精密工程测量论文

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研究所要解决的问题。考虑到高速铁路对工程测量精度指标的严格要求，因此需 要保障实际施工中基本尺度的统一性（主要是指现场测定数据与坐标反算边长数 值的一致性） 。当中，需要注意以下两个方面的问题： （1） 高斯投影边长变形指标 高斯投影边长变形指标以地球曲面的椭圆形态为依据，在曲面几何 图形投影至平面的过程当中，产生变形是在所难免的。在测量学研究视 角下，高斯投影边长变形指标的计算方式为： ［测量边中点与中央子午线间隔距离(单位: km) /2*地球曲率半径(单 位: km )］*测量边长( m) （2） 高程投影边长变形指标 在将高程投影面作为参考椭圆体面的状态下，参考椭圆体面所接收 到的地面测量边长投影也同样会产生一定的变形，这即所谓的高程投影 边长变形。该指标的计算方式为： ［测量边平均高程(单位: m) －投影面高程(单位: m)］ /地球曲率半径 (单位: km) 由于过大的边长投影变形数值会对高速铁路施工及后期运行产生不 良的影响，因此在工程测量中，必须针对边长投影变形构建独立的坐标 系统。结合上述指标的计算方式，为充分保障高速铁路工程建设的相关 要求，就需要按照如下指标加以控制：边长投影变形值≤10mm/km。 2.2 高程控制测量基准 现阶段，全国性统一采纳的高程基准为 1985 国家高程基准。考虑到高速铁 路在线路长度、线路跨越管线等方面的特殊性，也为了保障高速铁路自身与周边 相关交叉建筑物在高程关系上测量的准确与可靠，高程控制测量基准指标同样需 要以 1985 年国家高程基准为准。对于个别无 1985 国家高程基准水准点的施工 区域，可采取独立高程进行计算。但需要注意的是：在高速铁路全线高程测量贯 通后，需要及时进行消除断高处理，并对独立高程进行计算与转换。 高速铁路建设中精密工程测量管理关键控制环节及对策 在高速铁路建设过程中， 作为铁路建设基础性工作的精测网测量中的 CP0、 CPⅠ、 CPⅡ平面控制网及线路水准基点高程控制网测量由铁路设计单位完成，铁路设计单位 均具有测绘甲级资质，具有良好的质量控制体系，测量成果质量有保证；相比勘察设计 阶段的测量工作，施工阶段的测量和监测工作内容多，工作繁杂，持续的时间长，而施 工单位一般测量资质等级较低，加之部分施工单位为路外单位，人员及技术能力不足， 很多测量和监测工作均低价委外， 过程监控不严格或难以监控， 从而使得测量及监测质 量难以保证，其后果小则造成工期拖延或者埋下隐患，大则直接造成工程浪费或返工， 最终对建设工期、质量和投资等造成影响。因此，加强建设阶段测量和监测工作管理， 特别是重点测量工序的质量管控是保证工程顺利建设的基础。 高速铁路建设中精密工程 测量管理关键控制环节有精测网复测与加密测量、 隧道工程洞外洞内测量、 线下工程结 构变形测量、CPⅢ轨道控制网测量、无砟轨道施工测量、长轨精调测量。 3.1 精测网复测与加密测量 (1) 抓好组织结构建设，对全线精测网复测与加密测量工作按照组织统一、标准统 一、措施统一的原则进行集中管理和控制，并跟踪至全线建成通车；委托专业测量单位 对精测网复测与加密测量工作进行咨询评估， 编制全线精测网复测与加密测量管理办法、 评估细则及技术方案；对测量全过程进行咨询指导，解决测量过程中的疑难问题，独立 对测量成果进行验算评估，编制评估验收报量工作的测量精度。 1.5 精密工程测量在高速铁路中的特点 （1）高速铁路各级平面高程控制网精度能够满足多方面的勘测要求。我国高速 铁路精密工程测量技术是随着我国社会经济发展不断完善起来的，在过去的时间 里，国家相关部门对于铁路建设并没有提出较高的要求，无论是对轨道的线型还 是轨道的平顺度。此外，由于当时科学技术和管理水平较落后，对于工程测量的 勘测和施工等工作，相关部门并没有建立一套科学完善体系，工作中所采取的测 量方法也不科学，从而导致轨道的几何参数与设计参数往往相差较远，对于轨道 的整体质量造成了巨大影响。当前高速铁路精密工程测量，主要是根据轨道设计 的线型采取科学合理的技术进行施工放样，在对轨道进行运行维护的时候，也应 该根据上级单位下发的轨道线型采取合理的措施。由此可见，高速铁路精密工程 测量如果想要将其作用在铁路建设中充分发挥出来，不但要满足线下工程施工、 轨道施工定位，而且还要满足轨道的运行维护要求。 （2）高速铁路精密测量控制网按分级布网的原则布设。就我国目前高速铁路精 密测量控制网的整体布设来看，主要可以分为三个层次，即基础平面控制网、线 路平面控制网和轨道控制网，每一层次都有其各自的功能。其中，基础平面控制 网主要负责为轨道施工的勘测、施工以及运营维护等提供坐标基准。线路平面控 制网主要为勘测和施工提供控制基准，而轨道控制网则主要是为轨道铺设和后期 的运营提供控制基准。对于这三个层次的布设，工作人员必须要按照分级布网的 原则来进行设置，以此来确保其功能能够充分发挥出来。 （3）高速铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤10mm/km 的工程 独立坐标系。近几年来，国家相关部门对于高速铁路工程施工质量的要求越来越 高， 对工程勘测数值与实际数值之间存在的偏差要求也越来越高。 从理论上来说， 边长投影变形的数值越小，对轨道平顺度的提升就越有利。目前，我国京津城际 高速铁路工程测量中，平面坐标系统投影变形值按 1/100000 控制，并且取得了 良好的效果，可见，高速铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤ 10mm/km 的工程独立坐标系也是高速铁路工程测量的一个主要特点。 （4） 高速铁路精密工程测量 “三网合一” 的测量体系高速铁路工程测量的平面、 高程控制网， 按施测阶段、 施测目的及功能不同分为了勘测控制网、 施工控制网、 运营维护控制网。 我们把高速铁路工程测量这三个阶段的控制网， 简称 “三网” 。 其中，勘测控制网包括：CPI 控制网、 CPII 控制网、二等水准基点控制网。施工 控制网包括：CPI 控制网、CPⅡ控制网、水准基点控制网、CPII 控制网。运营维 护控制网包括：CPⅡ控制网、水准基点控制网、CPⅢ控制网、加密维护基标。高 速铁路精密工程测量所采用的体系就是将以上三个阶段的控制网合为一体，从而 更好得实现铁路的精密工程测量工作。 精密工程测量精度指标 高速铁路精密工程测量技术标准核心是研究确定平面和高程控制网的精度要求,以 满足高速铁路施工控制要求， 进而保证高速铁路的安全平稳运行。 根据高速铁路轨道平 顺性精度高的要求，结合我国高速铁路工程建设实际,研究确定平面及高程控制的相关 精度指标，成为解决高速铁路建设的关键问题之一。 2.1 平面控制测量基准 基准的选择,即平差的参考系选择， 就是给控制网的平差提供一组必要的起始 数据，以便求得平差问题的唯一解。基准包括平面坐标系统和平面起算数据的确 定，如何选择起始数据才能满足高速铁路控制测量的要求，是平面控制测量基准
(2) 咨询评估单位应加强施工单位人员技术能力的培训、技术交底和指导，并做好 精密测量实施方案、控制点布网埋石、外业测量数据质量、平差计算数据处理、测量成 果精度及可靠性、 资料完整性等关键环节的咨询评估验收工作， 保证全过程的咨询质量 和评估验收结论的正确可靠。 (3) 委托专业的精测网复测与加密测量单位：精测网复测与加密测量主体责任在施 工单位， 如施工单位不具备测量资质及能力， 应选择有资质有经验的测量单位来保证工 期和质量。 建设单位可要求施工单位委托专业测量单位完成本标段的精测网复测与加密 测量工作， 或通过要求各标段委托一部分给专业测量单位， 其余部分由专业测量单位对 各标段进行技术指导和数据处理， 来加强精测网复测与加密测量工作， 确保精测网复测 与加密测量质量达到规范的要求。 3.2 隧道工程洞外洞内测量 (1) 抓好组织结构建设，委托专业测量单位对隧道工程洞外洞内测量工作进行咨询 评估，编制全线隧道测量管理办法、洞外洞内控制测量评估细则及技术方案；对隧道测 量的洞外控制测量、 洞外控制复测、 贯通误差预计和洞内测量设计、 洞内施工控制测量、 贯通误差的测定与调整等环节进行咨询指导， 解决测量过程中的疑难问题， 独立对测量 成果进行验算评估，编制评估验收报告作为下一工序开展的依据文件。 (2) 充分发挥监理单位在隧道施工测量过程中的监督管理职能，要求监理单位配备 足够的专业监理人员，加强现场隧道施工测量的监控力度，对隧道测量的前期准备、测 量作业、 后期检测以及竣工验收等一系列工作进行全面、 详细、 合理、 有序的监督管理。 首先是对隧道测量前期准备工作进行监督和控制， 保证测量各个方面准备就绪； 其次是 监督施工单位测量人员分配的合理性， 要求施工单位执行隧道测量责任制， 将每个阶段 隧道测量责任划分到相应的测量人员身上； 再次是要求监理单位加强现场旁站和监督检 查，对隧道测量各环节进行质量监督和控制，严格要求施工人员精准测量，将测量误差 减低到最小；最后是对隧道测量工作进行抽检，及时发现测量中的大误差和粗差，及时 进行纠正。 (3) 隧道工程洞外控制测量工作需要以保证贯通为原则建立隧道洞外独立控制网， 同时还需根据隧道贯通长度进行控制网优化设计并预计贯通误差， 通过将线路中线定测 控制桩、隧道进出口及辅助坑洞纳入到隧道洞外独立控制网中，使进出口控制点、辅助 坑洞控制点基准统一。隧道洞外独立控制网设计、测量专业性较强，建设单位可要求施 工单位委托专业测量单位完成本标段隧道洞外控制测量工作， 确保隧道施工测量基准统 一，进洞联系测量误差最小，从而为隧道准确贯通奠定良好的基础。 (4) 隧道洞内施工导线测量主要是为隧道贯通服务的，其测量方法、精度除了要满 足正确贯通外，还要兼顾到与隧道贯通后统一布设的洞内 CPⅡ贯通导线控制网测量方 法、精度的协调，既保证隧道的准确贯通，又保证与洞内 CPⅡ控制网和二等水准控制 网的一致性，避免洞内施工控制网因施测精度低、可靠性差，使得测量成果与洞内 CP Ⅱ控制网和二等水准控制网测量成果差异大， 导致按洞内施工控制网划定的构筑物限界 不满足设计条件而造成返工。 因此， 为了确保隧道洞内施工导线测量精度和可靠性满足 要求，建设单位可委托专业的第三方检测单位对隧道洞内施工导线测量进行平行检测， 平行检测量应达到测量总量的 20%，对施工过程中的测量问题及时发现及时分析处理， 保证隧道准确贯通并满足设计条件。 3.3 线下工程结构变形测量 (1) 抓好组织结构建设，委托专业的结构变形监测咨询评估单位，制定结构 变形观测评估细则及其结构变形观测管理办法，做好各施工单位测量人员、设备 到位的监督和审查工作。