高速铁路工程测量特点

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引言

高速铁路的建设要求较高，对各个环节的控制测量也非常精准，一点细小的误差都可能引发重大的安全事故。因此，必须加强高速铁路工程测量的相关工作，尤其是沉降变形等方面的测量必须高度重视，这样才能保证高速铁路的建设符合标准，质量可靠。

1对比分析高速铁路的工程测量与传统铁路的工程测量

1.1高速铁路工程测量

从实际情况来看，高速铁路工程测量涉及的主要测量内容包括了三个方面：①设计控制网；②建立基础控制网和框架控制网；③建立线路控制网。对第一个方面的内容而言，关键是进行精准的工程测量。控制网的设计涉及到平面控制网和高程控制网，平面设计网要全面考虑高程投影的边长变形和高斯投影的边长变形，合理选择平差基准。而高程控制网需要依照国家高程基准水平点展开设计，如果没有对应的水平点，可以在测量的过程中自行建立，并按照相关的转换关系将其换算成国家标准。对第二和第三个方面，基础控制网主要是对高速铁路工程测量提供必要的勘察、施工和维护的坐标信息。而线路控制网是在基础控制网的基础上建立的，在前期勘察中还需要高程控制网的参与，依照水准基点进行引用和建立。

1.2传统铁路的工程测量

传统的铁路工程测量流程主要可以分为初测、定测、线下测量和铺轨测量这几个部分。由于传统铁路的建设标准比较低，这也就导致其对应的工程测量相关标准也比较低。通过和高速铁路工程测量进行对比分析，可以明确传统铁路测量存在的不足之处。①传统铁路测量具有较大的高斯投影变形。②传统铁路工程测量会产生较大的高程投影边长变形。③传统的铁路工程测量没有建立其完善的平面高程控制网，仅仅是依靠直线控制桩、曲线控制桩等进行控制测量，不仅误差较高，而且容易丢失。④传统测量的精度比较低，导致在进行复测时容易产生曲线偏角超过极限值的问题，会对行车的安全和舒适度形成较大的影响。此外，传统测量方式还会使铺轨基准出现缺陷，进而使轨道的铺设出现质量上的问题。

2高速铁路工程测量的特点分析

2.1三网合一

所谓三网合一，主要是指高速铁路工程测量将施工控制网、勘测控制网和轨道控制网实现了融合。由于这三个控制网在高速铁路中的施工阶段、功能和施工目的均不同，将其实现融合可以最大程度确保高速铁路在勘测、施工和维护这三个阶段的测量工作切实可靠。实现三网合一，必须要将相关的标准进行统一。也就是将轨道控制网、施工控制网和勘测控制网按照CPI作为基准，以二等、三等水准基点网构建高程控制网。

2.2三级布设

在高速铁路中对轨道的几何线形要求很高，都是以毫米级作为精度控制的标准。测量控制网不仅要在精度上满足施工测量的基本要求，还应该符合铺设轨道的标准要求，将轨道的设计参数和实际的几何参数之间的误差控制在最小范围内，在最大程度上保证两者的一致性。高速铁路轨道的几何尺寸是对其在空间环境中高程和位置的表现，其功能也和周围的建筑物具有直接的关系，需要通过相应的空间坐标进行定位。而对轨道的外部几何尺寸进行测量也可以将其称为对轨道的绝对定位，可以通过不同级别的高程控制网得以实现，以确保线下站台、隧道、桥梁和路基的空间位置和轨道相匹配。需要注意的是高等级控制网如果一次建成，那么必将耗费大量的资金，也无法发挥其全部功能。所以，应该依照分级控制的基本原则建立测量控制网，即以基础平面控制网作为第一级，以线路控制网作为第二级，以轨道控制网作为第三级。

2.3独立工程坐标系

高速铁路对测量精度的要求很高，在实际的施工中又主要是通过坐标反算的方法对边长值和实测值的对应关系进行确定，以保证尺度的统一。由于地球本身是一个球体，在地面进行测量时将测量数据投影到平面，必将产生对应的形变。如果使用国家投影坐标系统，其边长投影的最大变形值可能达到340mm/km，这对高速铁路的施工将产生很大影响。而根据相关理论，投影变形值越大，对实际施工造成的影响也就越大。因此，应该尽量将投影产生的变形值控制在最低水平。所以，高速铁路工程测量可以采用独立的工程坐标系，对投影产生的误差进行修正，将其控制在10mm/km的范围内，确保和全站仪的精度相符。

2.4相对定位和绝对定位的结合

在轨道铺设的测量定位中，传统的方法是绝对定位，这就导致在某些时候出现了施工实际和设计不符的现象，给造成施工困难。目前采用相对定位的方式进行轨道铺设，可以很好地处理轨道短波不平顺的问题，但是却无法有效解决长波不平顺的问题。对于某些曲线半径较大，弯道较长的轨道铺设施工而言，相对定位的方式就会出现一定的缺陷。所以需要将相对定位和绝对定位结合起来，从根本上确保轨道的线形。

3高速铁路工程测量的重点

3.1沉降观测

对于高速铁路工程测量而言，沉降观测是一项重点工作。这是因为高速铁路在建成之后，轨道具有不可调的特点。因此必须确保在进行轨道铺设之前沉降就已经达到稳定。在高速铁路的工程测量工作中，必须加强沉降测量的相关工作。就实际情况而言，进行沉降观测应该在建成墩台之后就立即开展：①需要选定沉降观测的点位；②设置沉降观测的标志；③对其进行连续地测量，根据得到的观测数据，绘制出对应的沉降曲线，并对其最终的沉降量进行预测。当实际沉降达到预测值并稳定之后，方可进行轨道的铺设施工。

3.2实例分析

在京沪高速铁路的施工中，大部分标段所用的仪器是天宝DiNi0.3电子水准仪，个别使用的是徕卡DNA03电子水准仪。对沉降进行观测主要是通过垂直位移监测网进行的，该垂直位移监测网的等级属于三级，相邻基准点高误差在1mm，每站高差中误差0.3mm，检测已测高差较差为0.8姨nmm。对墩台进行观测，在施工完成后对载荷变化的前后分别进行一次观测，或者直接观测一周。在预制梁桥时，架梁前进行一次一周的沉降观测，在预制梁架设的前后分别进行一次观测，在进行附属设施施工时，在载荷变化前后分别进行一次观测或是进行一周观测。此外，在桥位施工、架桥机通过、轨道铺设等多个环节，均需对其进行沉降观测。沉降观测所使用的仪器是精度不低于1mm/km的电子水准仪，通过观测得到了大量的测量数据，通过计算机对这些数据进行处理分析，对沉降变化有了精准的判断。在进行沉降观测的过程中，充分尊重了五固定的基本原则，对工作基点、测量仪器、监测环境、线路方法和人进行了固定，不仅确保了沉降观测的精度，还提高了观测效率。

4结束语

高速铁路工程测量的意义重大，必须将其与传统的铁路工程测量区别开来，详细了解特点的形成。只有在高速铁路工程测量中加强三网融合、分级布设以及使用独立工程坐标系，才能切实保证高速铁路工程的测量质量。

作者：盛洪亮 单位：中铁十七局集团第五工程有限公司