高速铁路施工测量组织与管理.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER113第 40卷第 1期0 引言目前，是我国高速铁路建设正在快速推进，是一项利国利民的好事,随着生活水平的不断提高，人们对出行的安全和舒适性要求越来越高，同时也对高铁建设过程中的测量等级、精度、测量仪器和人员提出了更高的要求。为了满足人们出行要求，除了在高速铁路建设过程中保证较高的线路平顺性，要求测量精度达到毫米级且设计要有精确的几何参数1，还要建立一套与之相适应的工程精密测量体系，简称“精密测量”，规范建设过程测量行为，更好的为高速铁路建设服务。与测量工作相关的有“沉降控制”“轨道精调”。1 高速铁路无碴轨道的特点及主要测量工作无碴轨道就是用整体钢筋混凝土结构道床的轨道结构。1.1 无碴轨道的特点1）具有较好的轨道结构稳定性、连续性、平顺性和耐久性。2）可减少过程养护、设施维修费用。高速铁路施工测量组织与管理唐德平（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：如今，我国高速铁路飞快发展，人们对出行安全性和舒适性的要求越来越高，在高速铁路建设中测量工作就显得更重要，其主要特点是精度要求高、工作强度大、整体衔接性强，以往的测量模式已不能满足现状高速铁路施工测量精度要求，必须对以往的测量方式和管理理念进行改变和提高，来满足现状高速铁路建设的测量要求。结合高铁施工测量过程中遇到的情况加以总结和思考。关键词：高速铁路；施工测量组织；管理；测量方式中图分类号：U215.1文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0113-05DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.027Organization and Management of High Speed Railway Construction SurveyingTANG Deping(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Nowadays,with the rapid development of high-speed railways in China,peoples demands for travel safety and comfort are becoming increasingly high.Measurement work becomes more important in the construction of high-speed railways.Its main characteristics are high precision requirements,high work intensity,and strong overall connectivity.The previous measurement mode can no longer meet the accuracy requirements of current high-speed railway construction measurement.It is necessary to change and improve the previous measurement methods and management concepts to meet the measurement requirements of current high-speed railway construction.This paper summarizes and reflects on the situations encountered during high-speed rail construction surveying,providing reference for the organization and management of engineering construction surveying.Keywords:high-speed railway;construction surveying organization;management收稿日期：2023-12-05作者简介：唐德平（1972-），男，云南曲靖人，工程师，主要从事技术、施工测量、监控量测管理工作。*114云南水力发电2024 年第 1 期3）便于线路地形选线，降低隧道净空、减少线路的工程投资。4）可避免高速行车条件下有碴轨道的道碴飞溅。5）对基础的坚固、稳定要求较高，一旦基础变形下沉，修复较困难。1.2 主要测量工作精测网的复测、维护与管理；精测网加密；施工测量；轨道精调；线下工程沉降观测及评估；竣工测量。2 高速铁路测量费用经济指标分析高速铁路无砟轨道工程测量精度要求高，测量方法新，各级平面高程控制网点需要长期保存，并满足勘测设计、施工和运营维护的需要，其测量费用也远比有砟轨道费用高，主要表现在以下几个方面。1）标石埋设费用高。由于要长期保存，标石埋设尺寸和密度应保证在运营维护阶段稳定可靠，当标石埋设在铁路用地范围以外，还要办理征地手续。标石埋设费用是普通铁路测量的 5 10 倍。在区域沉降地区，标石埋设费用还要更高。2）观测费用高。传统的测量方法和精度无法满足高速铁路工程勘测设计、施工和运营维护的需要，无砟轨道铁路外业测量观测费用是传统测量的 3 5 倍。3）变形监测费用高。无砟轨道铁路较有砟轨道而言，需要在施工期和运营期进行工后沉降监测和运营期监测，变形监测精度要求高，频次高，周期长，测量工艺复杂，对测量仪器的精度要求高，人员及设备投入较多，是有砟轨道施工测量费用的 9 10 倍。4）增加技术培训和软件开发费用。无砟轨道铁路工程测量技术含量高、难度大，测量数据较多、处理的技术要求高，需要经过专门培训的测量工程师和开发研制专业的数据处理软件才能进行测量数据的计算处理。3 高速铁路建设期精测网的建立高速铁路建设过程测量精度要求高，要改变以往的测量模式，为保证铁路轨道的高平顺性，就必须建立与之相适应的测量管理体系，并对该测量管理体系提出相应精度要求，简称“精测网”。3.1 高速铁路精密工程测量的特点1）要求精测网的边长必需采用投影变形值 10 mm/km（无碴）/25 mm/km（有碴）的工程平面独立坐标系。独立坐标系见图 1。2）确定了高速铁路铺轨测量必须采用绝对和?图 1 独立坐标系图相对定位测量相结合的定位模式。测量定位模式见图 2。3）确定了高速铁路无碴轨道高程控制网的精?图 2 测量定位模式度要求。要求高速铁路建设过程全程采用二等水准测量控制网的精度要求进行控制，轨导铺设按照精密水准测量控制网的精度要求控制。4）提出了控制网组织评估验收。高铁控制网测设完成后，由建设单位组织对精测网技术设计方案、选点埋石、仪器精度指标及检定情况、外业观测、平差计算和成果质量等资料进行评估验收。3.2 精测网的概念与“三网合一”3.2.1 精测网的概念高速铁路精密工程测量是针对高速铁路建设工程测量精度需求提出来的一种新测量理念，在测量方法和精度要求上跟过去的工程测量都有较大的提升。这种精密工程测量简称“精测网”。3.2.2“三网合一”的内容、要求和重要性“三网”指的是：堪测控制网：CP0、CPI、CPII、水 准 基 点；施 工 控 制 网：CPI、CPII、水准基点、CPIII；运营维护控制网：CPIII、加密维护基桩2。“三网合一”的要求：堪测、施工、运营唐德平 高速铁路施工测量组织与管理115维护控制网的坐标高程系统、起算基准、测量精度要协调统一;线下工程施工、轨道施工、运营维护控制网的坐标高程系统和起算基准要统一。“三网合一”的重要性：如果三网不统一考虑，当线下工程施工控制网精度与无砟轨道施工控制网精度相差较大时，因无砟轨道铺设精度要求较高，测量误差调整空间较小，当误差消化不了时，就会造成局部工程报废等重大经济损失。3.3 控制网布网原则和作业流程平面控制网按照逐级控制的原则布设。在框架控制网（CP0）基础上分 3 级布设：第 1 级为基础平面控制网（CPI）；第 2 级为线路平面控制网（CPII）和加密控制网；第3级为轨道控制网（CPIII）。高程控制网分 2 级布设，第 1 级为线路基点高程控制网，为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准；第 2 级为轨道高程控制网（CPIII），为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。高程控制和平面控制点尽量共用一点。3.3.1 CPI 控制网CPI控制网为基础平面控制网，在初测时完成，为后续线路控制网（CPII）提供起闭基准。主要为勘测设计、施工、运营维护提供坐标基准，按二等 GPS 网精度测量要求施测，全线一次布网，统一观测，整体平差。沿线路每 4 km 布设 1 对（CPI）GPS 点，点间距不小于 1 km，采用边联结方式构网，形成大地四边形或三角形带状结构构成整个CPI 网，控制网构网方式见图 3。3.3.2 CPII 和加密控制网?图 3 CPI 控制网构网方式图CPII 控制网在定测时完成，加密控制网在项目开工前完成，经过严密平差，作为高速铁路无碴轨道施工平面控制网。CPII 控制网测量应在 CPI 网的基上采用边联结方式构网，按照三等导线或三等 GPS 测量精度方法施测。点位间距控制在 0.8 1 km，距离线路中线50150 m为宜，稳定、牢固、不易被破坏，且方便测量使用的地方。当 CPI、CPII 点的密度和位置不能满足定测要求时，应在 CPI 或 CPII 控制点的基础上采用同精度内插的方法进行增补加密控制点，以满足施工测量需求，点间距不应小于300 m，且能互相通视。在施工过程中，因受地形条件的影响，为保证前后点互相通视，沿线加密的控制点较密，局部地方 GPS 加密点构成的网形较差，在观测时，可采用交叉观测和临时支点的方法改变网形结构，提高控制网的精度，选择临时支点的位置尽量远离加密点 600 1 000m 为宜，具集位置根据整网具集选择。CPII、JMXX（加密控制网）构网方式见图 4。?图 4 CPII、JMXX（加密控制网）构网方式图3.3.3 CPIII 轨道控制网沿线路两边每 60 m 左右布设 1 对点平面、高程控制网，尽量等距，平面起闭于高一级（CPI 或CPII）平面控制网、高程起闭于线路二等水准基点上，测设时间在线下工程通过沉降评估后进行，CPIII 控制网采用自由测站的方法测设，进行严密平差后用作铺设轨道和运营维护的控制基准3。CPIII 控制网可根据工程进展情况分段测量，分段长度要 4 km，重复观测数 6 对 CPIII 点。分段的接头要视野开阔，干扰较小，尽量避开车站位。1）CPIII 点位自由设站交会示意图见图 5。2）CPIII 点号编制原则。CPIII 点号按公里数116云南水力发电2024 年第 1 期递增进行编号，线路左右侧按点号按奇数、偶数进行编号。即左侧点使用 01、03、05、07等奇数，线路右侧的点使用 02、04、06、08等偶数，如 2005305，2005 表 示 桩 号 DK2005+.，3 表 示CPIII，05 表示线路左侧 05 点序号。3）CPIII 控制点测量方法。采用自由设站的方法测量，每个自由测站要采用 12 个棱镜测量 6对 CPIII 点 12 个测量目标，并对 12 个棱镜进行编号，每个目标点每次测量要保证被测量 3 次。对使用的连接器和棱镜编号进行记录。测量过程中，靠近线路的 CPI、CPII 点应全部并入网中进行联测，且 CPI/CPII 点最好在 2 3个自由站上进行联测，联测长度应控制在 150 m之内。当观测条件受到限制时，只能在 1 个自由站点上和 CPI/CPII 联测时，要增加临时自由设站点进行联测。3.3.4 各级平面控制网的平差计算的规定1）CP0 控制网要以国家 A、B 级 GPS 控制点作为约束点，进行控制网整体三维约束平差。2）CPI、CPII、CPIII 控制网平差时都要附合到上一级控制网上，即 CPI 符合到 CP0、CPII 附合到 CPI、CPIII 附合到 CPI 或 CPII 上，采用固定数据进行控制网整体三维约束平差。4 高速铁路施工测量管理4.1 施工测量管理制度1）精测网的管理：复测、维护、加密；共用桩协议；相邻标段的协作制度。2）施工测量管理制度：共用桩协议；桩位保护制度；控制网测量自检、报验制度；施工放样自检、报验制度；施工测量复核制度；测量误差报告制度；抽检制度；内业资料管理制度；测量资料保管与保密制度。4.2 施工测量技术管理由于高速铁路施工测量具有点多面广、精度要求高、工作强度大、整体衔接性强的特点，在测量管理工作中要注意以下几点4-5。1）精测网的选点、埋设及测设全过程由测量大队组织实施，严格按要求布设点位，确保点位牢固稳定，可避免点位移动出错和减少重复测设工作。2）测量工作由项目部测量大队统一组织和管理。3）加强图纸校核：铁路图纸批次较多，要逐一进行核对，及时修正；由于铁路施工是线性工程，测量参数较多，要根据总平面、纵断面图并结合施工图对标段内线路进行整体拼接计算或成图，以防施工图局部出错，确保线路整体衔接顺畅。4）加强测量放样数据核对，对各班组使用的测量数据 100%核对，测量放样数据要两人以上采用不同方法校核无误后，由测量大队统一下发实施。5）标段间要相互协调，统一技术标准；高速铁路工程测量资料较多，必须统一表格和技术标准，编制、下发作业指导书，指导现场作业。4.3 沉降观测与评估工作管理4.3.1 沉降观测与评估的重要性无砟轨道建成后不可调整的特点，对线下工程沉降变形要求较高，只有线下工程沉降基本稳定或达到无砟轨道铺设条件后才能进行轨道铺设工作，这就要求高速铁路在建设过程中必需对线下工程进行沉降变形观测工作，沉降观测应在路基开始填筑、墩台浇筑完成立即埋设观测元件进行不间断的观测，以得到路基、墩台的沉降变形曲线，并预测路基、墩台的最终沉降量，满足无碴轨道铺设要求后方可铺设无碴轨道。线下工程沉降变形观测是控制工程进度的关键工序。沉降变形监测的原则：重点路基、兼顾桥涵、立体监控、信息施工、数据真实，成果可控（全线采用二等水准进行沉降观测，按照“五固定”原则实施）。4.3.2 沉降观测过程管理1）沉降变形观测实施存在的困惑：此项工作涉及部门多，现场管理较为困难（与生产进度和效益无关，只会给后续工作带来影响；工作任务重、责任重大：在高速铁路建设过程中，沉降观测工作占整个测量工作的70%以上，交通、?图 5 CPIII 点位自由设站交会示意图唐德平 高速铁路施工测量组织与管理117设备及人员投入难于保证；现场监测元件埋设及基础平整不及时，元件保护不力，经常被破坏，造成大量资源浪费，现场作业困难。无法保证沉降监测数据的连续性，难于达到预期的观测效果6。2）加强沉降变形观测过程管理：施工单位成立专门沉降监测的领导小组。分工明确，责任到人，全面负责沉降变形监测（单点沉降计，沉降管和水准观测）等的组织、实施和自评估工作7；建立沉降变形监测激励考核制度，加大考核力度，由沉降监测的领导小组直接考核；加大资源投入，确保交通，设备、人员到位（根据监测技术要求，平均 3 km 左右安排 1 个监测组）。5 高速铁路的测量工作队伍建设1）为了适应高速铁路建设，应加快对测量队伍组织结构调整。把人员及设备归口管理，集中调配，提高人员和设备的工效，满足高速铁路建设的需要。2）高速铁路施工测量精度要求高、责任重大。一方面测量人员应加强自身各方面能力的学习，提高自己素质，拓展自身的发展空间，另一方面，单位应该多方位为测量人员搭建平台，同时考虑市场因素，适当提高待遇，避免测量人才流失，保持测量队伍相对稳定。3）高速铁路施工，测量工作任务重，人员设备配置较多，队伍庞大，一方面要求测量人员具有良好的敬业精神、职业道德和高度的责任心，测量队内部管理必需分工明确，责任到人；另一方面单位在资源投入、后勤保障方面要给力。4）建立日常测量工作考核制度，确保考核制度落到实处。5）加强对测量人员的业务培训，对测绘技术标准、规程规范、单位部门规章制度的学习，提高团队整体测量素质。6）根据社会发展需求，有针对性的培养一批经验丰富、德才兼备的管理者和测量专业技术人员。6 结束语目前，我国高速铁路建设在迅速发展，各项测量技术和管理制度在不断的成熟和完善。为了确保列车在高速行驶的条件下,实现旅客列车平稳、安全和舒适,这就要求每个建设者要有高度的责任心和使命感。在建设过程中要不断的总结和提高测量技术，完善管理制度。把高速铁路测量控制做到更精、更准确。参考文献：1 卢建康，刘华.高速铁路精密工程测量技术体系的建立及特点 J.铁道标准设计，2010,（S1）:70-73.2张亮，李静.高速铁路控制网测量技术及数据处理方法研究J.价值工程，2017（13）.3TB 10601-2009 高速铁路工程测量规范S.4何华武.论时速大于 200 km 铁路精密工程测量技术J.中国铁路，2007,（3）:1-6.5朱江，梁爱珍.双块式无砟轨道简易工装法施工技术J.铁道标准设计，2009,（S1）:42-46.6贾磊.CP 网在 CRTSI 型双块式无砟轨道施工中的应用J.山西建筑，2009，35（23）:362-363.7 张宏龙.高速铁路无砟轨道施工质量技术研究 J.云南水力发电，2023,（8）:233-236.