同一路線進(jìn)行。觀測(cè)時(shí)，按二等水準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行，每一測(cè)段應(yīng)為偶數(shù)測(cè)站。由往測(cè)轉(zhuǎn)為返測(cè)時(shí)，兩支水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換。

3.3 數(shù)據(jù)處理

采用鐵四院開發(fā)的“鐵路工程精密控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”軟件進(jìn)行計(jì)算，限差按照規(guī)范相應(yīng)要求進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4 實(shí)測(cè)結(jié)果分析

4.1 林城三號(hào)隧道導(dǎo)線控制網(wǎng)復(fù)測(cè)

4.1.1 洞外加密CPII點(diǎn)復(fù)測(cè)精度統(tǒng)計(jì)

林城三號(hào)隧道的洞外加密CPII點(diǎn)由設(shè)計(jì)院施測(cè)。采用GPS方法測(cè)量。此次復(fù)測(cè)采用的方法與原測(cè)方法相同。利用LGO解算，共測(cè)得160條基線，62個(gè)獨(dú)立閉合環(huán)，采用鐵四院開發(fā)的《鐵路工程精密控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》平差，其獨(dú)立平差具體精度情況如下。

（1）CPⅡ加密網(wǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)：觀測(cè)值誤差中，重復(fù)觀測(cè)基線較差最大值為6.6 mm，X、Y、Z坐標(biāo)分量閉合差最大值依次為-0.2、6.5和1.8，環(huán)線全長(zhǎng)閉合差最大值為6.8 mm，均各自小于其規(guī)定限差17.4 mm、28.8 mm、28.8 mm、28.8 mm和49.9 mm。

（2）CPⅡ加密網(wǎng)獨(dú)立平差精度檢驗(yàn)：觀測(cè)值誤差中，基線邊方向中誤差最大值為1.0″，最弱邊相對(duì)中誤差為1/196 230，均各自小于其規(guī)定限差1.7″和1/100 000。

由此可知，林城三號(hào)隧道洞外CPⅡ加密網(wǎng)的各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

4.1.2 洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)復(fù)測(cè)

林城三號(hào)隧道內(nèi)，設(shè)計(jì)院共布設(shè)10個(gè)導(dǎo)線加密點(diǎn)，分別為L(zhǎng)C3CPII01、LC3CPII01-1、LC3CPII02、LC3CPII02-1、LC3CPII03、LC3CPII03-1、LC3CPII04、LC3CPII04-1、LC3CPII05、LC3CPII05-1，成對(duì)布設(shè)，采用了多邊形導(dǎo)線網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方法，按邊角聯(lián)接方式構(gòu)網(wǎng)，形成由多個(gè)四邊形或多邊形組成的帶狀網(wǎng)。

對(duì)洞內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)測(cè)，采用方法與原測(cè)方法相同。其獨(dú)立平差具體精度情況如表1所示。

經(jīng)計(jì)算，得測(cè)角中誤差±1.77 s。且通過導(dǎo)線網(wǎng)精度分析，可以得出結(jié)論：林城三號(hào)隧道導(dǎo)線網(wǎng)各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿足隧道三等導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的精度要求。

4.2 路基與橋梁段加密CPII網(wǎng)測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)

路基與橋梁段的加密CPII測(cè)量，采用GPS方法進(jìn)行。利用LGO解算，共測(cè)得160條基線，62個(gè)獨(dú)立閉合環(huán)，其獨(dú)立平差具體精度情況如表2、表3。

由表2、表3可知，路基和橋梁段的加密CPII測(cè)量，經(jīng)度滿足規(guī)范要求，可用于CPIII控制測(cè)量使用。

4.3 二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)精度統(tǒng)計(jì)

該區(qū)段二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)共觀測(cè)加密點(diǎn)2個(gè)（LCJMII02、LCJMII03），聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)3個(gè)（LHCBM01、BM169-4、0698P22），其獨(dú)立平差具體精度情況如表4所示。

由表4可知，該區(qū)段二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

該區(qū)段CPⅡ加密控制網(wǎng)及二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)成果符合規(guī)范要求，可以作為CPⅢ網(wǎng)測(cè)設(shè)起算控制點(diǎn)使用。

參考文獻(xiàn)

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