谈高铁工程建设中的精密工程测量技术

谈高铁工程建设中的精密工程测量技术

摘要:选用精密工程测量技术既能保证测量结果的严谨和精准度,满足人们的需求,同样会推动高铁事业的飞速发展,结合具体的项目工程,详细介绍了气高铁工程建设中精密工程测量技术的施工工艺和技术要点,希望对同类施工提供参考。

关键词:高铁工程;精密工程;测量技术

0引言

高速铁路凭借自己独特的优势,在我国交通运输业上占据着重要位置。其运行时速可达高达200~350km/h,具有运行安全可靠、舒适快捷等特点。列车行驶过程中要求轨道结构完全平稳,以保证在行驶中旅客的人身安全。要想实现高速铁路大运输力、高速、安全可靠、舒适快捷的优势,就要在轨道的施工工艺、材质、结构尺寸精准上严格把关,保证列车在行驶过程中无颠荡、无摇晃,安全平稳行驶。而这些相关标准只有通过精密工程测量技术才能实现。本文结合具体的项目工程,详细介绍了气高铁工程建设中精密工程测量技术的施工工艺和技术要点,希望对同类施工提供参考。

1高速铁路平面测量概述

高速铁路工程测量施工的顺利进行,需要提前做好一些准备工作。勘测设计单位要明确铁路的走向、形势、地形、地质条件。高速铁路地跨面积广、路线长,受地形、地貌的影响较大,所以要根据其特性做出整体测量设计方案,以满足施工要求。同时还要掌握好坐标系统、水准基点等,以确保测量结果精准无误,施工顺利进行。高速铁路工程测量采用的是工程独立坐标系统,其在具体施工结构中投影长度变形值要达到10mm/km。高速铁路工程测量平面控制网在结构基础中分为三级布置:第一级是为测量、操作施工、运行服务维护准备参考标准的基础平面控制网(CPI);第二级是为测量、施工操作准备控制参考标准的线路平面控制网(CPⅡ);第三极是为轨道布置和运营维护提供控制基准的轨道控制网(CPⅢ)。三级平面控制网之间的相互关系如图1所示。

2高速铁路高程控制测量

2.1线路水准基点控制网测量

2.1.1线路水准基点选埋

高铁线路对于水准基点的埋设也是有一定要求的,一般每隔2km埋设一个水准点。当经过隧道、桥和特殊结构路线时,要按照实际工程施工特点进行布设基点。水准基点的布设一般要与中线位置保持50~300m的距离,构成符合施工要求和国家标准的高程控制网,符合要求后才能进行水准基点控制网测量。

2.1.2线路水准基点控制网测量

线路水准基点应符合二等水准精度的要求:一是与国家标准水准点联测;二是测量要在150~400km之间;三是全线基点测量要同时完成测量。若遇到达不到二等水准测量的标准的情况,要采取相应解决措施:遵循施工项目的特点,设定满足施工条件的高程基点;提前建立好符合要求的二等线路水准基点控制网,再开始测量操作。

2.2轨道控制网(CPⅢ)高程测量

高速铁路轨道施工、运营维护所需要的高程基点数据属于CPⅢ高程控制网,其又被称作轨道控制网,施工项目竣工后沉降和变形程度通过验收后再开始测量。CPⅢ高程控制网的测量方法是“精密水准”,精度等级也是相当高的。在测量操作前,应对各个的二等线路水准基点进行二次测量,测量结果合格后,按照项目施工要求实施。在对CPⅢ高程控制网进行测量和计算平差时,应在不同的时间段分别进行两次,并及时记录观测和计算结果,保证施工顺利进行。CPⅢ高程控制网采用DS1及以上精度的电子水准仪等仪器测量,其测量流程为:“后-前-前-后”或“前-后-后-前”。观测方法是“精密水准”观测法。测区内二等线路水准基点,与符合施工要求的二等线路水准基点进行联测时,按照独立往返精密水准测量法完成测量。联测的标准是每区段要联测3个水准基点,每2km就要有一革联测的水准基点。CPⅢ点与CPⅢ点之间水准基点的布设,按照“中视法”或“矩形法”的思路进行布设,以致4个CPⅢ点之间能形成一个闭合环。CPⅢ控制点水准测量需要对按照设计要求形成的闭合环进行环闭合差检核,要求该环闭合差小于等于1mm。当遇到前后两区段衔接处时,要求两区段交点处高程差值应≤±3mm。判断其符合标准后,后一区段CPⅢ网平差,应采用本区段联测的线路水准基点及重叠,要求相邻基点存在的误差≤0.5mm。

2.3CPⅢ高程传递测量

CPⅢ高程传递测量时,如遇到地面与桥面之间的距离高差较大时,地面水准基点无法直接传递到桥面CPⅢ控制点上。这时就要采取相应措施进行测量。使用三角高程测量法选择地面与桥面相近的地方开始接收高程,需要用不同的高度测2次,每次要手工观测4次,两组高差值应≤2mm。测量得出结果后取其平均值,平均值就是传递高差。

3高铁轨道施工测量

3.1轨道安装定位测量

轨道布设通常采用龙门式起重机。液压锁闭机沿垂直方向利用4个抓夹点,将轨道板牢牢锁住后开始起吊道板轨,起吊前要保证板的规格、走向符合施工要求,承轨台、轨道板完整无损,以保证施工过程的顺利进展。如果剥离混凝土,则应在5mm、50cm、100mm处控制深度、区域和长度。如不符合规定,则要立即进行处理。轨道板吊起后,为了能将轨道板顺利安置在混凝土底座板上,需要提前调整好横梁的横向倾斜度,使其与下落点保持一致。把轨道板用龙门式起重机吊装到指定地点的正上方,慢慢降落至提前放好的垫木上。然后人工辅助操作,使一边和安装好的轨道板对齐,另一边将轨道板结构凹槽处安置到圆锥体上。按照此流程施工操作,轨道安装定位测量完毕。

3.2轨道精调测量

轨道精调测量必须使用全站仪自由设站和轨道几何状态测量仪相互配合来完成。

3.2.1仪器的安装

全站仪按照“两对强制对中三角架架设在前后两个GRP点上→小里程的GRP点上放全站仪→大里程的GRP点上放棱镜”的思路进行架设。例如1号GRP点是全站仪,2号GRP点放置棱镜,全站式仪器自由设置站台监测最终GRP点的坐标标准机架的框架包括5个标准框架,第一个标准框架放置在Ⅱ板的一号承轨台上。棱镜是1#和8#,2个标准帧,放在第五载体表上,2标准框架上的棱镜是2#和7#棱镜。第3个标准框架位于第10个载体表上,第三标准的棱镜是3#和6#棱镜。第4帧放置在先前调整的板的第一载体台上,棱镜是4标准框架的4#和5#棱镜。所有标准架紧密连接到轴承座上。TⅡ板有10个载波,并且在板文件中给出了每个载波的数据。所需的目的是将Ⅱ板置于所设计的位置。将完整的电台与安装有Ⅱ板测量系统的计算机连接。使用配置连接全站仪,计算机连接到另一个电台,选择参考系数,并执行全站仪和计算机的相互连接。连接成功后,结束仪器安装操

3.2.2标架的检校

确保结构平稳,以保证施工数据精准,施工项目顺利进行。将标准框架放置在Ⅱ板的火车站上,在标准框架上放置标准棱镜,并按照全站仪标准测量3次。旋转标准框架180°,执行测量并保存数据。卸下标准框架,将前1个标准框架靠近托架。获得测量数据,与标准数据相比,设置第一标准帧的参考参数。参考参数分为绝对参考参数和相对参考参数,依次设置标准1至4的参考参数。仪器校正操作完成后,即可执行对轨道板的调整操作。

3.2.3定向

在对全站仪和后视棱镜施工操作完成之后,执行方向测量。设置全站仪的温度、气压参数,进行棱镜的校正。棱镜选择莱卡小棱镜,棱镜常数为17.5mm。导入计算机数据,打开项目文件名,测量数据保存文件夹中。选择相应的GRP点行进方向,整个站的GRP点为1点,选择一个点坐标,方向棱镜为2个GRP点,选择2点以制作后方视图。确定方向成功,满足方向精度要求即可。

参考文献

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[2]樊立朋.精密工程测量技术在高铁方面的应用探究[J].数字化用户,2019(1):79.

[3]胥军均.高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用[J].智能城市,2019(4):99-100.

作者:王绍磊 单位:中铁十八局集团第三工程有限公司