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1、客运专线无砟轨道铺设CP控制网测量技术中铁十五局集团 张 麒 杜万强摘要：无砟轨道施工控制测量技术是无碴轨道建设的关键技术之一,其内部与外部尺寸等平顺性指标是制定测量技术标准的主要因素。本文介绍了无砟轨道CP控制网测量的各工序，为其它类似工程提供借鉴。关键词：无砟轨道 CP控制网 控制测量1. 概述客运专线无砟轨道对轨道的平顺性要求高，线路中线必须具备准确的几何线性参数，无砟轨道铺设工艺复杂、精度要求高，误差必须保持在毫米级的范围内。无碴轨道施工控制测量技术已成为无碴轨道建设关键技术之一。无碴轨道的施工质量控制是无碴轨道能否成功的关键，施工控制测量精度更为重要，一旦出现问题，将为整个使用寿命期
2、留下隐患，不仅改善轨道几何形位参数十分困难，更需要花费高昂的代价进行弥补。因此建立高精度的无砟轨道铺CP控制网显得尤其重要，本文结合武广客运专线实际施工情况对无砟轨道CP控制网的布设及测量技术进行总结。2. CPI、CPII网及二等水准高程网的复测根据铁道部关于时速200公里及以上铁路工程测量标准有关事项的通知（铁建设函200842号）的相关要求，无砟轨道铺设CP控制网建立时，CP、CP和高程网应复测一次。2.1. 技术要求(1) 对于丢失破坏的CP、CP和二等水准点按客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定的要求进行恢复。(2) 对于点位的位置和密度不能满足CP控制网测量要求的CP控制点和二等水
3、准点按插点或插网的方法进行同精度加密。(3) 将复测成果与此前上报公司的交桩成果进行对比，对异常情况进行分析，提交复测成果报告。2.2. 桥梁及路基段复测采用瑞士Leica 1230型GPS接收机4台套（仪器标称精度3+0.5ppm）按静态GPS相对定位测量方法进行复测。GPS网布网形式采用边连接式布网。GPS测量等级按铁路C级GPS测量要求施测。数据处理软件：基线解算、三维无约束整体平差、基准和投影转换软件为瑞士Leica公司原厂LEICA Geo Office1.0版软件；二维约束平差软件为武汉大学研制的Cosa系列GPS数据处理软件3.0版。2.3. 隧道内CP控制网测量(1) 在隧道贯
4、通后进行CPII控制桩测量时， CP控制网测量采用导线测量，导线附合于隧道两端的CP或CP控制点上，边长以600800m为宜，导线测量的主要技术要求见表1：表1 CP导线测量主要技术要求控制网级别附合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（mm）导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差（）对应导线等级CP460080052.5101/40 0005四等CP4L760080031.851/60 0003.6三等CP7L60080030.751/100 0001.4二等(2) CP导线控制点的定位精度要求见表2表2 CP导线控制点的定位精度要求（mm）控制点可重复性
5、测量精度相对点位精度CP1510(3) CP控制网导线测量技术要求导线测量应起闭于隧道洞口两端或斜井（或横洞）的CPI控制点上，采用标称精度不低于2、2mm+2ppm的全站仪施测。大于7公里的隧道应采用标称精度不低于1、1mm+1ppm的全站仪施测。 导线测量水平角观测应符合表3的规定。表3 导线测量水平角观测技术要求附合长度仪器等级测回数半测回归临差2C较差同一方向各测回间较差L4DJ14696DJ2681394L7DJ16696DJ21081397LDJ19696DJ2158139 导线边长测量，读数至0.1毫米。距离和竖直角往返各观测3测回。各项限差应满足表4的要求。表4 距离和竖直角观
6、测限差仪器精度等 级测距中误差（mm）同一测回各次读数互差（mm）测回间读数较差（mm）往返测平距较 差557mD5101015注：mD =(a+bD) ，为仪器标称精度。式中：a仪器标称精度中的固定误差(mm)b比例误差系数（mm/km）D测距边长度（km）电磁波测距仪的测距精度划分标准为：测距长度为1km时级：|mD|5 mm级：5 mm |mD|10 mm CP导线应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差计算。 隧道内高程测量采用水准测量方法，按二等水准测量精度要求施测，洞内水准点与CP 共点，附合到洞口二等水准点上，闭合差须满足4限差要求（如独立平差，洞内外共点处就
7、存在断高）。3. CPIII控制网测量实施方案3.1. CP平面控制网测量3.1.1. CP控制点的元器件CPIII控制点的元器件按照武广客运专线CP测量标志联接件实施方案的要求，采用工厂精加工部件(要求数控机床)，用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料制作。CP测量标志联接件采用固定套筒，直杆轴螺旋式旋入的形式。CP测量标志联接件满足客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定的点位相对精度1mm和可重复性测量精度5mm的要求。CP控制点标志重复安置精度应不大于0.3mm，并应经检测合格后方可使用。 测量预埋固定套筒（一套） 用于平面测量的短轴芯 用于高程测量的长轴芯3.1.2. CPIII控制点的布设
8、CPIII控制点距离布置一般为60 m左右，且不应大于80 m。CPIII控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。(1) 一般路基地段宜布置在接触网杆上，见下面示意图：注：CPIII控制点距离设计轨面高差一般为300mm左右。(2) 当路基地段没有施工接触网杆时可以在路基上布置临时控制点桩或布置在已施工的接触网杆的基础上。临时立柱采用直径20cm的钢筋混凝土圆柱，高度在直线及曲线内侧地段1.2m，曲线外侧地段R8000m时高1.345m、R9000m时高1.325m、R10000m时高1.31m、R12000m时高1.285m，测量标志点距离杆顶0.1m，见下图，测量标志点应高出超高一
9、侧轨面0.20.3m的上方相应位置，面向轨道的内侧。注：临时控制点桩在施工时应加4根直径为10mm的钢筋 (3) 桥梁上一般布置在防撞墙上，要求设在桥梁固定支座端，两侧相对的两点之间允许的里程差应小于3米。示意图见下图。注： CPIII控制点距防撞墙表面50mm左右。(4) 隧道里一般布置在二衬边墙上，离电缆槽顶面3050cm。见下面示意图注：1、标记点B距电缆槽边墙表面100mm左右； 2、辅助标记点A设置在内衬上，标记点距电缆槽边墙表面3500mm左右。隧道内安装上棱镜的CP测量控制点(5) CPIII联接件的安装钻孔在桥隧边墙上，每隔60米左右设置一对CP 标联接件套筒，每一对联接件允许
10、的最大里程差为3米。钻孔应在两边电缆槽（边墙基础）以上约80cm，采用20mm直径的钻头，孔深80mm，钻孔时必须保证孔大致水平。 安装a.检查轴芯和套筒间隙，轴芯全部插入套筒后套筒沿口应和轴芯横截面密接，不能有明显摇动。否则要更换套筒。b.用塑料后盖封闭套筒后端筒口，封堵水平槽，防止锚固剂流入水平槽。c. 将孔内碎渣清理干净，浇水润湿洞孔。d.调制锚固剂成软滑粘稠可堆积状，然后塞入洞孔。e.将长轴（专用与套筒安装和水准测量的轴芯）旋入套筒，用套筒封口端对准洞口，使轴芯平面朝上插入洞孔。锚固剂沿套筒外壁四周被挤出。f. 用圆水准气泡置于长轴芯平面上，整平轴芯。稍待稳定后旋出长轴芯。g.轻轻旋上
11、套筒盖。(6) CP控制点编号的标注应全线统一采用大小为4cm的正楷字体刻绘，并用白色油漆抹底，绿色油漆填写编号字体。3.1.3. CP控制网标记点的编号CP控制点的编号定义如下：CP点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。CP点以数字3为数字代码所有处于线路下行线轨道左侧的标记点，编号为奇数，处于上行线轨道右侧的标记点编号为偶数，在有长短链地段应注意编号不能重复。举例如下：点编号含义数字代码在里程内点的位置1932301表示线路里程DK1932范围内线路左侧的CPIII第1号点，“3”代表CP1932301（轨道左侧）奇数1、3、5、7、9、11等1932302表示线路里程DK356范围
12、内线路右侧的CPIII第1号点，“3”代表CP1932302（轨道右侧）偶数2、4、6、8、10、12等“自由测站”法CP III-网络的点编号体系自由设站点编号按“Z193201，Z193202.”沿线路里程增加方向编号。3.1.4. CPIII控制点的定位精度要求CPIII控制点的定位精度要求表（mm）控制点可重复性测量精度相对点位精度CPIII后方交会测量513.1.5. CPIII控制点的测量(1) 仪器要求全站仪必须满足如下精确度要求：角度测量精确度： 1距离测量精确度： 1mm +2ppm使用带目标自动搜索及测量的现代化全站仪，如：Leica TCA1800，Leica TCA20
13、03，TRIMBLE S6等。每台仪器应配13个相应的进口棱镜。使用前对棱镜进行检测。(2) 测量方法CP控制网采用自由设站边角交会网（暂规称为“后方交会网”）的方法测量。从每个自由测站，将以23个CP 点为测量目标，每次测量保证每个点位测量3次，其测量布网形式如下： 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）CP控制点距离为60 m左右，且不应大于80 m，观测CP点允许的最远的目标距离为120 m左右，最大不超过150m。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。测量根据3组完整的测回。记录每个测站的：温度、气压以及CP、CP
14、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。外业测量时设站时的温度气压表(3) 水平角测量的精度应按如下要求进行： 测量水平方向：3测回； 测量测站至CP 标记点间的距离：3测回。方向观测各项限差根据精密工程测量规范（GB/T 15314-1994）的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。方向测量法水平角测量精度表经纬仪类型电子经纬仪两次读数差半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差DJ050.54124DJ0715125DJ 116126注：DJ05为一测回水平方向中误差不超过0.5的经纬仪每个点应正倒镜观测3次，各点的允许横向偏差不超过5mm。距离的观测应于水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。(
