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。     

高铁长大隧道洞内CPII网分多段建网方案探讨

现行高速铁路测量规范中规定:无砟轨道隧道洞内CPII控制网应在隧道贯通后一次性进行建网测量。然而,由于施工工期紧,一些高铁长大隧道洞内CPII控制网不得不分多段进行建网测量。以宝峰隧道洞内CPII控制网分三段建网为例,提出高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网的测量技术,并且进行分析探讨。利用提出的自由测站边角交会网和交叉导线网混合构网的方法,以及段与段之间搭接数据顺推处理的技术,能够建立满足精度要求的洞内CPII控制网,并且避免各段单独建网时搭接误差大而难以处理的风险。该方案值得在高速铁路长大隧道洞内CPII控制网分多段建网时应用。     

隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究

建立地面实验网,用GNSS测量结果作为参考值,对交叉导线网、横控交叉网、菱形交叉网和中间自由测站点对网等网形进行同步实测,对各种网形就距离定权、距离角度方差估计、常规平差与稳健估计、加入不同精度的陀螺方位等进行测试计算,分析不同方法与处理参数对控制网横向贯通误差的影响。为提高隧道洞内平面控制网的贯通精度及可靠性,应尽量减少旁折光的影响,宜采用交叉导线网或中间自由测站的边角交会网形;有条件时应测量高精度的陀螺方位边,采用边角匹配抗差平差方法处理控制网数据。     

洞内自由测站边角交会法代替交叉导线测量CPⅡ控制网的精度分析

通过对洞内自由测站边角交会法外业观测方法的研究和对实测数据严密平差计算后各项精度指标的对比分析,认为其较隧道交叉导线测量有图形强度大、多余观测量多、对中误差微小、无旁折光影响等优势,外业观测精度及平差计算后各项主要精度指标均可达到《高速铁路工程测量规范》中相应等级导线网的精度要求,从而证明利用自由测站边角交会代替交叉导线进行隧道洞内CPⅡ控制网测量可行,这一研究结论可为后续研究及规范的完善提供基础资料。     

基于自由测站的大跨度连续梁上CPⅡ平面网测量方法研究

鉴于大胜关大桥主桥大跨度连续钢桁梁上无法进行GPS测量和点位受温度变化影响大的的特点,提出采用自由测站边角交会网的方法进行主桥上CPⅡ控制网的测量。自由测站边角交会网具有不需要对中、图形强度高和测量速度快的优势,是一种CPⅡ控制网测量的新方法,不仅能够应用在大跨度连续钢桁梁上,而且完全可以在隧道中替代导线网进行CPⅡ控...     

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。     

超长铁路隧道洞内平面控制网横向贯通误差仿真计算分析与应用

当前在建某高原铁路全线有17座20 km以上超长隧道，但我国尚未正式公布超长铁路隧道测量的相关规范要求，仅在某暂行规范中制定了20～25 km的超长隧道横向贯通误差的相关限差。为验证暂行规范中限差的合理性并对长度超过20 km的超长铁路隧道洞内横向贯通中误差的限差提出推荐值，设计进行仿真计算实验。模拟计算3种常用平面控制测量网下各20组20～44 km范围内7种长度的超长隧道在观测精度分别为隧道二等和平面二等精度时的洞内横向贯通中误差，得到以下成果：(1)给出两种不同观测精度下洞内横向贯通中误差的分布情况和限差推荐值；(2)观测精度为平面二等精度时，暂行规范中洞内横向贯通中误差的限差值偏大，且随着隧道长度增加，自由测站边角交会网精度最优；(3)观测精度为隧道二等精度时，暂行规范中隧道洞内横向贯通中误差的限差值偏小，且交叉导线网精度最优。     

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。     

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。     

隧洞洞内控制测量及质量控制探讨

对隧洞工程的开挖,洞内控制测量精度的高低直接影响隧洞的贯通精度,为保证隧洞在允许精度内贯通,要对洞内控制测量进行设计,在未贯通前对已施测的测量成果进行相应的精度估算,为保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案。基于以上考虑,本文探析为保证隧洞贯通精度而进行的洞内控制测量设计、精度估算及提高贯通精度的测量方法。在此基础上,通过对隧道的误差分析,提出了在隧道控制测量过程中利用质量控制提高导线控制网精度的的方法,以提高隧道的贯通精度。     

自由测站边角交会法单边测量CPⅢ网应用研究

利用V形天窗时段进行运营维护或升级、改造的运营铁路,在测设CPⅢ控制网时只能考虑采用自由测站边角交会单边测量的方法进行作业。通过仿真试验计算,并对客运专线的实测数据进行精度统计分析,得出如下结论:采用自由测站边角交会法单边测量CPⅢ网与常规方法所得到的成果基本一致,各项指标与设站作业的精度皆可满足相关规范的要求,且单边测量的方法更符合我国部分既有线路运营期维护的实际情况。     

港珠澳大桥沉管隧道贯通测量方法

为了满足港珠澳大桥沉管隧道贯通测量的精度要求,管节在预制场制造完成后,标定其测量数据及坐标系转换参数,并计算管节沉放后的贯通特征点坐标。洞外定向边按照公路二等GPS观测,洞内导线网采用双车道双导线法,高程采用水准法引测至洞内贯通控制点。在贯通控制点设站,测量已沉管节贯通点GL1、GL8,以及管节首尾端姿态点L1、R1、L2、R2的三维坐标,并与贯通特征点标定成果进行比对。研究表明,估算洞内、洞外控制测量总横向贯通中误差为26. 4 mm,实测E24管节首端轴线偏北41. 7 mm(满足轴线偏差±100 mm要求),管节轴线、高程、坡度及姿态满足沉管隧道贯通测量精度要求。     

狭长型GPS控制网可行性论证

对GPS控制网两方向交会、两边交会及边角交会方法进行误差分析，总结了测角网、测边网和边角网的误差分析规律。指出当采用边角网时，可以允许小角度出现，从而论证了道路测量中采用狭长型GPS控制网的可行性。     

V形天窗既有铁路CPⅢ技术方案探讨

由于既有铁路运营V形天窗的特殊性,在天窗时间无法跨线测设点对式自由测站边角交会轨道控制网(CPⅢ)。提出单侧布点自由测站边角交会测设CPⅢ的解决方案,并在工程项目中与点对式CPⅢ进行测量对比实验。数据对比分析表明,其成果的各项精度指标可以满足既有200 km/h运营铁路轨道控制网的精度要求。     

基于边角后方交会的无砟轨道基桩控制网测量主要技术指标研究

为了满足客运专线无砟轨道的高平顺性,铺轨基桩控制网需要在导线基础上采用边角后方交会法来加密。通过运用误差理论分析和仿真模拟实验对基于边角后方交会的无砟轨道基桩控制网测量精度进行反演推算,提出了具体的主要测量技术指标。     

基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法

针对目前地铁隧道地下导线网布设形式易受旁折光影响、控制点使用困难和横向贯通误差大等问题,提出一种基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法,将稳健抗差估计理论和方差分量估计理论综合用于设站点三维坐标复合迭代高精度定权,结合IGGIII权函数推导地铁隧道Helmert空间自由设站间接平差数学模型及其线性化误差方程的严密公式。地面1︰1模拟试验表明:所提方法的数学模型可以合理确定三类观测值的权比,同时能够抵抗导线点受施工环境影响所含的数据粗差对解算结果的影响;与全导线网、交叉导线网、棱形导线网对比,新方法横向贯通精度高、网形强度强,是一种更为有效实用的地铁隧道洞内控制测量方法,已在西安地铁6号线丈八四路站至丈八一路站区间隧道工程中推广应用。     

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。     

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。