自由测站边角交会网在隧道内平面控制中的应用研究

针对目前高铁隧道洞内导线环网多余观测量少、受旁折光影响大、控制点使用困难和横向误差大等问题,提出用自由测站边角交会网作为隧道洞内平面控制测量的新方法.推导了自由测站边角交会网的边长相对中误差和横向贯通误差计算模型,并进行了仿真计算.计算结果表明,这两项指标能够满足高速铁路工程测量规范的精度要求;隧道贯通精度提高了20%,并提高了测量效率;从定性和定量两方面证明了自由测站边角交会网可以代替洞内导线环网.

自由测站边角交会网在工程中的应用

鉴于自由测站边角交会网具有网形规则、可靠性高、多余观测数多和观测时无需对中等优点,提出将自由测站边角交会网应用于长大隧道洞内平面控制、基坑水平位移监测和有砟轨道CPⅢ平面网建网中。研究结果表明,将自由测站边角交会网应用于上述工程中都能在一定程度上克服传统方法的不足,提高测量效率和精度,值得推广使用。

长大隧道洞内自由测站边角交会网平面控制测量

为了减小长大隧道洞内控制网中的横向贯通误差,文章提出一种隧道洞内平面控制测量新方法——自由测站边角交会网。文中介绍了自由测站边角交会网的网型特点、外业观测方法和内业数据处理方法,并提出了自由测站边角交会网的附合路线闭合差和横向贯通误差计算等方法。通过对洞内横向贯通中误差进行估算并结合仿真测量实验,验证了自由测站边角交会网应用于隧道洞内平面控制中的可行性,实验表明,自由测站边角交会网在削减横向贯通误差等方面,要优于传统的导线网。

高速铁路隧道洞内CPⅡ平面网建网测量新方法研究

基于导线环网的传统高速铁路隧道洞内CPⅡ平面网建网方法存在控制点标志易被破坏,观测时受隧道侧壁旁折光影响严重和点位精度不均匀等缺点。为了克服这些缺点,文中提出一种基于自由测站边角交会网的高铁隧道洞内CPⅡ平面网建网新方法。理论和实践证明,新方法不仅能有效克服传统方法的不足,而且在提高测量效率和测量精度方面有着显著优势,值得推广使用。

普速铁路新型轨道控制网平面网建网方法及精度探讨

针对传统普速铁路轨道控制网平面网的建网、施测和数据处理方法,参照高速铁路CPⅢ自由测站边角交会网,提出一种普速铁路新型轨道控制网平面网的建网和施测方法,并对这种新型网和传统网的精度进行仿真计算和精度分析。在一段既有铁路上布设这种新型网,对新型网进行观测和数据处理实验。研究结果表明这种新型的轨道控制网较之传统的导线网具有多方面的优势,可以作为一种新型轨道控制网在普速铁路轨道测量中得到应用。

高铁长大隧道洞内CPII网分多段建网方案探讨

现行高速铁路测量规范中规定:无砟轨道隧道洞内CPII控制网应在隧道贯通后一次性进行建网测量。然而,由于施工工期紧,一些高铁长大隧道洞内CPII控制网不得不分多段进行建网测量。以宝峰隧道洞内CPII控制网分三段建网为例,提出高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网的测量技术,并且进行分析探讨。利用提出的自由测站边角交会网和交叉导线网混合构网的方法,以及段与段之间搭接数据顺推处理的技术,能够建立满足精度要求的洞内CPII控制网,并且避免各段单独建网时搭接误差大而难以处理的风险。该方案值得在高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网时应用。

基于多目标决策的轨道控制网网形设计

为保障铁路轨道的几何平顺性,需要建立适合既有线维护的轨道控制网。基于控制网网形设计理论,考虑网形的精度、可靠性和建网费用,对四种不同测站间距和观测方案的网形进行了计算与分析,同时提出了评价控制网质量的七项指标。为四种轨道控制网各建立2 km的模拟算例,定量计算它们的七项指标。基于多目标决策方法,得到综合最优的间隔2对斜向点的观测网形方案。最后,通过敏感性分析,验证了结果的稳定性。研究结果表明:四种网形方案在精度上均可满足规范要求,仅考虑单项指标会得到不同的最优网形;间隔2对斜向点的观测网形方案建网费用最低,相对其他网形综合最优,适合在既有线轨道控制建网中推广使用。

高寒地区高铁长大隧道洞内控制测量

高寒地区隧道内外温差大,在冬季尤为明显,气温对导线网距离观测值影响显著,自由测站边角交会网的边长相对常规导线网较短,可降低温差对距离的影响。本文综合分析了新版《铁路工程测量规范》对普速铁路无砟轨道隧道洞内CPⅡ自由测站边角交会网和洞内导线测量的技术要求,结合高寒地区高速铁路隧道工程建设洞内控制测量的实际需求,研究提出了使用CPⅡ自由测站边角交会网测量方法进行洞内控制测量的主要技术要求的建议。应用项目CPⅡ网满足建议的技术要求后,利用该CPⅡ网起算的CPⅢ网平差成果精度能满足现行《高速铁路工程测量规范》中CPⅢ点位中误差小于2mm等相关技术指标要求,测量成果表明自由测站边角交会网适用于高寒地区高铁长大隧道的洞内控制测量。

精密线型控制网建立方法的探讨

在自由测站边角交会网的基础上,提出了精密线型边角网的建立方法。对比分析结果表明,2种控制网在外业观测工作量、工作效率等方面大体相当。自由测站边角交会网设站位置灵活,便于利用已有的结构物建立控制点,可以作为精密线型控制网建立的主要方式。精密边角网对通视条件要求较低,在精度方面更具有优势,但需要建立专门的强制对中观测墩,可以作为精密线型控制网建立方式的有益补充。

长大隧道洞内CPⅡ控制网布网方式研究

隧道洞内线路控制网(CPⅡ)控制网作为隧道内轨道控制网基桩控制网(CPⅢ)的起算基准,直接影响着轨道施工的进度和质量。受现场地质条件等因素的影响,长大隧道施工过程中经常出现设计变更,导致隧道无法按期贯通或者贯通后无法及时满足CPⅡ控制网测设条件,给轨道施工带来巨大的工期压力。在详细分析各种隧道洞内CPⅡ控制网布网方式的基础上,针对不同等级铁路,研究了分段交叉导线网测量方法和交叉导线网与自由测站边角网混合网测量方法,利用这两种方法可在精度上满足隧道洞内轨道分阶段施工的需求,有效克服轨道施工中面临的工期压力,并结合两个项目实例证明了方法的有效性,对于其他类似项目具有较高的借鉴价值。