浅论精密工程测量技术在高铁中的运用

浅论精密工程测量技术在高铁中的运用

浅论精密工程测量技术在高铁中的运用

摘要：随着交通运输业的不断开展，铁路的建设也受到越来越多人的关注，对它的测量技术的要求也越来越高。传统的测量技术已经不能满足人们的需求，客观上阻碍了高铁事业向前开展。因此，要采用先进的测量技术，即精密工程测量技术，它能够弥补传统测量技术在方法与精度上的缺陷，到达更高的测量要求。这对我国高铁事业的开展起到了很好的推动作用。

关键词：精密工程；测量技术；高铁

中图分类号：P2文献标识码： A

一、精密工程测量的含义

所谓工程测量是指在工程建设的整个过程之中，对地形进行测绘，对工程变形进行监测，对施工放样等方面进行监督的一项技术，因此可以说精密工程测量是工程测量走向现代化的一个重要标志。而精密工程测量是将毫米作为精密的程度，采用先进的测量方式和仪器等在特殊的环境之下开展特定的精密测量的工作。精密工程测量可以分成很多种类，应用的范围也十分的普遍，例如：军事领域、设备的安装以及三维测量等很多的方面。根据工程对测量精度需求的不同，可以将精密工程测量分成两种，一种是普通的测量一种是特种测量。根据工程测量学的相关理论来说，精密工程测量是一种研究几何实体测绘的一种方法，它的最大的特点就是对精度的要求很高，精度可以包括很多方面的含义，可以分成相对精度以及绝对精度两个类型。

随着精度含义的不断增多以及测量技术的不断进步，这就使得很难为精密工程测量作出一个准确的定义。这里给出的定义指的是采用一般的仪器难以满足工程的测量需求的测量那么就可以称之为精密工程测量。在很多的大型工程之中并不是全部的测量都属于精密工程测量，但是在大型工程之中一定会包含很多的精密工程测量。从测量的精度方面来分析，在传统的工业测量之中或者是质量控制等方面，精密工程测量都有所应用。此外这种测量方式对测量的可靠性也有较多的要求，包括对测量仪器进行鉴定、对测量标志的稳定性进行测量，对测量的方法进行控制和选择或者是对数据处理工作进行严密的监督等。

精密工程测量的特点主要就是在工程精度的选择时一定要根据工程的具体需要来进行，由于作业环境比拟的特殊，因此就对测量的精度提出了更高的要求。此外精密工程测量对设备和仪器也提出了很高的要求，在特殊的情况之下，还会对数据处理有一定的需求。在控制网布设的整个过程之中，精密工程测量同普通工程测量相比拟具有很大的不同，它仅仅选择一个控制点和一个参考的方向，这样就可以最大限度地确保精密工程测量工作的测量精度。

二、高铁精密工程测量技术的精度要求

在高铁的建设中，进行轨道铺设的时候，如果达不到要求的精度，很可能影响轨道的平顺性。因此，要特别注意轨道的铺设精度。因为轨道的铺设是一个庞大的工程，涉及多个施工环节，在各个环节都要注重它的精度要求。首先要注意轨道内部几何尺寸的精度，如果达不到精度的要求，就会影响铁路内部的形状，从而影响铁路的平顺性。国家对内部尺寸的精度做了详细的规定，尤其是允许的偏差，对不同的轨道，比方有砟轨道和无砟轨道，对他们的轨距、轨向、水平、弯曲等多个工程的允许偏差都做了具体的规定。另一方面，要考虑轨道的外部几何尺寸，特别指轨道三维坐标体系下的坐标，这个对铁路的建设起着关键的作用。在进行具体的工作时，要对铁路的定位特别注意，保证其与桥梁、站台

等位置的协调；另外对轨道轨面的高程、轨道中线与线间的允许偏差，一定要按照规定进行施工，保证误差都在允许的范围之内。

三、高铁精密工程测量技术的特点

(一)分级布网的精密测量控制网

我国目前的精密测量的控制网分为根底平面、线路平面和轨道控制网这三个层次，每一个层次都有其各自的作用。第一个层次即根底平面控制网主要提供铁路勘测、施工以及维护时的坐标基准；在进行施工时，就要运用线路平面控制网，在施工中对铁路的勘测和施工进行控制；当进行铁路的铺设与后期的运营时，主要是轨道控制网发挥作用，提供控制的基准。工作人员要严格按照这三个层次进行布网，确保每个层次都能正常运行，从而保证整个铁路建设的质量。

(二)测量系统采用工程坐标系

由于目前我国对高铁的质量要求越来越高，要求勘测的数据与实际的数据间的差距尽量减小。在测量的平面坐标系统中选择投影变形值小的作为工程坐标系，就能保证轨道的平顺，从而提高铁路工程的质量。我国目前采用的工程坐标系的投影变形值小于10mm/km,在实际的应用中，取得了很好的效果，因此选用此类工程坐标系可以提高高铁工程测量的精度。

(三)各级平面高程控制网的精度较高

在过去，我国的经济比拟落后，科技水平也不兴旺，对铁路建设的质量要求也不高。

对于轨道的线型和平顺度都没有做具体的要求。在测量的时候，由于测量技术水平较低，测量方法也不科学，在测量时很难到达一定的精度，有关部门也没有一套完善的测量技术体系，因此，对铁路工程的质量造成了很大的影响。随着科技的开展，现在的精密工程测量技术已经得到了广泛的应用，在高铁的建设中，采用线型的设计，在对轨道的维护时，也采用科学的技术措施，各级平面控制网的精度到达了一定的要求，满足了多方面勘测的需求。精密工程测量技术在高铁中的应用，不仅涉及线下工程施工、轨道的定位，另外对轨道的维护也起到了很好的作用。

四、高铁精密工程测量技术的具体应用研究

(一)高铁控制网的布设方案

高铁轨道测量平面控制网是以ITRF2005为根底建立的，参考椭球体为北京或是西安80，结合地区实际情况，选取抵偿带坐标系统、任意子午线系统及其UTM投影到平面上。该平面控制网共分为以下三级：

(1)CPⅠ

该级控制网的主要作用是为工程勘测、施工、运维提供坐标基准。CPⅠ采用的是B级GPS静态测量进行布设，网点间距约为50-100km，其在联测基准网点的根底上，每隔3-4km布设一个单点，布设相比照拟困难的地段点间距不得小于1000m。同时，特长隧道以及特大桥梁附近应结合实际情况增设CPⅠ控制点。CPⅠ网的两个相邻点之间应当保证良好的通视，各个控制点均必须具备一个相邻的通视方向，以实现“三网合一〞的目标。为了便于转换关系确实定，CPⅠ控制网应当至少联测3个国家或是城市的控制点。

(2)CPⅡ

该级控制网的主要作用是为工程勘测与施工提供控制基准，它可以同时采用C级GPS静态控制测量与全站仪进行布设。网点的间距约为800-1000m，布设相比照拟困难的地段网点间距不得低于600m。网点一般都是按照线路的走向进行布设，布设位置与线路中线之间的距离为50-100m，并选择观测条件相对较好的位置处布设网点。

(3)CPⅢ

该级控制网主要作用是为高铁轨道铺设与运维提供控制基准。CPⅢ建立在CPⅡ的根底之上，其平面常采用沿线路两侧布设五等导线测量的方法进行施测，高程控制为三等水准，其控制点多为嵌入式，嵌入墙体侧面的点位与高程位置均位于高铁轨道标记螺栓前缘的上侧。

表3我国高铁精度控制测量技术指标 目前，我国的高铁高程控制网多以分级布网、逐级控制的方式进行布设，具体是以二级水准路线联测每间隔50-100km布设基岩标，其与线路中心的距离为200m。同时在联测沿线上每间隔25km左右布设深埋水准点，与中线的距离为150m，布设过程中，至少需要联测2个以上国家的不低于二等的水准点，这样便可以将高程统一到国家85高程系统当中，然后在这一根底上布设三等水准路线，并对浅埋水准点进行联测，最后，附合在一等和二等水准点上。

(二)无砟轨道安装中的精密测量

(1)加密基桩测量

在对无砟轨道进行安装施工前，应当按照CPⅢ对基桩进行加密。

(2)安装测量

具体包括以下内容：轨道底座施工测量、支承层施工测量、轨排以及轨道板安装测量等等。

(3)衔接测量

先设置贯穿作业面，然后在此根底上设置共用中线以及高程控制点。

(4)线路整理测量

在进行实际测量前，应当对CPⅢ控制点进行复测，假设是需要设置临时辅助轨道基桩时，可以CPⅢ控制点作为基准点测设与线路的中心线上。同时，在对钢轨进行调整时，可以采用轨道检测车进行测量，也可采用全站仪+水准仪的方式进行测量。当线路中线整理测量全部完毕之后，应当编制高程成果表。

(5)铺设竣工测量

在对无砟轨道进行铺设前，应当对轨道闲暇构建筑进行变形评估，这样有助于最正确铺设时机确实定。可以通过建立水平位移和垂直位移监测网对位于线路以下的构筑物变形情况进行检测控制。竣工测量具体包括如下内容：线路中线位置检测；钢轨轨面高程检测；测点坐标、轨距、上下、扭曲、水平测量，测量步长应为1个轨枕间距为宜。

结语

综上所述，随着我国铁路事业的不断开展壮大，传统的测量技术已经无法满足高铁工程的建设要求，因而要利用高科技的手段，充分发挥精密工程测量技术的优势，从提高测量的水平来提高高铁建设的质量。相关的工作人员也要根据实际情况，选择科学系统的测量方法，从而满足高铁精密勘测的要求，做好工程中的施工工作与后期的维护工作，提高我国高铁建设的整体质量。 参考文献

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