浅谈CPⅢ控制网在城市捷运系统中的应用

2020-02-22纪敏

科技创新导报 2020年29期

纪敏

摘要：CPIII控制又名基桩控制网。基桩控制网的应用贯穿于高速铁路的放线、路面施工、设备安装以及运营维护，是高速铁路建设过程中主要的测量内容之一。要实现旅客捷运系统铁路的轨道的高平顺性，除了对线下工程和轨道工程的施工等有特殊的要求外，必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。在客运专线铁路的施工过程中，而CPIII控制网的建立必不可少，在施工中也显得極为重要。

关键词：捷运系统 CPIII控制网测量数据

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）10（b）-0094-03

Abstract： CPIII control， also known as foundation pile control network. The application of foundation pile control network is one of the main surveying contents in the construction of high-speed railway， which runs through the laying-out， pavement construction， equipment installation and operation maintenance. In order to achieve the high smoothness of the track of the people mover， a set of precise engineering survey system must be established， in addition to the special requirements for the construction of the off-line engineering and the track engineering. In the construction of passenger dedicated line， the establishment of CPIII control network is necessary and important.

Key Words： MRT system; CPII control network; Measurement; Data

为了满足某国际机场主楼与卫星厅长距离旅客运输，在航站楼与卫星厅之间规划建设旅客捷运系统。捷运系统分东线和西线独立运营，西线连接T1和S1，东线连接T2和S2，西线、东线通过联络线经T4预留站接车辆基地。如图1所示。

1 CPⅢ平面网测量与数据处理

1.1 CPⅢ平面控制网布设

1.1.1 CPⅢ平面网的主要技术要求

CPⅢ平面网的主要技术要求如表1所示。

CPⅢ控制网应采用自由测站边角交会法施测。

1.1.2 构网形式

CPⅢ平面网观测的自由测站间距一般为120 m，自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不超过180m;自由测站距CPⅠ或CPⅡ控制点的距离不宜大于300m。每个CPⅢ点至少应保证有3个自由测站的方向和距离观测量：（1）一般情况下采用测站间距为120m 的平面网型，每个CPⅢ控制点被3个自由测站观测。（2）因遇施工干扰或观测条件稍差时，CPⅢ平面控制网的构网形式中，平面观测测站间距应为60m 左右，每个CPⅢ控制点应有4 个方向交会。

1.1.3 CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系

联测高等级控制点应采用以下联测网型：当采用在自由设站置镜观测CPⅡ控制点时，应在2个或以上连续的自由测站上观测CP Ⅱ控制点。在自由站上测量CPⅢ的同时，应将全部CPⅡ加密点进行联测，纳入网中。应确保可视的CPⅡ控制点密度达到400m～800m，否则应按同精度加密CPⅡ控制点。每个CPⅢ测量组中需使用同一批棱镜（包含联测CPⅡ等控制点），并做好棱镜常数等参数的设置工作。

1.2 CPⅢ平面网观测

平面观测应注意以下要点：（1）CPⅢ控制网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。如采用分组观测，应采用同一归零方向，并重复观测一个方向。（2）CPⅢ平面网距离测量，测回应≥2，半测回间距离较差为±1 mm，测回间距离较差为±1 mm。当CPⅢ平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技术要求时，该测站外业观测值应部分或全部重测。（3）CPⅢ平面控制网与CPⅠ、CPⅡ控制点联测时，可采用在自由测站上观测CPⅠ、CPⅡ控制点的方法，或采用在CPⅠ、CPⅡ控制点上置镜观测CPⅢ点的方法联测。（4）CPⅢ平面网可根据施工需要分段测量，区段间重复观测不应少于6 对CPⅢ点，每一独立测段首尾必须封闭。区段接头不应位于车站范围内。（5）在CPⅢ自由测站边角交会法测量中，必须用与平差软件兼容的数据采集软件进行自动记录，采集软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定。观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。（6）外业记录须在现场测量时记录各测站的实际情况，它是CPⅢ测量的重要原始数据，在每段CPⅢ测量结束后装订存档。气温与气压等测站信息必须在外业期间正确输入，使得测量数据为经过气象改正后的数据。

1.3 CPⅢ平面网数据处理

测段之间衔接时，前后测段独立平差重叠点坐标差值应满足≤±3mm。满足该条件后，后一测段CPⅢ网平差，应采用本测段联测的CPⅡ控制点及重叠段前一区段连续的1～3 对CPⅢ点坐标进行约束平差。不满足该条件时，要认真分析原因，并进行复测。

1.4 成果资料整理

整理中應注意：（1）观测和计算成果应做到记录真实、注记明确、格式统一，并装订成册归档管理。（2）原始观测记录必须在现场记录清楚，不得涂改或凭记忆补记。手簿应编列页码，注明观测日期、气象条件、使用的仪器类型和编号，详细记载作业过程的特殊情况，并有作业者签署。

2 CPⅢ网高程测量

2.1 CPⅢ高程测量技术要求及控制网布设

控制网布设时，应当：（1）CPⅢ控制网水准测量应附合于路线水准基点，按精密水准测量技术要求施测，水准路线附合长度不得大于3km。（2）CPⅢ控制网水准测量可按矩形环单程水准网观测。（3）CPⅢ水准网与线路水准基点连测时，应按精密水准测量要求进行往返观测。（4）CPⅢ高程控制网精密水准测量应满足以下主要技术要求。

其中，精密水准测量主要技术要求，见表2。

精密水准测量精度要求，见表3。

2.2 CPⅢ高程网观测

（1）在以下情况下，应部分或全部重新测量CPⅢ高程网络的野外观测。

①当CP高程网络站的数据质量超出要求时，应重新测量站数据; ②当独立闭路的闭路超过极限时，重新检查闭路;当极限差超过要求时，必须重新测量平整路线数据;新测量后，△仍高于极限值，则应重新测量整个CP高程水平测量的数据。

（2）用于校平的仪器和水平仪必须满足以下要求。

①水平仪观察轴与水平管轴之间的角度，DS1水平仪不应超过15″;DS3水平仪不应超过20″;②水平仪的平均间隔与标尺间隔的标称长度之差，水平仪不超过0.15mm，双面水平仪不超过0.5mm;③当第二级水准仪采用补偿型自动水准仪时，补偿误差应不超过0.2英寸。位置：使用DS05或DS1水准仪读取0.05mm或0.1mm，使用数字水准仪读取0.01mm。

2.3 CPⅢ高程内业数据处理

（1）CPⅢ高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容，应该包括：测站数据检核、水准路线数据检核，并计算每千米水准测量的高差偶然中误差，当 CPⅢ水准网的附合（闭合环）数超过 20 个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。CPⅢ高程网内业平差计算和基础控制资料的选用，应满足下列原则：CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据全部合格后，方可进行内业平差计算。CPⅢ高程网采用联测的稳定线路水准基点、线上加密二等水准点的高程作为起算数据进行固定数据平差计算。

（2）CPⅢ高程测量分段方式与CPⅢ平面测量分段方式一致，每段长度不宜超过2km，前后段接边时应联测另外一段2对CPⅢ点。区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应≤±3mm。满足该条件后，后一区段CPⅢ网平差，应采用本区段联测的线路水准基点及重叠段前一区段的1对CPⅢ点，作为约束点进行平差计算。

3 结语

综上所述，本文认为CPⅢ控制网在城市捷运系统中的应用中，重点需要注意以下几个方面：

（1）使用全站仪测量前，首先对全站仪进行观测前的横轴与竖轴校验（输入校差后仪器内部自动进行修正），同时需输入观测时环境温度和气压值。

（2）CPⅢ点的编号统一（左侧为奇数，右侧为偶数）。编号一旦出错，或者测量时输入错误，都会给以后的工作带来很多困难，所以细心是测量人员必不可少的素质。

（3）测量人员操作过程中要严格按照规范要求，避免不必要的人为误差。

（4）棱镜常数的设置要正确，测量时棱镜的摆设位置必须正确。

（5）现场记录。观测和计算成果应做到记录真实、注记明确、格式统一，并装订成册归档管理。原始观测记录必须在现场记录清楚，不得涂改。手簿应编列页码，注明观测日期、使用的仪器类型和编号，详细记载作业过程的特殊情况，并有作业者签署。

参考文献

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[4] 李建章.无系统误差的CPⅢ精密三角高程控制网仿真研究[J].测绘工程，2019（9）：1-5.