軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)在地鐵鋪軌中的應(yīng)用

莫中生 張博

摘 要：結(jié)合沈陽地鐵采用軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)進(jìn)行地鐵鋪軌的工程實例，介紹了SCP網(wǎng)的布設(shè)原則、施測方法和數(shù)據(jù)處理過程以及各階段的精度指標(biāo)要求，并闡述了該技術(shù)與傳統(tǒng)測量方法相比的優(yōu)越性及實施中的注意事項。

關(guān)鍵詞：地鐵；SCP網(wǎng)；測量；平差

地鐵軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)是基于高鐵CPIII測量技術(shù)及軌道鋪設(shè)模式而引入地鐵領(lǐng)域的一項先進(jìn)的測量技術(shù)。實踐表明，與傳統(tǒng)鋪軌控制基標(biāo)測量技術(shù)相比，該項新技術(shù)能夠明顯提高軌道的鋪設(shè)精度及工作效率，保證軌道的高平順性，在幾何線形控制方面能夠達(dá)到旅客的高舒適度要求。此外，軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)使用方便，利于長期保護(hù)，可為運營期間軌道維護(hù)及結(jié)構(gòu)沉降變形監(jiān)測提供永久基準(zhǔn)。沈陽至鐵嶺城際鐵路工程（起點～遼寧大學(xué)段）成功采用了該項技術(shù)指導(dǎo)軌道鋪設(shè)，現(xiàn)已投入試運行。

1 工程概況

沈陽至鐵嶺城際鐵路工程（起點～遼寧大學(xué)段）線路起點在沈陽地鐵二號線一期起點三臺子站站后折返線，之后線路沿黃河北大街、京沈街向北至遼寧大學(xué)站，鋪軌里程K0+000～K6+714，共設(shè)車站4座，全部為地下線，線路全長6.752km。正線最小平曲線半徑350m，最大線路坡度30‰。本工程于2013年底與地鐵二號線一期工程貫通運營。

2 軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的建立

地鐵軌道基礎(chǔ)測量控制網(wǎng)分兩級布設(shè)：第一級為首級控制網(wǎng)（SCPS）；第二級為軌道控制網(wǎng)（SCP網(wǎng)），即在SCPS的基礎(chǔ)上加密的測量控制網(wǎng)。

首級控制網(wǎng)直接采用土建工程竣工后移交的隧道內(nèi)測量控制點（即貫通平差后的施工控制點，點位間距直線段約150米，曲線段不短于60米），以兩站一區(qū)間為單元聯(lián)測，平面測量和高程測量分別按一級導(dǎo)線及地鐵二等水準(zhǔn)技術(shù)要求及精度指標(biāo)施測。各區(qū)間聯(lián)測后精度見表1。

表1 區(qū)間聯(lián)測精度表

次級軌道控制網(wǎng)（SCP網(wǎng)）點位沿線路兩側(cè)每隔40米左右布設(shè)一對，橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度；根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)類型及設(shè)計圖紙，各SCP控制點布設(shè)位置高于設(shè)計軌道頂面20～30cm、大致等高且確保不影響后續(xù)設(shè)備安裝等相關(guān)專業(yè)施工。

控制點測量組件由預(yù)埋件、平面測量桿、專用平面測量棱鏡、高程桿四部分組成，采用精加工原件，由1Cr18Ni9不銹鋼材料制作，控制點標(biāo)志重復(fù)安裝精度和互換安裝精度X、Y、Z三方向分別小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。

3 SCP網(wǎng)施測

3.1 平面測量

SCP控制網(wǎng)平面測量使用具有自動觀測功能的TCRP1201+全站儀（1″，1mm+2ppm）采用自由測站邊角交會法施測，以前后各2對共8個SCP點為測量目標(biāo)，每站與前一站重疊觀測2對SCP點，遞進(jìn)2對SCP點，以保證每個SCP點被測量3次，同時保證觀測視距不大于120m，施測過程中每200-400m聯(lián)測一個SCPS網(wǎng)控制點。如圖1所示。

3.2 高程測量

SCP控制點水準(zhǔn)測量使用天寶電子水準(zhǔn)儀（0.3mm/km）及配套的銦瓦尺，采用閉合環(huán)相接的方式按與SCPS網(wǎng)同精度施測。每個閉合環(huán)為2對點，連續(xù)向前，并搭接上一對點。觀測路線如圖2所示。

4 SCP網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理

4.1 平差軟件

為保證軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的精度和成果處理質(zhì)量，數(shù)據(jù)處理軟件全線統(tǒng)一采用經(jīng)鐵道部審核通過的西南交大高鐵CPIII軟件。

4.2 SCP平面網(wǎng)數(shù)據(jù)計算與平差

4.2.1 平面測量后先采用獨立自由平差，再采用合格的平面起算點進(jìn)行固定約束平差。

4.2.2 平面測量自由網(wǎng)平差時，按表2的要求對各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析，檢核控制網(wǎng)自由網(wǎng)平差的精度。

表2 SCP平面自由網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

4.2.3 自由網(wǎng)平差滿足要求后，進(jìn)行平面約束平差，并按表3的要求對各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計分析，檢核控制網(wǎng)約束平差的精度。為保證控制網(wǎng)成果質(zhì)量，約束平差前對采用的平面起算點進(jìn)行精度檢核，采用檢核合格的起算點進(jìn)行約束平差計算。

表3 SCP平面控制網(wǎng)主要技術(shù)指標(biāo)

4.3 SCP高程網(wǎng)數(shù)據(jù)計算與平差

精密水準(zhǔn)測量SCP控制點高程測量進(jìn)行嚴(yán)密平差，平差過程中完成各項限差的統(tǒng)計，各項限差要求見表4。

表4 SCP SCP高程控制網(wǎng)測量限差

5 軌道施工測量

在整體道床施工前，先依據(jù)軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)采用全站儀自由設(shè)站法進(jìn)行道床模板及鋪軌基標(biāo)放樣，為軌排初步定位和軌排粗調(diào)提供基準(zhǔn)，通過鋼軌支撐架支撐桿對軌道幾何狀態(tài)進(jìn)行粗調(diào)，在鋼筋綁扎和模板安裝結(jié)束后采用全站儀自由設(shè)站配合軌道幾何狀態(tài)測量儀進(jìn)行軌道精調(diào)，軌道精調(diào)后采用軌道幾何狀態(tài)測量儀對軌道的平順度進(jìn)行檢測，在長鋼軌應(yīng)力放散并鎖定后，采用全站儀自由設(shè)站配合軌道幾何狀態(tài)測量儀進(jìn)行長軌精調(diào)測量。

6 結(jié)束語

軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測量技術(shù)采用絕對定位與相對定位測量相結(jié)合的鋪軌測量定位模式，有效保證了測量精度的整體統(tǒng)一。SCP軌道控制網(wǎng)的布設(shè)無需參考鋪軌綜合設(shè)計圖，可在調(diào)線調(diào)坡前全線一次性布網(wǎng)，較控制基標(biāo)鋪軌法節(jié)省了工期，后期技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。但由于設(shè)備安裝、裝修裝飾等專業(yè)的無法直接利用SCP點指導(dǎo)施工，鋪軌期間須保留車站范圍內(nèi)土建工程竣工后移交的測量控制點作為后續(xù)工程的測量基準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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