铁路精测网与桥隧施工测量的相关性探讨

摘 要：在铁路勘测中已经建立了精确的平面控制网络（CPI，CPII），但长度投影的残差是不可避免的。本文分析了长度变形误差对桥梁和隧道施工测量的影响以及分析了精密控制网络施工控制网络存在的问题以及建议。

关键词：铁路精测网；桥隧施工测量；相关性探讨

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.0811 线路精测网CPI、CPII系统误差的影响分析

CPI是基层的平面控制网，它是各部门的控制测量的基准。 CPII是轨道铺设阶段的轨道控制、水平控制和軌道控制网络的基准线。在确定CPI和CPII的坐标系时，每公里长度的变形值预计不超过2.5厘米（高铁10毫米）。CPⅢ控制网络位于架空接触杆。因此，长度变形的极限值是引导线的设计高度表面的变形。在计算直线设计的垂直截面时，将直线点和设计高程的坐标视为1公里点的平均Y坐标和边缘测量的平均高度。根据下式计算每公里长度的投影变形值。

式中：Hi—中线里程i对应的线路轨面设计高程。

Yi—中线里程i的Y坐标值。

H0—抵偿高程面高程。

在坐标系设计中，适当的中央子午线和偏移高度H0将该段的所有中点的增量增加到2.5cm / km（高速铁路10mm / km）。

1.1 桥梁施工的影响

对于跨江桥梁建设，中间没有CPII控制点，所以只能直接从CPI 01和CPI 03的两边铺设桥墩。假设桥墩位于两个控制点中间，控制点之间坐标的反比长度为1000 m，桥墩中心与控制点CPI 01、CPI 03之间的距离为500 m。采用CPI结构时，长度投影误差可达2.5 cm / km，即两个控制点之间的场测量距离为1000.025 m（两次修正后为1000 m）。

1.2 隧道施工的影响

在不考虑测量误差影响的情况下，由于CPI和CPII控制网络的长度失真，在设置中没有增加两个校正，并且从相同的中线点获得两个不同的位置。从不同的控制点出发，隧道施工无法获得独特的地面。与桥梁控制网络分析一样，长度变形对设定点位置的影响与控制点的相对位置有关。为了便于分析，远离中心线的控制点作为孔的基础。

对于一端的孔，从不同控制点到孔中心线的位置不一致。控制点位于线路设计高度附近，位于小于0.025米处。在实际工程中，隧道通常位于山区，控制点位于山区。高程明显高于孔线（100～300 m）的设计高程；对于倾斜井和井眼，井口位置和控制点越高，控制点之间的长度变形越大，对中心线PO的影响越严重。整个隧道控制网络的长度变形，使得每个挖掘孔不与建筑地板在同一条线上。直接影响隧道的横向穿透，隧道的横向误差约为3.5厘米～4厘米。因此，即使在短隧道中，CPI和CPII控制网络也不能忽视系统误差的影响。

2 非同期精测坐标系施工加密网的问题分析及建议

2.1 非同期精测坐标系施工加密网的问题分析

在桥梁和隧道的建设中，一些单位在CPII的基础上用在线消费者价格指数和加密网络取代了独立的施工控制网络。并在设计理论中使用线数据进行构造。由于加密网络和原始CPI的构建，CPII不是同步网络。尽管对这两个阶段进行了兼容性和稳定性检查，但两个阶段之间的 CPI和 CPII已经变为桥梁，这直接反映了拨号角度的偏差，并影响桥墩和桥墩的横向位置。

对于隧道，由于 CPI控制点（2）与孔（隧道长度为4～35 km）之间的距离，点之间的相对位置变化可能无法有效区分，并且测量误差可能是。如果CPI和CPII被加密，则CPI，CPII和新控制点之间的相对差异实际上是失真的。

在施工过程中，建立了一个新的隧道施工控制点，并在加密网络中包括原有的CPI和CPII控制点。进行了不受限制和全面的调整。使用与原始CPI和CPII坐标相同的参数。在没有原始CPI和CPII结果的情况下对加密网络的控制点坐标进行分析计算，使得控制网处在CPI和CPII以及新控制点之间。计算结果与CPI 102和CPI 101相同。结果不能完全相同（封闭坐标和方向的存在）。为了保证方位一致性，必须修改设计偏差，用来证明CPI和CPII控制点在构造加密以及控制点时并没有严格按照相对位置进行维护。最终结果说明：一旦精测的网络CPI和CPII受到了约束，就会引入错误的加密点，从而导致CPI与CPII的关系会发生改变。这会扭曲CPI，CPII和新控制点之间的相对关系，这不利于隧道的精确穿透。中线方位角的偏差完全反映了两个控制网络之间的不一致性。

2.2 非同期精测坐标系施工加密网的建议

如果使用精确的网络，使用CPI和CPI建立的加密网络，我们应该采取以下措施：（1）分析CPI和CPII在项目位置的长度失真。如有必要，对桥墩中间线的长度和中线位置进行两次修正。（2）通过对加密网络的无约束调整，对CPI与CPII的不一致性进行了检验和分析。分析了方向误差对侵彻误差的影响，分析了方向误差不满足的情况。必要时，建立独立的施工控制网；（3）选择中心线附近的控制点，进出口站位于中心线的同一侧。

3 结语

CPI和CPII的建设将导致非在线业务的建设和出口。隧道越长，横向误差越大。桥梁和隧道越大，应建立越独立的施工控制网络，以确保桥墩和桥台的精确布置以及隧道的平稳运行。

参考文献：

[1]徐杰.不同坐标系差异对特长隧道施工精度的影响分析[J].铁道标准设计，2018（05）：27-28.

[2]陈光金，付宏平，秦德生.铁路隧道洞内CPⅡ导线测量与复测精度指标合理性探讨[J].铁道标准设计，2014（04）：56-57.

作者简介：郑智华（1979-），男，广西南宁人，本科，讲师，研究方向：工程测量。