谯生有

(中铁一局集团第五工程有限公司，陕西宝鸡 721006)

随着我国高速铁路的快速发展，在全面总结铁路工程测量实践经验的基础上，通过吸收和总结近年来铁路测量新技术、新方法，铁路工程测量提出了勘测设计、施工、运营维护“三网合一”的理念［1-3］，高速铁路隧道、铺设无砟轨道的普通铁路隧道需要在隧道内布设CPⅢ控制网，作为轨道施工测量的基准，以保证轨道的高平顺性要求。因此，隧道洞内平面控制测量工作不仅要在隧道施工期间布设隧道施工导线网，满足线下施工放样和贯通测量的需要，还要在隧道贯通后重新布设隧道内CPⅡ平面控制网，为轨道控制网CPⅢ提供高精度的测量基准。通过分析两者之间的差异，采取针对性的技术策略满足隧道不同施工阶段的要求，合理布设洞内平面控制网。

1 控制网共性分析

隧道内CPⅡ平面控制网与施工导线网的共性有以下几点:

(1)隧道内CPⅡ平面控制网与洞内施工导线网均采用导线测量施测;

(2)同等级控制网的设计测角中误差、方位角闭合差、测回数等技术指标相同;

(3)测量仪器主要为高精度全站仪，对中装置为精密对点器;

(4)观测条件受隧道内条件限制，施工干扰大;

(5)控制网平差采用严密平差;

(6)控制网放样的中线应满足隧道建筑界限要求。

2 控制网测量差异分析

隧道线下施工过程中，为了隧道支护结构或附属结构放样、断面测量、指导开挖方向并确保隧按要求贯通，需要布设洞内施工导线网;隧道贯通后无砟轨道施工前，应通过隧道进出口或者辅助导坑洞口的洞外控制点在隧道内布设洞内CPⅡ控制网。线下施工过程中布设的洞内施工导线网与为满足轨道施工而建立的CPⅡ平面控制网有诸多不同之处。

2.1 控制网用途

洞内施工导线网的主要用途有两个方面:一方面是在隧道线下工程施工期间进行施工放样，另一方面是为了控制测量误差积累，确保隧道相向开挖面按精度要求正确贯通。满足隧道横向贯通精度是洞内施工导线网最关键的技术指标。

洞内CPⅡ控制网主要用途是为测设CPⅢ平面控制网提供起算依据，进一步为无砟轨道施工提供精密的测量基准。

2.2 控制网施测时机

洞内施工导线网在隧道开挖期间从洞外控制点逐段引测，一般情况下，离工作面最近的导线点与工作面间的距离大于2倍洞内导线设计边长时向工作面延伸测量一次施工导线，随隧道开挖逐段延伸测量，直至隧道贯通进行贯通测量。

无砟轨道隧道内CPⅡ控制网一般在隧道全面贯通，隧道二衬、水沟电缆槽施工完毕、沉降观测通过评估后，全隧整体布网施测。

2.3 点位埋设位置

洞内施工导线网在隧道线下工程施工期间布设，为避免风管、水管等遮挡视线，点位一般埋设在隧道中线附近(如图1所示)。

隧道内CPⅡ控制网在线下工程结束后布设，控制点一般在隧道左右两侧水沟和电缆槽中隔墙顶部成对布设，点间视线应旁离洞内设施0.2m以上，削弱旁折光对水平角测量的影响，导线边长300～600m，点位埋设为不锈钢标志，可永久保存，如图1所示。

图1 隧道内CPⅡ及洞内施工控制点埋设位置(单位:cm)

2.4 控制网类型

洞内施工导线网只能在隧道内布设成闭合导线环，闭合环边数一般为4～6条，隧道贯通前无法与对向开挖面洞外控制点形成附合路线，如图2所示;隧道内CPⅡ控制网施测时，隧道一般已全面贯通，洞内导线网可与各开挖面洞外控制点形成附合路线，洞内导线网一般布设为交叉导线网，如图3所示，测量时联测部分施工控制点检核CPⅡ控制网与施工控制网的一致性。

图2 洞内施工导线网布设基本网形

图3 隧道内CPⅡ控制网布设基本网形

2.5 外业数据采集方法

洞内施工导线网施测时，各施工环节作业循环紧凑，施工干扰大，观测条件差，施工机械和施工人员的走行造成一个测回内多次中断观测，或者一个测站多次中断观测。烟尘较大时，会出现能读取角度观测值但无法读取距离观测值的情况，一个测站的角度和距离需要在不同时段进行观测，造成自动观测模式不能正常操作，多采用人工照准测量模式采集观测数据。

无砟轨道洞内CPⅡ测量时隧道已经贯通，施工工序减少，观测条件相比施工导线网测量时大为改善，可以通过调整施工工序为CPⅡ控制网测量创造较好的观测条件，导线边长一般布设为300m左右，便于采用智能型全站仪自动照准模式配合CPⅢ采集软件，实现自动观测，提高观测效率和观测质量。

2.6 平差原则

洞内施工导线网一般随开挖进展分段施测，后一次延伸导线网以前一次靠近开挖面的导线边位起算依据，因此以分段平差为原则。平差后点位精度反映的是控制点相对于各分段起算点之间的精度，不能反映控制点相对于洞外控制点之间的精度。

道洞内CPⅡ整体布网，整体测量，控制网平差以整体平差兼顾界限为原则。控制网平差时，需考虑平差后控制网成果既要满足轨道控制网(CPⅢ)测设的精度要求，又要兼顾无砟轨道施工中线与隧道线下工程施工中线具有良好的兼容性，不能因CPⅡ控制网平差成果造成隧道建筑界限侵限，平差时需通过反复试算来确定如何约束联测的施工控制点，试算过程中需分析控制点相对中误差、测角中误差、附合导线全长相对闭合差等技术指标是否满足精度，以及采用试算成果检测隧道断面是否侵限等综合因素，确定控制网平差方案。

2.7 贯通测量

洞内施工导线网测量前须通过贯通误差预计确定测量方案，隧道贯通后需要立即进行贯通测量，测量贯通误差，对隧道施工中线进行调整，隧道横向贯通误差应满足规定限差。因纵向贯通误差对隧道线下施工纵坡影响甚小，因此对纵向贯通误差值没有做严格规定，洞内CPⅡ控制网整体测量整体平差，在贯通面上无需做贯通测量，测量技术方案编制时无需进行贯通误差预计，各工作面间贯通精度主要体现在附合路线闭合差上，纵向贯通体现在导线全长相对闭合差上。纵向精度过低将导致轨道控制网(CPⅢ)边长改正数、边长中误差、点位相对中误差等技术指标超限，难以建立精度合格的CPⅢ控制网。

3 结束语

隧道内CPⅡ控制网是高速铁路施工测量引入的一个新概念，与隧道洞内施工控制网在部分技术指标上有相同之处，但在施测细节上具有显著的差异。应分析隧道内CPⅡ控制网与隧道施工控制网在用途、点位埋设、测量时机、数据采集、平差原则、贯通测量等方面的差异，制定相应的技术对策，才能正确建立满足无砟轨道施工精度要求的CPⅡ控制网，为后续轨道工程施工提供精准可靠的测量基准。

隧道内CPⅡ控制网与施工导线网分期建网的特点使两个控制网在一定程度上存在“两张皮”现象，隧道建筑限界要求二者在线形上应保持一致，但轨道高平顺性又要求CPⅡ控制网必须满足轨道控制网(CPⅢ)测设的高精度要求，两者同时兼顾给CPⅡ控制网数据平差处理带来极大的困难，能否将施工控制网与CPⅡ控制网合二为一，既解决“两张皮”现象又避免重复测量，需要在今后的测量实践中进行研究和探讨。

［1］中华人民共和国铁道部．TB 10601—2009 高速铁路工程测量规范［S］．北京:中国铁道出版社，2009

［2］中华人民共和国铁道部．TB 10101—2009 铁路工程测量规范［S］．北京:中国铁道出版社，2009

［3］朱颖．客运专线无砟轨道铁路工程测量技术［M］．北京:中国铁道出版社，2009

［4］刘成龙，金国清，杨雪峰，等．自由测站边角交会网在隧道内平面控制中的应用研究［J］．西南交通大学学报，2014(1):17

［5］卢学成．高速铁路长大隧道CPⅡ测量精度研究［J］．铁道勘测与设计，2012(3):1318

［6］金鸿．客运专线隧道内CPⅡ控制测量方法探讨［J］．山西建筑，2010(26):356357

［7］杨柳，左智刚．隧道独立控制网建立的方法［J］．铁道勘察，2011(4):2123

［8］滕焕乐．隧道GPS控制网横向贯通误差计算方法研究及软件研制［J］．铁道勘察，2013(2):46

［9］谯生有，闻道荣．无砟轨道CPⅢ平面控制网测量精度影响因素分析［J］．测绘通报，2011(12):4749