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对于高速铁路建设中各测量环节的体会与心得 第一章 时代背景
高速铁路是现代世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、车辆技术、制造工艺、列车运行控制、运输组织和经营管理水平等方面的发展和进步，也集中体现了一个国家科技和工业化发展的水平以及铁路运输组织管理的水平。其定义是指列车在主要区间能以200KM/H以上速度运行的干线铁道称为高速铁路，其按动力划分为集中型与分散性，转向划分为独立式与铰接式。世界铁路在速度区间上的划分规定为：时速100-120KM/H称为常速，120-160KM/H称为中速，160-200KM/H称为准高速或快速，时速200-400KM/H称为高速，时速400KM/H以上称为特高速。我国第一条高速铁路是京津城际铁路，于2008年8月1日开通运营。之后开建及在建昌（南昌）九（江）城际、石（家庄）太（原）客运专线、长（春）吉（林）城际铁路、胶济客运专线、沪（上海）宁（南京）高铁、武（汉）广（州）客运专线、郑（州）西（安）高速铁路、温（州）福（州）线、汉宜线、京沪线、福厦铁路，成灌高铁、沪杭高铁、沪宁城际铁路、广珠城际铁路、海南东环铁路、京沪高速铁路。本人所参与修建的是沪昆线杭长段及沪昆线贵昆段。第二章 主要技术要求
一、线路特征
1、高平顺性：是设计、建设高速铁路的控制性条件，也是高速铁路有别于中、低速铁路的最主要特点之一。因此，必须从线形、路基、道床、钢轨、桥梁等各方面采取保证措施，才能实现高平顺性要求。
2、高稳定性：稳定、沉降小且沉降均匀的平顺路基是高平顺性轨道的基础。路基的稳定性主要靠控制路基工后沉降、不均匀沉降以及路基顶面的初始不平顺来保证。
3、高精度、小残变、少维修：严格控制轨道铺设精度是实现轨道初始高平顺的保证。
4、宽大、独行的线路空间。
5、高标准的环境保护。
6、开通运营之日，列车即以设计速度运行。
7、运营中，实行科学的轨道管及严密的防灾安全监控。
二、线路平面的要求
线路平面是由直线和曲线组成。曲线一般能较好的适应地形变化，减少施工工作量。
轨道的高平顺性，要求其空间线路曲线尽可能平滑，即线路平纵断面的变化尽可能平缓。
正线线路的平面圆曲线半径应因地制宜，合理选用。优先选用常用曲线半径，慎用最小和最大曲线半径。必要时刻采用最大与最小曲线半径间100m整倍数的曲线半径。
三、线路纵断面要求
1、坡度的设计应适应地形，合理选用。
2、区间正线的最大坡度应根据地形条件和动车组功率，经牵引计算验算并经技术经济比选分析后确定。
3、竖向离心力和竖向离心加速度对列车运行的安全性和旅客舒适性有影响，因而，竖曲线半径决定于列车运行的安全性和旅客乘坐的安全性和旅客乘坐的舒适性要求。
四、高速铁路对轨道的要求
1、稳定的轨道结构：高速铁路对轨道结构的设备和材质都有比较大的加强，轨道各部件的静力强度已不是对轨道整体结构承载能力起控制作用的因素。
2、平顺的运行表面：为保证列车高速运行的需要，要求轨道必须提供平顺的运行表面。
3、良好的轨道弹性：高速铁路轨道结构能否具有良好的弹性十分重要，轨道具有良好的弹性，不仅可以使轨道具有较强的抗振动与抗冲击能力，而且有利于减少噪声干扰，因此，轨道结构具有良好的弹性是各国高速铁路追求的目标。
4、可靠的轨道部件。
5、便利的养护维修。
第三章
施工流程及流程中涉及的测量工作
一、路基线下部分
1、根据设计院的钉桩资料进行施工复测，恢复线路中间桩位，加密水准点，测量路基横断面，放出征地红线桩，限差100mm。
2、开挖排水沟
沿着地界线挖出排水沟，排出原地面积水，沟深80cm，并每隔100m 在路基两侧对称的开挖集水井，用水泵抽出积水。此环节需测量放样出排水沟及结构物平面位置及高程。
3、基底处理
根据地质资料和基底轻型动力原位测试结果，可能需要进行路基CFG桩加固或换填。此环节需要测量放线出CFG桩位及标高测量，换填范围及换填深度。
4、填料选择和室内试验
经过详细调查，本标段内的利用方主要为碎石沙砾，属AB组填料。之后进行弃土及路基碾压及压实度试验，这些环节与测量关系较小，不详细描述。
5、断面复测
填前碾压完成并经验收达规定的压实度后，对原地面进行断面测量，以确定填方工程数量并作为以后计量支付的依据。断面经监理工程师复核签字认可后即可测设路基坡脚线及中线。
6、相关测量详述
路基因其位置相对于桥梁来说施工工艺相对繁琐，同时其可调性也较好，在做线下时测量人员及施工方亦有较多选择，这里就个人所遇到的路基结构物及相关接触过的测量工作叙述一二。征地
征地需要采集路基的红线位置及所征地范围，其交叉区域为线路占用面积，可使用CAD计算出征地面积。建议使用GPS-RTK进行，相关技术指标，限差50mm。边桩及水沟测量
边桩及水沟在红线范围内，其依据高程计算偏距D(H实测H设计）*id主线偏距X结构物位置D(H设计H实测）*id主线偏距X结构物位置
结构物放样可以利用计算器事先编写的程序计算出里程偏距，也可以使用线路的切线方位角计算。XBXAdcosaYBYAdsinaaABa线路中线切线方位角a线变角其中d为A至B的距离，a为A至B的工程独立坐标北方向。③、断面测量
在施工进行在一定阶段的时候，有必要对当前断面进行测量，为下一步施工提供基础数据，建议使用GPS-RTK方法测量，全站仪亦可。处理软件可以使用南方CASS，也可以使用CAD画出断面图。
④、路基沉降观测
当路基填土及压实度到达一定程度时，要求埋路基沉降观测点，对
路基的稳定性进行测量。桥梁线下部分
桥梁施工控制网的建立 ①平面控制网的建立
平面控制网的建立宜布设成自由网，沿线路方向前进。可以采用GPS静态观测，也可以采用导线测量或三角网测量。第一级控制网的边长宜为桥梁轴线0.5-1.5倍，并应符合相关规范。施工控制网由一级控制网CPI加密成线路平面控制网CPII。处理采用GPS相关处理软件与导线处理软件，精度满足要求则可以使用。
②高程控制网的建立
高程控制网采用国家二等水准测量，符合相关测量规范及限差要求。桥梁施工工序及各部分相关测量工作 ①桥梁支撑部分-孔桩
放样采用极坐标法、坐标法、多点交会法。灌注桩及摩擦桩放样限差40mm，群桩中间桩D/5最大100mm，外缘D/10。②承台、墩身、墩台帽
承台轴线限差6mm，顶面高程8mm，墩身轴线4mm，顶面高程4mm，台帽轴线4mm，支座位置2mm，支座顶面高程限差简支梁4mm，连续梁2mm。③桥梁安装测量
预制梁支座中心测量允许误差2mm，高程限差2mm。悬臂梁及钢梁参照相关技术标准...隧道线下部分 ①平面控制网的建立
隧道洞外采用GPS联测三角网或大地四边形，洞内采用导线测量（隧道二等技术指标）。
测量设备：测角1″及以上，测距1+2ppm及以上可自动搜索棱镜全站仪，一套已验证好棱镜常数的棱镜，稳定性上佳的脚架，温度计，气压表，手电。测量方法：可以采用附合导线，亦可以采用结点法，隧道长度较大时使用陀螺经纬仪进行真北方位角校正。
处理数据：智能仪器带多测回测角的情况下可以直接导出数据交与软件生成in2文件平差，半自动或是手动的情况下手动编写in2文件交与软件平差，建议平差之前手动计算一遍。
附：陀螺经纬仪测量真北方向转向为坐标北方向方法
a坐标北a真北r当地子午收敛角
当地的子午收敛角可以去当地测绘部门询问。
小提示：一定要设置正确的大地高，温度和气压。建议在晚上测量进洞段。定期复核。
②高程控制网的建立
采用国家二等测量闭合。需符合相关技术指标。③隧道竖井联系测量
作业前，应对联系测量的平面和高程起算点进行检核。竖井联系测量的平面控制，宜采用光学投点法、激光准直投点法、陀螺经纬仪定向法或是联系三角形法；对于开口较大、分层支护开挖的较浅竖井也可以采用导线法（竖直导线法）。竖井联系高程测量宜采用悬挂钢尺或钢丝导入的水准测量方法。④隧道洞内施工测量
隧道中线使用坐标法或极坐标法测设，大型机械施工采用激光导向，方向应定期校核。隧道衬砌前应复核中线之后应复核断面超欠挖状态。四
线上部分
线上部分开建前，应先建立CPIII网，CPII点400-600m布设一个，桥梁布设于桥梁固定端，路基布设于路基主线外侧，隧道可布设于电缆槽上面与水准共用，CPII编号采用0+里程+P2+点号，如00198P21，其意是在DK+0198的里程上的第一个CPII点。CPIII点桥梁上埋设于桥梁固定端，每65米左右一对点，路基上埋设于接触网基础上，隧道一般布设于电缆槽顶面以上30-50cm的边墙衬砌上。
CPII网的建立
桥梁及路基上采用GPS静态建网。隧道采用导线法。CPIII网的建立
使用强制对中的CPIII预埋件，长期保存，不变形。CPIII编号为支座型号+里程+点号，如02019809其中02表示固定端，0198为DK0198,09表示在线路左侧当前里程第5个点。①测量准备
平面：测角1″及更高精度、测距1+2ppm及更高精度自动全站仪。使用仪器自带多测回测角记录或使用软件记录。如TCA2003、TCA1201、TS(M)30及TrimbleS6、S8。专用CPIII棱镜、温度计、气压表、上佳稳定性脚架、CPIII强制对中插件。
高程：电子水准仪、因瓦钢尺。②测量方法
3+3或2+2，前一方法一站推进2对点，后一方法一站推进1对点。水准测环。③平差
使用西南交通大学编制的平差软件平差，利用CPII已知数据及测量的点位相对位置平差得到CPIII的平面坐标。需符合相应规范和限差。④~~~ 兄弟们晚上静静滴去吧，悄悄滴打枪滴不要。底座板、支撑层、接触网、防撞墙...CPIII数据有了，就可以开始在线上做施工放样工作了，利用后方交会使用CPIII坐标定向，如果是只能使用两点的全站仪，建议前后一个点交会并选择其它CPIII点进行验证。限差要求建议3+3mm。GRP或CPIV网的建立 ①GRP准备工作 在底座板做好了之后，就可以为下一步精调工作做准备了，在底座板上放样出初铺线及GRP点位置，埋设GRP预埋件。②GRP测量工作
测角1″及更高精度、测距1+2ppm及更高精度带蓝牙设备自动全站仪。小脚架、CPIII棱镜9个、GRP调平小三角、温度计、气压表、带处理软件的电脑。测量时以CPIII为基准数据，9+5测量GRP点位相对坐标，综合平差，检验搭接差。高程分段测量，往返测。③CPIV准备工作
可以首先吊板，初铺完成后埋设点。两块轨道板埋设一对CPIV点。④CPIV测量工作
测角1″及更高精度、测距1+2ppm及更高精度带蓝牙设备稳定性高的自动全站仪。稳定性上佳脚架（非常重要）、CPIII棱镜若干（18或28或32）、观测记录手簿。同时测量CPIV及CPIII点，通过平差处理出坐标，平面精度较之GRP高。高程分段测量，往返测。精调
采用GRP或CPIV坐标对轨道板进行位置校正，需初调及复测，复测后灌浆。平顺性检测
对精调的结果进行检核，建议每次灌浆之前先进行一段平顺性检测（技术指标接近，不赘述）。轨道精调 还没做到^_^ 附1：大气压强粗略计算公式Pe5.25885In(288.150.0065h)18.2573
附2：西南交通大学轨道基准网新技术CPIV
在京津城际铁路建设之前，我国没有轨道基准网的概念，因此我国的测绘工程技术人员对轨道基准网几乎不了解。我国高速铁路建设引进CRTSⅡ型无砟轨道技术后，由于德国方面只提供软件和操作培训，而对轨道基准网的测量和数据处理原理，德国方面几乎不介绍，也没有相应参考材料，因此我们对轨道基准网的相关知识，还是知之甚少
目前我国已基本解决高速铁路建设中框架控制网CP0、基础控制网CPI、线路控制网CPII、轨道控制网CPIII 网测量和数据处理方法的问题，而对于轨道基准网 的测量和数据处理的相关问题，国内尚处于研究和消化吸收阶段,并且现在还没有指导轨道基准网外业测量和内业数据处理的相关测量规范。德国轨道基准网平面网的数据处理，就是以CPⅢ控制点为公共点，采用在本测站任意站心坐标系中观测的各CPⅢ控制点坐标均值作为观测值，利用本测站联测的各CPⅢ控制点在铁路工程独立坐标系中的已知坐标作为转换基准，采用最小二乘的方法求解本测站站心坐标系和铁路工程独立坐标系间的坐标转换参数，再根据得到的坐标转换参数对各轨道基准点在本测站站心坐标系中的坐标均值进行坐标转换，从而得到本测站各基准点在铁路工程独立坐标系中的坐标。
平面法德国方法不足：(1)外业测量时，记录各个CPIII 点和轨道基准点的坐标，而不是全站仪最原始观测值；没有相应的外业精度控制指标，不能及时发现粗差，无法及时对观测数据的质量进行检查和控制；
(2)除了搭接点，每个轨道基准点只被一个测站观测，没有构成网和多余观测，网的精度和可靠性低；
(3)以坐标转换模型为基础进行近似平差，而不是对直接观测量进行严密的平差，这与我国常规的控制网平差有较大不同；
(4)德国宣称轨道基准网平面网的主要精度指标为相邻轨道基准点 间的相对点位中误差，要求小于0.2mm，却没有给出精度评定方法，能否达到不得而知，也无法知道轨道基准网平面网的真正精度；
轨道基准网新方法：轨道基准网平面网构网法的外业测量，就是全站仪自由测站z1～z5 设置于左、右线轨道中间，每测站全站仪盘左盘右三测回自动观测就近的3（4）对CPⅢ点和左、右线各10个轨道基准点（开始和结束测站为左、右线各5 个轨道基准点），观测方法为全圆方向和距离观测法。全站仪既可对左右侧的轨道基准点 进行全自动的构网测量，也可仅对左侧或右侧的轨道基准点进行全自动的构网测量。
双线轨道基准点构网法同时测量时，需要26（28）根棱镜杆和26（28）个棱镜，单线轨道基准点构网法测量时，需要16（18）根棱镜杆和16（18）个棱镜。
新方法的创新点：
1）每隔两块轨道板布设一个轨道基准点，而不是德国法的每隔一块轨道板布设一个轨道基准点。这样布点的优势是既能够满足轨道板精调的需求，又能减少一倍轨道基准点的数量，既节省测量费用，又提高测量效率；
（2）轨道基准点的标志不是德国的基标钉，也不是布设在底座板顶面上，而是采用类似于CPⅢ测量标志的强制对中标志，轨道基准点 标志布设在与轨道板顶面等高的类似于凸型挡台的水泥柱面上，水泥柱面的基础在底座板上。优势是轨道基准点 可永久保存，这样轨道基准点既可用于轨道板精调，又可用于轨道的精调，还可在运营期间的轨道维护中发挥作用。德国法轨道基准网 只用于轨道板精调，而轨道的精调依据CPⅢ进行，这样造成轨道板和轨道精调的基准不一致，这不科学。采用这样的轨道基准点标志，还可实现轨道基准网平面网外业测量的自动观测，这样才能保证轨道基准网平面网的精度。德国法的基标钉无法强制对中无法自动观测和无法永久保存，因此也无法保证精度、无法提高测量效率和无法一网多用；
（3）轨道基准网平面网构网法外业采用与CPIII 平面网类似的方法进行构网测量，内业采用边角网严密平差的方法进行数据处理。平面网构网测量和数据处理的优势是具有多余观测和能严密平差，继而还可实现精度评定。
（4）高程网构网法外业测量与德国法完全相同，与德国法不同之处是内业计算时根据相邻CPIII 点间的高差和相邻轨道基准点 点间的高差组成闭合水准路线，还根据起终点已知CPIII点的高程构成附合水准路线，再对这样构成的水准网进行严密平差。高程网构网数据处理的优势是具有多余观测，据此可计算闭合路线的闭合差以探测高程网测量中的粗差，还可实现轨道基准网构网法测量与数据处理新方法介绍。
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