高铁测量技术

第一篇：高铁测量技术

1、测量在高铁建设中有哪些方面的应用？

高速铁路建设大致可以分为以下几个阶段，分别为勘察设计，线路施工，轨道施工，运营维护，测量在这几个阶段都是非常重要的组成部分。在勘察设计阶段，主要内容有选线定线测量，线路平面和高程控制网的建设等。在线路施工阶段，测量工作主要包括线路平面和高程控制网的复测、加密，线路工程施工测量（中边桩放样等），沉降观测，轨道施工测量（包括底座板、轨道板、长轨精调测量等）。线路建成后的运营维护，主要包括现有平面高程控制网的复测，主要结构物的变形观测，以及钢轨几何状态测量和调整。

2、高铁测量技术的难点何在？其中无砟轨道测量和有砟轨道测量相比，难度有哪些？

高速铁路测量的难点，主要是两方面，一是长里程，二是高精度。高速铁路往往是几百公里，甚至几千公里的里程，另外高速铁路是一个线性工程，里程长，但是相对宽度往往只有几十米；如何保证在这样特殊的作业环境中，提供高精度的测量精度，用我们现有测量技术解决这两个难点，还是有一定难度。

无砟轨道测量和传统有砟轨道测量相比，最突出的特点是三网合一，即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网三网合一，统一了坐标和高程系统、起算基准、测量精度。无砟轨道测量和有砟轨道测量相比，难度也就在于三网统一。

在武广、郑西客专建设中，由于原勘测控制网的精度和边长投影变形值不能满足无碴轨道施工测量的要求，最近按《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求建立了CPⅠ、CPⅡ平面控制网和二等水准高程应急网。采用了利用新旧网相结合使用的办法，即对满足精度的旧控制网仍用其施工；对不满足精度要求的旧控制网则采用CPⅠ、CPⅡ平面施工控制网与施工切线联测，分别更改每个曲线的设计进行施工，待线下工程竣工后再统一贯通测量进行铺轨设计的方法。由于工程已开工，新旧两套坐标在精度和尺度上都存在较大的差异，只能通过单个曲线的坐标转换来启用新网，给设计施工都造成了极大的困难。

在目前城际铁路建设中，由于线下工程施工高程精度与轨道施工高程控制网精度不一致，造成了部分墩台顶部施工报废重新施工的情况。由此可见，三网统一在无砟轨道测量中是非常重要的。

3、无砟轨道技术最先是从其它地方引进，我们对它进行消化吸收再创新，引进也包含测量技术的引进吗？

我们必须承认，无砟轨道技术是从国外引进的，主要是德国和日本的技术。象德国睿铁，雷达2000，旭普林，博格等，日本的新干线等，都是我们引进吸收的对象。德国睿铁公司（RailOne）执行副总裁巴哈曼先生在总结无碴轨道铁路建设经验时说：要成功地建设无碴轨道，就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系统———否则必定失败。可见测量技术在无砟轨道施工中的重要性。在引进无砟轨道技术时，我们也同时引进了相应的测量技术。经过几年的消化吸收，现在我们国内的无砟轨道的测量技术已经完全满足施工和运营维护精度要求，同时也建立了中国自己的测量规范和一系列标准。我想，在几年之内，我们也会向世界上其它国家输出无砟轨道测量技术，作为国内专业的无砟轨道测量公司，我们南方高铁也将成为无砟轨道测量专家，为全世界高铁建设提供保障。所以南方高铁的员工，在几年内出国提供技术服务是很可能的事，将来出国就象在国内出差一样频繁。

4、要保障高铁测量的高精度，要做哪些方面的工作？我们做了哪些方面的努力？

软件硬件要保障高铁测量的高精度，最重要的工作是分级控制。客运专线铁路测量必须具有非常精确的几何线性参数，精度要保持在毫米级的范围以内，测量控制网的精度在满足线下工程施工控制测量要求的同时必须满足轨道铺设的精度要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。轨道的外部几何尺寸体现出轨道在空间中的位置和标高，根据轨道的功能和与周围相邻建筑物的关系来确定，由其空间坐标进行定位。轨道的外部几何尺寸的测量也可称之为轨道的绝对定位。轨道的绝对定位通过由各级平面高程控制网组成的测量系统来实现，从而保证轨道与线下工程路基、桥梁、隧道、站台的空间位置坐标、高程相匹配协调。由此可见，为了保障必须按分级控制的原则建立铁路测量控制网。

客运专线铁路工程测量平面控制网第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ）。非常遗憾的是，在现有高铁测量中，使用的仪器都是进口高精度仪器，但是我们做了其它方面的研发来保障高精度测量。比如南方高铁I型、II型、III型轨道板精调系统，轨道板检测系统，GRP测量系统等。我认为高速铁路测量最关键的是轨道板精调，只要轨道板精调成功，后面的长轨精调以及运营维护，就会相对简单，可以减少很多工作量。南方高铁现在开发的高铁测量系统，从CPIII测量系统，到底座板施工放样，GRP测量系统，轨道板精调系统，轨检小车，涵盖了整个高速铁路线上测量，而且我们具有自主知识产权。

5、高铁测量中，难度最高的有哪些部分？精度要求在什么级别？我们承接的工程，属于高铁测量最难的那部分吗？

如上面所述，高铁测量中，我认为难度最高和最重要的是轨道板精调。根据最新《高速铁路工程测量规范》要求，轨道板定位限差横向和纵向应分别不大于2mm 和5mm；高程定位限差应不大于1mm。如果轨道板精调能够做得好，可以为后续工序省下很多工作。

从2006年京津城际开始，再到后来的武广高铁、沪宁城际，哈大线，成灌线，广珠城际，京沪高铁，京石武客专、沪杭高铁，南方高铁打造了一支专业轨道板精调队伍。可以提供轨道板精调方案，轨道板检测，轨道板精调，灌浆后检测等专业服务，为施工单位解决了许多施工难题。

第二篇：高铁测量

京沪高铁：测量 高速铁路轨道工程的灵魂

来源：人民铁道网-人民铁道报 作者：姜峰 焦健 唐克军 发表时间:2010-08-28 14:18

图为测量人员操作全站仪精确测量Ⅱ型轨道板空间位置。本报记者陈涛 摄

清晨的小雨过后，天一直阴沉沉的。在京沪高铁滕州东站施工现场，江和新与另外4名工人配合着吊机，将一块Ⅱ型轨道板铺设在线路上。“轨道板粗铺这道工序我们用眼还能判断定位，但后面的精调就只能靠测量仪器了，因为精调误差不能大于0.3毫米。”江和新擦着汗说。

江和新所说的测量仪器叫自动寻找目标型全站仪，测角精度为1秒，用于Ⅱ型轨道板和高速道岔板的精调测量。中铁十六局集团京沪高铁项目部测量主管边建国介绍说：“以前精度6秒的仪器就能满足铁路工程的测量要求，根本用不到这种高精度的测量仪器。现在不同了，为了满足高铁高精度测量的需要，我们项目部配备了20台这样的设备。”

高速铁路最大的特点是快，而快的同时必须保证高平顺性、高稳定性、高安全性、高舒适性。要达到这样的目标，必须提高测量精度。因此，高精度测量成为高铁建设中的一项关键技术。记者在施工现场发现，路基上每隔60米就有一对测量控制点。通俗地讲，这样的点越多、密度越大，测量的精度越高。在高铁施工测量中，CP0、CPI、CPⅡ、CPⅢ4种网络组成了一个统一基准的高精度测量控制网，其核心作用就是保障轨道形状和位置的精确定位。

袁战文是中铁十六局集团京沪高铁项目部一分部测量队队长，他所在的测量队拥有30名测量技术人员和6台高精度测量仪器，可谓兵强马壮。“像这样的配备，在10年前是不可想象的。这充分体现了京沪高铁对测量的重视，工程测量非常有前途。”曾经想放弃测量专业的袁战文自信地说。

在京沪高铁施工中，测量已经从附属专业变为主导专业，成为贯穿整个工程的主线——没有精准的测量，很多工序都没法展开。“对于京沪高铁，测量就像大树的枝干，就像人的神经中枢，就像串起闪亮珍珠的线。”中铁十六局集团京沪高铁项目部一分部总工程师郑先奇形象地比喻说。

精调完毕的高速道岔板上的螺杆让记者联想到阅兵式上整齐的方队。据说，战士们训练走正步时，脚离地面多少厘米有严格的要求，要拿尺子量。眼前，这一长排螺杆恰好像一个排面，但这里的整齐划一要求更为苛刻，以0.1毫米计算。为了达到这样严格的标准，测量队的成员无论是在烈日炎炎的夏日，还是在雪花飘落的冬天，每天4时都要起床去工地测量，为了整理测量数据总要加班到后半夜。虽然辛苦，但他们说：“测量不再是一个有力气没大脑的工作，我们学到了很多知识。”

京沪高铁施工中使用的测量仪器以及运用的技术已经达到工程测量界的最高水平，直接推动了工程测量的发展，成为学术界研究的热点。8月20日，高速铁路精密测量理论及测绘新技术国际学术研讨会在西南交通大学召开，国内外知名学者、专家一起研讨高速铁路精密测量理论及测绘新技术的应用，以提高我国高速铁路精密测量研究水平。可以这么说，测量已成为高铁轨道工程的灵魂。

第三篇：浅谈高铁精密工程测量技术及复测

浅谈高铁精密工程测量技术及复测

【摘要】本文重点对高速铁路精密工程测量的内容、精密工程测量的特点的论述，并简要介绍了高程控制网的复测，同时提出了高速铁路的运营和养护维修测量，需要进行进一步的研究，以确保高速铁路的安全运行。

【关键词】高速铁路；精密测量；技术体系

为了达到高速铁路的高速行驶条件，高速铁路轨道精度要保持在毫米级的范围以内，传统的铁路工程测量技术已不能满足高速铁路建设的要求。高速铁路的测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。

1高速铁路精密工程测量

为了满足上述要求，应根据线下工程和轨道铺设的精度要求设计高速铁路的各级平面高程控制网测量精度。高速铁路精密工程测量的目的是通过建立各级平面高程控制网，在各级精密测量控制网的控制下，实现线下工程按设计线型准确施工和保证轨道铺设的精度能满足旅客列车高速、安全行驶。

高速铁路精密工程测控贯穿于高速铁路工程勘测设计、施工、竣工验收及运营维护测量全过程，包括以下内容：高速铁路平面高程控制测量；线下工程施工测量；轨道施工测量；运营维护测量。

2高速铁路精密工程测量的特点

2.1高速铁路各级平面高程控制网精度应满足勘测设计、线下工程施工、轨道施工及运营养护的要求

由于过去铁路建设的速度目标值较低，对轨道的线型和平顺性要求不高，在勘测、施工中没有要求建立一套适合勘测、施工、运营维护的完善的控制测量系统。控制网测量的精度指标主要是根据满足线下土建工程的施工控制要求而制定，轨道的铺设不是以控制网为基准按照设计的坐标定位，而是按照线下工程的施工现状采用相对定位进行铺设，这种铺轨方法由于测量误差的积累，往往造成轨道的几何参数与设计参数相差甚远。

2.2高速铁路精密测量控制网按分级布网的原则布设

高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CPO）基础上分三级布设，第一级为基层平面控制网（CPI），主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控制网（CPⅡ），主要为勘测和施工提供控制基准；第三级为轨道控制网（CPⅢ），主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。

高速铁路工程测量高程控制网分二级布设，第一级线路水准基点控制网，为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准；第二级轨道控制网（CPⅢ），为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。

高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CPO）基础上分三级布设，是因为测量控制网的精度在满足线下工程施工控制网测量要求的同时必须满足轨道铺设的精度要求，使轨道的几何参数与设计的目标位置之间的偏差保持在最小。

2.3高速铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤10mm/km的工程独立坐标系

高速铁路工程测量精度要求高，施工中要求由坐标反算的边长值与现场实测值应一致，即所谓的尺度统一。由于地球是个椭球曲面，地面上的测量数据需投影到施工面上，由曲面的几何图形在投影到平面时，不可避免会产生变形。采用国家3°带投影的坐标系统，在投影带边缘的边长投影变形值达到340mm/km，这时无砟轨道的施工是很不利的，对工程施工的影响呈系统性。从理论上来说，边长投影变形值越小越有利。根据武广线、郑西线无砟轨道CPⅢ控制网的测量实践表明，在满足边长投影长度变形值不大于10mm/km的条件下，线下工程施工时，可不进行边长投影改正直接利用坐标反算距离进行施工放线，CPⅢ观测距离不需进行投影改化进行平差计算就可以满足CPⅢ控制网的精度要求。

2.4高速铁路精密工程测量“三网合一”的测量体系

高速铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能不同分为了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。我们把高速铁路工程测量这三个阶段的控制网，简称“三网”

勘测控制网包括：CPⅠ控制网、CPⅡ控制网、二等水准基点控制网。

施工控制网包括：CPⅠ控制网、CPⅡ控制网、水准基点控制网、CPⅢ控制网。

运营控制网包括：CPⅡ控制网、水准基点控制网、CPⅢ控制网、加密维护基标

为保证控制网的测量成果质量满足高速铁路勘测、施工、运营维护三个阶段测量的要求，适应高速铁路工程建设和运营管理的需要，三阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的基准。即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网均采用CPⅠ为基础平面控制网，以二等水准基点网为基础高程控制网。简称为“三网合一”。“三网合一”是高速铁路采用坐标进行线路的勘测设计、工程施工以及运营维护管理的前提。在“三网合一”基础上，线路及其附属建筑物的里程和坐标一一对应，每一个里程只有一个唯一的坐标（x、y、h），使施工和运营维护能够严格按照设计的线型进行施工和养护，保证高速铁路轨道的平顺性，同时也为工务管理信息化和构建数字化铁路创造了条件。“三网合一”是高速铁路工程测量技术体系的基础和核心。

3高程控制网的复测

为了保证控制点提供的高程基准的正确性，在工程建设的过程中，经常需要对已有高程控制点进行复测和检测，确保高程控制点的稳定。复测和检测在进行平差数据处理时，引入的高程基准应与原成果一致。

常用的复测和检测成果分析方法有两种：高差比对和高程比对。高差比对用以比较分析相同高程点之间的高差，可以反映出地表相对高程变化；高程比对用以比较分析相同高程点的高程，可以反映出地表整体的高程变化。无论那种比对方式，只有在比对差异超出相应等级水准测量精度的限差指标时，才能说这种高差或变化是显著的，并考虑更新高程成果。否则，应沿用原高程成果。

复测、检测与成果取舍：较差（闭合差）限制原则、成果最新原则、平均性原则、端点外推原则。测段复测与原测时间超过了三个月，且复测高差与原测高差之差超过检测限差时，须进行测段两端点可靠性的检测。检测测段长度小于1km时，按1km计算。高程比对分析与增补点成果应用。实际水准测量中使用高精度仪器进行低等级水准观测时，如果计算得到的每公里水准测量的偶然中误差没有达到仪器应有的标称精度，则应怀疑仪器的工作状况不正常，即使总体上水准等级的精度指标满足了，对水准观测的数据应该慎重使用。因为，一台工作不正常的仪器，提供的观测数据是不可靠的。

4结束语

随着我国多条高速铁路的相继竣工，大规模地投入运营。高速铁路的运营及养护维修测量将是一个迫切需要我们解决的问题，而如何利用已有的CPⅢ控制网和铺轨基标快速完成高速铁路的运营和养护维修测量，目前还是一个空白，需要进行进一步的研究，研究一套适合我国客运专线铁路轨道的运营维护测量保障体系，确保高速铁路的安全运行。

【参考文献】

[1]杨晓莉;;美国铁路发展现状及启示[J];综合运输;2010年02期

[2]李峥辉;;CRTSⅡ型板式无砟轨道系统铺板后的检测方案[J];现代城市轨道交通;2010年01期

[3]张天放;刘忠波;;时速350km高速客运专线无砟道岔铺设质量控制[J];中国新技术新产品;2010年03期

第四篇：高铁精密测量

（1)三网合一：确定了无砟轨道铁路工程控制测量“三网合一”的测量体系。即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网成为 “三网”,三个阶段的平面和高程必须采用统一基准，即称为“三网合一”。

（一）、“三网合一”的内容和要求

1、“三网”高程坐标系统的统一

在无砟轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护的各阶段均采用坐标定位控制，因此，必须保证“三网”高程坐标系统的统一，各阶段的工作才能顺利进行。

2、“三网”起算基准的统一

“三网”平面测量应以基础平面控制网CPⅠ为平面控制基准，以二等水准基点为高程控制测量的基准。

（2）轨排粗调 《测规》“7.6.2 轨排安装前应测设加密基桩，加密基桩宜设于线路中线上。7.6.3 轨排粗调应以加密基桩为调整基准点。” 双块式轨排可分为现场组装及预组装，但不论何种方式，轨排的调整均为测设轨道的中心线，使轨排的中心线与线路中心线重合。为方便施工，直接在线路中心线上测设加密基桩，方便轨排调整。

因为轨排粗调只需轨排大概就位，方便上层钢筋的绑扎，防止精调后上层钢筋绑扎扰动轨排，故粗调轨排时，轨排中线放样误差应不大于5mm；钢轨内轨顶面高程放样误差应不大于2.5mm。精调使用轨检小车配合全站仪进行。（3）轨排固定 《测规》“7.7.3 轨枕固定架支脚安装测量方法及定位误差如下： 在支承层线路中心线两侧测设固定架支脚，直线段纵向每隔3.25m安放支脚，曲线段两支脚中心线与线路中心线保持垂直，外侧两支脚距离为3.25m，内侧两支脚距离应小于3.25m； 先通过CPⅢ控制点测设其中一个支脚的位置，再在该支脚上架设测量仪器测定其它三个支脚的位置。支脚间轴线平面X，Y方向定位限差应不大于0.5mm，高程限差不大于0.5mm。” CRTSⅡ型双块式无碴轨道的测量主要特点为通过CPⅢ点直接测设其支撑系统的支脚，不测设加密基桩，减少了一道测量工序，提高了精度控制。固定架安装支脚间距应根据轨枕设计间距和工装确定，根据旭普林公司现采用设备，轨枕间距650mm，一组固定架上5根轨枕，因此支脚间距为3.25m(4)轨道控制网CPIII：

沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII），一般在线下工程施工完成后进行施测，为轨道施工和运营维护的基准。CPIII网按自由设站边角交会方法测量。点间距为纵向60m左右、横向为线路结构物宽度，测量精度为相邻点位的相对点位中误差小于1mm。

1)CPIII控制网的网形

测站间距为120m时，CPIII平面控制网测量网形示意图如图所示。

测站间距为60m时，CPIII平面控制网测量网形示意图如图所示。

高程控制网测量网形

由于CPIII高程网测量方法形成的四边形闭合环（图中空心箭头组成的图形）为规则的矩形，因此简称此方法为矩形法。矩形法CPIII高程网测量可只进行单程观测。

矩形法水准测量闭合环的情况如图所示。其中箭头方向为高差传递方向。由图可知，每相邻两对CPIII点均构成独立的矩形闭合环，方便形成闭合差检核，可靠性高。

（3）基桩控制网（CPⅢ）测量 布设条件：

CPⅢ的控制网测量应待线下工程沉降和变形满足要求，且无砟轨道铺设条件评估通过后进行；

对竣工的线下工程在铺设无砟轨道前应进行平面线位的复测； 布设形式： 采用自由设站边角交会法基桩控制网布设如下图：要求大约每 60m设一对点

CPⅢ控制网应附合在CPⅠ、CPⅡ加密的高级控制点上，约相隔500～1000m在自由设站点上对附近的高级控制 点上进行方向、边长联测，以传递坐标，控制误差积 累。当在自由设站点上不能直接观测高级控制点时，可设辅助设站点，如下图：

CPⅢ的观测：

CPⅢ自由设站边角交会控制网观测宜采用带马达自动跟踪功 能的全站仪，测角标称精度不低于1″,测距标称精度不低于 2mm+2ppm。按测角中误差和测回数统计，观测2个测回可达 到3.5″测角中误差（实际观测3个测回）；一测回中2倍照 准差变动不大于9″；

同一方向值各测回较差不大于6″；

同一方向距离值各测回较差不大于3mm。边角交会控制网的数据处理：

按间接观测平差计算，由已知点、观测方向和边长解算 设站点和CPⅢ点的近似坐标，列出观测方向和边长误差 方程式，组成法方程式，结算坐标改正数

（三）CPIII控制网高程测量： 测量方法

每一测段应至少与3个二等水准点进行联测，形成检核。联测时，往测时以轨道一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量另一侧的CPⅢ水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CPⅢ水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。往测示意如下：

往测示意如下：

CPⅢ控制点水准测量应按精密水准测量的要求施测。CPⅢ控制点高程测量工作应在CPⅢ平面测量完成后 进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段不应少 于三个水准点。精密水准测量采用满足精度要求的 电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误 差为±0.3mm），配套铟瓦尺。

沉降变形监测方法

1、沉降观测桩（点）采用水准仪外及全站仪进行监测。

2、沉降板采用水准仪进行监测。

3、单点沉降计采用振弦频率检测仪进行监测。

4、剖面沉降管采用剖面沉降仪进行监测。

5、位移监测桩采用全站仪进行监测。

6、测斜管采用测斜仪进行测试。

7、土压力盒采用振弦频率检测仪进行测试。

8、锚索计采用振弦频率检测仪进行测试。

9、渗压计采用振弦频率检测仪进行监测。

10、桥涵、桥梁、隧道沉降点采用水准仪进行监测。线、桥、隧沉降观测频率见规范要求，不再详述。评估指南要求的工后沉降评估判定标准见规范要求。

• CPⅢ平面控制测量要求

1)CPⅢ平面控制网在施测前，应进行详细的技术方案设计。技术方案设计的内容应包括以下内容：CPⅢ点的埋设与编号设计、与上一级控制点的联测方案设计、CPⅢ观测网形设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。

2)CPⅢ平面控制网观测前应做好以下准备工作：CPⅢ点的埋设与编号，全站仪、棱镜、木质脚架、温度计、气压计、外业采集软件等测量仪器和设备的准备,人员的组织与分工，内业数据处理软件的准备与培训等。3)CPⅢ平面控制网的外业观测应采用全站仪自由测站边角交会的测量方法。观测时，宜从区段的一端依次观测至区段的另一端。

4)通视情况较好时，可按120m间距自由设站，每一测站应观测6对CPⅢ控制点、每一CPⅢ点应保证有三个方向和三个距离的交会。通视情况较差时，可按60m间距自由设站，每一测站应该观测4对CPⅢ控制点、每一CPⅢ点应保证有四个方向和四个距离的交会。

5)CPⅢ平面网水平方向观测应满足下列要求：

• 每测站CPIII控制点均应采用多测回全圆方向观测法观测。

同一测站的所有CPIII控制点可以一次或分组观测；

• 分组观测时应保证分组的零方向相同，且至少有一个CPⅢ点在两组中均观测。两组

中，重复观测的同一个CPⅢ点其归零后的方向值较差应不大于6″。

• CPⅢ高程控制测量要求)CPⅢ高程控制网在施测前，应进行详细的技术方案设计。技术方案设计的内容应包括：CPⅢ点的埋设方案与编号设计、与上一级水准点的联测方案设计、水准路线设计、测量方法与精度设计、所需要的仪器设备及其周期检定计划、内业数据处理方法设计、人员组织计划、应提交的成果资料清单和质量保障措施以及安全生产的注意事项等。)CPⅢ高程控制网观测前应做好下列准备工作：CPⅢ点的埋设与编号，水准仪、水准尺、尺垫、木质脚架等测量仪器和设备的准备，人员的组织与分工，内业数据处理软件的培训等

3)CPⅢ高程控制网的外业观测，应采用单程精密水准测量的方法进行；CPⅢ点与上一级水准点的联测应采用独立往返精密水准测量的方法进行。

4)CPⅢ点与CPⅢ点之间的水准路线，应该采用水准路线形式，以保证每相邻的四个CPⅢ点之间都构成一个闭合环。

• CPⅢ高程网精密水准测量的主要技术标准

CPⅢ高程网水准路线的主要技术标准

CPⅢ高程网水准测量测站的主要技术标准

• 当桥面与地面间高差大于3m、地面上水准点高程无法直接传递到桥面CPⅢ点上时，应选择桥面与地面间高差较小的地方进行CPⅢ点高程上桥测量。高程上桥测量可采用悬挂铟钢带尺水准测量的方法进行高程传递。悬挂铟钢带尺水准测量进行高程上桥测量的高差，应进行水准尺零点差改正、温度改正、铟钢带尺的尺长改正。

• 当高程上桥测量困难时，可采用不量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量与几何水准测量相结合的方法进行，就是在没有仪器高和棱镜高量取误差的情况下，求出点A和点B的高差，其测量原理如下图所示。

3.1 混凝土底座施工

混凝土底座施工工艺与双块式类似。在底座混凝土拆模24h后，方可进行凸形挡台的施工。凸形挡台施工前应精确测定位置，并对底座表面凸形挡台范围内混凝土进行凿毛处理。凸形挡台位置及外形尺寸应符合规定。

轨道板铺设可按以下工段进行流水作业：①混凝土底座清理及灌注袋铺设，②轨道板粗铺，③轨道板精调固定，⑤水泥沥青砂浆灌注及养护，⑤凸形挡台周围填充树脂灌注。（1）底座清理、水泥沥青砂浆注入袋铺设

根据砂浆灌注厚度，选择灌注袋。

砂浆灌注袋铺放前，应清理底座混凝土表面，底座表面应无杂物、积水。

按设计位置在两凸形挡台之间的底座上放置轨道板支撑垫木，然后铺放灌注袋，灌注袋应铺放平整，在支撑垫木处先暂时折叠。

灌注口朝轨道外侧，曲线地段灌注口均朝曲线内侧。

（4）水泥沥青砂浆灌注

水泥沥青砂浆搅拌时的材料投入顺序、搅拌时间及搅拌速度等指标应根据工艺性试验所确定的参数进行设定。每罐拌制完成，按规定检验流动度、含气量等指标。

灌注前，再次确认轨道板状态，检查灌注袋的位置。

砂浆宜匀速、连续注入，防止产生气泡；当板边砂浆灌注厚度达到施工控制值、且完全覆盖轨道板底面后，结束灌注。

水泥沥青砂浆采用自然养护，轨道板支承螺栓的拆卸应在水泥沥青砂浆强度达到0.1MPa后才能进行。

填充树脂应在现场配制，采用灌注袋灌注。

树脂材料灌注应在轨道板下水泥沥青砂浆灌注24小时并清洁、整理完毕后进行。

树脂应缓慢连续注入，防止带入空气，保证灌注密实。

（6）轨排粗调

粗调机或人工粗调轨排，轨顶标高允许偏差为0，-10 mm，中线位置允许偏差为±5mm。

（9）轨排精调

首先检查钢筋的绝缘和综合接地达到设计要求。用轨道几何状态测量仪仪逐一检测钢轨调整器处的轨顶高程、轨道中线位置、线间距、轨道平顺度等几何形位，并通过钢轨调整器进行调整。

第五篇：高铁测量系列01

高铁测量系列01——我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望

版主前言：《我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望》一文是铁道部工程管理中心辛维克部长所著，该文曾获中国铁道学会2008优秀学术论文评选一等奖，确实是一篇集专业性、科普性于一体的好文章。因此，该文作为转载的高铁测量系列论文的第一篇。

声明：本文为转载，来源于公开发表的出版物，版权属于原作者，转载在此仅用于交流和学习，若原作者有异议，请与版主联系（qq：595077）。

我国客运专线铁路工程测量技术的发展与展望

铁道部工程管理中心 辛维克

轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。实现和保持高精度的轨道几何状态是客运专线建设的关键技术之一。高速铁路和客运专线铁路在建设方面与传统铁路的主要区别，是一次性建成稳固、可靠的线下工程和高平顺性的轨道结构。工程测量是建设和养护维护高速铁路和客运专线铁路的最重要基础技术工作之一。我国客运专线铁路工程测量是在大规模客运专线铁路建设中不断认识、提高、深化和完善的，现已基本构建完成了我国客运专线铁路的工程测量体系。

一、我国高速铁路及客运专线工程测量体系的建立和发展

我国高速铁路及客运专线的工程测量发展是随着对高速铁路的认识和客运专线的建设实践逐步深化的过程。

1．传统铁路工程测量

传统铁路工程勘测设计、施工测量采用导线法测设线路中线。导线测量和中线测量精度偏低，对轨道工程精度考虑较少。现行《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）规定的导线限差见表1。中线测量依据初测导线点、航测外控点、典型地物点或 GPS 点采用拨角法或支距法或极坐标法测设交点或转点，施测曲线控制桩。根据交点、转点和曲线控制桩测设线路中线，一般用偏角法测设曲线，其中线闭合差见表2，中桩的桩位限差为纵向（0.1+S/2000）m，横向为10cm。偏角法测设曲线闭合差限差为纵向 1/2000，横向 10cm。高程测量为五等水准。轨道工程依据线路中桩及引放的外移桩进行轨道铺设。测量基桩的埋设标准很低。

在运营维护中，轨道工程主要采用弦线法进行养护维修。直线依据中桩外移桩，曲线依据曲线控制桩按正矢法进行轨道养护。由于基桩埋设标准低，基桩测设精度偏低，存在线路测量可重复性较差，中线控制桩连续丢失后很难进行恢复等缺点，造成运营线路直线不直、曲线偏移，曲线半径等要素出现偏差，超高设置与半径不匹配等现象，致使列车提速后舒适度下降。这些现象在第六次大提速中已有明显反映，显现出传统的测量体系和方法已不能满足客运专线建设需要。

2．客运专线建设初期的主要测量标准和测量实践

⑴秦沈客运专线。在 1999 年开工建设的秦沈铁路客运专线中，铁三院利用 GPS 技术，测设导线控制点，施工单位依据设计院导线控制网采用导线法测设长大直线和曲线。在轨道施工中开始引进轨道检测仪对轨道几何状态进行做道和检测。

⑵《京沪高速铁路测量暂行规定》。2003年，原铁道部高速铁路办公室依据“八五”、“九五”国家重点科技攻关计划专题――高速铁路线桥隧站设计参数与技术条件的研究等有关成果，吸取了秦沈客运专线测量的实践经验，编制了《京沪高速铁路测量暂行规定》（铁建设〔2003〕13号）。在建的客运专线初期大都参考和采用了《京沪高速铁路测量暂行规定》。其主要测量设计思路为：按线路中线点之间的相对中误差为1/10000，使用国家三等大地点，用GPS测量加密相当国家四等大地点，在 GPS 点的基础上做铁路五等导线，利用导线点测设线路中线控制点和铺设轨道。加密四等大地点按GPS测量D级网的技术要求测设。铁路五等附合导线测量的相对闭合限差为1/20000。为使实际地面测量不受影响，规定投影长度变形不大于1/40000，即每千米不大于2.5cm。高程测量采用四等水准测量。

.线路的中线测量标准同《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）。轨道工程的铺设与维护仍延续传统的相对测量方法，不能避免传统铁路出现的问题，尤其不适用于无砟轨道施工。

⑶京津城际铁路的测量实践。在客运专线铁路建设初期，京津城际、武广、郑西等客运专线均参照《京沪铁路高速铁路暂行规定》设置测量控制网进行施工。随着对高速铁路测量工作认识的不断深化，发现以下四个方面问题，不适用于无砟轨道施工，在京津城际铁路建设中最早暴露出来。

①控制点埋石标准低。《京沪高速铁路测量暂行规定》控制点埋石标准与《新建铁路工程测量规范》（TB10101－99）控制点埋石标准相同，控制点埋深浅，标石规格低，在沉降区域和其他地基不稳定区域控制点不稳定，对建设和运营维护中的高精度控制和沉降观测造成影响。

②控制网精度低。控制网测量精度不能满足轨道平顺性要求，建成后轨道的平顺性，尤其是长波不平顺很难保证。测量标准与国外高速铁路测量标准有较大差距。

③网点布局不合理。由于对控制网没有进行系统设计，网点布局不合理，不能满足无砟轨道高精度测量要求。

④施工控制测量接口多，控制测量方法和执行标准尺度不一。客运专线线下工程的控制测量应满足无砟轨道误差要求。我国客运专线与国外不同，地形复杂，桥长、隧长是基本特色。但长桥和长隧的控制测量仅由施工单位对单项工程建网进行控制，施工单位各自为政，没有进行统一的布网测设要求和标准，没有统筹考虑线下工程的测量标准要满足无砟轨道施工要求。

针对以上问题，工程管理中心与京津公司研究后决定立即在京津城际启动应急测量网建设，应急网采用平面三等导线、高程二等水准标准进行测设，较设计交桩网采用平面五等导线、高程四等水准精度和标准有较大提高。应急网建成后迅速对已建桥梁墩台进行了复核，对已完成的 691 个墩台中横向超标的有 98 个，最大偏差 57mm；纵向超标的有 102 个，最大偏差 55mm；最大高程偏差 128mm，平均-31.7mm，多为负偏差。

经分析，平面偏差均为测量网间量标准差异造成，高程偏差受水准点埋石标准较低及区域地质沉降影响。随后对全线出现的偏差均采用技术和工程措施进行了妥善处理，并启动了精测网建设，铁三院承担了基础网至轨道设标网(GVP/CPⅢ)间的全部测量工作，施工单位承担了无砟轨道的轨道基准点(GRP)和轨道板精调安装的测量工作，确保了无砟轨道施工精度。京津城际铁路已于 2007 年底全部完成无砟轨道施工和轨道铺设任务，现基本完成轨道精调作业。经轨道静、动态检测，总体精度情况良好。以上偏差也充分佐证了客运专线铁路建设高精度测量网的重要性和必要性。

京津的实践也说明，《京沪铁路高速铁路暂行规定》受当时对高速铁路，尤其是无砟轨道客运专线的认识局限，对控制网的设计要求及精度标准还有不足，但提出了分级设网的雏形，提高了测量精度要求，在客运专线建设中起到了重要的承上启下作用。

3．现行的客运专线测量标准

随着对客运专线铁路测量认识的逐步深化，铁道部组织铁道第二勘察设计院和西南交通大学开展了无砟轨道工程测量控制网精度研究，依据高速铁路轨道平顺性要求，参考国外高速铁路测量标准，提出了平面和高程控制网精度标准。根据研究成果，组织编制和颁布了《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设〔2006〕189号）和《时速200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》（铁建设〔2007〕76 号），提出了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网“三网合一”的要求，设计了基础平面控制网 CPⅠ、线路控制网CPⅡ和基桩控制网CPⅢ三级测量控制网，对控制网网型和测量精度做出了明确要求。高程控制网按无砟和有砟分别提高为二等和三等水准测量施测。提出了客运专线铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤10mm/km（无砟）/25mm/km（有砟）的工程独立坐标系。同时提出了客运专线无砟轨道铁路工程控制测量完成后，应由建设单位组织评估验收的要求，并制定了评估验收内容和要求。表4～6 为客运专线无砟轨道铁路工程控制网测设要求和精度标准，并借鉴国外测量标准，提出了控制点的定位精度（见表7）。表8～9时速 200～250 公里有砟轨道测量铁路工程控制网测设要求和精度指标。

通过以上技术措施，为实现线路的坐标控制绝对定位创造了条件。

当前，武广、郑西、哈大等时速 300～350 公里客运专线和京沪高速铁路均按《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》布设了CPⅠ、CPⅡ控制网和高程控制网，并布设了部分CPⅢ控制网。石太、合武、武合、合宁、温福、福厦、广珠城际等时速 200～250 公里客运专线也已按新的测量标准设计和施设了平面和高程控制网，并采取积极、稳妥的技术和管理措施处置了新旧测量网测量精度不同造成的测量偏差。

二、需要进一步深化研究和规范的几个问题

1．CPⅢ的测设方法应进一步研究深化

CPⅢ主要为轨道工程的铺设和运营维护提供基准，由于前期对其精度和测设方法研究较少，《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》对 CPⅢ的测设提出了导线法和后方交会法（自由设站边角交会法）两种方法，《时速200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南(试行)》对CPⅢ要求使用导线法。但由于铁路线路横向宽度限制，导线法与轨道高精度测量匹配较为困难，同时在铺轨和运营维护时，个别基桩点的缺失对施工和维护作业影响较大，不利于轨道精测系统智能化测量定位，不便于机械化作业。因此，客运专线铁路 CPⅢ测设应采用自由设站边角交会法。

CPⅢ测量是建设高平顺性轨道的基础工作，点多量大，对其重要性，许多单位和测量人员还没有引起充分的重视，技术力量薄弱，应加强宣传和培训，规范其管理。

2．轨道几何状态检查仪是高速铁路和客运专线铁路轨道定位和运营维护的重要测量器具，应高度重视，加强研究和管理。

传统铁路轨道施工和维护测量主要使用弦线测量或相对型轨道检查仪（俗称轨检小车）。但国外高速铁路轨道，尤其是无砟轨道的施工和维护已发展为坐标测量。高速铁路和客运专线铁路，尤其是无砟轨道高速铁路精度测量需要使用专用的测量装备以 CPⅢ为基准施测，进行包括长、短波不平顺的轨道几何状态控制。同时在轨道验收时也需要使用轨道几何状态检查仪对轨道几何状态进行精密验收。

客运专线开工建设以来，我们陆续引进和研发了部分新型轨道精密测量器具。引进的四种无砟轨道中，博格使用特制精调框配合全站仪依据轨道设标网(相当于 CPⅢ)进行轨道板精确定位；雷达2000使用粗调机将工具轨和轨枕组成的轨排粗调后，使用由轨检小车、全站仪等组成的“一体化”轨道测量系统根据 CPⅢ精调定位；旭普林使用全站仪依据 CPⅢ定位支脚实现轨枕精确定位，但铺轨后也需使用由轨检小车、全站仪等组成的“一体化”轨道测量系统精调钢轨位置；日本板铺轨后的精调也需要使用由轨检小车调整充填式垫板和扣件。各种型式的无砟轨道施工和验收均需使用大量的轨道精密测量器具。引进的新型轨道精密测量器具主要是瑞士安博格公司 GRP 和德国SINNING公司的GEDO 轨道几何状态检测仪。国内正在进行研发的单位分别是江西日月明公司、长沙悦诚公司、西安远景智能公司等单位，产品均在研发中。

根据《铁路专用计量器具新产品技术认证管理办法》(铁道部22号令)、《铁路专用计量器具管理目录》(铁科技〔2006〕31号)，轨道几何状态检测仪为Ⅰ类铁专量具，应通过铁道部技术认证。但因为缺乏相关技术条件和相关检定规程，技术认证工作还没有开展。

轨道几何状态检测仪的使用是高速铁路和客运专线铁路测量和检测的关键装备，急需加强研发和管理。

3．在轨道工程验收中增加量测长波不平顺内容，完善轨道几何状态测量验收方法和检测数量

国外高速铁路轨道均在静态验收时精确测量轨道几何状态，检查其是否满足设计位置和高平顺性要求。轨道动态验收是在静态验收合格后，再使用轨检列车对轨道内几何尺寸进行检测，计算分析轨道功率谱密度。如动态检测中偏离值超过标准值，需要与静态轨道测量值对比分析，研究采取相应措施进行改善。静态检测的数据和动态检测数据相互印证，为维修调整提供精确依据，为高速列车开行提供决策支持。动态检测和静态检测相互补充，不能替代。

精确测量轨道几何状态是世界高速铁路的通行做法。如德国铁路标准DB883.0031明确要求验收时“合同的承包方(AN)以验收申请方式提供按支承点的间隔对车辆投入运营准备就绪的轨道(经过焊接和磨光)的大地测量结果”。法国、荷兰、比利时、台湾等国家和地区也有类似的要求。部分国家和地区在开通前还委托专业测量机构对验收项目的静态轨道几何状态进行抽查。

我国铁路第六次大面积提速的实践证明轨道位置十分重要，传统的弦线测量法会造成线路的偏移，尤其对大半径曲线，较小的正矢偏差就会造成很大的曲线半径误差，已不适应轨道工程施工和养护。因此客运专线轨道工程建设应依据精密控制测量网精确施设。同样，验收也应采用坐标法精确测量轨道的几何状态。当前，各客运专线已依据轨道平顺性要求建立了平面和高程控制网，引进的博格、雷达2000、旭普林三种无砟轨道在施工时均依据 CPⅢ精确测设钢轨支承点或钢轨，具备了在验收时对包括大地坐标在内的每个钢轨支承点处钢轨的几何状态进行精密量测的条件。

《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设〔2006〕189号)在竣工测量中提出了对轨道精确测量的要求，但《客运专线无砟轨道铁路施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2007〕85号)对轨道中线和高程仅规定每公里检查2处，每处10个点；《时速 200～250公里有砟轨道铁路工程测量指南》(铁建设函〔2007〕76号)规定铺轨时采用弦线法测量，《客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)规定的检验数量为每5公里2处。轨道工程的验收数量和国外先进做法还有一定距离，同时没有轨道长波不平顺的检测要求。

4．要研究建立初级基础控制网 CP0 的条件和精度要求

鉴于我国大地坐标网已不能很好满足客运专线基础控制网测设需要的现状，在京津城际、哈大客专、京沪高速（西段）、贵广铁路等测量工作中，施测单位还根据线路实际研究和增设了CP0 级控制网，对保证CPⅠ级控制网精度和补设精度进行了积极探讨，使基础控制网更加完善和灵活。需要总结其测设经验，研究初级基础控制网的条件和精度。

当前，在建客运专线铁路无砟轨道施工即将大面积展开，我们已经建立了满足高速铁路和客运专线铁路高平顺性要求的测量控制网基本标准，相信通过不断的总结和完善，我们一定能建成世界一流的客运专线测量技术体系和完整的测量控制标准。