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摘要:笔者在京沪高速铁路经历了从征地、打桩、架梁、轨道板铺设到轨道精调等各测量工序，测量工作自始至终在高速铁路建设中发挥着重要的作用，其主要特点是精度要求高、工作强度大、整体衔接性强。我重点从测量控制体系、测量常见问题方面来谈下高速铁路工程测量的工作特色，希望对从事高速铁路工程测量行业的同事们能有所借鉴。
关键词:高速铁路;测量控制体系;测量常见问题
Abstract: the author in the jinghu high speed railway has experienced from the land expropriation, piling, frame beams, rail board to track the essence and laid the measurement process, measure the work from beginning to end in the construction of high-speed railway plays an important role, its main characteristic is accuracy, high intensity, the overall work consistency is strong. I focus from measurement and control system, measuring common problems in high speed railway engineering to talk about the measurement work characteristic, hope to engage in high speed railway engineering surveying industry colleagues can be reference.
Keywords: high speed railway; Measurement and control system; Measurement common problem
中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：
一、 京沪高速铁路概况
京沪高速铁路线路自北京南站西端南侧引出，经过天津、济南、徐州、蚌埠、南京、镇江、苏州、终到上海虹桥高速站。北京南站站中心至虹桥站站中心正线运营长度1308.598km。京沪高铁设计时速为350 公里/小时，即将于2011年6月建成通车。
全线路基段长235.5Km，占正线长度的17.9%；桥梁共268 座（不含公路及框构桥），长1117.5 折合双延米，占正线长度的80.9%；隧道20座，长度15.7km，占正线长度的1.2%。
二、 首期三级测量控制网概况
京沪高速铁路首期建立了三级控制网，其一是框架控制网（CP0），对整个工程提供首级控制。其二基础平面控制网（CPⅠ），主要为勘测和施工时段提供控制基准；其三是线路平面控制网（CPⅡ），同样是为勘测和施工时段提供控制基准。控制点精度及间距如下：
1) CP0：相邻点相对中误差20mm；点间距50KM；
2) CPⅠ：相邻点相对中误差10mm；点间距800M；
3) CPⅡ: 相邻点相对中误差8mm；点间距800M。
三、 测量控制体系建设
1. 前期准备阶段
此阶段测量主要是服务于征地、橋梁基础打桩工作。利用已有的CP0~CPⅡ等级控制网点，采用GPS方法进行测量。
若以现有的三级控制网点是远不能满足施工工作需要的，所以提前开展加密控制点工作。加密控制网，主要为线下各项施工提供控制基准。控制点一般沿着施工便道埋设，点间距100~150米，相互之间保持通视，埋深>60cm，基地夯实，浇筑上砼并加以围护，测量方法平面一般要求用四等导线测量, 每5KM左右进行分段测量，每相邻段导线有一条公共边相互联系，中间联测到CP级控制点加以约束，有约束整体性强，若与不约束时的结果比较有3cm左右的差异。高程用二等水准高程测量（部分点要做沉降监测网点用，所以一起用二等水准联测比较好），同样联测到CP级控制点并加以约束。
2. 线下施工阶段
进入桩基、承台、桥墩、路基处理及路基填筑等施工阶段，考虑到便道施工车辆扰动多，采取对沿线的加密点每半年进行一次全线复测的措施，平时则针对扰动多的地段单独进行复测或增补一些控制点。
进行垫石的施工前，因为垫石浇筑及下道架梁工序将使用垫石上的放样点为测量基准，所以对加密控制点进行了复测后才用于放样。
3. 线上施工阶段之二（精密测量）
此阶段时桥梁的底座板、路基的支承层陆续在完成，对完工的部分进行体态测量，检查是否存在超高现象，若是合格的工作面即可进入到GRN网建设阶段，不合格的就要等打磨处理完后再进行GRN网的建设。
GRN网（轨道基准网），主要为轨道板精调提供测量基准。精度要求：相邻轨道基准点间的高程相对精度不大于0.1mm，相邻点平面相对精度不大于0.2mm，点间距6.5m。GRN网经过放样、打孔、埋设后，利用CPⅢ的二次复测新成果进行GRN网的观测。
轨道板精调作业，测量人员使用带自动马达的仪器及内置精调软件的仪器，利用GRP(轨道基准点)作为基准点进行测量作业。精度要求：相邻轨道板间横向偏差0.4mm，相邻轨道板间竖向偏差0.4mm。轨道板调整到位后进行灌板作业，在拆除压板抠件后，对轨道板灌板后进行复测，并提交验收。方法是正倒镜式自由测站+标架，采集承轨台坐标数据。
轨道板验收完毕之后，进入轨道铺设工序阶段，就对CPⅢ控制网点进行第三次复测，再次将全线轨道精调的测量基准相互统一衔接起来。
这里列举我们第二次与第三次复测CPⅢ的部分高程数据对比如下：
CPⅢ复测高程成果比较表
二次成果 三次成果 较差/mm 相邻点高差较差/mm
可以看出点位的沉降变化量比较小，比较稳定。
轨道精调是采用正倒镜式自由测站后视4对CPⅢ进行设置，利用专业精调软件及轨道几何状态测量仪对每个承轨台所对应的轨道部位逐枕采集数据，经数据分析处理后，再在现场对侧向挡块及垫块根据分析的数据进行针对性地调整更换。这是个反复的过程，调整、采集、再调整、再采集。直至轨道精调验收合格，主体工作就基本上结束了。
四、 测量问题及相应措施
1. 内业计算方面
高铁测量数据计算量大，各个环节都容易出现计算上或这或那的问题。因此，校核工作十分重要，必须进行200%的数据校核。内业计算主要有：全线加密控制网、桥梁基础、墩身、垫石、防护墙、底座板（路基上称支承层）数据、CPⅢ控制网、GPN控制网、轨道板（站场设置道岔板）布板、轨道铺设参数(线路平面、纵断面设计参数和曲线超高值)等计算。
2. 质量意识方面
从线下到线上，给每个工序留的容许误差空间不多。如：垫石：0~-10mm、梁面：平整度≤3mm/4m , 相邻梁端桥面高差≤10mm、底座板（或支承层）：0～-20mm、轨道板（含道岔板）：0～-0.4MM、轨道（含道岔）：轨道中线和轨顶高程允许偏差均应不大于2 mm等等。一个工序环节超高，其余工序环节的调整空间就减小，修复工作难度就加大，这就要求全线上下的控制体系能良好地衔接、吻合，不得出现较大的突变，严格将每道工序的体态控制在容许范围之内。例如，底座板浇筑超高，打磨处理没到位，则在轨道板精调时出现跳板现象，只能停下来待吊车开来将轨道板调开并打磨处理完后，将轨道板重新就位，才能再次进行精调，大大影响工作进度。这就要求我们每位测量人员及相关部门的管理人员都加强质量观念。
3. 外业工作方面
1) CPⅢ测量方面
脚架没使用原装匹配脚架，仪器与脚架就会出现共震情况，导致2C或竖盘指标差超限。方法：使用原装匹配脚架。
测站经常出现超限。方法：一是仪器使用前检校；二是排除脚架、仪器原因外，可以前后左右移动一下，换个位置；或者换个时间段，推后几个小时再进行观测。
2) 底座板测量方面
CPⅢ的数据成果没经过认真核对，没有注意所用CPⅢ成果有没有扣除10mm的水准杆与棱镜杆差值的情况，就会出现高程问题。方法：认真核对纸质文件与仪器内存数据的一致性。
现场作业时仪器没进行检校，不能确保仪器是否处于良好的状态。方法：在测站进行仪器校核，对最远的CPⅢ控制点进行正倒镜检查竖直角的指标差，控制坐标z值的较差在2mm之内，超过则对仪器进行现场校正，忽视这点将影响我们对高程控制的精度。
3) GRN测量方面
仪器内部设置不正确：记录格式的设置，测量模式的设置、棱镜常数设置、温度气压设置等设置不正确，都会导致做无用功。方法：作业前检查仪器内部设置正确与否。
全站仪、棱镜小标架、数字水准仪、数码尺及水准测量杆未经检校就投入使用。方法：对仪器、工具全面检校后方可使用。
4) 轨道板精调测量方面
a) 测站超限
这个是GRP被破坏造成点号不对应而引起的。方法：主要通过外业数据检查来找出被破坏点，若仅有个别点位被破坏时，可以忽略跳过；若连续3个点被破坏时，就要重新埋设并观测后方可使用；
仪器因路途颠簸造成2C及竖直角指标差等误差超限。方法：作业前对仪器、检校后方可使用。
b) 成果超限
长期使用而没有对测量标架进行检校。方法：采用塞尺对标架在线路的直线段进行标架校正，调至宽度较差在0.2mmm内即可。
测量标架摆放不正确。方法：严格按要求正确摆放。
c) 出现跳板
主要是底座板（支承层）成型超高，使板腔厚度超过要求的2～4cm。方法：在澆筑时严格控制好砼体态，一般采用降低1cm控制。
d) 复测超限
对复测部位（承轨台）上的水泥、浮碴没清理干净。方法：随身携带小铲等工具，认真清除轨道板上的杂物。
5) 轨道数据采集方面
测站限差超限>0.7MM情况出现较多时，一方面会是控制点位移沉降问题。方法：可以换2个控制点作为后视点；另一方面会是仪器没有检校的问题，再一方面就会是测量标没有完全插入CPⅢ控制点孔内，针对性一一查找并解决。
轨道几何状态测量仪没进行标定及测量仪数据采集方法操作不当，还有测量仪轨轮粘上过多的污垢没有在测前及时清理，都会造成采集的数据不准确。
五、 结语：测量工作必须确保成果的稳定、精确与及时
采用正确的测量方法，按照规范及作业指导工作，并在实践中及时地改进、调整测量工艺，建立有效的管理激励机制，才能使高铁测量成果的稳定、精确与及时性得到有效保证。
下面这几点特别总结指出一下：
1) 负责观测的加密控制点、CPⅢ及GRN控制网点要埋设稳定、观测时要对约束点进行联测；
2) 各项数据的计算与校核提前做好准备并认真检查；
3) 全线水准网复测时要检查CP级点的稳定性，选择变化微小、较稳定的点作为以后的高程起算基准点；
4) 每次作业前都要进行仪器检校，以保证测量数据的准确。同时保证做到仪器及工具的日常检校，使工器具都处于良好的状态；
5) 施工垫石前，最好是进行了加密控制网的复测并要加上一些CP级点进行约束平差，采用新成果放样；
6) 施工底座板或支承层时，最好是使用CPⅢ控制网进行测量验收，不得已时才可用CPⅡ加密点进行测量验收，必须严格控制高程；
7) 轨道板精调开始前，要对CPⅢ进行恢复并加以第二次复测，采用二次复测的新成果作业；
8) 轨道精调开始前，要对CPⅢ对破坏的点全面加以恢复并进行第三次复测，采用三次复测的新成果作业；
9) 各项测量作业严格按规范及作业指导书进行测量；
10) 现场测量人员要对每项作业的各个细小环节进行仔细地检查，以排除影响测量精度的因素。
【参考文章】
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
作者简介:
左广恒(1970.2- ), 男,本科,助理工程师,
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:高速铁路;测量控制体系;测量常见问题
Abstract: the author in the jinghu high speed railway has experienced from the land expropriation, piling, frame beams, rail board to track the essence and laid the measurement process, measure the work from beginning to end in the construction of high-speed railway plays an important role, its main characteristic is accuracy, high intensity, the overall work consistency is strong. I focus from measurement and control system, measuring common problems in high speed railway engineering to talk about the measurement work characteristic, hope to engage in high speed railway engineering surveying industry colleagues can be reference.
Keywords: high speed railway; Measurement and control system; Measurement common problem
中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：
一、 京沪高速铁路概况
京沪高速铁路线路自北京南站西端南侧引出，经过天津、济南、徐州、蚌埠、南京、镇江、苏州、终到上海虹桥高速站。北京南站站中心至虹桥站站中心正线运营长度1308.598km。京沪高铁设计时速为350 公里/小时，即将于2011年6月建成通车。
全线路基段长235.5Km，占正线长度的17.9%；桥梁共268 座（不含公路及框构桥），长1117.5 折合双延米，占正线长度的80.9%；隧道20座，长度15.7km，占正线长度的1.2%。
二、 首期三级测量控制网概况
京沪高速铁路首期建立了三级控制网，其一是框架控制网（CP0），对整个工程提供首级控制。其二基础平面控制网（CPⅠ），主要为勘测和施工时段提供控制基准；其三是线路平面控制网（CPⅡ），同样是为勘测和施工时段提供控制基准。控制点精度及间距如下：
1) CP0：相邻点相对中误差20mm；点间距50KM；
2) CPⅠ：相邻点相对中误差10mm；点间距800M；
3) CPⅡ: 相邻点相对中误差8mm；点间距800M。
三、 测量控制体系建设
1. 前期准备阶段
此阶段测量主要是服务于征地、橋梁基础打桩工作。利用已有的CP0~CPⅡ等级控制网点，采用GPS方法进行测量。
若以现有的三级控制网点是远不能满足施工工作需要的，所以提前开展加密控制点工作。加密控制网，主要为线下各项施工提供控制基准。控制点一般沿着施工便道埋设，点间距100~150米，相互之间保持通视，埋深>60cm，基地夯实，浇筑上砼并加以围护，测量方法平面一般要求用四等导线测量, 每5KM左右进行分段测量，每相邻段导线有一条公共边相互联系，中间联测到CP级控制点加以约束，有约束整体性强，若与不约束时的结果比较有3cm左右的差异。高程用二等水准高程测量（部分点要做沉降监测网点用，所以一起用二等水准联测比较好），同样联测到CP级控制点并加以约束。
2. 线下施工阶段
进入桩基、承台、桥墩、路基处理及路基填筑等施工阶段，考虑到便道施工车辆扰动多，采取对沿线的加密点每半年进行一次全线复测的措施，平时则针对扰动多的地段单独进行复测或增补一些控制点。
进行垫石的施工前，因为垫石浇筑及下道架梁工序将使用垫石上的放样点为测量基准，所以对加密控制点进行了复测后才用于放样。
3. 线上施工阶段之二（精密测量）
此阶段时桥梁的底座板、路基的支承层陆续在完成，对完工的部分进行体态测量，检查是否存在超高现象，若是合格的工作面即可进入到GRN网建设阶段，不合格的就要等打磨处理完后再进行GRN网的建设。
GRN网（轨道基准网），主要为轨道板精调提供测量基准。精度要求：相邻轨道基准点间的高程相对精度不大于0.1mm，相邻点平面相对精度不大于0.2mm，点间距6.5m。GRN网经过放样、打孔、埋设后，利用CPⅢ的二次复测新成果进行GRN网的观测。
轨道板精调作业，测量人员使用带自动马达的仪器及内置精调软件的仪器，利用GRP(轨道基准点)作为基准点进行测量作业。精度要求：相邻轨道板间横向偏差0.4mm，相邻轨道板间竖向偏差0.4mm。轨道板调整到位后进行灌板作业，在拆除压板抠件后，对轨道板灌板后进行复测，并提交验收。方法是正倒镜式自由测站+标架，采集承轨台坐标数据。
轨道板验收完毕之后，进入轨道铺设工序阶段，就对CPⅢ控制网点进行第三次复测，再次将全线轨道精调的测量基准相互统一衔接起来。
这里列举我们第二次与第三次复测CPⅢ的部分高程数据对比如下：
CPⅢ复测高程成果比较表
二次成果 三次成果 较差/mm 相邻点高差较差/mm
可以看出点位的沉降变化量比较小，比较稳定。
轨道精调是采用正倒镜式自由测站后视4对CPⅢ进行设置，利用专业精调软件及轨道几何状态测量仪对每个承轨台所对应的轨道部位逐枕采集数据，经数据分析处理后，再在现场对侧向挡块及垫块根据分析的数据进行针对性地调整更换。这是个反复的过程，调整、采集、再调整、再采集。直至轨道精调验收合格，主体工作就基本上结束了。
四、 测量问题及相应措施
1. 内业计算方面
高铁测量数据计算量大，各个环节都容易出现计算上或这或那的问题。因此，校核工作十分重要，必须进行200%的数据校核。内业计算主要有：全线加密控制网、桥梁基础、墩身、垫石、防护墙、底座板（路基上称支承层）数据、CPⅢ控制网、GPN控制网、轨道板（站场设置道岔板）布板、轨道铺设参数(线路平面、纵断面设计参数和曲线超高值)等计算。
2. 质量意识方面
从线下到线上，给每个工序留的容许误差空间不多。如：垫石：0~-10mm、梁面：平整度≤3mm/4m , 相邻梁端桥面高差≤10mm、底座板（或支承层）：0～-20mm、轨道板（含道岔板）：0～-0.4MM、轨道（含道岔）：轨道中线和轨顶高程允许偏差均应不大于2 mm等等。一个工序环节超高，其余工序环节的调整空间就减小，修复工作难度就加大，这就要求全线上下的控制体系能良好地衔接、吻合，不得出现较大的突变，严格将每道工序的体态控制在容许范围之内。例如，底座板浇筑超高，打磨处理没到位，则在轨道板精调时出现跳板现象，只能停下来待吊车开来将轨道板调开并打磨处理完后，将轨道板重新就位，才能再次进行精调，大大影响工作进度。这就要求我们每位测量人员及相关部门的管理人员都加强质量观念。
3. 外业工作方面
1) CPⅢ测量方面
脚架没使用原装匹配脚架，仪器与脚架就会出现共震情况，导致2C或竖盘指标差超限。方法：使用原装匹配脚架。
测站经常出现超限。方法：一是仪器使用前检校；二是排除脚架、仪器原因外，可以前后左右移动一下，换个位置；或者换个时间段，推后几个小时再进行观测。
2) 底座板测量方面
CPⅢ的数据成果没经过认真核对，没有注意所用CPⅢ成果有没有扣除10mm的水准杆与棱镜杆差值的情况，就会出现高程问题。方法：认真核对纸质文件与仪器内存数据的一致性。
现场作业时仪器没进行检校，不能确保仪器是否处于良好的状态。方法：在测站进行仪器校核，对最远的CPⅢ控制点进行正倒镜检查竖直角的指标差，控制坐标z值的较差在2mm之内，超过则对仪器进行现场校正，忽视这点将影响我们对高程控制的精度。
3) GRN测量方面
仪器内部设置不正确：记录格式的设置，测量模式的设置、棱镜常数设置、温度气压设置等设置不正确，都会导致做无用功。方法：作业前检查仪器内部设置正确与否。
全站仪、棱镜小标架、数字水准仪、数码尺及水准测量杆未经检校就投入使用。方法：对仪器、工具全面检校后方可使用。
4) 轨道板精调测量方面
a) 测站超限
这个是GRP被破坏造成点号不对应而引起的。方法：主要通过外业数据检查来找出被破坏点，若仅有个别点位被破坏时，可以忽略跳过；若连续3个点被破坏时，就要重新埋设并观测后方可使用；
仪器因路途颠簸造成2C及竖直角指标差等误差超限。方法：作业前对仪器、检校后方可使用。
b) 成果超限
长期使用而没有对测量标架进行检校。方法：采用塞尺对标架在线路的直线段进行标架校正，调至宽度较差在0.2mmm内即可。
测量标架摆放不正确。方法：严格按要求正确摆放。
c) 出现跳板
主要是底座板（支承层）成型超高，使板腔厚度超过要求的2～4cm。方法：在澆筑时严格控制好砼体态，一般采用降低1cm控制。
d) 复测超限
对复测部位（承轨台）上的水泥、浮碴没清理干净。方法：随身携带小铲等工具，认真清除轨道板上的杂物。
5) 轨道数据采集方面
测站限差超限>0.7MM情况出现较多时，一方面会是控制点位移沉降问题。方法：可以换2个控制点作为后视点；另一方面会是仪器没有检校的问题，再一方面就会是测量标没有完全插入CPⅢ控制点孔内，针对性一一查找并解决。
轨道几何状态测量仪没进行标定及测量仪数据采集方法操作不当，还有测量仪轨轮粘上过多的污垢没有在测前及时清理，都会造成采集的数据不准确。
五、 结语：测量工作必须确保成果的稳定、精确与及时
采用正确的测量方法，按照规范及作业指导工作，并在实践中及时地改进、调整测量工艺，建立有效的管理激励机制，才能使高铁测量成果的稳定、精确与及时性得到有效保证。
下面这几点特别总结指出一下：
1) 负责观测的加密控制点、CPⅢ及GRN控制网点要埋设稳定、观测时要对约束点进行联测；
2) 各项数据的计算与校核提前做好准备并认真检查；
3) 全线水准网复测时要检查CP级点的稳定性，选择变化微小、较稳定的点作为以后的高程起算基准点；
4) 每次作业前都要进行仪器检校，以保证测量数据的准确。同时保证做到仪器及工具的日常检校，使工器具都处于良好的状态；
5) 施工垫石前，最好是进行了加密控制网的复测并要加上一些CP级点进行约束平差，采用新成果放样；
6) 施工底座板或支承层时，最好是使用CPⅢ控制网进行测量验收，不得已时才可用CPⅡ加密点进行测量验收，必须严格控制高程；
7) 轨道板精调开始前，要对CPⅢ进行恢复并加以第二次复测，采用二次复测的新成果作业；
8) 轨道精调开始前，要对CPⅢ对破坏的点全面加以恢复并进行第三次复测，采用三次复测的新成果作业；
9) 各项测量作业严格按规范及作业指导书进行测量；
10) 现场测量人员要对每项作业的各个细小环节进行仔细地检查，以排除影响测量精度的因素。
【参考文章】
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
作者简介:
左广恒(1970.2- ), 男,本科,助理工程师,
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。