皖赣铁路电气化改造改线地段铁路施工控制测量

汪卫星WANG Wei-xing

（安徽省地质矿产勘查局332 地质队，黄山 245000）

（322 Geological Team，Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province，Huangshan 245000，China）

1 工程概况

1.1 主要工程量 皖赣线电气化改造改线工点从既有线K97+000～K116+600，改线总长约为19.6km，实际施工长度为19.6km，其中特大桥1 座，大桥1 座，中桥1 座，小桥19 座，合计2207.9m；隧道1 座计4940m，桥隧长9.19km。

1.2 管段内测量工作的特点 ①点多线长，工作量大；②桥隧较密集，精度要求高；③植被茂密，通视条件差；④地势较陡，线路途经多个滑坡地段；⑤线路平面较复杂，曲线间夹直线较短，最短为62.37m，最小曲线半径为800m；⑥施工时间为20～22 个月，工期要求紧；⑦开工必优，一次成优，要求测量不能出错。

2 测量制度管理

为规范化、系统化各级测量人员的操作行为，出台了《黄山市工程测绘院皖赣线测量工作管理办法》，办法中要求保持测量人员的相对稳定，维持测量工作的持续性，明确了各级测量人员的职责范围，强调了复核制度和交底制度。①图纸资料审核会签制度。注重对设计图和施工图的复核，建筑物各细部尺寸大小、标高均逐一推导复核，实行指挥部和队两级复核会签制度，未经复核的图纸和测量资料不得用于施工。②资料交底签认制度。指挥部对工程队、队对作业层的各种测量资料均以书面形式进行交底，交接双方需签字共认，所有资料和签认单均要留底存档。③测量日志记录制度。要求各级测量单位均应做好测量工作日志的记录，必须记录下每天测量的工程部位、里程、测量的过程和结果、测量的仪器、测量的人员、人员的分工等详细内容。④测量评比检查制度。指挥部精测组每半年对各工程队测量组内外业资料进行检查评比工作，平常不定时对工程队测量内业资料进行抽查，及时纠正其各种违规操作。通过真正落实测量分工复核等各项制度，确保了黄山市工程测绘院在皖赣线的工程未出任何问题。

3 仪器装备及仪器检校

3.1 仪器装备 测绘院指挥部精测组配备尼康DTM-430E 全站仪一套，测角中误差2″，标称精度2+2ppm，工程队配备J2 经纬仪和S3 型水准仪。

3.2 仪器检定 所有仪器均按照ISO9000 质量体系之要求，定期到局标准计量所检测中心进行年检。全站仪测角部、经纬仪、水平仪在施工过程中每月由指挥部和工程队测量组进行一次必要的常规检验和校正，避免由于仪器出现故障而引起测量事故。

4 线路复测与地面控制测量

4.1 贯通测量与地面控制测量的原因 目前铁路设计院定测的桩橛的埋设形式和深度不能满足长期保存之要求，桩点位移和丢失的情况较多，故有必要在动工之前进行线路贯通复测。将桥隧控制网与线路贯通一同施作，提高了桥隧段线路成果等级，避免了以后为桥隧控制重新设站观测，做到一步到位。

4.2 绘制导线网平面示意图 现行测规中线路贯通复测要求精度较低，易导致在施工过程中或竣工后调线，故线路复测采用铁路五等导线，同时施作五等三角高程测量。曲线偏角均采用实测值，水准点闭合差时，水准点用设计标高，超限时应调整或设断高，并报设计院批准。隧道、桥梁控制测量精度等级按测规有关规定办理，具体如下：

①隧道洞内外平面控制测量等级及相应精度。

表1

在实际工作中为保证隧道有较好的贯通精度，长度小于2km 的，均按四等导线精度要求施作。

②隧道高程控制测量等级及相应精度，如表2 所示。

表2

③桥梁控制测量等级及相应精度，如表3 所示。

表3

其等级由桥轴线精度而定，桥轴线精度是由桥梁结构形式，桥跨等确定。

4.3 内业计算

4.3.1 观测数据预处理 所测距离须经温度、气压改正和仪器加、乘常数改正。隧道控制网中要将距离投影到隧道平均高程面上。高桥墩、大跨度和特大桥应将距离归算到墩顶平均高程面上。除去需归算的桥隧地段，其余距离不投影归算。

4.3.2 坐标系 ①铁路工程中设计院不交任何坐标，只给线路桩点及其关系，需自定义坐标系。②选取一个设计院原夹直线上里程点作原点，其x 轴指向为线路前进方向，x 值可为此点里程值，y 值为0，同时要保证整个管段的线路位置不偏离x 轴过大。通常是以长隧道的线路中线或大桥桥轴线来定义x 轴方向。③一个测区管段最好只用一个统一坐标系。在今后导线点遭到破坏、丢失时，便于相互引测，避免坐标转换之麻烦。

4.3.3 平差计算 ①除长度大于1km 的隧道、特大桥的控制须用严密平差，其余既可用简易平差，也可用严密平差。②由于线路复测与隧道控制测量精度等级不一致，各个桥隧控制网测量精度和投影面也可能不同，故需严密平差的每个隧道控制网均应独立平差，不得与其它导线网混在一起同时计算。

4.3.4 曲线计算 ①推算曲线转向角。1）由同一条切线上两个切线点的坐标反算出切线方位角，一个曲线上两条切线的方位角之差就得出复测后的曲线偏角。2）如果两个曲线间公用切线上只有一个点，需自设这两个曲线偏角。若有靠近或位于桥隧的那个曲线偏角，其取值尽量接近设计，但两曲线偏角之和应等于实测的总偏角。3）若有两个相邻曲线的偏角实测值与设计值均差异较大，但其总偏角实测与设计差值较小，可将这两个曲线偏角向接近设计值方向调整，此时，公用切线只能选取一个切线点。4）站场内曲线偏角尽可能沿用原设计值。②计算曲线要素。根据实测偏角α，设计曲线半径R 和缓和曲线长l0，重新推算曲线要素切线长T，曲线长L，外矢距E。③由切线点坐标、切线方位角，推算各曲线交点坐标。④计算出沿线路顺序，各相邻的切线点之间、切线点与交点、交点与交点间的实际距离。

4.3.5 里程推算 ①选取里程起算点。1）测区管段两端与相邻搭接单位公用中线点的里程作为起算。2）每两个设计断链桩之间选取一个用于确定线路的切线桩点的设计里程作起算。此点以靠近桥或隧为宜。②从这些里程起点分别往各相临点连续推算。当推到设计断链桩处，通过比较计算在此处设置精测里程的断链桩。③若里程推算过程中，发现某些线路中线桩推算里程与设计里程差别较大，在确定桩点未移动、复测未出错的情况下，可考虑自设断链桩，并报设计院批复。断链桩应设置在路基直线段整百米里程上。

4.3.6 并行线曲线推算及内业断链计算 设计院只对多线铁路的区间和站场的正线进行交桩，其余线的测设需根据它与正线的关系自行放样。当正线平面线路资料发生变化时，需重新推导并行线。①并行线处于直线段时，其里程与正线是对应的。②并行线处于曲线段时，需推算内外侧曲线头尾错动量来确定并行线的曲线资料。现介绍一种简易计算方法：设：内侧曲线要素为α、R内、l内、T内、L内；外侧曲线要素为α、R外、l外、T外、L外；曲线两头夹直线的线间距分别是a1、a2；△1、△2为曲线始、终点错动量；X，Y为曲线交点沿切线方向上的错动量；S 为内侧曲线交点向外侧曲线两切线投影后垂足间的距离。

根据正弦定理，S/sinα＝a1/sinβ≥β＝arcsin（X/sin（90-β）＝S/sin（180-α）≥X＝sin（90-β）×S/sinα＝cosβ×S/sinα＝S/sinα×

2）线间距相等（a1＝a2＝a）

说明：从上面系列公式中可分析出X、Y 均为正，铁路线路中并行曲线T内≥T外，故△1、△2均为正值以上公式可阐述为：曲线始、终点错动量等于内侧曲线切线长减外侧曲线切线长，然后加上交点错动量；线间距相等时，曲线始、终点错动量约等于内侧缓和曲线长减外侧缓和曲线长的差值的一半。并行线内业断链值等于其曲线终点里程减起点里程，再减其曲线长，然后加上100。

4.4 成果资料

线路复测和桥隧控制测量成果应包括以下内容：①资料说明；②控制点平面示意图（含外业观测值）；③桩点坐标、高程表；④线路平面示意图；⑤里程断链桩表；⑥曲线偏角复测结果与设计对照表；⑦隧道控制测量贯通精度估算和洞内控制测量设计，以及隧道进洞关系放样资料；⑧桥轴线精度估算和控制网设计。

5 桥梁施工及竣工测量

5.1 桥梁平面布置计算 ①复核设计图上跨度、墩台里程、桥梁中心里程等，其相互关系应正确；②复核各墩台偏距E 值；③依据复测后的曲线资料，重新计算桥梁工作线偏角；④梁缝复核计算；⑤交点距复核计算；⑥将桥梁工作线纳入测量坐标系中，计算出桥梁工作线方位角和工作线的交点坐标；⑦计算出各墩台横向方位角，考虑横向、纵向预偏心，计算出墩中心点坐标。

5.2 根据桥梁控制点坐标和墩台中心坐标计算出极座标或交会放样资料

5.3 在破土之前，由指挥部精测组放样各墩中心点和桥台胸墙线。各队在复核放样点无误后，及时施放各墩台横向方向的护桩，并用砼固定，每测不得少于3 个。

5.4 每次墩台定位，必须用3 个方向交会，示误三角形边长不得超过3cm，取其重心作为放样点。当示误三角形边长超过3cm 时，应检查是否是计算资料错误、置镜放样操作错误或导线点发生位移。

5.5 桥梁竣工后，应检查梁跨、墩台跨、预偏心设置、支承垫石标高和平整度，锚栓孔的位置、深度、倾斜度和孔径、墩台梁缝尺寸、同孔梁上左右支座中心间距、胸墙垂直度、桥台顶高度、道碴槽纵坡等，其各项值应满足施工规范要求。

6 隧道洞内测量

①因洞内外温度、湿度、光线亮度等有较大差异，从洞外向洞内引测导线宜在阴天进行。②洞内控制测量导线应布设成多边形闭合导线环。③导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠之处。④洞内测量时应充分通风，避开尘雾，仪器和反光镜面无水雾，觇标应有足够照明亮度。⑤当开挖延伸至设计导线边长两倍时，应进行一次导线引伸测量，以检查和纠正开挖、衬砌施工中线，每次放样至少3 个中线点。⑥每次导线引伸前应确定上次导线点是否发生位移。⑦当洞内开挖较长时，应从洞外控制点沿着原洞内导线点重新复测。⑧隧道开挖贯通后，其平面实际贯通误差可用中线或导线两种方法测定。

7 总结与体会

在做好皖赣线电气化改造的两年时间的工作后，要搞好测量工作，做到“快又准”，笔者的体会是：加强制度建设是保障，改善测量方法是关键，提高人员素质是根本。①通过制定、完善、贯彻执行各项测量规章制度，指导和规范各级测量人员，尽最大可能保障避免各种测量事故的发生。②线路贯通复测采用导线联测法，摒弃以往铁路中线穿线法。③正确处理管段接口，统一测量资料。④复测过程中，用三角高程测量代替传统的几何水准测量。既减低了高程测量工作强度，又能满足精度需要。⑤广泛使用极座标测设法，使放样工作灵活，提高了放样速度；同时因放样出的点位相互间不存在误差传递和积累，保证了施工中线的精度。⑥桥墩放样应直接投放墩中心点。因为桥梁工程中容易混淆线路中线与桥梁工作线的关系，横向、纵向预偏心的方向和大小，多线曲线桥正线工作线交点与墩中心线的关系。⑦积极引用新技术、新设备，改善测量人员的工作强度，提高工作效率。该测绘院在皖赣电气化改造项目中率先使用的由局精测队和武汉测绘科大联合开发的TCAS（铁路工程施工测量自动化处理系统）从外业数据采集、数据质量检核、预处理到内业资料计算、成果报表输出等方面实现一体化和自动化。此系统显著提高了控制测量外业工作速度和工作质量，将内业计算量降到最低限度。⑧测量工作是施工技术管理工作中一项重要内容，它的工作质量、工作效率直接关系到施工生产、企业效益、企业声誉，是一切工作顺利开展的前提条件之一。应加强测量人员职业道德教育和技能培训，积极进行测量工作经验交流和总结，使该院测量工作水平稳步上升，迈上一个新台阶。

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