关于城市轨道交通铺轨控制网测量技术的探究

杨永刚 谢威 李波

中铁二院测绘工程设计研究院 四川省成都市 610036

摘 要：作为一项综合性极强的工程，城市轨道交通在勘测、施工和运营的各个环节都离不开测量技术的支持，在城市轨道交通轨道施工阶段，利用CPⅢ控制网测量方法建立城市轨道交通铺轨控制网具有无可比拟的优势。在这种现实背景下，本文对城市轨道交通铺轨控制网测量技术进行了具体研究，以期促进我国城市轨道交通建设能够向前发展。

关键词：城市轨道交通工程；轨道施工控制网；CPⅢ测量

近年来，我国城市轨道交通建设快速发展，对列车行驶的安全性、舒适性和节能性等方面的要求越来越高，这就对铺轨精度提出了更为严格的要求。目前，CPⅢ控制网测量方法已经在高速铁路无砟轨道施工中得到了广泛应用，技术成熟，为无砟轨道铺设和运营与维护提供基准。CPⅢ控制网测量方法在城市轨道交通轨道施工中的应用，将传统铺轨基标测量和加密基标配合道尺进行铺轨的方法彻底改变。CPⅢ控制网测量方法采用强制对中标志和自由设站后方交会的原理进行施测，多余观测值多，网型结构可靠，又由于负责观测的高精度测量机器人具有自动瞄准、自动记录和自动计算的功能，从而减少了观测误差，提高了测量精度，因此，该方法的应用与推广，将对城市轨道交通建设产生诸多积极影响。

一、城市轨道交通铺轨控制网的必要性

在早期的城市轨道交通建设中，由于测量设备精度低，测量方法简单，因此对测量精度要求相对较低。随着我国经济水平和社会不断的进步和不断的发展，促使了对我国城市轨道交通项目建设的要求不断提高，主要体现在城市轨道交通对载具的安全性、舒适性、节能性以及对周边环境所造成的影响上。为了使城市轨道交通的使用年限得到保障，满足中国城市居民对于轨道交通运输不断提高的需求，应该通过加强先进测量技术手段的应用，建立符合城市轨道交通建设和运营的控制网，以使得城市轨道交通在发展中的各项严格要求得到足够的保证。

二、城市轨道交通铺轨控制网的建立方法

目前，城市轨道交通轨道施工控制网主要使用铺轨基标测量和任意设站控制网测量两种方法建立。使用铺轨基标测量方法建立轨道施工控制网首先要测设控制基标，然后在此基础上再测设加密基标，道岔区段需单独测设道岔控制基标和道岔加密基标。任意设站控制网测量方法利用强制对中标志和自由设站后方交会的原理进行施测，可快速建立高精度的铺轨控制网。

三、CPⅢ控制网测量方法的优势

采用任意设站控制网测量方法建立铺轨控制网，CPⅢ控制点在隧道段一般埋设在高于轨面1.2～1.3米的隧道侧墙上，桥梁区段一般埋设在固定支座端的挡砟墙或防撞墙上，路基段一般设置在专用立柱顶上。CPⅢ控制点沿线路成对布置，两对相邻点之间的距离一般在30～60m。平面观测时，每个测站观测4对CPⅢ点，全站仪前后各2对点，每30～60m设站一次。CPⅢ控制点高程可采用全站仪三角高程或水准测量方法进行。

3.1 CPⅢ轨道控制网在测设方面的应用优势

采用任意设站控制网测量方法与铺轨基标施工方法相比，CPⅢ轨道控制网一般采用高精度测量机器人进行测量，其具有自动瞄准、自动记录和自动计算的功能，使用该方法测量多余观测值多，网型结构可靠，不仅减少了观测误差，也提高了控制网精度。该方法改进了城市轨道交通铺轨工程中使用的铺轨基标控制网测量方法所存在的各种弊端，提高了城市轨道交通铺轨测量控制网的建设效率，减少了人力、物力、财力的投入，提高了铺轨控制网的可靠性及精度。同时也提高了城市轨道交通铺轨铺设效率、进度和精度，减少人力、物力、财力的投入，具有极大的经济效益。

3.2 CPⅢ轨道控制网在地铁线路整体道床施工和长轨精调方面的应用优势

在城市轨道交通的施工过程中，为了确保工期，常常将其划分为多个段落同时进行施工，因此出现多个段落相互衔接问题。CPⅢ轨道控制网不仅可确保各段落顺利衔接，也使整体道床在控制误差范围内进行浇筑，这样施工出来的整体道床偏差小、精度高，确保了后期铺轨后轨道几何尺寸误差小，将轨道长轨精调工作量大大减小。整体道床施工完毕后先铺设标准轨，再把 25m 标准钢轨通过现场闪光焊，焊接成无缝线路，再次利用CPⅢ轨道控制网和轨检小车进行绝对测量，之后将测量数据导入分析软件，结合人工经验制定精调方案，然后安排人员进行轨道长轨精调，精调完毕后，再进行一次绝对测量，此次测量数据及图形作为基准数据，主要是用于后期运营维护，当轨道线性线位发生变化时可进行对比分析，从而可评判轨道状态变化情况，用以指导运营维修工作。

3.3 CPⅢ轨道控制网在地铁线路日常维修方面的应用优势

使用传统铺轨基标法进行轨道铺设施工后，所布设的控制基标和加密基标都被破坏，而使用任意设站控制网测量方法建立的CPⅢ轨道控制网可长期保存，为城市轨道交通的运营与维护提供了重要的控制基准。在日常运营与维护中，需要对轨道几何参数进行不定期维修，主要是轨道几何形位和平顺性分析，其包括：轨距偏差、水平偏差、轨距变化率、扭曲、平面相对平顺性、纵坡相对平顺性、邻点变化率等。利用CPⅢ轨道控制网和轨检小车进行轨道维护工作，保证了轨道几何尺寸偏差值在允许误差范围之内，并且可以追求轨道质量的进一步提高。特别是每月轨检车动态检测出的不良地段，可利用CPⅢ轨道控制网和轨道测量小车进行绝对测量，导入分析软件，结合人工经验分析，制定精调方案，然后指导班组对此地段进行精调维修，以提高线路设备质量，从而确保行车安全。

3.4 CPⅢ轨道控制网在结构变形监测方面的应用优势

《城市轨道交通试运营基本条件》（GB/T30013-2013） 中要求对结构进行周期性监测，用以评估土建结构的状态和稳定性。目前传统的做法就是，布设收敛点和沉降点等，定期开展测量工作。如果地铁线路布设了 CPⅢ轨道控制网，那么可以借助 CPⅢ轨道控制网，使用轨检小车对轨道进行绝对测量，从而判断轨道结构的稳定性。而沿线路布设的 CPⅢ轨道控制网每个点都有坐标和高程数据，通过周期性测量，分析采集数据中绝对高程和平面两个指标，可以判断某一地段土建结构的平面和高程绝对值情况，从而可判断此区段道床上拱或者下沉等变化情况，同时将新测量的数据或图形和前期最早采集的基准数据或图形进行对比分析，对运营维护有着关键性的指导性作用，从而在结构变形监测方面可以节省道床沉降这部分的监测费用的支出。

3.5 CPⅢ轨道控制网在列车运行方面的应用优势

采用CPⅢ轨道控制网和轨道小车铺设的轨道平顺性好，地铁列车在上面能平稳运行，由此可产生以下效益：

1、平顺的轨道状态减少了列车与轨道设备间的摩擦碰撞，从而减少了列出和轨道设备的磨损，延长了列出和轨道设备的使用年限，减少了设备的更换和维修，这样不仅节约了更换轨道设备的费用，同时也节省了更换轨道设备的人力资源，产生了一定的经济效益。

2、由于减少了列车与轨道设备的摩擦碰撞，列出在轨道上平稳运行，这样就减少了列车运行时的阻力，从而实现了地铁列车运行时节能降耗的目的。

3、列车的平稳运行，减少了列车运行时的晃动和噪音，为乘客提供了更好的乘坐体验和舒适感，同时也最大限度的保证了乘客的乘车安全。

四、总结语

随着城市化进程的发展，城市人口迅速增加，城市交通拥堵问题日益严重。城市轨道交通由于其便捷、快捷、高效等优点在发展迅猛的城市中越来越受重视，对轨道交通建设质量的要求也日渐提高。 城市轨道交通的建设，不仅可以疏解日益严重的交通拥堵问题，可以保证交通运输安全，提高社会整体的运行效率。 本文主要分析了CPⅢ轨道控制网测量技术在城市城市轨道交通轨道施工、运营维护等方面的适用性及优势，促进了我国城市轨道交通铺轨施工控制网测量技术的应用和推广，并在城市轨道交通建设过程进行优化。

参考文献:

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