浅议精密工程测量技术在高铁方面应用

论文导读：通常把这三个阶段的制约网叫做高铁工程测量的三网。其中高铁工程测量的勘测制约网由CPⅠ制约网和CPⅡ制约网以及二等水准基点制约网组成；高铁工程测量的施工制约网由CPⅠ制约网、CPⅡ制约网和水准基点制约网以及CPⅢ制约网组成；高铁工程测量的运营制约网由CPⅡ制约网、水准基点制约网和CPⅢ制约网以及加密维护基标组成。
【摘要】本文介绍高铁建设中精密测量的内容和目的，并讲述了高铁建设中精密测量的精度要求和高铁建设中精密测量的精度标准，同时对高铁建设中的精密测量“三网合一”的测量体系进行了重点的分析，旨在为高铁工程测量提供设计参考。
【关键词】精度测量 平面制约测量 高程制约测量 三网合一
随着国家对高铁工程的重视和大力建设，高铁的修建就呈现了几何速度的发展。而大力的发展，又对高铁的安全性有了新的要求，也对高铁的建设、计划、施工等环节也有新的挑战。如何能够在当前的形势下，通过对国外先进经验的借鉴，同时我们还应建立起我们的一套成熟的精度测量体系，从而为高铁的建设提供很大的技术帮助。而如果建立一套更好的、更有效的，并且适合我国国情的高铁精密工程测量技术标准成为当前铁路工程测量中的重要课题。

一、精密工程测量技术在高铁建设中的应用内容和目的

高铁的工程测量主要有高铁平面高程制约的测量、高铁线下工程施工的测量和高铁轨道施工的测量以及高铁运营维护的测量。从高速铁路工程最开始的勘测设计到后来的工程施工、工程竣工验收以及后面的高铁运营维护的全过程中一直伴随着高铁精密工程测量。
高铁精密工程测量为了建立各级精密测量的平面高程制约网，然后在这个制约网的制约下，线下工程能够准确施工，同时铺设轨道的精度能够满足旅客列车高速、安全行驶的要求。高铁的行驶速度非常快，旅客和列车的安全舒适理由就显得尤为重要，这就要求高铁的线路施工必须严格按照线型设计，也就是要保持几何线型参数的精确性和轨道的高平顺性，参数的精度要达到毫米级别。

二、高铁建设中精密测量的精度要求

高铁轨道施工的定位精度在高铁修建中起着至关重要的作用，它决定着高铁轨道的平顺性。高铁轨道的铺设要符合高铁轨道的内部几何尺寸和高铁轨道的外部几何尺寸的精度要求。高铁轨道的内部尺寸是指轨道的几何形状，高铁外部几何尺寸则是指轨道的空间立体形状。

1、高铁轨道的外部测量数据

高铁轨道的外部尺寸把轨道空间三维坐标和高程描述出来，高铁轨道的中线和周围相邻建筑物的关系就确定了高铁轨道的外部尺寸。高铁轨道的绝对定位指的就是高铁轨道的外部几何尺寸的测量，影响高铁轨道的绝对定位的因素包括：路基、桥梁和隧道以及站台等线下工程的空间三维坐标和高程。

2、高铁轨道的内部测量数据

高铁轨道的内部几何尺寸把轨道的形状描述出来，高铁轨道上各点的相对位置关系就确定了高铁轨道的内部几何尺寸。高铁轨道的内部几何尺寸使列车能够在一个平顺的轨道上安全行驶，也就是轨道具有平顺性。除此之前，高铁轨道的内部几何尺寸里还包含了的轨道纵向高低参数和轨道方向参数，这两个参数决定了轨道的实际形状和设计形状的相一致性。高铁轨道的相对定位指的就是高铁轨道的内部几何尺寸的测量。
综上所述，高铁各级测量制约网的测量精度在满足线下工程施工精度的同时，还要满足高铁轨道工程施工的精度要求。也就是既要满足高铁轨道的绝对定位精度要求又要满足相对定位精度要求。而要保证高铁轨道的绝对定位精度首先要保证高铁轨道的相对定位精度的要求，即保证高铁轨道具有平顺性。

三、精密测量在高铁建设中的精度标准

高铁建设中精密测量的精度标准主要包括平面制约测量的精度标准和高程制约测量的精度标准，下面对二者进行逐一分析：
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1.平面制约测量的精度标准

在框架制约网CP0的基础上，平面制约网又分为CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ布设结构，按照这种逐级制约的原则布设的平面制约网的设计要符合下面表1中的规定：

2.高铁制约测量的精度标准

高铁精密工程测量中的高程系统一直以1985国家高程为基准，高程制约网分为线路水准基点制约网和轨道制约网（CPⅢ）二级布设结构。第一级布设为高铁施工的前期勘测设计和后期施工提供了高程基准；第二级布设为高铁轨道的施工和维护提供了高程基准。高程制约测量倡议使用水准测量。在测量山岭、沼泽等环境非常恶劣的情况时，倡议使用光电测距三角高程测量三等及以下高程，倡议使用精密光电测距三角高程测量二等高程。

四、高铁建设中精密测量“三网合一”的测量体系

按照高铁工程测量的施测阶段、施侧目的以及高铁工程测量的功能，可以将高铁工程测量的制约网大致分为高铁勘测制约网、高铁施工制约网和高铁运营维护制约网。我们把高速铁路工程测量通常把这三个阶段的制约网叫做高铁工程测量的三网。其中高铁工程测量的勘测制约网由CPⅠ制约网和CPⅡ制约网以及二等水准基点制约网组成；高铁工程测量的施工制约网由CPⅠ制约网、CPⅡ制约网和水准基点制约网以及CPⅢ制约网组成；高铁工程测量的运营制约网由CPⅡ制约网、水准基点制约网和CPⅢ制约网以及加密维护基标组成。
为了满足高铁建设和运营管理的发展，为了使高铁精密工程测量的成果能够为高铁勘测和高铁施工以及后期的高铁运营维护三个阶段的测量相适应，高铁精密工程测量必须要采用统一的基准，也就是三网合一。三网合一有如下具体内容：

1、三网坐标高程系统统一

三网 坐标高程要想系统统一，就要求在高铁的勘测设计阶段和线下施工阶段以及轨道施工阶段和后期的运营维护阶段，制约都要采用坐标定位，这样做才能确保高铁修建的运营维护管理的各阶段都能够顺利进行。如果三网的坐标高程不能做到系统统一，就会造成施工工程和线位偏离原来设计的坐标高程和位置，线下工程没有和轨道工程相交，铺设的高铁轨道偏离了原来的设计要求，高程净空限界也会严重不足。

2、三网起算基准的统一

也就是高铁勘测制约网和高铁施工制约网以及高铁运营维护制约网的基础平面制约网均采用CPⅠ为平面，三网的基础高程制约网为二等水准基点网。如果三网起算基准不能做到统

一、会产生很严重的后果，甚至可能会出现施工报废重新施工的情况。

“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。以三网合一为基础，轨道铺设的线路及其周围附属的其他建筑物的里程和坐标要一一对应起来，每个里程的坐论文导读：
标（x、y、h）都具有唯一性，在施工和养护时，要严格按照预先设计的线型进行施工和运营维护的操作，这样就确保了高铁轨道具有非常好的平顺性，更值得一提的是，三网合一为铁路管理数字化、信息化创造了良好的条件。
五、结束语
高铁精密工程测量有助于提高修建高铁的施工质量和节约修建高铁施工成本，高铁精密工程测量会带来巨大的社会经济效益。目前，我国高铁事业的发展正处于上升期，已经有多条高速铁路相继竣工，并开始大规模地投入运营，但是这些高铁的运营及养护维修测量还非常不完善，迫切需要建立起一套完整的、有效的，同时又得符合我国国情的高速铁路工程测量技术体系，保证高铁铁路能够安全运转。
参考文献：
[1] 钱立新 世界高速铁路技术[M] 中国铁道出版社. 2012
[2] 周建郑 建筑工程测量[M] 中国建筑工业出版社. 2011