铁路客运专线设计概况

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1、铁路客运专线设计概况中铁四院集团公司一、项目概况京广客运专线的南段，途经鄂、湘、粤三省，于2005年6月23日在长沙首先开始动工，2009年12月9日试运行成功，于26日正式运营。全长约1068.8公里，投资总额1166亿元。列车最高时速可到394公里，全程票价分两等，在490780元之间。武广高铁的开通，使得武汉至广州间旅行时间由原来的约11小时缩短到3小时左右，长沙到广州直达仅需2小时。武广高铁成为世界上运营速度最快、里程最长的高速铁路。从2010年9月20日起，武广高铁正式开启公交模式，将再度增加开行密度，每日开行140列，高峰期甚至达到160列，客座能力也将突破每天9万人次。调整后的所

2、有动车均将经停长沙站。建成的武广客运专线是我国铁路高速客运网主骨架之一，正线全长968.446公里，其中湖北省境内152.817公里，湖南省境内517.948公里，广东省境内298.481公里。武广客运专线全线总工期四年半（含调试期半年），国家批复的投资估算为1080亿元，是我国目前里程最长、技术标准最高、投资最大的铁路客运专线,于2009年12月26日全线建成通车。武广客运专线全线基本采用无砟轨道（主要为德国的雷达2000型轨道，部分采用日本的板式轨道，共948218公里）、一次铺设跨区间无缝线路。正线路基共计388公里，占线路总长的40.1%；全线桥隧总长579.549公里，占线路长度的5

3、9.9%。共有桥梁661座401.239公里，占线路长度的41.4%，其中流溪河特大桥13.431公里，为全线最长大桥。隧道237座178.858公里，占线路长度的18.5%，其中浏阳河隧道10.115公里为全线最长隧道，大瑶山1号隧道10.081公里为全线最长山岭隧道。共征用土地69615亩，拆迁建筑物375.66平方米，土石方1.01亿立方米。武（汉）广（州）高铁自2009年底开通运营以来客流量不断攀升，日开行动车组密度逐步增加，逐步实现了高密度、公交化运行，为沿线经济社会发展注入新的活力。如今，乘坐高铁出差、返乡、旅游已成为粤、鄂、湘三省旅客的首选，高铁对加速粤鄂湘交往和经济融合起到很大

4、作用。武广高铁是世界上运营速度最快、里程最长的高速铁路。武广高铁日均运送旅客5.6万人，高峰日输送量达到13.5万人，相当于整体搬运了广州、长沙和武汉三座城市的户籍人口，相当于欧洲之星高速列车一年客运量的两倍左右。武广高铁的意义远不止缓解“回家难”，它正重新塑造着沿线地区的经济、文化，催生“高铁生活圈”，影响着沿线居民的生活。武广高铁在迅速扩大珠三角、长株潭、武汉三大城市群生活半径的同时，还引发了新一轮的投资热潮，武汉、咸宁、岳阳、长沙、广州等15座城市火车站周边崛起的新城，所处地段的价值正日渐显现，成为所在城市发展的新地标。武广高铁途经的12个地级以上城市和6个县级市，城市结构、布局的调整和

5、规划也无一例外选择与高铁对接。一连串带“新”的名字，依高铁而建，因高铁而旺。“武广高铁好比一条血管动脉，为珠三角城市群、长株潭城市群、武汉中心城市群源源不断地输送养分和活力。”中南大学教授符卓表示。从武广高铁开通之日起，沿线旅游景点城市的高铁车站，彩色的导游旗就从未断过，而且越来越多，呈现出“井喷”效应。据相关统计数据，仅今年端午小长假，武广高铁发送旅客余万人次，六成以上为旅游观光客。 武广客专是京广客运专线南段，与既有京广线走向基本相同，与之共同构成京广铁路通道。北联武麻、汉丹、武九线，中衔石长、浙赣、湘黔、湘桂线，南接广深、广茂线。与在建(规划)的沪汉蓉通道、沪昆客专等线相连。是我国铁路网

6、的中枢，是重要的交通大动脉。武广铁路客运专线位于湖北、湖南、广东三省境内，线路自武汉枢纽武汉站引出，向南经咸宁、岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、清远等市，终于广州枢纽内新广州站，正线全长968.57km，其中鄂、湘、粤境内长度分别为152.01km、518.03km、298.53km。为满足跨线客车开行之需，全线设株洲北、株洲南、衡阳南、广州北等跨线列车联络线。配套工程还有武汉、广州两动车段，新长沙动车运用所。武广客专是我国开工建设最早的首批高速铁路，其总体特点有三： 线路里程最长； 技术标准最高； 投资规模最大。二、运量与运输组织（一）概述武广通道客运量总表区 段 名2002年2010年

7、2018年2028年武昌蒲圻1529253441995100蒲圻岳阳1503252041505000岳阳长沙1777278045005400长沙株洲2290350057506750株洲衡阳2755400062007500衡阳郴州2494335055606500郴州韶关2570339055606500韶关广州2668395060007050预测武广通道客运量中，以株洲衡阳区段为最大。推荐运输组织模式：本线列车和跨线列车混合运行，动车组运行时速200km/h及其以上。（二）两线分工原则1.既有线运行全部货物列车及少量速度等级较低的客车；2.客运专线上运行高速及中速列车。 武广通道客车对数总表区段名

8、通道客车总对数既有线客车对数专线客车对数2010年2018年2028年2010年2018年2028年2010年2018年2028年武昌蒲圻8114017823181558122163蒲圻岳阳8114017823181558122163岳阳长沙8914818624181665130170长沙株洲11216921538272274142193株洲衡阳12318823038342785154203衡阳郴州11016719825252284142176郴州韶关11216719825252287142176韶关广州12017821128282392150188预测2018年武广客专开行客车122154对

9、，以株洲衡阳段最大。 武广通道远景输送能力： 货运量7800万吨、单向客运量9000万人。 其中，武广客运专线单向客运量8000万人。三、主要技术标准（1）铁路等级：客运专线（2）正线数目：双线（3）速度目标值 ：350km/h，B类跨线车200km/h （4）最小曲线半径：一般9000m，困难7000m （5）正线线间距 ：5m （6）最大坡度 ：一般12 ，局部20 （7）到发线有效长 ：650m （8）牵引种类 ：电力 （9）机车类型 ：动车组 （10）列车运行方式 ：自动控制 （11）行车指挥方式 ：综合调度四、站前工程(一)线路1.概况线路全长968.57km。在平纵断面设计中，以列

10、车运行的平稳性、旅客乘座的舒适性为重的理念，贯之于始终。 平面曲线142个，共长451.845km，占线路的46.65%； 曲线半径，最大14000m，最小5500m，常用900011000m； 446个坡段，坡段长平均2164m,最大7714m，最小600m； 最大坡度20，其对应的最大长度为2865m； 竖曲线半径，2500035000m，常用30000m。全线采用全封闭、全立交设计，提供宽大、独行的线路空间2.其它特征（1） 本线与其它铁路、公（道）路交叉均设计为立交。（2）跨越客运专线的构筑物净空满足限界要求(7.25m),并另满足接触网要求。 （3）线路两侧设计隔离栅栏，实现全封闭。

11、 (二)桥梁1.概况全线有桥梁684座468.5km，占线路全长的48.4%。（1）常用孔跨：主导梁型32m简支箱梁，调跨用24m梁，两者占总量的95。（2）小刚构：部分地段采用(16+20+16)m、(16+24+16)m等连续刚构。 （3）道岔桥：在道岔区采用632m连续梁、532m变截面连续梁。 （4）大跨结构：在跨越大江大河及高等级公路等条件下，采用大跨度连续梁和连续刚构、 T构、提蓝拱、钢箱系杆拱、钢桁拱等9种类型的特殊结构。 （5）最长桥梁：西华海特大桥，位于广州附近，全长13.4km。 （6）最高桥墩：大禾特大桥，位于郴州附近，墩高42m。 （7）最大孔跨：上跨环城高速特大桥，位

12、于广州附近，主跨240m 钢桁拱。 箱梁以预制为主，移动模架造桥为辅，困难条件下采用满堂支架法现浇。制梁规模达100孔以上时，采用梁场预制，全线共设40处预梁制场。最大梁场预制梁559孔，设10个制梁台座、85个承梁台座，占地241亩。2.桥梁下部结构设计特别考虑的因素（1） 墩台顶纵向线刚度；（2） 墩顶横向刚度；（3） 墩台工后沉降控制要求非常严格。3.武广桥墩的主要特点（1） 墩顶不设顶帽；（2） 采用空心墩，且大量采用矩形空心墩；（3） 墩身刚度占下部结构总刚度的比例合理；（4） 注重检查维修附属设施设计。桥墩分空心墩、实心墩两种形式，墩高6m以上时采用前者。4.桥墩基本尺寸（1）矩

13、形 墩，预制梁时为3m6.8m，现浇梁时为3.3m6.8m ；（2）圆端形墩，预制时为3m8m，现浇梁时为3.3m8m ；（3）圆 形 墩，一般直径4m，墩高超过20m时采用4.5m。 桥梁基础多采用桩基，以钻孔为主，少用挖孔。桥梁桩基尺寸（4）直径1.00m，墩高20m以内；（5）直径1.25m，墩高2035m或桩长超50m时，或地质条件复杂的桥墩；（6）直径1.50m ，墩高3545m时。 桩基础桩数采用812根。承台厚度一般约2倍桩径。5.重点桥梁工程（1） 汀泗河特大桥 140m钢箱系杆拱，跨京珠高速公路；（2） 株洲湘江特大桥 (60+5100+60)m连续梁，跨湘江；（3） 衡阳湘

14、江特大桥 (64+4116+64)m连续梁，跨湘江；（4） 跨环城高速特大桥 240m钢桁拱，跨东平水道。(三)隧道1.概况全线有隧道226座177.2km，占线路全长的18.3%。重点隧道工程:（1） 五尖大山隧道，全长6859m ；（2） 浏阳河隧道，全长10115m；（3） 大瑶山1、2、3号隧道，分别长10081m、6024m、8387m；（4） 牛岭隧道，全长7588m；（5） 高岭隧道，全长5558m；（6） 金沙洲隧道，全长3510m。2.特点与难点（1）隧道断面大:轨面以上净面积100m2，高8.78m、宽13.2m的马蹄形。（2）可靠性和耐久性要求高：设计使用年限100年，主

15、体结构“零缺陷”。（3）防排水要求高：防水等级一级，衬砌表面无湿渍。（4）环保与景观要求高：沿线植被发育，部分隧道穿景区或与公路长段并行。（5）防灾救援难度大。（6）洞口气动效应控制严：距隧道洞门50m处，微压波振幅最大值为20Pa。3.结构衬砌全线隧道均采用复合式衬砌。级围岩地段采用曲墙式带底板或仰拱衬砌。、级围岩地段采用曲墙式带仰拱衬砌衬砌厚3555cm围岩基本开挖量130160m2线路中线与等高线基本正交时，洞门型式优先采用斜切类洞门。线路中线与等高线斜交情况下，洞门型式采用台阶式洞门或明洞门。4.防排水一般内设双侧侧沟，长大隧道地下水丰富时，加设中心水沟。 初期支护与二衬间铺设防水板加

16、土工布。 防水板后设环向盲沟，墙脚处设纵向盲沟。 二衬沉降缝及施工缝采用复合防水处理。 隧道衬砌用防水混凝土，抗渗等级不小于P8。5.关键技术问题处理其一、支护结构设计与基底处理 （1）隧道跨度大，洞口位置多外延，浅埋段较长，专门设计浅埋段支护结构。（2）突出“加强基底”，注重“刚度变化”： 针对高速列车运行要求，隧道加强了基底设计； 级围岩分有仰拱和无仰拱两种结构，不利条件下用带仰拱封闭断面， 适宜时采用无仰拱结构，其两端设置不小于10m带仰拱封闭断面过渡； 端墙带挡翼墙洞门，其外基底设置刚性过渡段； 明暗分界处、基地软硬不均或软硬分界、基底有空穴等处设置变形缝。（3）二次衬砌部分采用钢筋混

17、凝土结构。其二、隧道工程的耐久性隧道结构物按设计基准期100年修建，由以“强度”为主导向以“性能”为主； 隧道工程耐久性，其极限状态由围岩、初期支护和二次衬砌共同确定，不单以混凝土炭化深度判别； 除对模筑混凝土本身进行耐久性控制外，也要求喷射混凝土、锚杆、防排水材料等达到相应的耐久性要求。其三、长大隧道群地段防灾与救援 由于大部分火灾系由车辆引起，机车丧失牵引能力的可能性较小，而火灾发生后前7min内其影响相对较小，以300km/h车速计，5min（扣除火灾通报时间2min）内列车行驶距离可达25km，大瑶山隧道群地段最长隧道为10.08km，因此完全可使列车驶离隧道在隧道外实现消防及救援。为

18、此，应以“消灭火灾于初期，尽量使列车驶离隧道，实施洞外救援”为第一原则。 (四)路基1.概况全线有路基322.82km，占线路全长的33.3%。无碴轨道路基要求按土工构筑物设计。要求：（1）应具有足够的强度、刚度、稳定性； （2）满足耐久性要求； （3）与相邻构筑物的变形与刚度协调统一。特点：（1）具有路基变形控制标准高； （2）路基强度高刚度大且均匀性要求高； （3）在高速运行以及自然条件下长期稳定。2.关键特点其一、路基变形控制标准高普速铁路级干线路基：不大于20cm，过渡段不大于10cm；高速铁路有碴轨道路基：不大于5cm，过渡段不大于3cm；高速铁路无碴轨道路基：不大于15mm，严格控

19、制不均匀变形。 其二、路基强度高刚度大且均匀性要求高要求路基的刚度越大，弹性变形小，且刚度变化均匀。从路基基床厚度、填料要求、压实标准以及检测方法等方面加以保证。 其三、在高速运行以及自然条件下长期稳定要求路基在列车动荷载的长期反复作用，以及各种不良自然环境的影响（气温、雨雪、地震、洪涝等）下，路基整体稳固，路基强度保持不变，弹性不改变，不变形等，做到寿命长、少维修。客专无碴轨道路基，须在以下6方面，采取高标准控制措施：（1）路基结构；（2）填筑材料；（3）路基施工工艺；（4）质量控制标准；（5）工后沉降控制；（6）抵御不良环境的加固防护。为此，需在勘测、设计、施工各个阶段共同采取措施，严格控

20、制。控制路基沉降的工程措施据地基条件、填土高度 ，计算工后沉降值，不满足要求时采取以下措施：（1）强夯或强夯置换；（2）振动碾压；（3）冲击压实；（4）搅拌桩；（5）旋喷桩；（6）CFG桩复合地基；（7） 刚性桩-网复合地基；（8）预压等地基加固措施。 其中，对厚层巨厚层第四系黏性土、花岗岩全风化层、灰岩残积红黏土层、膨胀土路基，根据现场载荷试验成果，另计算路堤地基沉降量。 3.CFG桩复合地基为本线主要加固措施 用于处理厚层黏性土、粉土和松软土地基，特别是当具有较厚的硬壳或硬层夹软弱层地基。桩径0.5m，按C15砼强度要求配制。 成孔工艺有长螺旋、震动沉管、冲击等。现场施工检验，长螺旋泵灌混

21、凝土，每天成桩600800m，检测施工质量合格率在95%以上。4.控制路基不均匀沉降的措施（1）纵向不均匀沉降： 武广客运专线路基设计中进行了整体变形分析，以控制不均匀沉降的出现。特殊地段须检算相邻断面，或按每50m进行工后沉降的检算。（2）横向不均匀沉降：陡坡路堤地段，当路堤基底无法通过挖台阶，使基底水平时，应进行横向不均匀沉降差的检算。沉降差控制在5mm内。（3）过渡段不均匀沉降：过渡段范围，桥台台尾路基进行工后沉降分析，且与桥台工后沉降差不超过5mm，同时应考虑相邻断面的不均匀沉降的检算。 对于桥桥、桥隧、桥堑之间小于60m的过渡段，按58mm工后沉降控制设计。5.路基沉降监测系统与分析

22、评估路基沉降极其复杂，沉降计算只是路基沉降粗略估算，与其实际的沉降量存在较大差别，仅如此不能适应无碴轨道对路基沉降要求。 采用路基沉降监测是控制路基沉降和不均匀沉降最可靠的方法。为此，建立全路段路基沉降监测网络监控路基沉降和不均匀沉降。 路基沉降监测通过在路基面或地基中埋设仪器元件，精确地测量路基的竖向和横向变形。 通过大量监测数据整理分析路基的沉降大小、速率、与施工填土高度的关系以及沉降的趋势，分析与评估路基沉降数值，预测沉降完成时间，确定无碴轨道施工时间并指导无碴轨道的施工。6.路基过渡段设计桥路过渡段，采用级配碎石中掺入35%水泥材料填筑。 路堤与横向结构物（箱涵）过渡段，当涵顶距路肩高

23、度小于1.5m时，涵顶以上填筑级配碎石+5%水泥，过渡段填筑级配碎石。 路堤路堑过渡段 ：当两者连接处为坚硬岩石路堑时，在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶。在路堤一侧设置过渡段 ，以级配碎石填筑。 路堤路堑过渡段 ：当两者连接处为软质岩石或土质路堑时，应顺原地面纵向挖成1：2的坡面，坡面上开挖台阶 ，按路堤填筑要求填筑。隧路、桥桥及桥隧过渡段 ：当桥隧间距小于150m，以及隧道洞口土质为黏性土、易风化软岩、强风化硬质岩时，路基段应设置C20砼刚性过渡段。(五)站场1.概况客运站，15个： 始 发 站3个：武汉站、新长沙站、新广州站； 部分始发站4个：新岳阳、新衡阳、新郴州、新韶关； 一般中间站8个

24、：新咸宁、新株洲、新清远、花都等； 越行站，3个：新乌龙泉、新乐昌、新英德。 站间距：最大84.27km，最小36.46km，全线平均值56.77km。2.主要原则（1）站线间距：正线与相邻到发线间距采用6.5m。（2） 各种道岔采用 18号高速道岔：车站渡线及到发线从正线上出岔时； 36.288号道岔：联络线侧向行车速度160km/h时； 50号道岔：联络线侧向行车速度200km/h时。（3）车站渡线设置 办理列车立折作业的中间站两端咽喉正线间各设一组“八”字渡线； 其它中间站及越行站两端咽喉正线间各设一条单渡线； 连续两站“八”字渡线的朝向按交替形式布置。（4）到发线有效长度为650m，按

25、双进路设计。3.站场设置充分考虑城市规划 规划新城区在城市东侧，客运专线选择沿城市东侧规划区边缘通过，在岳阳市开发区以东2.5km处设新岳阳站，符合城市规划发展方向。将西联片区作为城市重要组团，定位为韶关城市新中心。韶关段线路方案和新韶关站址的选择，尽量减少客运专线对新城区建设规划的影响，新韶关站选址西联，符合韶关市城市规划。4.车站示例新长沙站总规模13台26线，武广场8台16线，沪昆场5台10线。地铁2号线、3号线引入武广场之下。车站建筑总面积13.7万平米，雨棚5万平米。新岳阳站总规模3台7线，预留存车线。车站建筑总面积1.5万平米，雨棚3.2万平米。新衡山站总规模2台夹4线，设综合维修

26、存车线。车站建筑总面积0.5万平米，雨棚1万平米。新乌龙泉站规模2条正线、2条到发线，无其它配线。(六)轨道1.轨道类型无碴轨道主要优点有： （1）有良好的结构连续性和平顺性，可提高列车的平顺性，提供更舒适的乘车环境。 （2）有良好的结构恒定性和稳定性，可在选线困难的地段利用无碴轨道能承受较大轮轨横向力的有利条件，在保证舒适度的前提条件下，适当放宽曲线允许超高、欠超高的限制，减小最小曲线半径，从而有利于选线，减少工程量。并可在困难地段选择更大的设计坡度。 （3） 可减少维修工作量，缩短“天窗”时间，减少维修养护基地规模及维修养护机械配置。武广全线除武汉站，广州站及其北侧大跨径桥梁地段为有砟轨道

27、外，其余地段均为无砟轨道。无碴轨道类型有： （1）雷达2000型双块式；（2）道岔区轨枕埋入式；（3）普通双块式；（4）道岔区板式； （5）创新双块式；（6）创新单元板式；（7）创新纵联板式；（8）创新轨枕埋入式；（9）日本板式。各种创新系列无砟轨道，铺设在武汉综合试验段内。2.主要无砟轨道介绍双块式无砟轨道(路基地段)组成： （1）钢轨；（2）Vossloh 300-1U扣件；（3）WG-I型双块式轨枕；（4）道床板； （5）支承层。道床板：钢筋砼结构，宽2.8m，厚0.24m，在支承层上连续浇筑。支承层：素混凝土结构，宽3.4m，厚0.3m，在基床表面连续浇筑。双块式无砟轨道(桥梁地段)组

28、成： （1）钢轨；（2）Vossloh 300-1U扣件； （3）WG-I型双块式轨枕； （4）道床板；（5）中间层；（6）凸台；（7） 保护层。道床板：钢筋砼结构，宽2.8m，长5.47.15m，厚度随超高、排水而异，在保护层上浇筑。凸台和保护层：钢筋砼结构。 道岔区无砟轨道 (轨枕埋入式)组成： （1）钢轨；（2）BWG扣件； （3）岔枕； （4）道床板；（5）支承层。道床板：钢筋砼结构，厚约0.3m，宽度随道岔而变化，在支承层上连续浇筑而成。支承层：素混凝土结构，厚0.3m，宽度随道岔变化，在基床表面连续浇筑而成。道岔区无砟轨道(板式)组成： （1）钢轨；（2）BWG扣件；（3）轨道板；

29、（4）底座板；（5）找平层。轨道板：钢筋砼预制结构，厚0.24m，长度和宽度随道岔而变化。底座板：厚0.18m，用自流平混凝土在找平层上连续浇筑而成。找平层：素砼，厚度大于0.13m，宽度随道岔变化，在基床表面连续浇筑而成。创新双块式无砟轨道 组成：（1）钢轨；（2）扣件；（3）轨枕；（4）道床板；（5）底座或支承层（水硬性支承层或C15混凝土）。创新板式无砟轨道(桥梁地段)组成： （1）钢轨；（2）扣件；（3）轨枕；（4）道床板；（5）支承层；（6）CA砂浆；（7）底座。武汉综合试验段在瓦屋特大桥上采用了减振型单元板式无砟轨道结构，其轨道结构在CA砂浆与轨道板间设了一层弹性垫层。组成：（1）

30、钢轨；（2）扣件；（3）纵连板；（4）高弹模砂浆垫层；（5）支承层。轨道板板端采用6个连接钢筋全部纵向连接。 创新轨枕埋入式组成：（1）钢轨；（2）扣件系统；（3）岔枕；（4）钢筋砼道床板；（5）钢筋砼底座等。新乌龙泉站采用4组国产道岔，创新轨枕埋入式无砟轨道。 3.钢轨伸缩调节器全线共设10组：（1）株洲湘江特大桥4组；（2）衡阳湘江特大桥4组；（3）陈村水道特大桥2组。4.精密工程控制测量为满足无砟轨道铺设要求，开展精密工程控制测量：（1） 按B级控制网要求，布设CPI点对；（2）设计和埋设基岩点和深埋水准点，按二等水准进行高程测量；（3）开展GPS控制网测量，精密处理GPS观测数据；（4

31、）布设CPII点，开展导线网测量；（5）布设CPIII，开展轨道设标网测量。（6）建立满足轨道施工及维护精度的坐标系。关键技术平面高程控制网分级精度控制技术平面高程控制网布设技术轨道坐标网及高程控制网测量观测技术轨道坐标网测量数据采集、处理、平差技术建筑物及轨道板精确定位技术(七)环保武广客运专线重视环保设计，主要体现在： 1.路基边坡采用绿色防护，宜林地段建设绿色通道； 2.通过噪声敏感区采用设置隔音屏障、减震型轨道结构等措施； 3.在长沙地段采用浏阳河隧道方案，在广州采用金沙洲隧道方案，减少了对城市环境的影响， 4.大量采用浅埋隧道，以减少对山体植被的破坏。 5.集中取弃土，并加强对取集土

32、场的防护。五、高速、高效综合维修系统（一）概述武广客运专线采用在维修“天窗”下“综合维修”的作业形式, 进行线路、桥梁、隧道、通信信号、牵引供电等固定设施的维修、养护，为客运专线安全、舒适、正点运营提供基础设施保证。其维修机构由综合检测中心和综合维修段、综合工区、大型养路机械段组成。综合维修系统包含的系列内容，以综合检测技术较为关键。在高速运营条件下，完成轨道几何状态、轮轨力、弓网受流性能、GSM-R场强覆盖、轨道电路、应答器报文等一系列项目检测，并进行综合数据处理，指导养护维修，确保运营安全可靠。 （二）综合检测中心综合检测中心设在武汉，配置电气轨道综合检测试验车组进行全线线路、通信信号、牵

33、引供电等固定设施的动态检测，检测车组运行编入客运专线列流图，定期开行。车组运行速度为动车组的运行时速，在运行中检查设施的动态参数；将采集的检测信息通过计算机系统进行分析处理。检测中心管理设备状态信息，提出维修、保养计划建议。负责以上设备状态的综合质量评定、监督等职能管理。（三）综合维修段综合维修段是客运专线固定设施检查、养护和维修的主要组织和管理单位，负责固定设施维修，并制定维修计划；组织综合工区进行作业，负责材料、配件及工机具储备和供给等；同时承担综合维修机具的检修保养。 全线设立武汉、长沙、广州三个综合维修段，本设计范围设立长沙综合维修段，武汉相关工程设武汉综合维修段。 武汉综合维修段管辖

34、武广客运专线乌韶段区间正线长度108.628km，郑武客运专线实施后，其管辖范围向北延伸。 长沙综合维修段管辖区间正线长度517.148km。 广州综合维修段管辖本线广东省的正线里程长度248.575km（不含新广州站工程中广州北、新广州综合工区管辖里程）。 （四）综合工区工区管辖范围的设置涉及运营安全、工作效率和运营成本；也涉及到设计的定员、机具和信息通道数量。 技术上要求：一方面根据维修工作时间和工作量来确定工区布点及规模，即正常的计划维修工作量宜饱满；另一方面，要满足运营的线路可用率，即抢修时间占用线路时间的比率不能高。 全线设立武汉、新咸宁、新岳阳、新衡阳、新郴州、新乐昌、新韶关、新英

35、德、花都、新广州等10个综合工区。 （五）大型养路机械段客运专线的线路特点决定其线路的综合维修必须采用大型养路机械。设计根据本线的作业需要配置大型养路机械的种类和数量。 大型养路机械管理、应用和检修单位为大型养路机械段。根据线路维修作业计划，大型养路机械出段进行现场作业，周期性返段进行机组的检查、养护和修理。本线在武汉设立大型养路机械段,主要承担线路的综合维修，远期还承担客运专线的线路大修。武广客运专线精密控制测量技术中铁四院集团公司第一节 精密工程测量概述 客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，由于其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量不同，因此适合于客运专线铁路（或高速

36、铁路）工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量（或高速铁路精密工程测量），按照这一技术体系建立的精密工程控制测量网称之为精测网，建立精测网的目的是为了保证客运专线铁路（或高速铁路）在运营过程中的安全性、平顺性、舒适性。为了对各客运专线（高速铁路）工程建设各阶段控制测量的精度、方法进行规范，使之满足高速铁路工程建设勘测设计、工程施工、轨道施工及运营维护各阶段对测量成果的需求，把客运专线（高速铁路）精密工程测量平面、高程控制网又分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。 勘测控制网是勘测设计单位在勘测设计阶段为满足高速铁路工程勘测设计和向施工单位进行交桩而建立的平面、高程控制网，它包括框架

37、平面控制网CP0、基础平面控制网CP、线路控制网CP和线路水准基点控制网。 施工控制网是为满足高速铁路工程施工而建立的各级平面高程控制网。它包括基础平面控制网CP、线路控制网CP、线路水准基点控制网，以及在此基础上加密的施工平面、高程控制点和为轨道铺设而建设的轨道控制网CP。运营维护控制网是在高速铁路工程竣工后，施工单位交给运营单位，为运营阶段对高速铁路工程进行变形监测、运营维护的平面、高程控制网，它包括基础平面控制网CP、线路控制网CP、线路水准基点控制网轨道控制网CP以及维护基桩。客运专线（高速铁路）工程测量分为勘测、施工、运营维护三个阶段，其基本工作流程见说明图运营阶段重点工程地段建立独

38、立平面、高程控制网建立变形监测网高速铁路工程测量控制网设计定测线下工程施工阶段轨道铺设阶段竣工阶段初测勘测设计阶段施工阶段高程控制网设计建立框架控制网CP0、基础控制网CP建立二等线路水准基点控制网或四等高程控制网建立线路控制网CP利用二等线路水准基点或四等高程控制网全线二等水准高程控制网贯通加密基桩评估评估验收交接平面控制网设计建立变形监测网建立轨道控制网CP变形监测网一般地段利用CP、CP和线路水准基点并根据需要加密施工控制网建立维护基桩轨道铺设竣工测量评估客运专线（高速铁路）工程测量基本工作流程图一、传统的铁路工程测量方法由于过去我国铁路建设的速度目标值较低，对轨道平顺性的要求不高，在勘

39、测、施工中没有要求建立一套适应于勘测、施工、运营维护的完整的控制测量系统。各级控制网测量的精度指标主要是根据满足线下工程的施工控制要求而制定，没有考虑轨道施工和运营对测量控制网的精度要求，其测量作业模式和流程如下：1）初测：平面控制测量-初测导线：坐标系统：1954北京坐标系；测角中误差12.5（25n），导线全长相对闭合差：光电测距1/6000，钢尺丈量1/2000。高程控制测量-初测水准：高程系统：1956年黄海高程/1985国家高程基准，测量精度：五等水准（30L）。2）定测：以初测导线和初测水准点为基准，按初测导线的精度要求放出交点、直线控制桩、曲线控制桩（五大桩）。3）线下工程施工测

40、量以定测放出交点、直线控制桩、曲线控制桩（五大桩）。作为线下工程施工测量的基准。4）铺轨测量 直线用经纬仪穿线法测量；曲线用弦线矢距法或偏角法进行铺轨控制。 二、传统的铁路工程测量方法的缺点 1）平面坐标系的投影没有考虑长度的变形传统的铁路工程测量采用1954年北京坐标系3带投影，并投影到参考椭球面上，高斯投影带边缘边长投影变形值最大可达340/km，高程投影变形值100/630米，虽然两者是可以进行相互抵偿，但在实际作业过程中并没有去计算有多大的变形值，也没有进行有效控制长度变形值；2）采用的是以交点、直线控制桩、曲线控制桩（五大桩）进行控制建立的施工坐标体系，没有采用逐级控制的方法建立施工

41、控制网 线路测量可重复性较差； 中线控制桩连续丢失后，很难进行恢复3）测量精度低： 导线测角中误差12.5、方位角闭合差25n；全长相对闭合差：1/6000，施工单位复测经常出现曲线偏角超限，改变设计偏角施工,设计线形被改变4）轨道的铺设不是以控制网为基准按照设计的坐标定位，而是按照线下工程的施工现状采用相对定位进行铺设。由于测量误差的积累，轨道的几何参数与设计参数不一致。5）不利于采用采用GPS RTK、全站仪等新技术采用坐标法定位发法进行勘测和施工放线 。三、 精测网建立的必要性客运专线铁路速度目标值高（200km/h350km/h），为了保证列车在高速行驶条件下的安全性和舒适性，客运专线

42、铁路的建设要达到以下一些要求:(1)严格按照设计的线型施工,即保持精确的几何线性参数;(2)必须具有非常高的平顺性，精度要保持在毫米级的范围以内。 为了达到上述要求，客运专线铁路轨道必须具有高平顺度标准，其无砟轨道铺设应满足轨道内部几何尺寸（轨道自身的几何尺寸）和外部几何尺寸（轨道与周围建筑物的相对尺寸）的精度要求。其中内部尺寸描述轨道的几何形状，轨道内部几何尺寸的各项规定是为了给列车的平稳运行提供一个平顺的轨道，即通常提到的平顺性。因此，除轨距和水平之外，还规定了轨道纵向高低和方向的参数。这些参数能保证轨道有正确的形状。利用这些参数可以检查轨道的实际形状是否与设计形状相符。轨道内部几何尺寸的

43、测量也可以称之为轨道的相对定位。无砟轨道静态几何尺寸允许偏差 表1.1-1有砟轨道静态几何尺寸允许偏差 表 1.1-2轨道的外部几何尺寸是指轨道在空间三维坐标系中的坐标和高程，由轨道中线与周围相邻建筑物的关系来确定。轨道外部几何尺寸的测量也称之为轨道的绝对定位。轨道的绝对定位必须与路基、桥梁、隧道、站台等线下工程的空间位置坐标和高程相匹配协调。轨道的绝对定位精度要求见表1.1-3和表1.1-4 无砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差 表1.1-3有砟轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差 表1.1-3 轨道的绝对定位精度同时还必须满足轨道相对定位精度的要求，即轨道平顺性的要求。由此可见，无

44、砟轨道各级测量控制网测量精度应同时满足线下工程施工和轨道工程施工的精度要求，即必须同时满足轨道绝对定位和相对定位的精度要求，而为了满足这两项定位精度的要求，满足轨道平顺性的要求，必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。四、 精密工程测量网的特点 1.确定了客运专线铁路（高速铁路）精密工程测量“三网合一”的测量体系勘测控制网:CP0、CP、CP 、线路水准基点 施工控制网：CP、CP 、线路水准基点、 CP 运营维护控制网 ： CP、加密维护基桩 2确保了勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网测量精度的协调统一 （1）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网坐标高程系统的统一；（2）勘测控制网、

45、施工控制网、运营维护控制网起算基准的统一；(3）线下工程施工控制网与轨道施工控制网、运营维护控制网的坐标高程系统和起算基准的统一； 3.确定了客运专线（高速铁路）工程平面控制测量分级布网的布设原则(1） 框架平面控制网（CP0）主要为全线高速铁路平面控制测量提供平面坐标起算基准；(2） GPS基础平面控制网（CP）主要为勘测设计、施工、运营维护提供坐标基准； (3） 线路控制网（CP）主要为勘测设计和施工提供控制基准。(4） 轨道控制网（CP）主要为轨道提供控制基准。四级控制网之间的相互关系如说明图所示CPCPCPCPCPCPCP4 km1000m600-800 mCPCP0CP050-70

46、m一对点CP客运专线（高速铁路）四级级平面控制网示意图线路中线4精测网平面坐标系统采用边长投影变形值10mm/km（无砟）/25mm/km（有砟）的工程独立坐标系。5确定了客运专线铁路轨道必须采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式第二节平面控制网的建设要求一、平面控制网建设的一般要求（一）客运专线（高速铁路）工程测量各级平面控制网布网要求表2.1.1 各级平面控制网布网要求控制网名称测量方法测量等级点间距备注CP0GPS国家B级50km CPGPS二等4km一对点点对间800mCPGPS三等600800m导线三等400800mCP边角交会5070m一对点 注：1、CP采用GPS测量

47、时，CP可按4km一个点布设。 2、隧道内的CP导线测量执行隧道测量相关规定。（二）GPS测量的精度指标表2.1.2 各级平面控制网GPS测量的精度指标控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CP00.71/1 000 000CP1.31/180 000CP1.71/100 000（三）CP控制网导线测量的主要技术要求表2.1.3 CP控制网导线测量的主要技术要求控制网级别附合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（mm）导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差（）对应导线等级CP4400800m51.8101/55 0003.6三等导线环（段）的测角中误差应

48、按下式计算： （3.1.3）式中 f导线环（段）的角度闭合差（）； n导线环（段）的测角个数；N导线环（段）的个数；（四）各等级GPS测量作业的基本技术要求表2.1.4 各等级GPS测量作业的基本技术要求等 级项 目CP0CPICPII静态测量卫星截止高度角（）151515同时观测有效卫星数444有效时段长度（min）3009060观测时段数4212数据采样间隔（s）3015601560接收机类型双频双频双频PDOP或GDOP668注：平均重复设站数1.5是指至少有50%的点设站2次。 CP0的夜间观测时段不小于25%（五）导线控制网可布设成附合导线、闭合导线或导线网。各等级导线测量应符合下列

49、要求：表2.1.5 导线测量的技术要求等级测角中误差（）测距相对中误差方位角闭合差（）导线全长相对闭合差测回数0.5级仪器1级仪器2级仪器6级仪器二等1.01/2500002.01/100 00069-三等1.81/1500003.61/550004610-四等2.51/8000051/40000346-一级4.01/4000081/20000-22-二级7.51/20000151/12000-13注：1、表中n为测站数。2、当边长短于500m时，二等边长中误差应小于2.5mm，三等边长中误差应小于3.5mm，四等、一级边长中误差应小于5mm，二级边长中误差应小于7.5mm。（六）隧道洞内CP

50、控制网应在隧道贯通后，采用导线测量方法测设，洞内CP导线测量应满足下列要求：表2.1.6 洞内CP导线测量主要技术要求控制网级别附合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（mm）导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差（）对应导线等级备注CPL240060031.87.5 1/55 0003.6三等单导线CP2L740060031.87.5 1/55 0003.6三等导线环CPL740060031.051/100 0002.0二等导线环（七）各级控制相邻点位的相对精度和重复测量精度要求 表2.1.7 控制点的点位精度要求(mm) 控制点相对点位精度同精度复测坐标

51、较差限差CP10 20 CP10 15CP1 5 二、框架平面控制网（CP0）测量（一）CP0控制网在勘测阶段采用GPS测量方法完成建网，应沿线路走向布设，每50km左右布设一个点，在线路的起点和终点附近应布设控制点。全线应一次性布网，统一测量，整体平差。（二）CP0控制网以WGS-84坐标系ITRF2000国际地球参考框架或2000国家大地坐标系作为坐标基准，以IGS参考站或以联测的2000国家大地坐标系A、B级GPS控制点作为起算点，进行控制网整体三维约束平差。并将WGS-84或2000国家大地坐标系的三维坐标转换为高速铁路工程独立平面坐标。（三） CP0控制网的布网及测量要求：1、每个C

52、P0站点与其相邻的CP0站点的连接数不小于3个，联测的GPS永久性跟踪站点与其相邻的CP0站点的连接数不小于2。2、CP0站点宜与IGS站点、国家地壳形变监测站点或国家B级以上GPS永久性跟踪站点进行联测，联测的站点数不少于2站。 3、应使用标称精度不低于5mm+1ppm的双频GPS接收机，同步观测的GPS接收机不少于4台。 4、各个观测时段应昼夜均匀分布，夜间观测时段数应不少于1个。每个观测时段不宜跨越北京时间早8点（GPS时间0点）。（四） CP0控制网数据处理要求：1、 基线解算和整网平差应采用适合长基线的高精度GPS解算软件，采用精密星历解算。2、 应采用多基线解算模式进行基线解算，计

53、算结果应包括相应的协方差阵。3、 基线解算和整网平差时，引入的起算点坐标位置基准应为ITRF或IGS国际地球参考框架下的坐标成果，该坐标框架应与采用的精密星历坐标框架保持一致。起算点选用联测的GPS永久性跟踪站点，其点位坐标精度应优于0.1m。4、 基线解算过程中各项内部数据处理质量标准的规定。表2.2.4-4 CP0内部数据处理质量检核要求基线重复测量较差独立（异步）闭合环或附合线路的坐标闭合差分量或长度限差标准闭合差限差标准XWxYWyZWzSWs按下式计算：n基线重复观测的总时段数；i时段号；Cii时段基线的某一坐标分量或长度(X、Y、Z、S)；Cm对应于C的多时段基线加权平均值；i时段

54、Ci的方差。按下式计算：（放表格外）i代表基线的某一分量（X、Y、Z），r代表闭合环或附合线路中的基线数，j代表基线编号，代表第j条基线i分量的方差；，其中；Dj代表环线中第j条基线的方差-协方差阵。5、CP0整体自由网平差时，应利用联测站点的已知坐标成果对平差结果作外部的数据处理质量检核，即采用一个已知点作为位置基准，比较其它已知点的自由网平差坐标和其已知坐标间的差值，该差值的绝对值应小于0.2m，且由此坐标差值计算得到的两个已知点间基线的长度相对误差应小于0.310-6。三、基础平面控制网（CP）测量（一） CP控制点沿线路走向布设。点位宜设在距线路中心50500m范围内不易被施工破坏、稳

55、定可靠、便于测量的地方。控制点宜兼顾桥梁、隧道及其他大型构（建）筑物布设施工控制网的要求。（二） CP采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网；在线路勘测设计起点、终点或与其它铁路平面控制网衔接地段，必须有2个以上的CP控制点相重合，并在测量成果中反映出相互关系。CP控制网宜与附近的已知水准点联测。（三） CP控制网应与沿线的国家或城市三等及以上平面控制点联测，一般宜每50km联测一个平面控制点，全线（段）联测平面控制点的总数不得少于3个，特殊情况下不得少于2个。当联测点数为2个时，应尽量分布在网的两端；当联测点数为3个及其以上时，宜在网中均匀分布。（四） CP控制网平差及坐标

56、转换的规定：1、首先进行GPS基线网三维无约束平差，然后将已联测的CP0控制点作为固定点进行CP控制网的三维约束平差，计算CP控制点的空间直角坐标。2、根据独立坐标系投影带的划分，将CP控制网的空间直角坐标分别投影到相应的坐标投影带中，计算CP控制点的工程独立坐标。3、转换到国家或城市平面坐标系统时，以联测的国家或城市平面控制点作为固定点进行CP控制网的二维约束平差，计算CP控制点的国家或城市平面坐标。四、线路平面控制网（CP）测量（一） CP测量应在CP的基础上采用GPS测量或导线测量方法施测；（二） CP控制点的布设一般选在离线路中线50200m，且不易破坏的范围区域；（三）在线路勘测设计

57、起、终点及不同单位测量衔接地段，应联测2个以上CP控制点作为共用点，并在测量成果中反映出相互关系；（四） CPII采用GPS测量时应满足下列要求：1、CP控制点应有良好的对空通视条件，点间距应为600 800 m，相邻点之间应通视，特别困难地区至少有一个通视点，以满足定测放线和施工测量的需要；2、CP控制点分段起闭于CP控制点，测量等级及精度要求应满足相应的规定；3、CP网采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与CP联测构成附合网。4、CP网坐标转换宜在GPS基线网三维无约束平差的基础上，以联测CP控制网作为约束点分带进行二维约束平差，计算CP控制点的工程独立坐标。（五）

58、 CPII采用导线测量时应满足下列要求：1、导线测量应起闭于CP控制点；2、导线测量水平角观测、导边长测量按三等导线测量的技术要求执行； 3、隧道洞内CP控制网应在隧道贯通后，采用导线测量方法测设，小于2公里的隧道可采用单导线测量，2公里及以上的隧道采用导线环、旁点导线测量；洞内CPII观测示意图4、CP导线应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差计算。（一）坐标系统平面采用高斯投影任意带1954年北京坐标系，全线共分中央子午线11415，114，11345，11330，11315，113，11245，11320，及根据线路纵断面分多段高程投影面，具体分段如下表所示：第三节 高程控制网建设要求一、 高程控制测量一般要求（一） 高程控制测量分勘测高程控制测量、线路水准基点高程测量、CP控制点高程测量。高程控制测量等级及布点要求如下：表3.1.1 各级高程控制测量等级及布点要求控制网级别测量等级点间距勘测高程控制测量二等/四等4km线路水准基点测量二等2kmCP控制