王婷茹，李甲宏

（1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 714000；2.北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100000）

高铁建设中所提出的三级测量控制网（以下简称CPⅢ）技术日益成熟。近年来，随着城市轨道交通的发展，CPⅢ技术也被应用于城市轨道交通建设中。

我国的CPⅢ技术作为高速铁路铺轨、运营及维护的重要控制技术，在高速铁道的施工中已经被广泛应用。随着城市轨道交通的飞速发展，建设标准要求逐步提高。轨道作为城市轨道交通的行车基础，其高质量的几何形态和良好的平顺性是轨道交通安全运行、为乘客提供良好的乘坐舒适度、降低振动噪声对环境的影响、延长设备使用寿命以及减少后期养护维修费用的基本保障。轨道的平顺性是轨道工程施工建设质量的关键所在，虽然存在认为城市轨道时速低，精度要求不必太高的误区，但实际上，乘坐轨道交通时的舒适度和轨道平顺性有关，和速度没有太大关系。要保证乘客不晃车就要提高轨道长波的平顺，这就要求利用精密控制方法来实现。

文章介绍了在青海省德令哈市城市有轨电车项目中利用CPⅢ控制网基本方法进行轨道铺设测量的具体情况，在运用轨检小车进行轨道精调过程中，验证了CPⅢ控制网技术的精度是否能满足施工要求，并提出了合理的措施。

1 工程概况

德令哈市新能源有轨电车示范线工程线路包括T1线一期、T1支线和T2线一期，线路总长约14.23km，其中复线约3.51km，单线约10.72km。新建跨巴音河轨道桥梁1座（约160m），拓宽改造桥梁1座（约100m），其余均为地面线。全线共设车站20座，均为地面站，平均站间距约750m，最大站间距为1750m，位于甘南站至都兰西站区间；最小站间距为400m，位于格尔木东站与气象局站区间。

1.1 T1线一期

T1线一期呈南北走向，起于德令哈火车站，沿双拥路—长江路—柴达木东路敷设，止于步行街站后。线路长约7.92km，均为地面线。共设车站12座，均为地面站，平均站间距约710m，最大站间距约1150m，位于火车站与双拥路站区间；最小站间距为400m，位于格尔木东站与气象局站区间。

1.2 T1支线

T1支线呈南北走向，起于T1线步行街站后，向西上跨巴音河后转向南，沿滨河西路敷设，止于都兰路口。线路全长约2.8km，其中新建跨巴音河桥1座，其余均为地面线。共设车站2座，均为地面站，站间距约830m。

1.3 T2线一期

T2线一期呈东西走向，起于黑海路口，沿都兰西路向东接驳T1线。线路全长约3.51km，其中拓宽改造桥梁1座，其余均为地面线。共设车站6座，均为地面站，平均站间距约700m，最大站间距约1040m，位于昆仑站与都兰西站区间；最小站间距约580m，位于职校站与唐古拉站区间。全线设车辆段和停车场各1座，游客中心车辆基地位于游客中心北侧，占地面积约6.78km2；火车站停车场位于火车站站前广场东侧，占地约3.99km2。

2 布设CPⅢ控制网

德令哈市新能源有轨电车示范线工程精密导线控制网整体上沿线路走向布设。精密导线网共包括60个控制点，其中GPS起算控制点16个，导线点共54个。全网共测设导线边137条，导线总长38.9km，平均边长为283.632m。

2.1 选取CPⅢ控制点

（1）GPS点选点、埋设18个，利用原有城市控制点2个，GPS控制网测量共24点（包括已知点2个，原有城市控制点2个）。（2）精密导线点选点、埋设54个，精密导线点共测量54个，联测GPS起算点16个。（3）轨道交通二等水准点选点、埋设62个，二等水准测量62点，联测起算点2个，完成轨道交通二等水准测量路线总长52.6km。

2.2 确定CPⅢ控制点间距

CPⅢ控制点采取预埋方式布设，平面和高程同点，间隔50～80m设置一对点，特殊地段（小半径曲线处）可按20～40m设置。CPⅢ控制点布设高度应大致相等，并应与设计轨道高程面相同。

该工程CPⅢ平面网采用自由测站边角交会法施测，高程网采用精密水准往返测量的方式每隔600～800m联测CPⅢ控制点，从而获得其高程作为CPⅢ控制网的起算数据，并采用自由设站三角高程法施测，平面网与高程网测量一起进行。

CPⅢ控制网的测量网形可采用图1所示的构网形式，每个CPⅢ控制点应有4个方向和4个距离的交会，同时保证相邻测站间CPⅢ相邻点间高差重叠应有7段。

2.3 标志及埋设CPⅢ控制点

图1 CPⅢ控制网构网形式

CPⅢ控制点埋设于专用立柱上，专用立柱为高50cm、直径为20cm的圆柱形立柱，立柱制作于混凝土垫层之上，与混凝土垫层由4根直径为14mm的螺纹钢连接，并采用锚固剂固定，浇筑混凝土前对地面进行凿毛和湿润处理，使专用立柱与整个混凝土垫层结合在一起，确保立柱牢固可靠。CPⅢ控制点为不锈钢强制对中标志，埋设于专用立柱上，由预埋件和连接杆两部分组成。其中基座部分为长60mm，内径为14mm，外径为20mm的套筒；连接杆下部分与套筒相配合，上部分与leica棱镜相配合，间隙均小于0.2mm。同时，CPⅢ测量标志的加工和安装精度如表1所示。

表1 CPⅢ测量标志的加工和安装精度要求 单位：mm

2.4 CPⅢ控制点外业观测

CPⅢ控制点与沿线平面及高程控制点联测关系：

（1）在自由站上测量CPⅢ的同时，将沿线的控制点进行联测，纳入网中。

（2）每个CPⅢ测量组中需使用同一种棱镜（包含联测的控制点），并做好棱镜常数等参数的设置工作。联测沿线控制点采用的网形如下：自由设站应每600m左右（400～800m）置镜观测沿线控制点，应在2个或以上连续的自由测站上观测，自由测站至沿线控制点距离不宜大于300m，如图2所示。

2.5 CPⅢ控制点数据处理

数据计算、平差处理采用TSDI_HRSADJ平差软件。以通过精密水准方式测得高程的CPⅢ点为起算点，进行整体平差计算。平差计算时，要对各项精度做出评定。

3 CPⅢ控制成果在轨道精调中的应用与验证

利用CPⅢ控制成果，依托全站仪及轨检小车，测量轨道的几何形态，模拟试算轨道调整量，从而使轨道线路平顺，提高轨道交通运输工具的乘坐感受。利用CPⅢ控制成果，依托全站仪及轨检小车进行轨道几何形态数据测量，其全站仪自由设站要求同利用CPⅢ控制成果进行铺轨基标测设一样，自由设站精度满足城市轨道交通测量规范要求。完成自由设站后，CPⅢ控制点的检测误差标准如表2所示。每一测站参与平差计算的CPⅢ控制点不应少于6个。

表2 CPⅢ控制点坐标不符值限差要求 单位：mm

在施工过程中，选择任意段数据同时采用轨检小车和弦线的方式进行轨道轨向及高低测量，其对比情况如表3所示。

以上对比数据的表现形式可从一定程度上反映CPⅢ控制成果精度良好，可用于轨道精调测量。

4 结论及建议

德令哈市新能源有轨电车示范线工程是世界上海拔最高的有轨电车工程，该有轨电车现已进入试运营阶段，其影响意义深远，CPⅢ技术在其施工过程中应用良好，可推广至其他城市类似轨道交通建设项目中。但受德令哈市恶劣的高原气候如日温差大、阳光直射严重、冬季酷寒而漫长等不良环境因素的影响，也给CPⅢ控制网测量及其应用带来了一定的影响，现将相关经验及建议总结如下：

（1）在该项目为期近1年的CPⅢ控制网测量及使用过程中，太阳强光直射严重、过往车辆震动、异物的不完全遮挡及多个目标棱镜不在同一环境因素下均会对CPⅢ控制网测量及使用造成一定的影响，使其测量限差超限，不能满足相应工作需求。特别是高海拔地区的太阳直射严重，会使测量误差超限严重，因此建议在环境因素相对稳定的夜晚进行CPⅢ控制网测量及使用，其测量质量和效率会成倍提高。

图2 自由设站置镜观测

表3 同一区段轨道几何形态数据轨检小车与弦线测量成果对比表

（2）为提高CPⅢ控制网测量与使用CPⅢ进行铺轨基标以及轨道精调与验收测量时的精度，对其使用的棱镜作固定处理，并且对连接杆进行编号，确保CPⅢ测量及使用时1个CPⅢ控制点对应同一根连接杆，减少CPⅢ预埋件与连接杆不匹配而产生的固定误差。实践证明其实施效果良好。

（3）在CPⅢ控制网平差计算过程中，因部分项目限差超限处理需要人工剔除部分观测值时，应从误差较大的观测值开始逐一剔除并重新平差，不能一味全部剔除。人工剔除观测值的原则为应至少保证每个CPⅢ控制点有3个以上的自由观测测站，否则会影响控制网的整体精度。

（4）由于高海拔地区日温差较大，也会导致其气压产生变化，因此在进行CPⅢ控制网测量及其应用时，应时刻关注温度、气压的变化，在其变化较大时及时读取数值输入至仪器进行气象改正，以保证测量精度。

（5）在利用CPⅢ控制成果进行铺轨基标测设与轨道精调时应定时（如每站测前、测中、测后）对已有CPⅢ控制点进行检测，以确保本测站或时间段内测量精度良好。