高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法研究

研究目的:控制横向贯通误差,保证隧道准确贯通是隧道控制测量的主要目的。目前洞外GPS网所引起的横向贯通误差已大为减小,对隧道贯通起着决定性作用的是洞内控制测量的方法和精度。隧道洞内CP Ⅱ平面控制测量多采用导线形式,多余观测量少,图形强度低,横向摆动大,建网费用高且制约工期。针对上述问题,本文提出一种基于自由测站边角交会网的CP Ⅱ测量及其数据处理的方法,并对建网方案、测量方法、精度控制及平差计算进行设计和研究。研究结论:(1)本文提出的高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法可提高控制测量的精度和效率,控制点采用强制对中标志,可消除对中误差,可永久保留;(2)该方法在某高速铁路上进行了现场试验,对比验证了技术设计和研究的可行性,测量成果满足隧道二等的精度要求;(3)该研究成果可用于高速铁路超长隧道施工控制,对现有规范的修改、补充和完善具有一定的参考价值。     

长大隧道洞内平面控制网型研究

我国铁路、公路、市政、水利等工程长大隧道越来越多,使用的测量仪器和技术也越来越先进,但有些长大隧道贯通精度不高,甚至贯通偏差过大,侵入限界从而导致改线或返工,影响工程质量且浪费巨大。为保证隧道准确贯通,针对隧道洞内施工导线测量方法和网型进行深入研究,并对多条隧道洞内导线测量实测数据进行对比验证。研究及实践结果表明,隧道掘进阶段洞内控制导线不宜采用自由测站边角交会方式,而隧道贯通后洞内CPⅡ导线可以采用自由测站边角交会方式,最后提出了最佳的导线网型进行隧道洞内控制测量。     

高速铁路长大隧道独立控制网建网技术研究

按"一点一方向"建立高速铁路长大隧道独立控制网往往会在衔接段产生横向偏差和长短链,需要采取控制网旋转或设置长短链等技术措施予以解决。结合国内某高速铁路长大隧道独立控制网建网案例,在原参考椭球和线路控制点成果基础上,以隧道工程中心经度为坐标投影的中央子午线(L0),以隧道平均轨面高程为投影大地高(H0),对既有线路平面控制点进行坐标换带计算和相对稳定性、可靠性分析;选取隧道进口、出口各一个稳定控制点为起算点,在新投影参数(L0、H0)下进行整体平差,建立长大隧道独立控制网。结果表明:(1)采用本方法建立的隧道独立控制网精度高,误差均匀,可满足建网精度要求,并可提高隧道贯通精度;(2)"一点一方向"与本方法相比,在采用相同基线文件、起算点和投影参数的情况下,衔接段控制点(S=9.1 km)最大坐标较差Δx为-63.4 mm,Δy为85.3 mm,需要进行技术处理;(3)本方法可解决衔接段横向偏差较大及长短链等问题,确保隧道与相邻结构物顺利衔接。     

高速铁路隧道洞内CPⅡ测量方法研究

在目前普遍采用的隧道洞内CPⅡ导线法测量的基础上,提出隧道洞内CPⅡ自由测站边角交会法。重点对洞内CPⅡ自由测站边角交会控制网的网形设计、精度设计,以及外业观测、内业平差精度指标控制等内容进行研究,给出高速铁路隧道洞内CPⅡ自由测站边角交会控制网测量的技术指标,并通过实例进行验证。     

山西中南部铁路通道南吕梁山特长隧道CPⅢ轨道控制网建网测量

在隧道内进行无砟轨道CPⅢ平面网建网测量,主要包括隧道段CPⅡ加密网控制测量及CPⅢ平面网控制测量两项工作,而解决洞内CPⅡ控制点与洞外CPⅠ(GPS)的联测方案是建网的重点和难点。本文详细地阐述了在山西中南部铁路通道南吕梁山隧道无砟轨道建网中,利用960 m长的5#斜井和较长的4#斜井作附合导线,并利用2#斜井作补充控制,将网型呈三角形布置,提高了控制网的整体精度,并对其中的规范要求以及注意事项作了介绍。     

兰渝铁路兰州至广元段精密工程控制测量技术体系及特点

兰渝铁路精密工程控制测量技术体系的建立贯穿了我国铁路精密工程控制测量标准从建立到逐步完善的全过程。为给类似铁路项目测量方案的设计与实施提供参考和借鉴,结合兰渝铁路兰州至广元段建立的精密工程控制网技术体系,从全线统一的"三网合一"的测量技术体系、基于CGCS2000的平面坐标基准、工程独立坐标系、符合工程实际的水准基点平差方案、地震对测量控制网造成影响的评估、长大隧道洞内CPⅡ控制网建网及其分段测量方法等方面进行研究和论述。研究结论及实践经验对于丰富和完善铁路精密工程控制测量标准具有一定意义。     

长大直线隧道洞内控制测量资料的联合处理

通过理论推导并结合实际应用，提出了对长大直线隧道洞内各期平面、高程控制测量资料进行联合处理的新方法。该方法合理利用多期测量资料，且计算简单、方便，能有效提高长大隧道洞内控制测量成果的精度。     

长大隧道洞外平面控制网测量方法研究及应用

介绍长大隧道洞外平面控制网测量的建网方法,重点对GPS控制网设计和一点一方向平差方法进行了分析和研究,结合工程实例,总结长大隧道洞外施工平面控制测量的关键技术。     

隧道内CPⅡ平面控制网与施工导线网差异探讨

在总结和吸收高速铁路测量新技术、新方法的基础上,我国铁路工程测量建立了"三网合一"的测量理念,高速铁路、普通铁路洞内平面控制测量随即引入了"隧道内CPⅡ平面控制网"这个新概念,隧道内CPⅡ平面控制网在用途、点位埋设、测量时机、数据采集、平差原则、贯通测量等方面,与隧道施工导线网具有显著差异,按照施工导线网测量原则再次施测隧道内CPⅡ平面控制网,很难保证控制网既满足轨道控制网(CPⅢ)测量精度要求又满足无砟轨道施工后建筑界限与隧道线下工程施工现状相一致的复杂要求。应对两者之间的差异进行分析,采取针对性的技术策略,才能确保隧道后续无砟轨道的顺利施工。     

高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用

为了确保隧道贯通前CPⅡ分段建网的精度,保障隧道的顺利施工,以格库铁路阿尔金山隧道为工程背景,采用高精度陀螺全站仪对洞内CPⅡ平面控制网加测多条陀螺边,并提出了陀螺定向精度观测精度内检核、多条陀螺边定向复核的方法,对陀螺定向边位置的选择、陀螺方位角观测中误差、陀螺方位角观测值的应用区间进行探讨。应用高精度陀螺定向成果对比分析洞内CPⅡ分段控制网成果,从理论上探讨了加测陀螺边对CPⅡ控制网贯通预计精度的影响,解决了隧道贯通前CPⅡ平面控制网精度无法验证的问题,确保了CPⅡ分段建网的精度,总结出一套高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用方法,其中包括陀螺定向边间距约2 km、陀螺定向边采用对向观测、每测站数不小于4测回且观测方向平均测角中误差应小于仪器精度(3.6″)、依据陀螺观测计算方位角与导线推算方位角较差值并将成果应用划为三个应用区间、依据陀螺定向观测精度变换权重降低贯通预计值、优化约束平差计算方案等。     

高速铁路精密工程测量问题研究

提出了根据勘察线路的具体情况优化控制网的建网时机,调整控制网布设过程中的点位布设要求,加强施工建设过程中线路水准基点的控制以及对长大隧道施工前进行水准控制专项设计等几个方面的优化解决方案。在铁路勘察设计中引入CORS新技术;适当调整规范中对于控制网的位置要求;在长大线路水准控制中布设一定的稳定基准点;在长大隧道贯通前进行水准路线及精度的专项设计,可有效解决当下高速铁路建设过程中存在的一些问题,使精密测量控制网更好地为勘察、设计、施工、监理及运营服务。     

高速铁路隧道洞内无砟轨道CPⅢ控制网测设

隧道洞内无砟轨道CPⅢ控制网已经广泛应用于高速铁路的建设中,其在建设施工及运营维护中的重要性已越来越明显。阐述了CPⅢ的基本概念,结合应用实例,简述了高速铁路隧道洞内无砟轨道CPⅢ测量的过程及数据处理的方法。     

高铁隧道平面控制网横向贯通误差仿真研究

构建附合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网等4种常见的高铁隧道洞内仿真平面控制网,利用精度估算的方法计算这4种网型在9种不同隧道长度情况下的横向贯通中误差;基于Box-Muller算法为仿真控制网添加随机误差,利用稀疏矩阵行列压缩技术对附加随机误差的控制网进行快速严密平差计算,从而完成4种隧道洞内平面控制网横向贯通误差的仿真计算工作。计算结果表明自由测站边角交会网的横向摆动相对较小,可以替代传统的洞内导线网;证明隧道洞内平面控制网的横向摆动服从正态分布,适当增加测量次数,可提高隧道的横向贯通精度,对确保长大隧道正确贯通具有参考意义。     

高速铁路隧道洞内无砟轨道GPⅢ控制网测设

隧道洞内无砟轨道CPⅢ控制网已经广泛应用于高速铁路的建设中,其在建设施工及运营维护中的重要性已越来越明显.阐述了CPⅢ的基本概念,结合应用实例,简述了高速铁路隧道洞内无砟轨道CPⅢ测量的过程及数据处理的方法.     

一种既有线偏差约束精测网建网方法

针对我国既有线铁路进行绝对位置控制,参照高速铁路CPIII自由设站边角交会网,提出一种既有线偏差约束精测网作为既有线绝对位置的控制基准。并对这种控制网的布网方案、测量方法、相邻测站间坐标转换搭接,以及测量过程中存在的问题进行详细分析论述。这种精测网采用单边控制网,建网简单、成本低,且可在V形天窗期进行测量;测量采用全站仪直接测量,测量效率高。研究结果表明,这种既有线偏差约束精测网可以作为一种新型轨道控制网在既有线铁路控制绝对位置中得到广泛应用。     

BDS CORS在复杂山区铁路测量中的应用精度分析

北斗卫星导航系统(BDS)和连续运行参考站系统(CORS)的快速发展为我国铁路领域卫星定位测量工作提供了新的解决方案。为了研究基于铁路带状BDS CORS的测量技术在复杂山区铁路工程测量中应用的具体精度，本文在某复杂山区铁路沿线按30 km间距建设了铁路带状BDS CORS基准站网络，并部署了高精度位置服务云平台。分别采用基于BDS CORS的BDS单星座、全球定位系统(GPS)单星座和全球卫星导航系统(GNSS)多星座三种模式进行模拟长大隧道独立控制网建网测量、快速静态像控测量、实时动态差分定位(NRTK)测量的数据采集和处理工作，并以铁路沿线原基础平面控制网(CPⅠ)、线路平面控制网(CPⅡ)成果进行对比。研究结果表明：按30 km间距布设铁路带状BDS CORS基准站时，基于BDS CORS的BDS、GPS和GNSS三种模式均可用于长大隧道独立控制网建网测量、快速静态像控测量、NRTK测量，成果精度满足现行铁路测量规范的要求，可以代替传统方法进行测量作业。提出的部分精度指标可以为铁路工程建设各阶段BDS CORS建设及铁路测量应用相关规范的编写提供借鉴和参考。     

特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法研究

隧道洞外GPS控制网作为洞内控制测量和后续施工放样的起算基准,其数据处理模式与方法在确保隧道工程质量上至关重要。针对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理环节所存在的一些问题,对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法进行研究,在此基础上对基线解算软件选择、基线解算和网平差处置策略、投影变形控制方法、一点一方向建立隧道坐标系、横向贯通误差计算以及框架基准统一与转换等方面提出一些原则和方法,总结归纳并形成一套完整的长大隧道洞外GPS平面控制测量数据处理体系,不仅提高了基线解算与网平差的可靠性和精度,也解决了隧道洞外GPS控制网框架基准的统一问题,该研究可为类似大型线状工程的GPS控制测量数据处理提供借鉴。     

武夷山特长隧道横向贯通误差浅析

结合武夷山特长隧道施工控制测量,分别从基准面选取、隧道施工控制网与线路控制网匹配方法、洞内导线网平差方法以及斜井段导线边测量精度等几个方面,详细分析了隧道横向贯通误差偏大的原因,并进行了计算验证。     

高速铁路隧道关键科学问题及发展趋势

分析了高速铁路隧道的主要特点,即隧道断面大,长大隧道多,地质条件复杂,使得施工风险极高,可靠性要求高,耐久性控制严格。高速铁路隧道通常成为高速铁路建设的控制性工程,因而为了安全快速地建成高速铁路网,必须在复杂长大隧道修建技术方面实现新的突破。为此提出了高速铁路隧道的关键科学问题,在对现有研究工作进行总结的基础上,提出了高速铁路隧道应重点研究的内容与发展方向。建议通过系统研究建立高速铁路隧道工程的设计理论与技术体系,形成中国隧道建造方法。     

隧道洞内CPII导线测量旁折光的影响与对策探讨

以某座已经竣工通车的隧道洞内CPII导线实测数据为基础，就如何减弱旁折光的影响进行研究，从点位设计、外业观测方法、内业数据处理的网形结构等方面，提出减弱旁折光影响的措施与对策。