高速铁路CPⅢ控制测量中有关技术要点

马超

【摘 要】随着高速铁路的快速发展，为高速铁路服务的无砟轨道技术应运而生，高速铁路运行中最终的行车性能好坏，取决于轨道的整体平顺度，而轨道整体平顺度又最大限度取决于CPⅢ控制网测量精度，因此CPⅢ控制网测量精度控制就显得尤为重要。CPⅢ控制网测量精度高低主要取决于测量设备、布网方式以及平差计算软件等。本文就CPⅢ控制测量有关技术要点进行了论述

【关键词】高速铁路；CPⅢ；控制；测量；技术要点

Abstract：With the rapid development of high-speed rail， for ballastless track technology of high-speed railway services came into being， Ultimate driving performance in a high-speed run， depending on the overall degree of ride comfort track， and track overall Ping Shundu depends on CP III the maximum control accuracy， Therefore CPⅢThe control net measuring accuracy control appears especially importantly。CP III control net survey precision depends primarily on measuring equipment， fabric mesh， and adjustment of software. This CP III author discusses the control measurement technology。

Keywords ：High speed rail； CPⅢ； Control； Measurement； Technical points

一、引言

随着高速铁路的快速发展，做为线路平面、高程及轨道铺设的控制测量工作越来越重要。高速铁路和客运专线与普通铁路的最大区别就在于一次性建设而成的稳固的线下工程和高平顺要求的轨道结构。高速铁路建成运行后要求“高速度、高平顺”实现的前提是轨道的高平顺，因此在高速铁路中普遍采取了无砟轨道，无砟轨道具有轨道几何状态一次成型，结构后期调整量小等特点，对工后沉降要求比较严格，这也对工程测量提出了新的和更高的要求，为了适应这一新的测量要求，铁道部提出了为无碴轨道铺设和运营维护基准的CPⅢ（基桩控制网）测量。

CPⅢ控制网测量精度高低主要取决于测量设备、布网方式以及平差计算软件等。本文以某高速铁路CPⅢ控制网测量中各项技术指标及要求进行阐述。

二、CPⅢ控制点布设前的准备工作

为掌握精测网控制点稳定性，在CPⅢ建网之前须对精测网进行全面复测，对CPI和CPII测点的保护情况及各项数据进行核对，复测无误后，采用合格的复测成果对CPⅢ网进行约束平差。

无碴轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CPⅢ的控制网测量还应待线下工程沉降和变形满足要求，且满足无碴轨道铺设条件评估通过后进行。

三、CPⅢ控制點的布设

CPⅢ点应成对布设，距离布置一般为60 m，埋设于接触网杆或其基础、桥梁防撞墙等位置。CPⅢ点布设高度应大致等高，并应设在设计轨道高程面0.5m以上。

CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用快干砂浆、水泥或者锚固剂等进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。

（一）桥梁段CPⅢ点的布设

CPⅢ点宜布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。

1）简支梁部分

对于32m简支箱梁每2孔布置一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点相距约64m；

2）刚构连续梁

对于刚构连续梁的情况，CPⅢ点应优先布设于固定端上方。

（二）路基段CPⅢ控制点的布设

路基段使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ辅助立柱。

CPⅢ辅助立柱直径为25cm，顶面高于设计轨顶面至少30cm，待基桩稳定后，在CPⅢ辅助立柱上使用快干砂浆或者锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。

四、CPⅢ控制网测量

CPⅢ测量精度要求高，测量工作量大，线路里程长，为保证测量成果的可靠性，根据管无碴轨道施工组织计划，为满足无碴轨道安装及精调工作， CPⅢ测量工作由总工程师和测量队长领导下开展，并配置满足测量精度的仪器及专业测量人员。

用于CPⅢ测量的仪器通过了国家定点机构的鉴定并在有效期内，且全站仪满足精度要求。

（一）CPⅢ平面控制测量

为满足CPⅢ平面控制测量的需要，使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪，例如Leica TCA2003（0.5″，1mm+1ppm），Leica TCRA1201（1″，1mm+1.5ppm）带自动观测和数据采集功能的全站仪各一套，每台仪器应至少配14个棱镜，使用前应对棱镜进行检测，并对每个棱镜编号，相同的点使用固定的棱镜进行观测。

（二）CPⅢ平面网外业观测

（1）测量方法

CPⅢ控制网采用自由设站边角交会法施测。

CPⅢ平面网应附合于CPI、CPⅡ控制点上，每600m左右应联测一个CPI或CPⅡ控制点。

CPⅢ自由设站边角交会测量

测站（自由站点）

CPⅢ控制点

向CPⅢ点进行的测量（方向、角度和距离）

CPⅢ点距离为60m左右，且不应大于80m，观测CPⅢ点的目标距离一般为150m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的：T 温度、气压以及CPI、CPⅡ点上的目标点的棱镜高测量，并将温度、气压改正输入每个测站上。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）精度指标控制

水平角测量的精度应按如下要求进行：

1、水平方向：2-3测回。

2、测站至CPⅢ标记点间的距离：2-3测回。

3、观测各项限差要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。

4、距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行，并满足下表精度要求。

距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次

5、平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的CPI及CPⅡ点应联测。

CPⅢ平面网主要技术指标

（三）CPⅢ高程控制网测量

CPⅢ高程控制点与平面控制点共点，用于CPⅢ高程测量的水准仪应通过国家定点机构的鉴定并在有效期内，且水准仪必须满足如下精度要求：

1、仪器标称精度不低于DS1级；

2、推荐使用徕卡DNA03及天宝DINI03系列电子水准仪，并配备相应的铟瓦尺。

（四）CPⅢ控制网高程测量

CPⅢ控制点高程测量采用单程精密水准测量方法进行，CPⅢ控制点间的水准路线图如下图，以保证每相邻的4个CPⅢ点之间都构成一个闭合环。外业观测时，闭合环的4个高差应该由两个测站完成，按后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。

CPⅢ点与上一级水准点的高程联测时，应采用独立往返精密水准测量的方法进行，观测路线如下图。

（五）外业观测中注意事项

（1）严格按照精密水准测量观测方法进行观测；

（2）每一测站水准标尺需借助尺撑立直，尺垫重量应符合相应等级水准测量规定的标准；

（3）每一站搬站之前都检查各种指标是否超限，有超限的分析原因，立即重测；

（4）如遇太阳天气要注意打伞；

（5）每天观测完都应该检查当天的测量数据是否中存在問题，如果确有问题的必须对不合格的数据进行现场补测。

（六）内业数据处理

在自由设站CPⅢ测量中，测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数据处理软件。

观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。包括如下内容：

仪器高、棱镜高；

观测者、记录者、复核者签名；

观测日期、天气等气象要素记录。

检核方法可以采用手工或程序检核。观测数据经检核不满足要求时，及时提出重测，经检核无误并满足要求时，进行数据存储，提交给数据计算、平差处理。

数据计算、平差处理必须是经采用通过铁道部相关部门正式鉴定软件，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。

五、结束语

总之，在高速铁路的测量中CPⅢ控制网对无砟轨道施工及精调起着至关重要的作用，因此CPⅢ控制网布设及测量工作中应按照科学的方法、严谨的态度，在控制网的外业测设及内业资料的整理中，要全面考虑可能影响测量精度的天气、人为、气温等多种因素，保证测量的精度满足要求，用高精度的测量来为后续无砟轨道的安装、调试及高速铁路的开通运营保驾护航。

参考文献：

[1]《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006；

[2]《铁路工程卫星定位测量》（TB10054-2010）；

[3]《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）；

[4]高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）；

[5]铁道部《CPⅢ测量管理办法》。