客運專線無碴軌道鋪設(shè)階段控制測量技術(shù)近日，由xx集團公司主編的《客運專線鐵路無碴軌道施工測量技術(shù)標準》正在緊張籌備之中，為配合《客運專線鐵路無碴軌道施工測量技術(shù)標準》大綱的編寫，特將《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》（簡稱《暫規(guī)》）宣貫培訓(xùn)中有關(guān)無碴軌道鋪設(shè)階段控制測量技術(shù)的知識總結(jié)如下：1無碴軌道與測量系統(tǒng)無碴軌道是以鋼筋混凝土或瀝青混凝土道床取代散粒體道碴道床的整體式軌道結(jié)構(gòu)。軌道的高平順性是無碴軌道最突出的特點，同時也是高速鐵路建設(shè)成敗的關(guān)鍵之一。為了保證軌道的高平順性，線路必須具備非常準確的幾何參數(shù)，測量誤差必須保持在毫米級范圍內(nèi)，對測量精度提出了很高的要求。對于無碴軌道而言，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、線路運營以及線下基礎(chǔ)沉降所引起的軌道變形僅能依靠扣件進行微量的調(diào)整。客運專線扣件技術(shù)條件中規(guī)定扣件的軌距調(diào)整量為±10mm，高低調(diào)整量為（－4~＋26）mm，因此由于施工誤差的調(diào)整量非常小，這就要求對測量精度有著較有碴軌道更嚴格（苛刻）的要求。德國睿鐵公司（RailOne）執(zhí)行副總裁巴哈曼先生曾這樣說道：“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量系統(tǒng)，否則必定失敗”。由此可見測量系統(tǒng)對無碴軌道工程的重要性。2無碴軌道鋪設(shè)階段控制測量技術(shù)在無碴軌道鋪設(shè)階段，首先應(yīng)建立無碴軌道鋪設(shè)控制網(wǎng)，包括基樁控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。2.1基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）的建立《暫規(guī)》第12頁3.5基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）測量詳細介紹了CPⅢ的網(wǎng)形布設(shè)、起算基準、測設(shè)精度、測量方法和數(shù)據(jù)處理；但筆者認為這段文字對建立CPⅢ的邏輯性欠缺，且表述有矛盾之處。例如：（1）3.5.2中的第2條與3.5.4有部分文字描述重復(fù)；（2）3.5.3僅適用于按導(dǎo)線測量建立CPⅢ的檢測，而不適用于按后方交會施測的CPⅢ點，此處欠缺邏輯性；等等。在無碴軌道施工中，基樁控制網(wǎng)點CPⅢ不僅是加密基樁的基準點，也是無碴軌道鋪設(shè)的控制點，它的精確測設(shè)是保證軌道高平順性的關(guān)鍵。故在此重點分析基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）的建立。2.1.1網(wǎng)形布設(shè)基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）可采取兩種布設(shè)方式，一種是采用導(dǎo)線測量的形式，另一種采用德國技術(shù)建立后方交會網(wǎng)（PS4網(wǎng)，也就是京津城際客運專線中采用的設(shè)標網(wǎng)）的方式。表一CPⅢ平面控制網(wǎng)布網(wǎng)要求控制網(wǎng)級別測量方法測量等級點間距備注CPⅢ導(dǎo)線五等150~2000m后方交會50~60m10~20m一一對點通過對《客運專線無碴軌道設(shè)計指南》、《客運專線無碴軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》相關(guān)條款的綜合分析，我們不難看出，《暫規(guī)》對基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）網(wǎng)形布設(shè)的選擇主要基于目前國內(nèi)客運專線所確定的無碴軌道結(jié)構(gòu)而定的。目前國內(nèi)客運專線所確定的無碴軌道主要有3板2枕：CRTSⅠ型板式無碴軌道、CRTSⅡ型板式無碴軌道、CRTSⅢ型板式無碴軌道與CRTSⅠ型雙塊式無碴軌道、CRTSⅡ型雙塊式無碴軌道。其中：CRTSⅡ型板式無碴軌道即是京津城際客運專線采用的博格板式無碴軌道，CRTSⅡ型雙塊式無碴軌道即是鄭西客運專線引進的旭普林無碴軌道，這兩種無碴軌道形式都運用德國技術(shù)，故CRTSⅡ型板式和CRTSⅡ型雙塊式無碴軌道基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）采用后方交會網(wǎng)施測；而其他三種無碴軌道的CPⅢ則采用導(dǎo)線測量的方式布設(shè)。2.1.2起算基準由于基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）可采取兩種不同的布設(shè)方式，由此產(chǎn)生兩種不同的起算基準設(shè)計。當采用導(dǎo)線測量時，CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)附合到CPⅠ或CPⅡ上，并采用固定數(shù)據(jù)平差；當采用后方交會法測量時，CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)采用獨立自由網(wǎng)平差，并在CPⅠ或CPⅡ中置平。分段附合或置平時相鄰段應(yīng)重疊，重疊長度不應(yīng)小于1km。2.1.3測設(shè)精度CPⅢ主要是為鋪設(shè)無碴軌道提供控制基準。無碴軌道最重要的特點之一就是軌道的高平順性，而軌道高平順性又可分為橫向和垂向兩個向量。其中橫向平順性要求主要是軌道方向的要求，其精度要求非常高，為毫米級?！稌阂?guī)》根據(jù)無碴軌道驗收參數(shù)（軌道內(nèi)部尺寸和外部尺寸），從施工精度要求出發(fā)，制定了CPⅢ基樁控制網(wǎng)設(shè)計的精度指標：表二CPⅢ平面控制網(wǎng)按導(dǎo)線測量時的主要技術(shù)要求控制網(wǎng)級別附合長度（kmm）邊長（m）測距中誤差(mmm)測角中誤差(〃〃)相鄰點位坐標中中誤差(mm)導(dǎo)線全長相對閉閉合差限差差方位角閉合差限限差(〃)對應(yīng)導(dǎo)線等級CPⅢ≤1150~20003451/200000±8√n五等表三CPⅢ平面控制網(wǎng)按后方交會法時的主要技術(shù)要求控制網(wǎng)級別精度要求CPⅢ（軌道設(shè)設(shè)標網(wǎng)）每60m一對點，水水平位置11mm，高高程0.55mm注：此表參考京津城際客運專線無碴軌道測量技術(shù)表四CPⅢ平面控制點的定位精度（mm）控制點可重復(fù)性測量精精度相對點位精度CPⅢ導(dǎo)線測量65后方交會測量512.1.4測量原理根據(jù)基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）的兩種不同布網(wǎng)方式，分別重點敘述其測量原理：（1）導(dǎo)線測量法《暫規(guī)》規(guī)定：CPⅢ控制點按導(dǎo)線測量法布網(wǎng)測量后，應(yīng)對其進行檢測。直線段控制點間夾角與180°較差應(yīng)小于8″，曲線段控制點間夾角與設(shè)計值較差計算出的線路橫向偏差應(yīng)小于1.5mm。由此我們可看出：CPⅢ控制網(wǎng)按導(dǎo)線測量法附合到CPⅠ或CPⅡ上形成的附合導(dǎo)線，除需要考慮CPⅢ的點位誤差（見表二）之外，更重要的是要考慮CPⅢ網(wǎng)中任意三個相鄰控制點形成的角度中誤差。這種根據(jù)線路平面幾何概念和測量實踐知識將無碴軌道的方向性表述為在線路上測量3個點組成的角度值與線路設(shè)計值之差嚴格滿足設(shè)計要求，并把對軌道的方向性要求轉(zhuǎn)化為3個控制點的角度中誤差要求，實質(zhì)就是按照設(shè)計線路圖的要求，以一定的間隔，在線路中線或其一側(cè)測設(shè)具有精確相對點位關(guān)系的標志，作為軌道鋪設(shè)的控制點，進而保證軌道自身內(nèi)部方向尺寸（在直線段直順，在曲線上圓順）。這也是地下鐵道、輕軌交通軌道工程為了給列車的平穩(wěn)運行提供一個平順的軌道而采用的測量原理?！兜叵妈F道、輕軌交通工程測量規(guī)范》規(guī)定：控制基標測量、埋設(shè)后，應(yīng)對其進行檢測。直線段控制基標間的夾角與180度較差應(yīng)小于8″；曲線段控制基標間夾角與設(shè)計值較差計算出的線路橫向偏差應(yīng)小于2mm。綜上分析：在直線段，客專無碴軌道基樁控制網(wǎng)點（CPⅢ）與城市軌道控制基標的測設(shè)要求基本一致；在曲線地段，CPⅢ控制點測設(shè)要求高于城市軌道控制基標。參考《新運科技》第一期《城市軌道交通軌道工程測量技術(shù)總結(jié)》制定如下測量步驟：初步測設(shè)：根據(jù)基樁控制網(wǎng)點（CPⅢ）設(shè)計坐標資料，采用全站儀坐標放樣法測設(shè)至地面，并初步固定。串線測量：基樁控制點埋設(shè)完成后，應(yīng)對其進行串線測量，主要檢測基樁控制點間角度、邊長、高差等幾何關(guān)系是否滿足規(guī)范要求。當基樁控制點間幾何關(guān)系超限，并與線路存在較大偏差時應(yīng)進行調(diào)線測量。歸化改正：調(diào)線前，先計算基樁控制點間夾角實測值與理論值較差△α，根據(jù)△α和基樁控制點間距計算出基樁控制點在垂直于線路方向的改正值△s，然后在現(xiàn)場對△s較差超過規(guī)范時所涉及的基樁控制點進行歸化改正。歸化改正時要照顧到相鄰基樁控制點改正值的相互影響，往往僅改正一個點就可使相鄰點幾何關(guān)系滿足要求。（2）后方交會測量法CPⅢ控制網(wǎng)采用后方交會測量為德國旭普林和博格公司采用的方法。CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)采用獨立自由網(wǎng)平差，并在CPⅠ或CPⅡ控制網(wǎng)中置平。所謂置平，即CPⅢ控制網(wǎng)與CPⅠ或CPⅡ控制網(wǎng)通過最小二乘法獲得最合理的聯(lián)系，但CPⅢ控制網(wǎng)不做任何改變。其控制網(wǎng)形狀如下圖所示：圖一后方交會控制網(wǎng)示意圖由于采用后方交會測量建立CPⅢ控制網(wǎng)在國內(nèi)尚屬首次，故僅能參考德國博格測量系統(tǒng)的部分技術(shù)資料列出其作業(yè)步驟：a.在相距50~60m的一對接觸網(wǎng)柱上建立一對測量永久標記點（CPⅢ控制點）。b.對CPⅢ控制點的測量在局部系統(tǒng)內(nèi)按組進行，采用后方交會法。最大的測量范圍的距離約為150米，每組應(yīng)至少兩次測量取平均。c.每組兩個方向各測量3×2個CPⅢ控制點（共計6對12個），其中3對6個CPⅢ控制點為重合測量點，從而使得每個CPⅢ控制點被測量三次（每組一次）。d.每組測量中，如遇測站與CPⅠ或CPⅡ控制點通視，須與CPⅡ控制點進行連接測量。e.測量后，其觀測結(jié)果在CPⅠ或CPⅡ控制網(wǎng)中置平，使CPⅢ控制點在組內(nèi)無變形。2.2高程控制網(wǎng)的建立CPⅢ控制點高程測量工作應(yīng)在CPⅢ平面測量完成后按精密水準測量進行，并起閉于二等水準基點。其測量方法應(yīng)按《暫規(guī)》第4.1節(jié)有關(guān)精密水準測量的要求施測。CPⅢ控制點高程測量應(yīng)嚴密平差。由于高程測量較平面測量而言，易于實施，故在此不贅述。3總結(jié)在客運專線無碴軌道交通中，軌道是高速列車的承載和導(dǎo)向設(shè)施，高標準的軌道是保證列車高速運行的前提。高速鐵路建成后，列車即按設(shè)計規(guī)定的速度運行，這就要求軌道具有極好