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摘要：在高速铁路建设的过程中，轨道控制网（CPⅢ）的应用对无砟轨道施工的运营维护和平顺性有着十分重要的意义。接下来，本文将围绕高速铁路轨道控制网测量关键环节的质量控制要素，通过阐述轨道控制网测量相关内容，提出轨道控制网测量基本要求，并为此提出相应的解决措施。
关键词：高速铁路；轨道控制网；质量控制
引 言
改革开放四十多年来，随着我国经济社会的快速发展，人们的出行需求较二十世纪末有了较大幅度的增加。选择乘坐便捷、快速、舒适的高铁动车组，成为了许多人商务、旅行和探亲的首选出行方式。当前，我国高速铁路建设正处在高速发展期，有效提升高速铁路轨道的相对精度及平顺性，提高乘客的舒适度，减少后期运营维护的工作与成本，成为了高速铁路建设的一项重点工作。为此，在高速铁路工程建设中，需要逐级设立轨道控制网（CPⅢ），以此减少测量误差，提高控制网测量精度。本文将围绕轨道控制网测量技术要点和关键环节的质量控制提出个人见解。
一、轨道控制网（CPⅢ）概述
轨道控制网（CPⅢ），是高速铁路基础平面控制网（CPⅠ）和线路控制网（CPⅡ），在线上精密工程控制网的延伸，其主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。在高程控制方面，分为二级布网，第一级是线路水准控制网，其作用体现在为工程勘测设计、工程施工阶段提供高程基准；第二级是CPⅢ网，为无砟轨道施工、维护提供高程基准。
轨道控制网（CPⅢ）网形沿线路纵向呈带状、对称均匀分布；CPⅢ点数量多，一般沿线每60m布设一对；对于测量的精度要求高，相邻控制点间相对点位中误差不得大于1mm；纵横向精度不均匀，纵向高、横向略差；测量过程中有较多的多余观测，观测结果可靠性强；平面和高程共点共网；测量组件强制对中，消除了仪器和棱镜的对中误差。
CPⅢ测量分为两部分，一部分是平面测量，另一部分是水准测量。CPⅢ平面测量大多采用自由测站边角交会法，高程测量一般采用矩形法。在线下工程竣工并通过沉降变形评估后施测。测量前应对全线的CPⅠ、CPⅡ控制网进行复测，采用复测合格的CPⅠ、CPⅡ成果对其进行联测。观测时，宜从区段的一端依次观测至区段的另一端。
采用全站仪自由测站边角交会网法进行CPⅢ平面控制网测量时，相邻建站点间距一般为120米，在相邻的3个建站点对每一个CPⅢ控制点进行3次方向和距离观测。
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在实际施工过程中，如果受观测条件限制或遇到施工干扰时，可以将建站点间距改为大约60m，在相邻的在4个建站点对每一个CPⅢ控制点进行4次方向和距离观测。
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传统的CPⅢ水准测量，有矩形环单程水准网和往返水准线路两种主要形式，二等水准上桥加密时，辅以精密三角高程测量。矩形形式是较为普遍应用的传统水准测量观测形式。测量时，按照精密水准测量要求观测，通过两个测站完成左边第一个闭合环的四个高差观测，剩下的闭合环按照后-前-后或前-后-后-前的顺序由一个测站进行单程观测高差。
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二、轨道控制网（CPⅢ）实施
轨道控制网（CPⅢ）布设和施测，主要工作内容有：线下工程沉降评估、CPⅠ、CPⅡ和二等水准线路复测、CPⅢ技术方案编制、CPⅢ点埋设、CPⅢ外业测量、平差计算和精度检验、编制CPⅢ成果报告、成果评估验收、资料整理等流程。
CPⅢ建立前，应对整个建网过程进行详细的技术设计。通过实施方案确定CPⅢ点埋设样式和编号方式、精测网联测方案、CPⅢ网形设计、投入的人员组织、选用的测量设备、合适的测量方法、外业观测和数据采集、复核测量周期、内业数据处理设计、测量资料的提交清单和安全质量保障事项。整个CPIII测量流程如图2-1所示：
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图2-1 CPⅢ建网流程
三、轨道控制网（CPⅢ）质量控制
在轨道控制网（CPⅢ）建立的全过程中，应该对其各个环节进行严格的质量控制。下面依据在济青高铁和潍莱铁路的相关测量经验，就改善轨道控制网的测量精度、提高测量效率的提出几点措施。
1.CPⅢ点布设质量控制
CPⅢ点埋设间距通常为60m左右，设置强制对中标志，垂直线路横向对称布设。在埋设的位置选择上，接触网杆或其基础、固定支座端防撞墙、电缆槽边墙等位置，对于路基、桥梁、隧道来说，是一个比较好的选择。相邻CPⅢ点应按照大致等高的原则布设，与设计轨道面相比，CPⅢ点应高出0.3m以上。点位埋设应满足通视条件，安装误差在限差范围以内。同一条铁路线路，编号规则、棱镜组件和预埋件规格应做到统一。
2.严格选定测量仪器设备
CPⅢ测量仪器设备，须在合格期满之前送至国家法定机构检定。使用过程中，要注意经常对全站仪、电子水准仪、棱镜、铟瓦尺、温度计、气压计、脚架等仪器设备进行功能检验，加强仪器设备的维护和保养，确保其始终处于良好的工作状态。仪器设备应满足表3-1和3-2 的规定。
表3-1 轨道控制网CPIII测量全站仪精度要求
图2-1 CPⅢ建网流程
三、轨道控制网（CPⅢ）质量控制
在轨道控制网（CPⅢ）建立的全过程中，应该对其各个环节进行严格的质量控制。下面依据在济青高铁和潍莱铁路的相关测量经验，就改善轨道控制网的测量精度、提高测量效率的提出几点措施。
1.CPⅢ点布设质量控制
CPⅢ点埋设间距通常为60m左右，设置强制对中标志，垂直线路横向对称布设。在埋设的位置选择上，接触网杆或其基础、固定支座端防撞墙、电缆槽边墙等位置，对于路基、桥梁、隧道来说，是一个比较好的选择。相邻CPⅢ点应按照大致等高的原则布设，与设计轨道面相比，CPⅢ点应高出0.3m以上。点位埋设应满足通视条件，安装误差在限差范围以内。同一条铁路线路，编号规则、棱镜组件和预埋件规格应做到统一。
2.严格选定测量仪器设备
CPⅢ测量仪器设备，须在合格期满之前送至国家法定机构检定。使用过程中，要注意经常对全站仪、电子水准仪、棱镜、铟瓦尺、温度计、气压计、脚架等仪器设备进行功能检验，加强仪器设备的维护和保养，确保其始终处于良好的工作状态。仪器设备应满足表3-1和3-2 的规定。
表3-1 轨道控制网CPIII测量全站仪精度要求
3.强化CPⅢ外业测量控制
①高速铁路建设周期较长，由于施工的干扰，CPⅢ控制点三维坐标可能会发生变化，当完成一道工序的施工时，应及时进行CPⅢ复测，更新符合变形规律、满足限差要求的复测成果，用于下道施工工序。
②为了保证精测网的准确性，控制线路平顺性，在建立CPⅢ网前、铺设无砟轨道板前分别需要上级网测进行一次全面复测。在轨道长轨条精调前，需要全面联测一次上级网和CPⅢ网。复测时尽量采用与原测一致的仪器设备和测量方法。在地基沉降较大地区，应增大复测频次。
③要选择合适的观测时段，尽量选择气温条件差异不大、没有风或者只有微风的阴天或夜晚来进行观测。观测时，以0.2℃、0.5hpa的精准度正确设置温度、气压等气象元素改正。
④严格控制线上加密点精密三角高程测量。基于地球曲率的影响，测量时以小于100m测量距离，前后不大于5m的视距差，采用不同仪器高和棱镜高的中间光电测距三角高程测量方法进行高程传递。
⑤加强测量人员的业务培训和安全意识教育，外业严格按照技术要求进行操作。
4.CPⅢ平差质量控制
确认采集到的所有外业观测数据合格后，才能进行下一步观测数据的平差计算。在进行CPⅢ网平差时，根据平差精度指标合理选用精测网复测合格后，稳定性好、分布均匀、精度高的适当数量CPⅠ、CPⅡ点作为约束点进行约束平差。约束点过多影响平差结果，约束点少起不到控制作用。
高速铁路里程一般都较长，为了控制投影变形，通常会在同一个椭球参数的基准下，设置不同的投影带。在平差计算时，应该注意在换带处的搭接测量工作。在处理相邻坐标带的平面计算时，需要进行两化改正，通过计算尽量使相邻的两个坐标系能够在跨带处获得一致的变形程度，从而确保整个轨道线路能够平顺过渡。
结 论
综上所述，轨道控制网的建立，为无砟轨道铺设和运营维护提供了基准，在高速铁路建设上有着十分重要的意义。高速铁路轨道控制网的建网、复测和维护，需要在各个关键环节严格进行质量控制。在实施轨道控制网的过程中，贯彻与运用以上质量控制措施，能够从根本上加强轨道控制网的测量精度，从而保证高速铁路轨道顺利畅通。
参考文献：
[1]谷付堂，张璐璠，谷宁，芦小辉.高速铁路轨道控制网数据处理方法探讨[J].四川建筑.2014（05）
[2]王鹏，潘正风.测绘信息与工程.高速铁路轨道平顺性与轨道控制网精度关系的探讨[J].2011（04）
[3]李华日.高速铁路轨道控制网复测技术研究[J].北京测绘.2018（11）
[4]董兴国.谈高速铁路精测控制网的测量[J].能源与节能.2012（07）
[5]郝广明.高速铁路轨道复测技术研究[J].工程建设与设计.2018（23）
[6]徐小左.高铁CPⅢ复测高程和相邻点高差较差限差的确定[J].铁道工程学报，2010，27（10）：45-48.
[7]安国栋.高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用[J].铁道学报，2010，32（02）：98-104.
[8]王国昌，徐小左，刘成龙.高速铁路CPⅢ平面网的闭合差研究及其应用[J].报，2009，31（05）：79-83.
作者简介：
赵海洋（1987年7月），男，汉族，山东泗水人，工程师。