消声室制作
叶昌尧
【摘 要】在铁路、公路等项目中,经常存在设计控制网精度、密度满足不了长大隧道等大型建筑物施工测量精度要求的情况,需要布设满足施工精度要求的独立控制网.以太兴铁路二青山特长隧道为例,介绍该隧道如何建立独立坐标系,采用固定一点一方位平差的方法来提高控制网精度,满足测量规范精度要求. 【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2013(000)003
【总页数】4页(P95-98)
【关键词】特长隧道;独立控制网;独立坐标系
【作 者】叶昌尧
【作者单位】中铁二十二局集团有限公司 北京 100043
【正文语种】中 文
【中图分类】P258;U452.1+3
1 工程概述
太兴铁路二青山隧道穿越吕梁山山脉北段，进口位于岚县境内，出口位于兴县境内，施工里程DK132+297～DK148+148，隧道全长15.851 km，为单线特长隧道，进、出口轨面平均高1 324 m。太兴铁路设计为单线普通铁路，其中二青山隧道设计为无砟轨道，设计行车速度160 km/h。该隧道中间布设无轨运输施工斜井4座，隧道平面示意图如图1所示。该隧道交通较为便利，通视条件较好，冻土层深度1.3 m。按照铁路测量规范要求，洞外平面控制网对两相向开挖洞口造成的横向贯通中误差的影响值应小于40 mm。
图1 隧道平面示意
2 设计控制网及复测情况
设计平面控制网等级为铁路四等，其中在隧道进、出口布设平面控制点各2、3个GPS点，
各斜井洞口无控制点。设计控制网采用北京54坐标系，中央子午线经度111°55'，投影面正常高885 m。
现场交接桩工作完成后，采用6台天宝R8型双频接收机按同精度同网形复测的原则对设计网进行了复测。经复测确认，设计5个四等GPS点，除进口端GPS233控制点发生位移外，其他各点点位稳定，控制网精度能满足四等精度要求。再固定其他GPS点，以GPS233作为未知点平差得到该点新坐标。设计点位和复测网形示意如图2所示。
钕铁硼磁性材料
图2 复测网形示意
3 布设高精度独立平面控制网的必要性
3.1 原设计网精度偏低
sim卡托本隧道全长15.851 km，设无轨运输施工斜井4座，各斜井及进、出口间相邻洞口分段贯通长度情况见表1。 培训台
可视对讲机尺寸表1 相邻洞口之间贯通长度 m洞口名称 相邻洞口之间贯通长度(含斜井长度)进口 1号斜井3
dopc
340 1号斜井 2号斜井5 560 2号斜井 3号斜井6 755 3号斜井 4号斜井7 160 4号斜井 出口4 276
按照铁路测量相关规范要求，结合本隧道为相邻洞口之间分段贯通的实际情况，平面控制网应按铁路一等精度布设，而设计为四等，精度不满足铁路规范要求，难以保证隧道顺利贯通。
3.2 原坐标系在本隧道区域内长度变形量大
设计坐标系统采用北京54椭球，中央子午线经度为111°55'，投影面大地高920 m(正常高885 m)。而本隧道横坐标Y平均值为449.8 km，即偏离中央子午线50.2 km，隧道进、出口平均高程面为1 324 m。设计坐标系在本隧道区域内的长度变形值为:
本隧道设计为无砟轨道，参照《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)的要求，坐标系统的投影长度变形不宜大于10 mm/km;即便是参照普通铁路《铁路工程测量规范》(TB 10101-2009)的要求，线路设计高程面上的投影长度变形值不宜大于25 mm/km，可见设计坐标系在本隧道区域内的归化投影长度变形值远大于规范要求，若采用设计坐标系会给无砟轨道施工带来不利影响。
3.3 原设计网点位密度不足
4座斜井洞口均无GPS平面控制点，显然需要在各斜井口布设洞口子网，若采用设计四等网作为首级网进行斜井子网加密，会进一步降低各洞口加密子网的精度等级，给隧道顺利贯通带来较高风险。
综上所述，需要重新为本隧道布设精度等级、密度、长度变形值都满足规范要求的平面控制网。
4 平面独立控制网的建立
4.1 确定精度等级
根据规范要求，应按铁路一等GPS精度等级建立平面控制网。
4.2 建立独立坐标系
为尽量保持新独立控制网坐标系与原设计控制网坐标系一致，新独立坐标系的椭球选用与原设计坐标系相同的北京54椭球，中央子午线经度选用原设计坐标系的中央子午线经度11
1°55'。为克服原坐标系长度变形值较大的缺点，使长度投影变形量最小，选用抵偿投影面。抵偿投影面高度确定方法如下。
假设抵偿投影面正常高为H0。为使长度变形值为0，应使
式中，H为隧道平均高程面;R为地球曲率半径，近似取6 371 000 m;Ym为隧道中心位置偏离中央子午线的距离。
即选择1 126 m作为投影高程面，采用北京54椭球，中央子午线经度111°55'时，该隧道进出口平均高程面上长度变形值约为0，从而克服原坐标系长度变形较大的问题。
4.3 各洞口控制点加密
各洞口布设最少4个GPS点，尽量形成互相通视的大地四边形，当受地形条件限制不能保证互相通视时，向洞内引测导线的已知边边长不小于500 m。各GPS点选点埋石时需注意:点位远离线路100 m以上，距高压线50 m以上，距无线电发射装置200 m以上。视野开阔，点位埋深不少于1.7 m，各控制点尽量在同一平面上且与洞口等高。各洞口布点如图3所示。
图3 加密网形示意
5 控制网外业测量与内业处理
5.1 外业测量
按铁路一等网技术指标，采用6台GPS接收机同时组网观测。外业观测前，首先检查各对点器的准确性，确保各对点器对点误差小于1 mm。GPS外业时，由组长统一调度开、关机时间。测前量取天线高两次，两次天线高差值不得超过2 mm，测后量取一次，与前两次均值差值不得超过3 mm。每台GPS接收机配测工1名，对讲机1台。点名、仪器型号、编号、观测时间、天线高等信息由各测工记录于观测手簿。
外业观测技术指标按表2中要求执行。
表2 GPS测量数据采集技术指标等 级项 目一等卫星截止高度角/(°) ≥静态测量15同时观测有效卫星总数 ≥4时段长度/min ≥120观测时段数2数据采样间隔/s 15 PDOP或GDOP ≤6
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议