1、无碴轨道在铁路线路上的使用，从根本上改善了无碴轨道在铁路线路上的使用，从根本上改善了列车走行的基础条件，实现了旅客列车运行平稳列车走行的基础条件，实现了旅客列车运行平稳性、安全性、舒适性的要求，并且大大缩短了线性、安全性、舒适性的要求，并且大大缩短了线路维修时间，降低了维护成本。路维修时间，降低了维护成本。20 20世纪世纪6060年代，世界各国开始研究使用无碴年代，世界各国开始研究使用无碴轨道，从室内试验，现场试铺到在高速铁路上的普轨道，从室内试验，现场试铺到在高速铁路上的普遍推广，历经遍推广，历经4040余年，形成了具有各国特色的系列余年，形成了具有各国特色的系列化、标准化产品。化、标准化
2、产品。轨道稳定性高轨道稳定性高刚度均匀性好刚度均匀性好结构耐久性强结构耐久性强维修工作量显著减少维修工作量显著减少技术相对成熟技术相对成熟由于无碴轨道具有的明显优势，世界各国研究开由于无碴轨道具有的明显优势，世界各国研究开发了多种结构形式的无碴轨道。如发了多种结构形式的无碴轨道。如:日本新干线的板式日本新干线的板式德国高速铁路的德国高速铁路的RhedaRheda型、型、BoglBogl型、型、ZblinZblin型型英国的英国的PACTPACT型、英吉利海峡隧道的弹性支承块型、英吉利海峡隧道的弹性支承块(LVT)(LVT)式式法国法国的的STEDEFSTEDEF型等型等 高速铁路采用无碴轨道结
3、构形式已被很多国家高速铁路采用无碴轨道结构形式已被很多国家所接受。其中德国和日本在无碴轨道的研发及应所接受。其中德国和日本在无碴轨道的研发及应用方面处于领先地位，技术相对更成熟。如下图用方面处于领先地位，技术相对更成熟。如下图所示：所示：国内对无碴轨道的研究始于国内对无碴轨道的研究始于2020世纪世纪6060年代，与国外的研年代，与国外的研究几乎同时起步。究几乎同时起步。等等整体道床以及框架式沥青道床等多种型式。整体道床以及框架式沥青道床等多种型式。初期曾试铺过初期曾试铺过支承块式支承块式短木枕式短木枕式整体灌注式整体灌注式正式推广应用的仅有支承块式整体道床，在成昆正式推广应用的仅有支承块式整
4、体道床，在成昆线、京原线、京通线、南疆线等长度超过线、京原线、京通线、南疆线等长度超过1 km1 km的的隧道内铺设，总铺设长度约隧道内铺设，总铺设长度约300 km300 km。在此在此2020多年期间，我国在无碴轨道的结构设计、施工方多年期间，我国在无碴轨道的结构设计、施工方法、轨道基础的技术要求以及出现基础沉降病害时的整治法、轨道基础的技术要求以及出现基础沉降病害时的整治等方面积累了宝贵的经验，为发展无碴轨道新技术打下了等方面积累了宝贵的经验，为发展无碴轨道新技术打下了基础。基础。此外还铺设过由沥青灌注的固化道床，但未正式推广。此外还铺设过由沥青灌注的固化道床，但未正式推广。在京九线九江
5、长江大桥引桥上还铺设过无碴无枕结构，长在京九线九江长江大桥引桥上还铺设过无碴无枕结构，长度约度约7 km7 km。2020世纪世纪8080年代曾试铺过由沥青混凝土铺装层与宽枕组成的年代曾试铺过由沥青混凝土铺装层与宽枕组成的沥青混凝土整体道床，全部铺设在大型客站和隧道内，总沥青混凝土整体道床，全部铺设在大型客站和隧道内，总长约长约10 km10 km。19951995年我国开始对弹性支承块式无碴轨道进行研究，年我国开始对弹性支承块式无碴轨道进行研究，19961996年、年、19971997年先后在陇海线白清隧道和安康线大瓢沟隧年先后在陇海线白清隧道和安康线大瓢沟隧道铺设试验段，并在秦岭隧道一线、
6、秦岭隧道二线正式推道铺设试验段，并在秦岭隧道一线、秦岭隧道二线正式推广使用，一、二线合计无碴轨道长度广使用，一、二线合计无碴轨道长度36.8 km36.8 km，并先后于，并先后于20012001年、年、20032003年开通运营。年开通运营。以后又陆续在宁西线以后又陆续在宁西线(南京南京-西安西安)、兰武复线、宜万线、兰武复线、宜万线、湘渝线等隧道内及城市轨道中得到广泛应用，已经铺设和湘渝线等隧道内及城市轨道中得到广泛应用，已经铺设和正在铺设的这种无碴轨道累计近正在铺设的这种无碴轨道累计近200 km200 km，下图为弹性支承块式无碴轨道下图为弹性支承块式无碴轨道在秦沈客运专线选定了在秦沈
7、客运专线选定了3 3座混凝土桥作为无碴轨道的试座混凝土桥作为无碴轨道的试铺段。铺段。其中其中见下列各图沙河特大桥沙河特大桥(692m)(692m)试铺长枕埋入式无碴轨道；试铺长枕埋入式无碴轨道；狗河特大桥狗河特大桥(741m)(741m)直线和双河特大桥直线和双河特大桥(740m)(740m)曲线上试铺板曲线上试铺板式轨道。式轨道。沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道 狗河特大桥板式无碴轨道（直线上）双河特大桥板式无碴轨道（曲线上）根据根据客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行规定客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行规定客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行
8、标准，无砟轨道铺设精度标准分别见下表。无砟轨道铺设精度标准分别见下表。项目设计速度（km/h）高 低轨 向水 平轨 距扭曲（基长6.25m）350v20022112200222+1-23弦长（m）10-客运专线铁路无砟轨道静态平顺度允许偏差（mm）项目设计速度（km/h）高 低轨 向水 平轨 距扭曲（基长6.25m）350v2002222220033323弦长（m）10-客运专线铁路有砟轨道静态平顺度允许偏差（mm）序序 号号项项 目目允许偏差（允许偏差（mm）1 1轨面轨面高程与高程与设计比较设计比较一般路基一般路基+4+4-6-6在建筑物上在建筑物上紧靠站台紧靠站台+4+40 02 2轨道
9、中线与设计中线差轨道中线与设计中线差10103 3线间距线间距+10+100 0客运专线客运专线铁路无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差铁路无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差序序 号号项项 目目允许偏差（允许偏差（mm）1 1轨面轨面高程与高程与设计比较设计比较一般路基一般路基 2020在建筑物上在建筑物上 1010紧靠站台紧靠站台+20+200 02 2轨道中线与设计中线差轨道中线与设计中线差30303 3线间距线间距+20+200 0客运专线客运专线铁路有砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差铁路有砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差项目设计速度（km/h）高 低轨 向
10、水 平轨 距2002（10）2（10）2+2检验点间距（m）5（150）-德国高速铁路无砟轨道铺设精度标准（mm）客客运运专专线线无无砟砟轨轨道道铁铁路路工工程程测测量量勘测设计阶段勘测设计阶段施工阶段施工阶段运营阶段运营阶段勘勘测测设设计计阶阶段段控制网控制网设计设计初测初测定测定测平面控制网设计平面控制网设计高程控制网设计高程控制网设计建立基础控制网建立基础控制网CPI(B级级GPS网网)建立二等建立二等/四等高程四等高程控制网控制网建立线路控制网建立线路控制网CPII(C级级GPS网或四等导线网或四等导线)利用初设二等利用初设二等/四等高程四等高程控制网控制网评估评估施施工工阶阶段段线下
11、工程线下工程施工阶段施工阶段无砟轨道无砟轨道铺设阶段铺设阶段竣工阶段竣工阶段一般地段利用定测平高控制网或根据需要加密施工控制网一般地段利用定测平高控制网或根据需要加密施工控制网建立变形监测网建立变形监测网建立基桩控制网建立基桩控制网CPIII建立全线二等水准建立全线二等水准高程高程控制网控制网加密基桩加密基桩轨道铺设竣工测量轨道铺设竣工测量评估评估重点地段建立独立的平高控制网重点地段建立独立的平高控制网建立变形监测网建立变形监测网建立维护基桩建立维护基桩变形监测网变形监测网评估评估验收验收交接交接运营阶段运营维护工作构筑物变形监测运营维护控制网是在无碴轨道工程竣工后，施工单位交给运营运营维护控
12、制网是在无碴轨道工程竣工后，施工单位交给运营单位，为运营阶段对无碴轨道进行变形监测、运营维护的平面单位，为运营阶段对无碴轨道进行变形监测、运营维护的平面、高程控制网，它包括了基础平面控制网、二等水准网、线路、高程控制网，它包括了基础平面控制网、二等水准网、线路控制网、控制基桩点等。控制网、控制基桩点等。三网三网勘测控制网勘测控制网施工控制网施工控制网运营维护控制网运营维护控制网勘测控制网是指包括基础平面控制网在内，在勘测设计阶段为满勘测控制网是指包括基础平面控制网在内，在勘测设计阶段为满足勘测设计和向施工单位交桩而进行的平面、高程测量，它包括足勘测设计和向施工单位交桩而进行的平面、高程测量，它
13、包括了线路控制网。了线路控制网。施工控制网是在基础平面控制网、线路高程控制网的基础上，施工控制网是在基础平面控制网、线路高程控制网的基础上，为满足施工而建立的各级平面、高程控制网。为满足施工而建立的各级平面、高程控制网。为保证控制网的测量成果质量满足勘测、施工、运营维护为保证控制网的测量成果质量满足勘测、施工、运营维护三个阶段测量的要求，适应无砟轨道铁路工程建设和运营三个阶段测量的要求，适应无砟轨道铁路工程建设和运营管理的需要，三个阶段的平面、高程控制测量必须采用统管理的需要，三个阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的基准，简称一的基准，简称“三网合一三网合一”。与有砟轨道相比，无砟轨道的最大
14、特点是工程施工工艺和与有砟轨道相比，无砟轨道的最大特点是工程施工工艺和精度要求高，运营维护技术特殊，周期长（按精度要求高，运营维护技术特殊，周期长（按60 60 年设计年设计标准）。标准）。坐标高程系统的统一坐标高程系统的统一起算基准的统一起算基准的统一测量精度的协调统一测量精度的协调统一其内容和要求：其内容和要求：在无砟轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护的各阶段在无砟轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护的各阶段均采用坐标定位控制，因此必须保证均采用坐标定位控制，因此必须保证“三网三网”坐标高程系统的统一，坐标高程系统的统一，无碴轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护工
15、作才能顺无碴轨道的勘测设计、线下施工、轨道施工及运营维护工作才能顺利进行。利进行。客运专线的客运专线的“三网三网”平面测量应以基础平面控制网平面测量应以基础平面控制网CPCP为平面控制为平面控制基准，高程测量应以二等水准基点为高程控制测量基准。基准，高程测量应以二等水准基点为高程控制测量基准。因此，对于客运专线铁路工程建设和运营管理建因此，对于客运专线铁路工程建设和运营管理建立立“三网合一三网合一”的测量系统不仅保证了无砟轨道的测量系统不仅保证了无砟轨道施工的精度，而且为运营期间养护维修提供了统施工的精度，而且为运营期间养护维修提供了统一的基准，起着重要的作用。一的基准，起着重要的作用。“三网
16、合一三网合一”的重要性在于从控制网的统一开始着手建的重要性在于从控制网的统一开始着手建立铁路无砟轨道测量系统，其意义可以说是划时代的立铁路无砟轨道测量系统，其意义可以说是划时代的。德国睿铁公司（德国睿铁公司（RailOneRailOne）执行副总裁巴哈曼先生曾说执行副总裁巴哈曼先生曾说过：过：“项目高低轨向水平轨距幅值/mm221弦长/m10表21 无砟轨道铺设的精度（静态）要求1（2 2）300m300m弦长，正矢偏差为弦长，正矢偏差为10mm10mm，即，即10mm/300m10mm/300m。（1 1）10m10m弦长，轨向偏差为弦长，轨向偏差为2mm2mm，高低偏差为，高低偏差为2mm
17、,2mm,即即2mm/10m,2mm/10m,见下表见下表在测量数据处理时，则希望测量误差对最终的结果在测量数据处理时，则希望测量误差对最终的结果影响最小。影响最小。在布设控制网时，希望在在布设控制网时，希望在现有人力现有人力、物力和财力的、物力和财力的条件下，使控制网具有较高的精度和可靠性；条件下，使控制网具有较高的精度和可靠性；在旧有控制网改造时，希望在满足一定要求的前提下，在旧有控制网改造时，希望在满足一定要求的前提下，使改造的费用最低；使改造的费用最低；优化设计中涉及的质量标准优化设计中涉及的质量标准精度精度可靠性可靠性费用费用纯量精度纯量精度标准标准准则矩阵准则矩阵标准标准内部内部可
18、靠性可靠性外部外部可靠性可靠性最大原则最大原则最小原则最小原则纯量精度标准是选择一个描述全网总体精度的某纯量精度标准是选择一个描述全网总体精度的某一量作为评定网的精度指标。一量作为评定网的精度指标。纯量精度指标适用于工程控制网。因工程控制网纯量精度指标适用于工程控制网。因工程控制网有其特殊要求的一面（如直线隧道贯通的横向精度有其特殊要求的一面（如直线隧道贯通的横向精度要求较高），经常只涉及部分点的精度，易于用纯要求较高），经常只涉及部分点的精度，易于用纯量标准来描述，且在设计中易于达到目标，不必对量标准来描述，且在设计中易于达到目标，不必对全网的精度作控制。全网的精度作控制。准则矩阵是一种全面
19、和精密的精度标准，它可准则矩阵是一种全面和精密的精度标准，它可描述网的精度细部，是一个具有理想结构的方描述网的精度细部，是一个具有理想结构的方差差协方差矩阵，有几种结构方法。协方差矩阵，有几种结构方法。例如，例如，19721972年年GrafarendGrafarend提出了所谓提出了所谓TKTK结构，结构，它要求点位误差椭圆为圆，且各点一致。它要求点位误差椭圆为圆，且各点一致。19741974年年BaardaBaarda等人提出了一种等人提出了一种“混沌混沌”结构，结构，要求点位误差椭圆和相对点位误差椭圆均为圆。要求点位误差椭圆和相对点位误差椭圆均为圆。可靠性是衡量网的抗差能力，包括网的内可
20、靠性是衡量网的抗差能力，包括网的内部可靠性和外部可靠性。因为这些都与观部可靠性和外部可靠性。因为这些都与观测量的多余观测分量有关测量的多余观测分量有关，因此目前均采用多余观测分量作为可靠性因此目前均采用多余观测分量作为可靠性的度量。的度量。费用标准是建网费用的精度指标，有两种原则，费用标准是建网费用的精度指标，有两种原则，。由于建网的费用涉及多种因素，实际情况千变万由于建网的费用涉及多种因素，实际情况千变万化，一般难以用一个准确的合乎实际的费用函数化，一般难以用一个准确的合乎实际的费用函数来计算建网费用，目前常用观测值权的一个函数来计算建网费用，目前常用观测值权的一个函数来度量。来度量。根据德
21、国慕尼黑国防军事学院天文、物理大地测量教授根据德国慕尼黑国防军事学院天文、物理大地测量教授格伦法伦德（格伦法伦德（E.GrafarendE.Grafarend）博士所建议的分类方法，控）博士所建议的分类方法，控制网的优化设计问题通常可分为四制网的优化设计问题通常可分为四类。类。控制网的优化设计控制网的优化设计零类设计零类设计一类设计一类设计二类设计二类设计三类设计三类设计基基准可以认为就是给控制网的平差提供一组必要的起始数据，以便准可以认为就是给控制网的平差提供一组必要的起始数据，以便求求得平得平差问题的唯一解。因此，基准的选择可以认为是必要的起始数差问题的唯一解。因此，基准的选择可以认为是必
22、要的起始数据的选择，而如何选择这组必要的起始数据才能达到某种目的则是据的选择，而如何选择这组必要的起始数据才能达到某种目的则是零类设计所要解决的问题。零类设计所要解决的问题。测量控制网的点位坐标是待估参数。对于测角网，观测量是方向测量控制网的点位坐标是待估参数。对于测角网，观测量是方向或角度。仅根据方向或角度的观测值不可能确定点的坐标值，亦即或角度。仅根据方向或角度的观测值不可能确定点的坐标值，亦即不能确定网的位置、方向和大小。因此，需要有一个点的位置（纵、不能确定网的位置、方向和大小。因此，需要有一个点的位置（纵、横）、一个方位和一个尺度基准。也可以两个点的纵、横坐标为基横）、一个方位和一个
23、尺度基准。也可以两个点的纵、横坐标为基准。对于测边网、边角网或导线网，观测量是边长和方向（或角准。对于测边网、边角网或导线网，观测量是边长和方向（或角度）。为了确定点的坐标，需要有一个点的位置（纵横坐标）和一度）。为了确定点的坐标，需要有一个点的位置（纵横坐标）和一个方位基准。个方位基准。控制控制网的基准设计不仅为网的待定参数提供了起算数据，还网的基准设计不仅为网的待定参数提供了起算数据，还对网的精度有很大影响。众所周知，离开始起点愈远，待定点对网的精度有很大影响。众所周知，离开始起点愈远，待定点的精度愈低。各种控制网有不同的专门用途和特定的精度要求，的精度愈低。各种控制网有不同的专门用途和特
24、定的精度要求，在进行网的基准设计时必须分别加以考虑。在进行网的基准设计时必须分别加以考虑。参照参照德国高速铁路采用德国高速铁路采用MKSMKS定义的特殊技术平面坐标系统，把定义的特殊技术平面坐标系统，把地球表面正形投影到设计和计算平面上，发生的长度变形限定地球表面正形投影到设计和计算平面上，发生的长度变形限定在在的数量级上。客运专线无砟轨道施工平面控制网的基的数量级上。客运专线无砟轨道施工平面控制网的基准应该采用建立独立施工坐标系统的方式，控制网的尺度标准准应该采用建立独立施工坐标系统的方式，控制网的尺度标准应以线路轨顶标高作为施工投影面，通过采取分带投影或采用应以线路轨顶标高作为施工投影面，
25、通过采取分带投影或采用特殊技术定义的平面坐标系统，将坐标投影长度变形限定值在特殊技术定义的平面坐标系统，将坐标投影长度变形限定值在现在现在的基础上进一步提高到的基础上进一步提高到，减小控制网的尺，减小控制网的尺度变形，保证无砟轨道铺设的精度要求。度变形，保证无砟轨道铺设的精度要求。控制网网形设计，一般先通过图上规划和野外踏勘得到初始方案控制网网形设计，一般先通过图上规划和野外踏勘得到初始方案，然后运用最优化方法对初始网形加以改进，得出最终布网网形。，然后运用最优化方法对初始网形加以改进，得出最终布网网形。考虑到客运专线的狭长性质以及其所经过的地形地貌，其平面控制考虑到客运专线的狭长性质以及其所
26、经过的地形地貌，其平面控制网的基本网形应该是沿着线路的闭合导线形或是大地四边形的带状网的基本网形应该是沿着线路的闭合导线形或是大地四边形的带状网。而网形的优化设计所要解决的问题就是布设多少控制点，也就网。而网形的优化设计所要解决的问题就是布设多少控制点，也就是控制点的数目的优化。点数的多少决定着测区控制点密度，影响是控制点的数目的优化。点数的多少决定着测区控制点密度，影响到精度、可靠性和使用的方便性，也与测量的成本费用、工作量有到精度、可靠性和使用的方便性，也与测量的成本费用、工作量有直接关系。应该在满足精度、可靠性要求和使用方便的前提下，力直接关系。应该在满足精度、可靠性要求和使用方便的前提
27、下，力求布设最少的控制点。求布设最少的控制点。这里最优的意义是指精度、费用和这里最优的意义是指精度、费用和可靠性标准。可靠性标准。测量控制网的观测值，主要有测边和测角两类，它们测量控制网的观测值，主要有测边和测角两类，它们对控制网精度、可靠性等质量指标有着不同的影响。角对控制网精度、可靠性等质量指标有着不同的影响。角度观测值在网中作用主要是对方位（横向）的控制，却度观测值在网中作用主要是对方位（横向）的控制，却有较大的尺度误差（总纵向）；测边网的点位误差也是有较大的尺度误差（总纵向）；测边网的点位误差也是离已知点越远越大，但有较大的方位误差和较小的尺度离已知点越远越大，但有较大的方位误差和较小
28、的尺度误差。边长、角度观测值对控制网影响的正交性，使边误差。边长、角度观测值对控制网影响的正交性，使边角网在精度方面优于单纯的测角网或测边网，也为测量角网在精度方面优于单纯的测角网或测边网，也为测量控制网的优化设计提供了新的方法。可以借助于改变边控制网的优化设计提供了新的方法。可以借助于改变边角网中测角、测边的数目及其精度来调解待定点点位误角网中测角、测边的数目及其精度来调解待定点点位误差椭圆的形状和大小。差椭圆的形状和大小。通常采用增加一定数量的附加观测值来改造旧有网，通常采用增加一定数量的附加观测值来改造旧有网，如测角网中加测一部分边长观测值，以改善旧有网的如测角网中加测一部分边长观测值，
29、以改善旧有网的质量。一般是以改善控制网的精度和灵敏度为目标的质量。一般是以改善控制网的精度和灵敏度为目标的优化设计问题。优化设计问题。新建铁路工程测量规范新建铁路工程测量规范京沪高速铁路测量技术暂行规定京沪高速铁路测量技术暂行规定客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定无砟轨道设计技术条件无砟轨道设计技术条件在测区内投影长度的变形值不宜大于在测区内投影长度的变形值不宜大于10mm/km10mm/km。根。根据测区所处地理位置和线路高程情况，可按下列方据测区所处地理位置和线路高程情况，可按下列方法选定坐标系统：法选定坐标系统：高速铁路的平面坐标宜引入高速铁路的平面
30、坐标宜引入19541954北京坐标系或北京坐标系或19801980年国家坐标系或年国家坐标系或20002000年国家大地坐标系年国家大地坐标系。（3 3）桥梁控制测量和隧道控制测量，也可桥梁控制测量和隧道控制测量，也可采独立坐采独立坐 标标系统，高程投影面可分别采用相应的平均系统，高程投影面可分别采用相应的平均高程高程 面面。（1 1）采用全国统一的高斯正投影）采用全国统一的高斯正投影3 3带平面坐标带平面坐标系统。系统。（2 2）采用投影于测区抵偿高程面的高斯正投影）采用投影于测区抵偿高程面的高斯正投影3 3带带 平面平面直角坐标直角坐标系统；系统；投影投影于于19851985年国家高程基准
31、的任意中央子午线年国家高程基准的任意中央子午线高高 斯斯正投影平面直角坐标正投影平面直角坐标系统；系统；投影投影于测区抵偿高程面的任意中央子午线高斯于测区抵偿高程面的任意中央子午线高斯正正 投影投影较窄带宽平面直角坐标较窄带宽平面直角坐标系统。系统。无无砟砟轨轨道道平平面面控控制制网网基础平面控制网基础平面控制网线路平面控制网线路平面控制网基桩控制网基桩控制网CPCPCPCPCPCPBasic Horizontal Control Points Route Control Points Base-piles Control Points 基础平面控制网（基础平面控制网（CPCP）沿线路走向布设
32、，按）沿线路走向布设，按GPSGPS静静态相对定位原理建立，为全线（段）各级平面控制测态相对定位原理建立，为全线（段）各级平面控制测量的基准。量的基准。线路平面控制网（线路平面控制网（CPCP）在基础平面控制网（）在基础平面控制网（CPCP）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和无砟轨道施工阶段基桩控制网起闭的基准。和无砟轨道施工阶段基桩控制网起闭的基准。基桩控制网（基桩控制网（CPCP）沿线路布设的三维控制网，起）沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（闭于基础平面控制网（CPCP）或线路控制网（）或线路控制网（CPCP），一
33、般在线下工程施工完成后进行施测，为无砟轨道，一般在线下工程施工完成后进行施测，为无砟轨道铺设和运营维护的基准。铺设和运营维护的基准。当当采用边角后方交会法测量时，采用边角后方交会法测量时，CPCP控制网应采用独立自由网控制网应采用独立自由网平差，然后在平差，然后在CPCP或或CPCP中置平中置平。CPCP控制网应附合到控制网应附合到CPCP上，采用固定数据平差。上，采用固定数据平差。当当CPCP导线测量时，导线测量时，CPCP控制网应附合到控制网应附合到CPCP或或CPCP上，采用上，采用固定数据平差固定数据平差分段附合或置平时，相邻段应有足够的重叠，重叠长度应不小分段附合或置平时，相邻段应有
34、足够的重叠，重叠长度应不小于于1km1km。控制网控制网级别级别附合附合长度长度（km）边边 长长（m）方向中方向中误差误差（）相邻点坐相邻点坐标中误差标中误差（mm）相邻点高相邻点高差中误差差中误差（mm）边长相对边长相对中误差中误差增设增设点点坐标坐标/高程高程中误差中误差（mm）CPCP-1000-40001000-40001.31.38+18+1S2020 1/17000010/210/2CPCP4800-1000800-10001.71.710102020 1/10000015/-15/-水准基点水准基点-2000-4 4 -/2-/2CPCP1150-200150-2002.82.
35、85 58 8 1/200006/16/1L我国我国客运专线无砟轨道测量控制网的主要技术指标客运专线无砟轨道测量控制网的主要技术指标LLL控制点级别距 离精度标准平面位置精度高程精度零级控制点（PS0）约4km单点平面位置误差10mm相邻点相对位置误差5mm-一级控制点（PS1）800-1000m单点平面位置误差15mm相邻点相对位置误差10mm-二级控制点（PS2）约 150m单点平面位置误差15mm相邻点相对位置误差10mm-三级控制点（PS3）700-1000m-单点高程误差5mm；相邻点相对高程误差5 mm四级控制点（PS4）-德德铁铁RIL883RIL883的控制网精度标准的控制网精
36、度标准L注：表中“-”指没有具体要求的数据。L为相邻两水准点之间的距离，单位为km。国内外控制网标准国内外控制网标准对比对比综上所述综上所述:我国无砟轨道控制网的等级和精度与德铁我国无砟轨道控制网的等级和精度与德铁RIL883RIL883标准基本持平或稍高。标准基本持平或稍高。CPCPPS0PS0CPCPPS1PS1水准基点水准基点PS3PS3CPCPPS4PS4第一级平面控制网第一级平面控制网第二级平面控制网第二级平面控制网第三级平面控制网第三级平面控制网高程基础控制网高程基础控制网控制网等级控制网等级精度要求精度要求CPCP高于高于PS1PS1CPCP低于低于PS3PS3水准基点水准基点高
37、于高于PS3PS3高于高于PS4PS4平面平面高程高程高速铁路的高程系统高速铁路的高程系统19851985国家高程基准国家高程基准测量精度测量精度中误差中误差极限误差极限误差m m2m2m路基的工后沉降不应大于路基的工后沉降不应大于15mm15mm，不不均匀沉降不应大于均匀沉降不应大于20mm/20m20mm/20m；无砟轨道底座浇筑前，底座范围内的桥面标高偏差无砟轨道底座浇筑前，底座范围内的桥面标高偏差不应超过不应超过0 0/-/-30mm30mm。当当个别地段无个别地段无19851985国家高程基准的水准点时，可国家高程基准的水准点时，可引用其他高程或以独立高程起算，但在全线高程测量引用其
38、他高程或以独立高程起算，但在全线高程测量贯通后，应消除断高，换算成贯通后，应消除断高，换算成19851985国家高程基准国家高程基准。有有困难时亦应换算成全线统一的高程系统。困难时亦应换算成全线统一的高程系统。新建铁路工程测量规范新建铁路工程测量规范要求要求:水准点水准点高程控制测量应与国家水准点或相当等级的水准点联测高程控制测量应与国家水准点或相当等级的水准点联测,并不大于并不大于30km30km联测一次，形成符合水准路线。联测一次，形成符合水准路线。因此，高程控制网仍采用符合水准路线的方法，以两端的国家水因此，高程控制网仍采用符合水准路线的方法，以两端的国家水准点作为起算基准。准点作为起算
39、基准。高程控制网的基准高程控制网的基准秩亏自由网秩亏自由网经典网经典网高铁采用经典网的形式高铁采用经典网的形式精度低精度低精度高精度高不符合实际情况不符合实际情况一类一类设计所要解决的是网形确定的问题，而铁路水准设计所要解决的是网形确定的问题，而铁路水准测量多是沿线路布设成符合水准路线，在这种布设方测量多是沿线路布设成符合水准路线，在这种布设方法下，网形的变化对精度的影响不是很大，而主要与法下，网形的变化对精度的影响不是很大，而主要与水准路线的长度以及测量等级有关，因此，不再对此水准路线的长度以及测量等级有关，因此，不再对此进行一类设计，而是直接按照进行一类设计，而是直接按照新建铁路工程测量规
40、新建铁路工程测量规范范的要求，将高程控制网布设成的要求，将高程控制网布设成水准点水准点设在距线路设在距线路100m100m范围内，并设在不易风化的基范围内，并设在不易风化的基岩或坚固稳定的建筑物上，或是埋设混凝土水准点。岩或坚固稳定的建筑物上，或是埋设混凝土水准点。高速铁路测量不同于一般铁路测量，主要区别在于：高速铁路测量不同于一般铁路测量，主要区别在于：除了测量精度提高以外，还对线路的平顺性提出了高除了测量精度提高以外，还对线路的平顺性提出了高要求，对路基、桥涵以及过渡段的沉降观测也有高要要求，对路基、桥涵以及过渡段的沉降观测也有高要求。因此，高程控制网的布设需要满足求。因此，高程控制网的布
41、设需要满足沉降观测要求（主要是路基）沉降观测要求（主要是路基）轨道平顺性要求轨道平顺性要求如果如果按照国际测量工作者联合会（按照国际测量工作者联合会（FIGFIG）第十三届会议）第十三届会议（19711971）中提出的：）中提出的：“如果观测的目的是为了使变形值不如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其中误差应超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其中误差应小于允许变形值小于允许变形值1/10-1/201/10-1/20，因此，因此，工后沉降测量中误差工后沉降测量中误差1/101/101/201/200.75mm0.75mm1.5mm1.5mm最后取最后取水准
42、测量等级水准测量等级沉降观测点间距（沉降观测点间距（kmkm）二等二等4精密水准精密水准1三等三等0.5无砟轨道高程控制的精度主要是：无砟轨道高程控制的精度主要是：确保轨道垂向铺设的精度确保轨道垂向铺设的精度保证把沿钢轨方向高差控制在限差范围内保证把沿钢轨方向高差控制在限差范围内如果如果按照第一种验收标准，即弦长为按照第一种验收标准，即弦长为10m10m，高低高低应小于应小于2mm2mm，同同一横截面左右轨顶面水平差的偏差不大于一横截面左右轨顶面水平差的偏差不大于2mm2mm。对无砟轨道铺设的垂向平顺性的要求有两种验收标准：对无砟轨道铺设的垂向平顺性的要求有两种验收标准：一种是弦长为一种是弦长
43、为10m10m一种是弦长为一种是弦长为300m300m 这些规定可统一描述为：两观测点间高差误差不得这些规定可统一描述为：两观测点间高差误差不得大于大于2mm2mm，高差中误差为，高差中误差为1mm1mm。如果控制基桩的间距为如果控制基桩的间距为150-200m150-200m，则每个基桩可观，则每个基桩可观测的个数为测的个数为7.5-107.5-10个。个。根据测量误差传播定律，由一个基桩观测的首尾两观根据测量误差传播定律，由一个基桩观测的首尾两观测点间高差中误差测点间高差中误差m m1 1 为为或或控制基桩的高程中误差应为首尾两端点高差中误差控制基桩的高程中误差应为首尾两端点高差中误差的的
44、1/21/2，按精度要求较高的计算，控制基桩高程中误差，按精度要求较高的计算，控制基桩高程中误差m m2 2为为取控制基桩的高程中误差为取控制基桩的高程中误差为1mm1mm首级采用二等水准网，为全线统一的高程控制网；首级采用二等水准网，为全线统一的高程控制网；次级水准网为精密水准网，水准点距离为次级水准网为精密水准网，水准点距离为1km1km。无砟轨道与有砟轨道的最大区别是无砟轨道与有砟轨道的最大区别是无砟轨道铺轨要求的精度高无砟轨道铺轨要求的精度高轨道板和轨道安装的可调量极小轨道板和轨道安装的可调量极小无砟轨道控制网的高精度要求主要体现在线下施工无砟轨道控制网的高精度要求主要体现在线下施工完
45、成后的轨道铺设阶段。完成后的轨道铺设阶段。因此因此，提高测量精度，是减少更改设计量的有效措施，提高测量精度，是减少更改设计量的有效措施，也是今后更好地进行轨道快速检测和变形监测，提高也是今后更好地进行轨道快速检测和变形监测，提高运营管理水平的重要保证。运营管理水平的重要保证。由于无砟轨道的施工精度高，工程可调量小，测量误由于无砟轨道的施工精度高，工程可调量小，测量误差和边长投影变形就难以采用局部工程调整的办法，差和边长投影变形就难以采用局部工程调整的办法，只能通过更改设计的方法使实际施工的线路中线与设只能通过更改设计的方法使实际施工的线路中线与设计值吻合。计值吻合。基础控制网的测量误差或系统误
46、差越大，更改设计的基础控制网的测量误差或系统误差越大，更改设计的工作量也越大。工作量也越大。在勘测阶段，若要求全线采用在勘测阶段，若要求全线采用二二等水准测量，等水准测量，由于野外地形条件的限制，测量投入会增加很多，由于野外地形条件的限制，测量投入会增加很多，且水准路线需要绕行，特别是大型跨海（江）桥且水准路线需要绕行，特别是大型跨海（江）桥梁和越岭隧道，绕行的水准路线比线路贯通后直梁和越岭隧道，绕行的水准路线比线路贯通后直接测量的路线最大可增加接测量的路线最大可增加1010倍。由此高精度测量倍。由此高精度测量得到的控制点，其高程精度却减低很多，得到的控制点，其高程精度却减低很多，。这样这样可
47、减低测量成本，提高二等水准控制网的测可减低测量成本，提高二等水准控制网的测量精度。二等水准控制网贯通后，需根据实际情况量精度。二等水准控制网贯通后，需根据实际情况将线下工程施工的高程控制调整到二等控制网基准将线下工程施工的高程控制调整到二等控制网基准上上。因此，在勘测设计阶段，施测高等级水准测量困难因此，在勘测设计阶段，施测高等级水准测量困难时，高程首级控制网可分时，高程首级控制网可分两阶段施测：两阶段施测：勘测阶段高程控制网按勘测阶段高程控制网按要求建立，要求建立，线下工程施工完成后在按铺设无砟轨道施工要求重线下工程施工完成后在按铺设无砟轨道施工要求重新建立新建立控制网。控制网。CPCP网应
48、根据测区地形、地貌和线路工程网应根据测区地形、地貌和线路工程的具体情况，并顾及经济性原则进行设计的具体情况，并顾及经济性原则进行设计。线路平、纵断面图线路平、纵断面图测区测区1 1：1000010000和和1 1：5000050000地形图地形图沿线国家大地点和地方控制点资料沿线国家大地点和地方控制点资料平面控制网图平面控制网图水准线路图水准线路图点之记点之记成果表成果表技术总结等技术总结等需要需要增补控制点时，还需要进行控制网改造设计。增补控制点时，还需要进行控制网改造设计。在充分研究线路平、纵断面图的基础上进行整个在充分研究线路平、纵断面图的基础上进行整个控制网的设计控制网的设计控制网设计
49、控制网设计基准设计基准设计网形设计网形设计精度设计精度设计客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定要求要求施工平面控制网坐标投影长度变形值不大于施工平面控制网坐标投影长度变形值不大于10mm/km10mm/km。为达到这一要求，有三种数学模型可供选择为达到这一要求，有三种数学模型可供选择：斜轴墨卡托投影斜轴墨卡托投影国家带投影面国家带投影面任意带投影面任意带投影面具有高程抵偿具有高程抵偿的任意带的任意带高斯投影高斯投影投影投影抵偿投影面抵偿投影面自由投影自由投影 CPCP网沿线路每网沿线路每4km4km布设布设1 1对对GPSGPS点，点，GPSGPS点间距约点
50、间距约1km1km，整个整个CPCP网由大地四边形网形构成。其网行如下网由大地四边形网形构成。其网行如下图所图所示示：无无砟轨道砟轨道CP控制网示意图控制网示意图CPCPCPCPCPCPCPCP1km1km4km4km平均平均可靠率是指可靠率是指控制网的多余观测控制网的多余观测数与总观测数的比数与总观测数的比值。值。控控制制网网精精度度设设计计可重复性精度测量可重复性精度测量相对点位精度相对点位精度平均可靠率平均可靠率特别需要强调的是，精度计算应考虑原始数据误差的影响。特别需要强调的是，精度计算应考虑原始数据误差的影响。指控制点两次指控制点两次定位坐标差的定位坐标差的中误差或补设、中误差或补设
