1 引言
随着铁路设计、施工等级的提高，铁路线路勘测中，电力线路的测量也显得尤为重要，传统的的普速铁路中，电力测量的方式，大多采用全站仪悬高测量的方式，对电力杆塔的位置和电力线距离地面的高度进行测量，高程误差较大，最高可达3～5米。而现在这种精度已经不能满足电力专业设计的要求，尤其在铁总计统【2017】177号文颁布后，提出可研阶段的拆迁费用与初步设计、施工图设计阶段的拆迁费用误差不能超过5%，意味着在每一项工作中，都必须精确把握测量数据，对于高压电力线拆迁动辄上千万的成本下，基础测量数据的准确性，变得十分重要。
结合工作实践，在铁路线路勘测中进行电力线路测量时，可以采用RTK测量技术、全站仪的免棱镜测量技术等，对电力线路的杆塔平面位置、电力线路的走向，以及电力线路的高度，进行精确定位测量，并给电力设计专业提供准确的基础数据，为设计提供可靠依据，避免后期变更拆迁的可能性，降低可研阶段和后期实施阶段的投资变更。
结合某山区铁路定测项目，对采用传统测量技术进行勘测的数据，和全站仪的免棱镜结合测量技术进行勘测的数据，对几种电力线悬高测量应用方式进行阐述。
2 现行铁路勘测中电力线路测量方式
现行铁路勘测中，因电力线迁改中，对于电力线高度的要求精度不高，传统的作业方式，均是采用悬高测量法测定电力线的高度，悬高测量法可以快速获取电力线的悬高数据，但该方法存在较大的粗差。
具体方法：如下图所示，仪器设置位置为A，假设铁路线路与电力线路的实际交点为P。目视确认后，认为B点为交点，棱镜放置在C点，采集仪器高数据、棱镜高数据以及A与C的斜距，及垂直角a1、a2，即可通过三角形原理，推算出B点距离地面的高度H（悬）=H+h0，即为悬高，但是本处电力线实际交点位置应该为P，其距离地面高度H（悬）=H+h0+△H，粗差即为△H。
通过较多次实验测量后，发现每个人目视确认B点的位置均不一样，而且B点距离实际交点P点的距离越大，测量的粗差越大。
3 现行电力线悬高测量方式的介绍
（1）部分勘测阶段采用免棱镜法
免棱镜法主要用于电力线高度不高，全站仪免棱镜模式能直接测量出电力线的高程；可适用于初、定测各阶段。
具体方法：如下图所示，在铁路线路与电力线路处较差处附近设置全站仪，目视确认铁路线路与电力线交点大概位置后，对交点附近，每隔约2米采集一个电力线线位的平面坐标及高程数据，一般采集5～10个点（如A交点处，采集A1、A2、A3、A4、A5、A6…，B交点处采集B1、B2、B3、B4、B5、B6…），取最低高程值，作为提交电力专业的交叉点电力线路高程成果。
（2）精度要求较高时采用交点悬高测量方式
交点悬高测量法是悬高测量法的改进方法，通过测量电力线的平面位置，计算出电力线与铁路的交点，在交点处安置地面棱镜，测量电力线的悬高。可适用于初、定测各阶段，但工序较为复杂。
具体方法：如下图所示，首先，采用免棱镜反射放样方式，测量电力线A线与铁路交点A左右侧，电力线线上坐标（或束线箍）坐标A1及A2；以同样方式测出B1及B2。
在计算机上，将A1、A2、B1及B2四点坐标连成A线及B线，即为电力线实际位置；计算出A线及B线与铁路线实际交点A点及B点。
采用RTK或全站仪，放样出A’（交点A的地面投点）和B’（交点B的地面投点），在A’和B’处安置地面棱镜，按照悬高测量法测量电力线的悬高。另外仍需测量电力线塔位四角坐标、高程及电力杆塔的高度等相关信息。
4 某铁路电力线悬高测量算例的分析
此铁路为山区铁路，较多电力线杆塔位于山顶，电力线路距离地面较高，且电压等级达到660KV，拆迁费用巨大，因此，测量时，需要尽力提高精度，避免引起不必要的拆迁问题，增加投资预算。
此项目初测（初勘）阶段，勘测采用传统的悬高测量方式，进行测量，共计测量三次，跨越年度为4年，每次测量的高度均有较大差别，具体数据对比如下：
从上表中可以看出，三次勘测得到的高度值相差较大，最大达到3～4米，对于电力专业判断电力线是否需要拆迁造成了直接影响。
5 两种勘测方式的优缺点分析
（1）传统悬高测量方式的优缺点
目前各设计院在勘测电力线路时，基本多采用传统的作业方式，测量线路与电力线路交叉点处的悬高、地面高程以及仪器与电力线间垂直角等信息，计算是否满足规范要求。此方式经过验证，简单快捷，机动性强，成本较低，但也有以下几个弊端。
a.交叉点不好准确定位
确定交叉点的位置，对于电力线路的测量非常重要，传统的方式都是通过目视对准，而高压电力线一般距地高度在30米或以上，采用目视的方式，误差很大，可达1～2米或更高。
b.定位不准确引起悬高计算差异
电力线路的悬高，是根据三角形原理，测量出仪器距离交叉点的距离，以及仪器、棱镜及电力线三者间形成的垂直角，计算出直角边的长度，及高度，得到最终的悬高及其他数据结果。如果通过目视确定的交叉点的位置并不在电力线路正下方，会直接导致计算出的高度，与实际高度有较大差异。
综上所述，传统的电力线路悬高测量方式，误差较大，出现偶然错误或较大误差的可能性比较大。更通俗一点的描述，就是如果交叉点定位准确，则测量精度较高；交叉点定位误差大，则误差较大，不同人员及仪器测量结果具有较大的差异。
c.测量条件限制引起
按照传统的测量方式，虽然交叉点的位置不好确定，但是如果全站仪的位置摆放得足够远，可以在一定程度上减小误差，但是，一般山区及其他铁路，电力线路杆塔位置，在山坡或者山顶很多，地形条件较差，全站仪摆放的位置往往只能距离电力线路较近时，才可开展测量工作，根据三角形数学原理，这反而会使得测量的误差增大。
如本次测量的DK84+490处电力线路，与线路交叉角度为160°，两条最低线路与线路交叉里程相差高达60米，交叉点电力线高度差值将近15米，且交叉点在一个非常陡峭的斜坡上，如果交叉点的位置找的不准确，误差达到2、3米或者更大的可能性非常大。
（2）交点悬高测量方式的优缺点
交点悬高法，是利用了近年生产的先进仪器，如免棱镜全站仪，在利用免棱镜全站仪采集到电力线路线上点位坐标的前提下，内业确认电力线路与铁路线路的准确交点后，再采用悬高测量法对两线交叉点的悬高进行测量，这样既准确确定交叉位置，也精确提供了电力线的悬高数据，对电力专业判断是否需要拆迁改造，提供了重要、准确的基础数据，这也是非常重要的一点。
一般铁路线路方案稳定后，对于35KV及以上的高压电力线路，需要严格按照作业规则开展电力线路测量工作，提高作业效率，并保证测量精度，及时与电力专业进行对接，对于重点的电力线路，及高度在临界值的电力线路，要引起重视，提高测量次数，并采用换侧测量等一系列措施，尽量提高数据的精度和可靠性，满足设计专业提出的技术要求。
本方法的也有一些明显的缺点，在现有的条件下，我们只能加大人力、物力投入，才能保证数据的准确性，增加了一定的生产成本，作业效率一般。
6 关于铁路勘测中电力线悬高路测量方式的选择
电力线悬高测量应优先采用免棱镜测量法。但是也需要根据实际情况来确定作业方式。
初测（初勘）阶段若发现电力线悬高测量结果与相应规范要求较差小于1米时，应进行复核测量，且需采用免棱镜测量法或交点悬高测量法进行。采用免棱镜法无法测量电力线悬高时，可采用悬高测量法。采用悬高测量法时，应开展电力线悬高要求分析，并对悬高接近要求的电力线，按照交点悬高测量法进行复核测量。此方法可提高生产效率，降低生产成本。
定测（详勘）阶段，电力线悬高测量不可采用悬高测量法，应采用免棱镜测量法或交点悬高测量法进行。开展定测（详勘）中线测量时，应在需开展电力线相关测量附近，按照200～500米布设1对相互通视的方桩（中线桩），以便于开展电力线测量工作。
一般情况下，悬高测量时仅测量铁路左线与电力线路交叉处的电力线悬高。但是在测量山区铁路时，因为电力线路杆塔均布设在山顶，电力线路下垂弧度非常大，铁路与电力线路斜交角度较大时，为了避免左线通过时满足限高要求，而右线不满足限高要求，一定要增加测量铁路右线与电力线路交叉处的高度数据，确保铁路左右线路与电力线路的交叉处，电力线路高度均满足规范要求。
电力线悬高测量时，应按照电力专业的要求，测量温度和气压等气象数据。
参考文献
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[5]魏立国，张勇.输电线路悬高测量方法探讨.制冷空调与电力机械，2007年4期.
作者简介
聂通（1985-），男，汉族，籍贯：湖北咸宁，大学本科，工程师，工作单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司，研究方向：铁路、公路、城市轨道交通、电力通讯、港口及相关行业勘测等相关工作。
论文作者:聂通
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：测量论文; 电力线论文; 交点论文; 棱镜论文; 电力线路论文; 铁路论文; 交叉点论文; 《电力设备》2018年第8期论文;