轨道基础控制网测量技术在地铁铺轨中的应用

莫中生 张博

摘 要：结合沈阳地铁采用轨道基础控制网测量技术进行地铁铺轨的工程实例，介绍了SCP网的布设原则、施测方法和数据处理过程以及各阶段的精度指标要求，并阐述了该技术与传统测量方法相比的优越性及实施中的注意事项。

关键词：地铁；SCP网；测量；平差

地铁轨道基础控制网测量技术是基于高铁CPIII测量技术及轨道铺设模式而引入地铁领域的一项先进的测量技术。实践表明，与传统铺轨控制基标测量技术相比，该项新技术能够明显提高轨道的铺设精度及工作效率，保证轨道的高平顺性，在几何线形控制方面能够达到旅客的高舒适度要求。此外，轨道基础控制网使用方便，利于长期保护，可为运营期间轨道维护及结构沉降变形监测提供永久基准。沈阳至铁岭城际铁路工程（起点～辽宁大学段）成功采用了该项技术指导轨道铺设，现已投入试运行。

1 工程概况

沈阳至铁岭城际铁路工程（起点～辽宁大学段）线路起点在沈阳地铁二号线一期起点三台子站站后折返线，之后线路沿黄河北大街、京沈街向北至辽宁大学站，铺轨里程K0+000～K6+714，共设车站4座，全部为地下线，线路全长6.752km。正线最小平曲线半径350m，最大线路坡度30‰。本工程于2013年底与地铁二号线一期工程贯通运营。

2 轨道基础控制网的建立

地铁轨道基础测量控制网分两级布设：第一级为首级控制网（SCPS）；第二级为轨道控制网（SCP网），即在SCPS的基础上加密的测量控制网。

首级控制网直接采用土建工程竣工后移交的隧道内测量控制点（即贯通平差后的施工控制点，点位间距直线段约150米，曲线段不短于60米），以两站一区间为单元联测，平面测量和高程测量分别按一级导线及地铁二等水准技术要求及精度指标施测。各区间联测后精度见表1。

表1 区间联测精度表

次级轨道控制网（SCP网）点位沿线路两侧每隔40米左右布设一对，横向间距不超过结构宽度；根据隧道结构类型及设计图纸，各SCP控制点布设位置高于设计轨道顶面20～30cm、大致等高且确保不影响后续设备安装等相关专业施工。

控制点测量组件由预埋件、平面测量杆、专用平面测量棱镜、高程杆四部分组成，采用精加工原件，由1Cr18Ni9不锈钢材料制作，控制点标志重复安装精度和互换安装精度X、Y、Z三方向分别小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。

3 SCP网施测

3.1 平面测量

SCP控制网平面测量使用具有自动观测功能的TCRP1201+全站仪（1″，1mm+2ppm）采用自由测站边角交会法施测，以前后各2对共8个SCP点为测量目标，每站与前一站重叠观测2对SCP点，递进2对SCP点，以保证每个SCP点被测量3次，同时保证观测视距不大于120m，施测过程中每200-400m联测一个SCPS网控制点。如图1所示。

3.2 高程测量

SCP控制点水准测量使用天宝电子水准仪（0.3mm/km）及配套的铟瓦尺，采用闭合环相接的方式按与SCPS网同精度施测。每个闭合环为2对点，连续向前，并搭接上一对点。观测路线如图2所示。

4 SCP网测量数据处理

4.1 平差软件

为保证轨道基础控制网的精度和成果处理质量，数据处理软件全线统一采用经铁道部审核通过的西南交大高铁CPIII软件。

4.2 SCP平面网数据计算与平差

4.2.1 平面测量后先采用独立自由平差，再采用合格的平面起算点进行固定约束平差。

4.2.2 平面测量自由网平差时，按表2的要求对各项技术指标进行统计分析，检核控制网自由网平差的精度。

表2 SCP平面自由网主要技术指标

4.2.3 自由网平差满足要求后，进行平面约束平差，并按表3的要求对各项技术指标进行统计分析，检核控制网约束平差的精度。为保证控制网成果质量，约束平差前对采用的平面起算点进行精度检核，采用检核合格的起算点进行约束平差计算。

表3 SCP平面控制网主要技术指标

4.3 SCP高程网数据计算与平差

精密水准测量SCP控制点高程测量进行严密平差，平差过程中完成各项限差的统计，各项限差要求见表4。

表4 SCP SCP高程控制網测量限差

5 轨道施工测量

在整体道床施工前，先依据轨道基础控制网采用全站仪自由设站法进行道床模板及铺轨基标放样，为轨排初步定位和轨排粗调提供基准，通过钢轨支撑架支撑杆对轨道几何状态进行粗调，在钢筋绑扎和模板安装结束后采用全站仪自由设站配合轨道几何状态测量仪进行轨道精调，轨道精调后采用轨道几何状态测量仪对轨道的平顺度进行检测，在长钢轨应力放散并锁定后，采用全站仪自由设站配合轨道几何状态测量仪进行长轨精调测量。

6 结束语

轨道基础控制网测量技术采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式，有效保证了测量精度的整体统一。SCP轨道控制网的布设无需参考铺轨综合设计图，可在调线调坡前全线一次性布网，较控制基标铺轨法节省了工期，后期技术经济效益显著。但由于设备安装、装修装饰等专业的无法直接利用SCP点指导施工，铺轨期间须保留车站范围内土建工程竣工后移交的测量控制点作为后续工程的测量基准。

参考文献

[1]GB50308-2008.城市轨道交通工程测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]陈杰亮.城市轨道交通精密测控技术（SCP网）的研究[J].建材与装饰，2012（11）：173-175.

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