【正文】 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 IX 頁(yè) 2020811 IX 第二章 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的概念 和 為什么要建立客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量體 系 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的概念 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量是相對(duì)于傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量而言，客運(yùn)專線鐵路的平順性要求非常高，軌道測(cè)量精度要達(dá)到毫米級(jí)。其測(cè)量方法、測(cè)量精度與傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量完全不同。我們把適合于客運(yùn)專線鐵路工程測(cè)量的技術(shù)體系稱為客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量。 把客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量控制網(wǎng)簡(jiǎn)稱 “ 精測(cè)網(wǎng) ” 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量是相對(duì)于傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量而言，為了保證客運(yùn)專線鐵路非常高的平順性，軌道測(cè)量精度要達(dá)到毫米級(jí)。其測(cè)量方法、測(cè)量精度與傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量完全不同。我們把適合于客運(yùn)專線鐵路工程測(cè)量的技術(shù)體系稱為客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量； 精測(cè)網(wǎng)： CP 3，二等水準(zhǔn)，精密水準(zhǔn)。 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的內(nèi)容 ? 線路平面高程控制測(cè)量 ? 線下工程施工測(cè)量 ? 軌道施工測(cè)量 ? 運(yùn)營(yíng)維護(hù)測(cè)量 為什么要建立客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量體系 客運(yùn)專線鐵路速度高（ 200km/h～ 350km/h），為了達(dá)到在高速行駛條件下，旅客列車的安全性和舒適性，要求 : (1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的線型施工 ,即保持精確的幾何線性參數(shù) 。 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 X 頁(yè) 2020811 X (2) 必須具有非常高的平順性，精度要保持在毫米級(jí)的范圍以內(nèi)。客運(yùn)專線鐵路的平順性要求見下表 : （ 1）無碴軌道靜態(tài)幾何尺寸允許偏差 高低 軌向 水平 軌距 扭曲 基 350≥ v＞ 200km/h 2 2 1 177。 1 2 V=200km/h 2 2 2 +1 2 3 弦長(zhǎng)（ m） 10 － 2）有碴軌道靜態(tài)幾何尺寸允許偏差 高低 軌向 水平 軌距 扭曲基長(zhǎng) 350≥ v＞ 200km/h 2 2 2 177。 2 2 V=200km/h 3 3 3 177。 2 3 弦長(zhǎng)（ m） 10 － 3）有碴軌道軌面高程、軌道中線、線間距允許偏差 序號(hào) 項(xiàng) 目 允許偏差 (mm) 1 軌面高程與設(shè)計(jì)比較 一般路基 177。 20 在建筑物上 177。 10 緊靠站臺(tái) +20 0 2 軌道中線與設(shè)計(jì)中線差 30 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XI 頁(yè) 2020811 XI 3 線間距 +20 0 （ 4）無碴軌道軌面高程、軌道中線、線間距允許偏差 序號(hào) 項(xiàng) 目 允許偏差 (mm) 1 軌面高程與設(shè)計(jì)比較 一般路基 +4 在建筑物上 6 緊靠站臺(tái) +4 0 2 軌道中線與設(shè)計(jì)中線差 10 3 線間距 +10 0 從表中對(duì)比可知，為了適應(yīng)客運(yùn)專線鐵路高速行車對(duì)平順性、舒適性的要求，客運(yùn)專線鐵路軌道必須具有較高的平順度標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于時(shí)速200km/h 以上無碴和有碴鐵路軌道平順度均制定了較高的精度標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于無碴軌道，軌道施工完成后基本不再具備調(diào)整的可能性，由于施工誤差、線路運(yùn)營(yíng)以及線下基礎(chǔ)沉降所引起的軌道變形只能依靠扣件進(jìn)行微量的調(diào)整。客運(yùn)專線扣件技術(shù)條件中規(guī)定扣件的軌距調(diào)整量為177。 10mm，高低調(diào)整量－ ＋ 26mm，因此用于施工誤差的調(diào)整量非常小，這就要求對(duì)施工精度有著較有碴軌道更嚴(yán)格的要求。要實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專線鐵路的軌道的高平順性，除了對(duì)線下工程和軌道工程的設(shè)計(jì)施工 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XII 頁(yè) 2020811 XII 等有特殊的要求外，必須建立一套與之相適應(yīng)的精密工程測(cè)量體系。 德國(guó)睿鐵公司（ RailOne）執(zhí)行副總裁巴哈曼先生在總結(jié)無碴軌道鐵路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)時(shí)說：要成功地建設(shè)無碴軌道，就必須有一套完整、高效且非常精確的測(cè)量系統(tǒng) —— 否則必定失敗。 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XIII 頁(yè) 2020811 XIII 第 三 章 傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量方法及其不足之處 傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量方法與客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn) 傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè) 量方法 初測(cè)：初測(cè)導(dǎo)線、初測(cè)水準(zhǔn) 定測(cè)：交點(diǎn)、直線、曲線控制樁（五大樁） 線下工程施工測(cè)量：以定測(cè)控制樁作為施工測(cè)量基準(zhǔn) 鋪軌測(cè)量：穿線法、弦線支距法或偏角法測(cè)量 傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量方法與客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn) 傳統(tǒng)的鐵路測(cè)量方法的缺點(diǎn) （ 1）平面坐標(biāo)系投影差大 （高斯投影） 高斯投影面 高斯投影改正值 參考橢球面 中 央 子 線 1954 年北京坐標(biāo)系 3176。帶投影，投影帶邊緣高斯投影邊長(zhǎng)變 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XIV 頁(yè) 2020811 XIV 形值最大可達(dá) 340㎜ /km 平面坐標(biāo)系投影差大，采用 1954 年北京坐標(biāo)系 3176。帶投影，投影帶邊緣邊長(zhǎng)投影變形值最大可達(dá) 340 ㎜ /km，不利于采用采用 GPS RTK、全站儀等新技術(shù)采用坐標(biāo)法定位發(fā)法進(jìn)行勘測(cè)和施工放線 傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量方法與客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn) （ 1）平面坐標(biāo)系投影差大（高程投影） 施工高程面 投影面改正值 高程投影 每 km 邊長(zhǎng)變形值 H/R 平面坐標(biāo)系投影差大，采用 1954 年北京坐標(biāo)系 3176。帶投影，投影帶邊緣邊長(zhǎng)投影變形值最大可達(dá) 340 ㎜ /km，不利于采用采用 GPS RTK、全站儀等新技術(shù)采用坐標(biāo)法定位發(fā)法進(jìn)行勘測(cè)和施工放線 （ 2）不利于采用采用 GPS RTK、全站儀等新技術(shù)采用坐標(biāo)法定位 法進(jìn)行勘測(cè)和施工放線； 測(cè)量精度低，由于導(dǎo)線方位角測(cè)量精度要求較低（ 25″ ），施工單位復(fù)測(cè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)曲線偏角超限問題，施工單位只有以改變曲線要素的方法來進(jìn)行施工。在普通速度條件下，不會(huì)影響行車安全和舒適度，但在高速行車條件 下，就有可能影響行車安全和舒適度 （ 3）沒有采用逐級(jí)控制的方法建立施工控制網(wǎng) ?線路測(cè)量可重復(fù)性較差； ?中線控制樁連續(xù)丟失后，很難進(jìn)行恢復(fù)。 沒有采用逐級(jí)控制的方法建立完整的平面高程控制網(wǎng)，線路施工控制僅靠定測(cè)放出交點(diǎn)、直線控制樁、曲線控制樁（五大樁）進(jìn)行控制，線路測(cè)量可重復(fù)性較差，當(dāng)出現(xiàn)中線控制樁連續(xù)丟失后，就很難進(jìn)行恢復(fù) （ 4）測(cè)量精度低： 導(dǎo)線測(cè)角中誤差 ″、方位角閉合差 25″ ；全長(zhǎng)相對(duì)閉合差： 平均高程 H 參考橢球 面 NN 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XV 頁(yè) 2020811 XV 1/6000 施工單位復(fù)測(cè)經(jīng)常出現(xiàn)曲線偏角超限 改變?cè)O(shè)計(jì)偏 角施工 ,設(shè)計(jì)線形被改變 （ 5）軌道的鋪設(shè)不是以控制網(wǎng)為基準(zhǔn)按照設(shè)計(jì)的坐標(biāo)定位，而是按照線下工程的施工現(xiàn)狀采用相對(duì)定位進(jìn)行鋪設(shè)。 由于測(cè)量誤差的積累，軌道的幾何參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)不一致。 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XVI 頁(yè) 2020811 XVI 第 四 章 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn) ? 客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn) 確定了客運(yùn)專線鐵路精密工程測(cè)量 “ 三網(wǎng)合一 ” 的測(cè)量體系 三網(wǎng)的含義 勘測(cè)控制網(wǎng) :CPⅠ、 CPⅡ 、水準(zhǔn)基點(diǎn) 施工控制網(wǎng) CPⅠ、 CPⅡ 、水準(zhǔn)基點(diǎn)、 CPⅢ 運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng) ： CPⅢ、加密維護(hù)基樁 客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工 程測(cè)量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能不同分為了勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)。我們把客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測(cè)量的這三個(gè)控制網(wǎng)，簡(jiǎn)稱 “ 三網(wǎng) ” 。 “ 三網(wǎng)合一 ” 的內(nèi)容和要求： 1）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)高程系統(tǒng)的統(tǒng)一； 2）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一； 3）線下工程施工控制網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)的坐標(biāo)高程系統(tǒng)和起算基準(zhǔn)的統(tǒng)一； 4）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)測(cè)量精度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一； 三網(wǎng)合一的重要 性 （ 1）勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)不統(tǒng)一的后果 ?平面尺度：縱向里程，橫向偏移 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XVII 頁(yè) 2020811 XVII ?高程基準(zhǔn)：線路縱斷面，穿跨越限界 （ 2）線下工程施工控制網(wǎng)與軌道施工控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)和測(cè)量精度不統(tǒng)一的后果 ●線下工程與軌道工程錯(cuò)開 凈空限界不足 事例： 渝線無碴軌道試驗(yàn)段線路長(zhǎng) ，最小曲線半徑為 1600m，勘測(cè)設(shè)計(jì)階段采用《新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范》要求的測(cè)量精度施測(cè)，即平面坐標(biāo)系采用 1954年北京坐標(biāo)系 3176。帶投影，邊長(zhǎng)投 影變形值滿足達(dá) 210mm/km，導(dǎo)線測(cè)量按《新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范》初測(cè)導(dǎo)線要求 1/6000 的測(cè)量精度施測(cè)，施工時(shí)，除全長(zhǎng) 5km的龍鳳隧道按 C 級(jí) GPS 測(cè)量建立施工控制網(wǎng)外，其余地段采用勘測(cè)階段施測(cè)的導(dǎo)線及水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行施工測(cè)量。鐵道部決定在該段進(jìn)行鋪設(shè)無碴軌道試驗(yàn)時(shí)，線下工程已基本完成，為了保證無碴軌道的鋪設(shè)安裝，在該段線路上采用 B級(jí) GPS 和二等水準(zhǔn)進(jìn)行平面高程控制測(cè)量，平面坐標(biāo)采用工程獨(dú)立坐標(biāo)，邊長(zhǎng)投影變形值滿足≤ 3mm/km，施工單位在無碴軌道施工時(shí)，采用新建的 B級(jí) GPS 和二等水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行施工。由于勘測(cè)階段平面 控制網(wǎng)精度與無碴軌道平面控制網(wǎng)精度和投影尺度不一致，致使按無碴軌道高精度平面控制網(wǎng)測(cè)量的線路中線與線下工程中線橫向平面位置相差達(dá)到 50cm。為了不廢棄既有工程，施工單位不得不反復(fù)調(diào)整線路平面設(shè)計(jì)，最終將曲線偏角變更了 17″，將線路橫向平面位置誤差調(diào)到路基段進(jìn)行消化，使路基段的線路橫向平面位置誤差消化量最大達(dá)到 70～ 80mm，這樣才滿足了無碴軌道試驗(yàn)段的鋪設(shè)條件。由此可見，線下工程施工平面控制網(wǎng)精度與無碴軌道施工平面控制網(wǎng)精度相差太大，會(huì)給無碴軌道施工增加很多困難，遂渝線無碴軌道試驗(yàn)段的速度目標(biāo)值為 200km/h，而且線路只有 ，有大量的路基段可以消化誤差，調(diào)整起來比較容易。當(dāng)速度目標(biāo)值為 250km/h～ 350km/h 時(shí)，線路均為橋遂相連，沒有路基段消化誤差，誤差調(diào)整工作更困難。當(dāng)誤差調(diào)整消化不了時(shí)，就會(huì)造成局部工程報(bào)廢。 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 XVIII 頁(yè) 2020811 XVIII 客運(yùn)專線鐵路工程平面控制測(cè)量分三級(jí)布網(wǎng)的布設(shè)原則 ?第一級(jí) :基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（ CPⅠ） ,為勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)； ?第二級(jí) :線路控制網(wǎng)（ CPⅡ ,為勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn)； ?第三級(jí) :基樁控制網(wǎng) /施工加密網(wǎng)（ CPⅢ） ,為線下工程、無碴軌道施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。 客運(yùn) 專線鐵路工程測(cè)量三級(jí)平面控制網(wǎng)示意圖 客運(yùn)專線鐵路工程測(cè)量平面坐標(biāo)系統(tǒng)的工程獨(dú)立坐標(biāo)系。 客運(yùn)專線鐵路工程測(cè)量精度要求高，施工中要求由坐標(biāo)反算的邊長(zhǎng)值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值應(yīng)一致，即所謂的尺度統(tǒng)一。由于地球面是個(gè)橢球曲面，地面上的測(cè)量數(shù)據(jù)需投影到施工平面上，曲面上的