CPⅢ控制网施工技术方案.doc

新 建 铁 路 合 肥 至 蚌 埠 客 运 专 线 DK0 000 DK57 580 CP 轨道控制网测量技术方案 中铁十九局集团有限公司 合蚌客专站前一标项目经理部 2010 年 8 月 新 建 铁 路 合 肥 至 蚌 埠 客 运 专 线 DK0 000 DK57 580 CP 轨道控制网测量技术方案 编制 复核 审核 中铁十九局集团有限公司 合蚌客专站前一标项目经理部 2010 年 8 月 目 录 1 概述 1 1 1 任务依据 1 1 2 工作内容 1 1 3 工作范围及线路概况 1 2 作业技术依据及坐标高程系统 2 2 1 作业技术依据及规范 2 2 2 平面坐标与高程系统 2 3 人员及仪器安排 3 3 1 人员安排 3 3 2 仪器及软件一览表 3 4 CP 控制网测量的准备工作 4 4 1 线下工程沉降和变形评估 4 4 2 精测网全面复测 4 4 3 CP 控制网加密测量 4 4 4 二等水准基点加密测量 10 5 CP 平面控制网测量 13 5 1 CP 控制点布设 13 5 2 CP 平面控制网观测 19 5 3 CP 平面控制网数据处理 22 6 CP 高程控制网测量 24 6 1 CP 高程控制点布设 24 6 2 CP 高程控制网观测 25 6 3 CP 控制点高程数据处理 26 7 CP 控制网的复测 维护 27 8 CP 存在的主要问题及建议 28 8 1 分段 CP 控制网的衔接 28 8 2 加密 CP 控制点的保护 28 8 3 平面数据采用过程气象元素改正问题 29 8 4 已破坏 CP 控制桩恢复问题 29 8 5 特殊桥跨 CP 测量及使用问题 29 9 上交和存档的资料 30 新建铁路合肥至蚌埠客运专线 CP 轨道控制网测量技术方案 DK0 000 DK57 580 1 概述 1 1 任务依据 根据京福铁路客运专线安徽有限责任公司的计划安排 按照 高速铁路工程测量规范 TB10601 2009 和 关于进一步规范铁 路工程测量控制网管理工作的通知 铁建设 2009 20 号 文件要求 对新建铁路合肥至蚌埠客运专线 DK0 000 DK57 580 段 CP 轨道控制网测量技术方案进行编制 1 2 工作内容 具体工作内容如下 1 CPII 控制网加密测量 2 二等水准控制网加密测量 3 CP 控制网测量 1 3 工作范围及线路概况 合蚌客运专线位于安徽省中部 北起京沪高速蚌埠南站 沿途 经过凤阳县 淮南市和长丰县至合肥站 正线线路全长 129 340km 本次工作范围为站前一标段 里程为 DK0 000 DK57 580 其中双线 47 58km 单线 20km 全线路基 13 0km 占全线比例为 19 2 桥梁 53 1km 占全线比例为 78 7 含特大桥 10 座 隧道 1 座长 1371m 2 作业技术依据及坐标高程系统 2 1 作业技术依据及规范 1 高速铁路工程测量规范 TB10601 2009 2 高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南 铁建设函 2009 674 号 3 客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南 铁建设 2006 158 号 4 全球定位系统 GPS 铁路测量规程 TB10054 97 5 国家一 二等水准测量规范 GB T12897 2006 6 关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知 铁 建设 2009 20 号 7 新建铁路合肥至蚌埠客运专线 CP 轨道控制网测量作业指 导书 2 2 平面坐标与高程系统 2 2 1 平面坐标系统 平面坐标系统采用与精测网成果相应的工程独立坐标系统 参 考椭球体采用 WGS 84 坐标系椭球体参数 全线统一采用 117 15 00 任意中央子午线 投影面大地高采用 30 米 2 2 2 高程系统 高程系统采用与精测网成果相应的系统 即 1985 国家高程基准 3 人员及仪器安排 3 1 人员安排 表 3 1 1 CPIII 测量技术人员一览表 序号 姓名 性别 年龄 专业 技术职称 在本项目中担任 职务 1 王文庆 男 30 大地测量与 测量工程 工程师 项目负责人 2 任文博 男 28 测绘工程 助工 平面负责人 3 帅明明 男 24 测绘工程 助工 水准负责人 4 黄绪东 男 35 大地测量 工程师 复核 5 陈 军 男 36 测绘工程 高工 审核 6 徐幸福 男 49 测量工程 高工 审定 7 何波 男 30 测量工程 工程师 参加 8 王继亮 男 25 测量工程 技术员 参加 9 雷军 男 24 工程测量 技术员 参加 10 王小峰 男 25 工程测量 技术员 参加 11 方震亮 男 22 工程测量 技术员 参加 12 周广 男 23 工程测量 技术员 参加 13 陈俊鹏 男 23 工程测量 技术员 参加 3 2 仪器及软件一览表 表 3 2 1 使用仪器一览表 设备名称 仪器标称精度 数量 台 检定情 况 Topcon Hiper 双频 GPS 接收机 3mm 0 5ppm 5 检定 Topcon Hiper Ga 双频 GPS 接收机 3mm 0 5ppm 3 检定 Leica TCRP1201 全站仪 1 1mm 1 5ppm 3 检定 Leica DNA03 数字水准仪 0 3mm km 3 检定 表 3 2 2 使用软件一览表 软件名称 使用仪器 数量 厂家 CP 数据采集软件 DMS 全站仪 3 成都西南交大科技园管 理有限责任公司 CP 数据处理软件 DAS 全站仪 2 成都西南交大科技园管 理有限责任公司 科傻 GPS 平差软件 COSAGPS V5 1 GPS 2 武汉大学测绘学院 科傻地面数据平差软件 COSCODAPS V6 0 全站仪 1 武汉大学测绘学院 4 CP 控制网测量的准备工作 4 1 线下工程沉降和变形评估 无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格 CP 的控 制网测量应待线下工程沉降和变形满足要求 且无砟轨道铺设条件 评估通过后进行 4 2 精测网全面复测 按照 高速铁路工程测量规范 TB10601 2009 要求 CP 建网前 CP0 CP CP 和线路水准基点应全面复测一次 4 3 CP 控制网加密测量 4 3 1 CP 加密点的布设 1 根据既有 CP 平面控制网的现状 按照 线路两侧 200m 范围内 CP 点具有 500 700m 的点间距 要求进行 CP 点的加密 2 路基段应在征地范围内 便于保护的部位设置 CP 加密 点 桥梁段 CP 加密点选择布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方 埋设强制对中装置 隧道内 CP 加密点布设在施工干扰小的电缆沟 边上 埋设时注意方便设站 便于保存 3 加密的 CP 点应至少有一个方向与相邻的 CP 点或 CP 点通视 4 CP 加密点点位的选取应便于与 CP 控制网的联测 5 CP 加密点位宜选在不易被破坏的范围内 点位应便于 安置 GPS 接收机和全站仪 周围视野开阔 便于 GPS 卫星信号的接 收 6 CP 加密点离大功率无线电发射源 电视台 微波站 的距离不小于 200m 离高压输电线距离不得小于 50m 附近不应有 强烈干扰卫星信号接收的物体 尽量避开大面积水域 4 3 2 CP 加密点的埋设 1 CP 加密点的标志采用强制对中标志 强制对中标志包 括预埋件 测量仪器连接盘两部分 如图 4 3 2 所示 预埋件 图 4 3 2 CP 加密点预埋件及测量仪器连接盘 预埋件为埋入现场的部分 为不锈钢材料加工而成 测量仪器 连接盘底端螺丝可以直接安装到预埋件上 顶端螺丝用于连接测量 仪器 基座 通过仪器连接盘 可以直接安装测量仪器 GPS 天线或 棱镜 对中精度优于 0 1mm 2 路基段 CP 加密点应左右交替布设在征地界范围内便于 CP 网联测的地方 一般在两个接触网杆之间稳固可靠且不影响行 车安全的地方设置加密桩 然后在加密桩顶面布设 CP 加密点 加 密桩埋设规格应满足 高速铁路工程测量规范 TB10601 2009 中 CP 控制桩的埋设要求 且加密桩应高于轨面以保证 CP 网联测 需要 桥梁上的 CP 加密点应埋设不锈钢质强制对中标志 该强制对 中标志包括不锈钢质预埋件和铜质强制对中螺旋 CP 加密点外业 测量时 在强制对中螺旋上安装基座 在基座上安装 GPS 接收机或 全站仪棱镜 即可进行测量 3 CP 加密点的点之记 CP 加密点埋设后 应现场绘制点之记草图 点之记包含点号 概略经纬度 现场采集 所在地 交通情况 交通略图 点位通 视情况及点位略图 选点情况及埋石情况 绘制时要符合要求 要 素齐全 标识点位的距离用皮尺现场实测 交通路线图指向要齐全 清楚 点之记在 Word 下绘制整理 其中点之记中的点位略图 交 通路线图用 CAD 绘制 再剪切镶嵌到表内的相应位置 3 CP 加密点的编号规则 加密 CPII 点编号采用 6 位编号形式 000P20 具体说明如下 前 3 位为连续里程的公里数 第 4 5 位为 P2 代表加密 CPII 点 第 6 位为流水号 由小里程向大里程方向顺次编号 4 3 3 CP 加密点的测量 1 主要技术要求 CP 加密点的平面定位精度要求如表 4 3 3 1 所示 表 4 3 3 1 CP 平面网控制点的定位精度要求 控制网 测量方法 可重复性测量精度 相邻点的相对点位精度 CP 三等 15mm 8mm CP 加密点 GPS 作业基本技术要求如表 4 3 3 2 所示 表 4 3 3 2 CP 平面网测量作业的基本技术要求 等 级 CPII 观测模式 静态观测 卫星截止高度角 15 同时观测有效卫星数 4 有效时段长度 60min 观测时段数 1 观测时段数 1 2 数据采样间隔 15 秒 接收机类型 双频 PDOP 值 8 GPS 测量的精度指标如表 4 3 3 3 所示 表 4 3 3 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 CP 1 7 1 100000 2 作业方法 CP 加密点采用双频 GPS 接收机观测 仪器的标称精度 不 低于 5mm 1ppm CP 加密点测量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 每一个 CP 加密点要与前后各 2 个既有 CP 或 CP 点联测构成附合网 全部仪器 光学对中基座作业前都必须按要求进行检校合 格后才能投入使用 观测时天线整平对中误差不得大于 1mm 每时 段观测前后各量取天线高一次 两次互差小于 3mm 并取其平均值 作为最后结果 4 3 4 CP 加密点的数据处理 1 GPS 基线解算 GPS 基线采用静态相对定位模式进行解算 采用广播星历为起 算数据 用于解算基线的起算点在 WGS 84 坐标系中的绝对坐标精 度不低于 10 米 采用 GPS 的随机软件进行解算 计算同一时段观 测值的剔除率应小于 10 解算后按表 3 3 4 的要求进行基线质量的 检核和分析 表 4 3 4 基线质量检验限差表 限 差 要 求 检验项目 X 坐标分量 闭合差 X 坐标分量 闭合差 X 坐标分量 闭合差 环线全长闭合差 独立环 附合路 线 nWx3 ny3 nWz3 n3 重复观测基线较 差 2sd 2 GPS 网平差及坐标转换 GPS 网应采用鉴定合格的商业软件进行平差计算 采用 GPS 基线的双差固定解进行 GPS 基线网平差 按规 范和相关技术要求检核 GPS 网的精度 GPS 网基线的质量检核符合要求后 以一个点的 WGS 84 三维坐标为起算数据进行无约束平差 求出各控制点 WGS 84 坐标 系下的地心坐标和大地坐标 各基线的改正数以及其精度信息 无 约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要求 V X 3 V Y 3 V Z 3 无约束平差精度满足要求后 采用所联测的既有 CP CP 点作为已知点进行二维约束平差 按技术规范要求进行 约束平差精度评定 平差后 CP 点的点位精度应小于 10mm 整体 约束平差中基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较 差的绝对值应满足下式要求 dV X 2 dV Y 2 dV Z 2 CP 加密点网平差分区段进行时 平差时应采用一个区段 内所有联测的原精测网 CPI CP 点和重复联测的上一区段的 CP 加密点作为已知点进行二维约束平差 平差前需检核已知点间的兼 容性 对兼容性不好的已知点进一步分析原因 必要时进行重新测 量 4 3 5 隧道内 CP 控制网测量 洞内 CP 控制点测量应满足表 4 3 5 1 表 4 3 5 2 表 4 3 5 3 的要求 表 4 3 5 1 洞内 CP 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 相邻点相对 点位中误差 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 CP L 2 300 600 3 1 8 7 5 1 55000 3 6 n三等 导线网 表 4 3 5 2 洞内导线水平角方向观测法技术指标 等级 仪器等级 测回数 半测回归零差 2C 较差 同一方向各测回间较差 0 5 级 4 4 8 4 三等 1 级 6 6 9 6 表 4 3 3 5 洞内导线边长测量技术指标 每边测回数 等级 测距仪精度等 级 往测 返测 一测回读数较差限 值 mm 测回间较差限值 mm 往返测平距较差限 值 mm 2 2 2 3三等 4 4 5 7 2mD 注 测距仪的精度等级如下 级 md 2mm 级 2mm m d 5mm 其 中 md 为每千米测距标准偏差 即按测距仪出厂标称精度的绝对值 洞内 CP 观测时应满足下列要求 1 导线点应布设在施工干扰小 安全稳固 方便设站 便于 保存的地方 点间视线应距洞内设施 0 2m 以上 2 导线网测量应采用标称精度不低于 1 2mm 2ppm 的全 站仪施测 观测前应先将仪器开箱放置 20 分钟左右 让仪器与洞内 温度基本一致 观测前须按要求对全站仪进行检校 作业期间须在 仪器鉴定有效期内 边长观测应进行温度 气压等气象元素改正 温度量测精度不低于 0 2 气压量测精度不低于 0 5hpa 3 洞口站测角宜在夜晚或阴天进行 4 观测时隧道内应充分通风 无施工干扰 避免尘雾 5 目标棱镜人工观测时应有足够的照明度 受光均匀柔和 目标清晰 避免光线从旁侧照射目标 采用自动观测时应尽量减少 光源干扰 6 测距边的斜距应进行气象改正和仪器常数改正 气象改正 应将观测时记录的气压 气温输入仪器 仪器自动进行气象改正 7 CP 导线网应在角度闭合差 方位角闭合差及导线全长 相对闭合差满足要求后 采用经过鉴定合格的软件进行严密平差计 算 4 4 二等水准基点加密测量 4 4 1 加密原则 根据既有的二等水准基点的现状 按照 CP 水准测量的要求进 行二等水准加密 一般要求为 路基段每 2km 一个二等水准基点 桥梁段二等水准基点应加密到桥上 点间距不超过 2km 隧道段二等水准基点点间距不应超过 1km 对不满足以 上条件的区段需在既有二等水准基点的基础上进行同精度内插加密 测量 4 4 2 桩位布设 路基段加密线路水准基点的埋设要求同线路水准基点埋点要 求 桥梁段加密线路水准基点选择布设在墩台顶部桥梁固定支座 端上方 埋设预埋件 观测时插入水准测量杆 隧道内加密线路水准基点埋设水准测量标志 布设在电缆沟 及边墙交接处 埋设时注意方便立尺 便于保存 4 4 3 水准观测 加密线路水准基点测量应采用不低于 DS1 的水准仪 须经 过检定 并处于检定有效期内 高程控制网加密时 水准线路必须联测到线路两端各两个以 上线路水准基点上 以检验联测水准点是否发生显著沉降或被破坏 包括深埋水准点 基岩水准点 高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行 作业前及 作业过程中检查 i 角均应不超过 15 水准尺须采用辅助支撑进行 安置 测量转点应安置尺垫 尺垫选择坚实的地方并踩实以防尺垫 的下沉 水准线路采用往返观测 并沿同一路线进行 每一测段均采 用偶数站 水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择 宜 优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据 观测 数据采用仪器内置储存器记录 并转换成电子手簿 4 4 4 编号规则 采用 6 位编号形式 000H20 具体说明如下 前 3 位为连续里程的公里数 第 4 5 位为 H2 代表加密水 准基点 第 6 位为流水号 由小里程向大里程方向顺次编号 上桥水准点位于二等水准加密点下的桥墩上 采用编号形式为 二等水准加密点点名后加 X 4 4 5 桥梁上 下二等水准高程传递 当桥面与地面间高差大于 3m 时 应选择桥面与地面间高差较 小的地方进行二等水准高程的传递测量 高程传递测量时 采用不 量仪器高和棱镜高的中间法三角高程方法施测 测量原理如图 4 4 5 所示 图 4 4 5 中间法三角高程方法施测示意图 具体作业过程为 二等水准高程传递采用不量仪器高 棱镜高 的三角高程中视测量方法 在高程传递点附近分别在桥墩底和对应 墩桥梁固定支座端挡砟墙分别埋设高程联测的预埋件 观测过程中 用电子水准仪按二等水准作业要求 将高差分别联测到挡砟墙和墩 底的高程标志杆上 再用全站仪进行挡砟墙和墩底的高程标志杆间 的高差传递 光电测距三角高程传递外业观测应符合表 4 4 5 的规定 仪器与 棱镜的距离一般不大于 100m 最大不得超过 150m 前 后视距差 不应超过 5m 表 4 4 5 不量仪器高和棱镜高的三角高程测量技术要求 垂直角测量 距离测量 测回数 两次读数差 测回间指标 差互差 测回差 测回数 每测回读数 次数 四次读数差 mm 测回差 mm 4 5 0 5 0 5 0 4 4 2 0 2 0 光电测距三角高程传递应进行两组独立观测 两组高差较差应 不大于 2mm 满足限差要求后 取两组高差平均值作为传递高差 4 4 6 隧道二等水准贯通测量 CP 高程测量前应进行隧道二等水准贯通测量 二等水准贯通 调整测量应满足下列要求 1 洞内水准点每千米埋设 1 个 水准路线起闭于隧道进 出 口两端的线路水准基点 按二等水准测量要求施测 2 隧道洞内水准贯通高差闭合差满足 4 时 以隧道进 L 出口两端的二等水准点为固定点进行高程平差 当隧道洞内水准贯 通高差闭合差不满足 4 时 应将水准路线向两头延伸 使之满L 足 4 后 固定两端点的高程 对该段水准路线进行约束平差 L 并调整平差范围内的二等水准点 消除隧道高程断高 5 CP 平面控制网测量 5 1 CP 控制点布设 5 1 1 CP 控制点的元器件 由于 CP 控制网网点间的相对精度高达 1mm 而且 CP 控 制网的服务期限从轨道粗调开始 到线路竣工时的全线轨道线形竣 工测量 以及竣工后线路运营期间的轨道维护 因此 CP 控制网的 测量标志必须达到以下要求 具有强制对中 能够长期保存 不变 形 体积小 结构简单 安装方便 价格适中 标志的加工误差不 应大于 0 05mm 重复性和互换性安装误差 X 方向 0 4mm Y 方向 0 4mm H 方向 0 2mm 合蚌客运专线全线从 CP 控制网建网 轨道施工粗调 精测 轨道线形竣工测量 运营期间的轨道维护均 必须使用相同型号 CP 控制网测量标志 单轴 CP 标志为中铁四院的国家专利产品 专利号为 ZL 2008 2 0066038 9 单轴 CP 标志组由预埋件 棱镜测量杆 水 准测量杆等三部分组成 单轴 CP 标志组的主要部件均采用 1Cr18Ni9 不锈钢的合金材 料 单轴 CP 标志组各个部件的单独加工精度为 0 02mm 棱镜 水准 测量杆插入预埋件后 引起的平面误差最大为 0 168mm 高程误差最大为 0 161mm 各标志如下图所示 图 5 1 1 1 保护盖与预埋件 图 5 1 1 2 LEICA GPR121 精密棱镜配套的 CP 棱镜测量杆 图 5 1 1 3 CP 高程测量杆 考虑到合蚌客运专线采用 CRTS 型无砟轨道板 因此必须建 立轨道基准网 考虑到轨道基准网的高精度要求和轨道基准网测量 必须联测 CPIII 网 为此合蚌客运专线 CPIII 网的测量应该采用反射 面大 精度高的 LEICA GPR121 精密棱镜 如下图所示 图 5 1 1 4 CP 网测量 LEICA GPR121 精密棱镜 5 1 2 CP 控制点的埋设 CP 控制网布设的技术要求如表 5 1 2 所示 表 5 1 2 CP 控制网布网要求 控制网级别 测量方法 纵向网点间距 备注 CP 自由测站边角 交会 50 70 米一对 横向点间距 10 20m 1 路基段 CP 点的布设 一般路基地段 CP 点宜布置在接触网杆基座上 埋设立式基座 浇筑接触网杆基础时连同 CP 点基础一起浇筑 以保证 CP 点的 稳定性 在接触网基础上浇筑一个直径 0 25 米 接触网基础以上 1 2 米高的圆墩柱作为 CP 点永久性安装平台 圆墩柱内应放置 10 毫米钢筋 4 根 图 5 1 2 1 路基段 CP 桩在接触网杆扩大基础上埋设示意图 单位 mm 2 桥梁段 CP 点的布设 桥梁段 CP 点成对布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方的防撞 墙顶中部 相邻两对 CP 点间纵向距离 50 70m 对于大跨或多跨 连续梁 部分 CP 点可布设在活动端防撞墙顶中部或跨中防撞墙顶 中部 但必须满足 CP 点间纵向距离 50 70m 桥梁段 CP 点布 设具体位置如下图所示 图 5 1 2 2 桥梁段 CP 点的布设 3 隧道段 CP 点的布设 隧道段 CP 点成对布设在电缆槽顶面以上 30cm 的边墙内衬上 隧道段相邻两对 CP 点纵向距离约 60m 隧道段 CP 点布设具体 位置如下图所示 图 5 1 2 3 隧道段 CP 点的布设 0 4m 0 4m 4 车站内贯通线一般埋设在站台廊檐上 埋设横向标志 见 下图 图 5 1 2 4 车站内贯通线 CP 点的布设 5 1 3 CP 控制点编号规则 CP 控制点应设置在稳固 可靠 不易破坏和便于测量的地方 CP 控制点编号应明显 清晰的标在 CP 控制点基桩上 桥梁防 撞墙内侧或隧道边墙上 同一路段点号标志高度应统一 点号标志 字号应采用统一规格字模 字高 6cm 正楷字体刻绘 并用白色油漆 抹底 红色油漆喷写编号 点号铭牌白色抹底规格为 40cm 30cm 红色油漆应注明 CP 编号 工程线名简称 施测单 位名简称 CP 控制点按照公里数递增进行编号 其编号反映里程数 所 有线路里程增加方向轨道左侧编号为奇数 里程增加方向轨道右侧 编号为偶数 在有长短链地段应注意编号不能重复 CP 编号统一为六位数 具体规则为 3 表示 CP 里程整公里数 该公里段序号 例如 325601 3 代表 CP 其中 256 代表里程数 01 代表 1 号 点 具体编号说明如表 5 1 3 所示 表 5 1 3 CP 编号示例说明表 点编号 含义 数字代码 在里程内点的位置 325601 表示线路里程 DK256 范围内线路前进 方向左侧的第 1 个 CP 点 点名为 1 号 3 代表 CP 325601 轨道左侧 奇数 1 3 5 7 9 11 等 325602 表示线路里程 DK256 范围内线路前进 方向右侧的第 1 个 CP 点 点名为 2 号 3 代表 CP 325602 轨道右侧 偶数 2 4 6 8 10 12 等 观测时 自由设站点按 Z25601 Z25602 沿线路里程增加 方向编号 5 2 CP 平面控制网观测 5 2 1 平面定位精度要求 CP 平面控制网测量控制点的定位精度要求 如表 5 2 1 所示 表 5 2 1 CP 平面网控制点的定位精度要求 控制网 测量方法 可重复性测量精度 相邻点位相对点位精度 CP 自由测站边角交 会测量 3mm 1mm 5 2 2 采用的仪器设备和自动观测软件 1 全站仪标称精度必须满足如下要求 水平方向测量精度 1 距离测量精度 1mm 2ppm 2 全站仪应带目标自动搜索及照准 ATR 功能 如 Leica TCRA1201 TCA1800 TCA2003 及 Trimble S6 和 S8 等 3 CP 平面控制网的外业观测 应该采用智能型全站仪在 自动观测软件的控制下进行自动观测 CP 平面控制网的自动观测 软件应该全线统一 而且自动观测软件应该通过铁道部有关部门的 评审 5 2 3 测量方法 1 CP 平面控制网应在线下工程竣工且沉降和变形评估通 过后施测 施测前应对全线的 CP CP 控制网进行复测和加密 施测时联测测区内所有复测合格的 CP CP 点作为平差起算点 并采用复测后合格的 CPI CPII 坐标约束 CPIII 网 2 CP 平面控制网采用自由测站边角交会的方法测量 每 个自由测站观测 12 个 CP 点 自由测站间距一般约为 120m 观测 CP 点的最远距离不大于 180m 每个 CP 点至少应保证有三个自 由测站上的方向和距离观测量 具体测量方法如图 5 2 3 1 所示 1 2 0 m 6 0 m 图 5 2 3 1 CP 平面控制网观测网形示意图 3 受施工影响通视条件困难时 CP 平面控制网的外业观 测可采用图 5 2 3 2 所示的网形进行 此时自由测站间距约为 60m 每个测站应该观测 8 个 CP 点 每个 CP 点至少应保证有四个方 向和四个距离的交会 6 0 m C P C P C P 6 0 m 图 5 2 3 2 测站间距为 60m 的 CP 平面网网形示意图 4 CP 平面控制网水平方向采用多测回全圆方向观测法进 行观测 当观测方向较多时 可以采用分组全圆方向观测法 全圆 方向观测应满足表 5 2 3 1 的规定 表 5 2 3 1 CP 平面网水平方向观测技术要求 控制网 等级 仪器 等级 测回 数 半测回归 零差 同一测回各方 向 2C 互差 同一方向归零后方 向值较差 05 2 6 9 6 CP 1 3 6 9 6 5 CP 平面控制网距离测量采用多测回距离观测法 盘左 和盘右分别对同一个 CP 点进行测量 距离观测应满足表 5 2 3 2 的规定 每个测站的 CP 距离测量 应该实时在全站仪中输入温度和气 压进行气象改正 温度量测精度应为 0 2 气压量测精度应为 0 5hpa 表 5 2 3 2 CP 平面网距离观测技术要求 控制网等级 仪器等级 测回数 盘左盘右较差 测回间测距较差 1mm 1ppm 2 1mm 1mm CP 1mm 2ppm 3 1mm 1mm 6 平面控制网测量可以根据需要分区段测量 区段长度 4 8km 区段间应重复观测不少于 6 对 CP 点 作为重叠观测区 域进行区段衔接 且区段接头不应位于车站范围内或连续梁上 7 CP 平面控制网测量应在气象条件相对比较稳定的天气 温差变化较小 湿度较小 下进行 尽量选择无风的阴天或夜晚 无风的时段施测 夜间观测应注意避开强光源对观测的影响 5 2 4 与 CP CP 控制点的联测 CP 控制网应每隔 600m 左右 500 700m 联测一个 CP 或 CP 控制点 与上一级 CP CP 控制点联测时 应至少通过两 个或两个以上自由测站进行联测 如图 5 2 4 所示 联测 CP CP 控制点时观测视距不应大于 300m 1 2 0 m 6 0 m C P C P C P 图 5 2 4 与 CP CP 控制点联测示意图 5 2 5 现场记录 外业观测前 应将表 5 2 3 1 表 5 2 3 2 各项技术指标输入 CP 数据采集程序 并检查全站仪中气象参数 棱镜常数等设置是 否正确 然后方可进行数据采集 若测站观测数据超限 则应立即 现场重测 搬站前 检查表 5 2 5 是否已正确填写 每次测量开始应填写自由测站记录表 记录每个测站的温度 气压以及测量点等 自由测站记录格式如表 5 2 5 所示 表 5 2 5 CP 平面控制测量自由测站测量记录表 线 段 第 页 共 页 测量单位 天气 测量日期 年 月 日 自由测站编号 温 度 气 压 CP 点编号 备注 CP 点编号 备注 自由测站 CP 点编号示意图 6 0 m 线 路 里 程 方 向 说明 将自由测站编号 CP 点编号在以上示意图上标记出来 司镜 记录 测量时间 时 分 5 3 CP 平面控制网数据处理 1 CP 平面控制网数据计算和平差处理 应采用铁道部 主管部门评审合格的软件 而且全线 CP 平面网平差计算的软件应 统一 同时数据处理软件应与全站仪数据采集接口兼容 2 CP 平面控制网应先采用独立自由网平差 观察其是 否满足 CP 平面网无约束平差的主要技术要求 满足要求后 根据 复测合格的 CP CP 点复测坐标成果进行固定约束平差 3 CP 平面控制网平差时 按表 5 3 1 的规定对各项技术 指标进行统计分析 检核控制网的平差精度 平差结果不能满足规 范要求的精度指标时 应进行返工测量 表 5 3 1 CP 平面控制网平差计算技术指标 控制网 方向观测中 误差 距离观测中 误差 相邻点相 对点位中 误差 同精度复测坐 标较差 CP 平面网 1 8 1 0mm 1mm 3mm 3 CP 平面控制网无约束平差精度 应满足表 5 3 2 的规 定 表 5 3 2 CP 平面网无约束平差主要技术要求 控制网名称 方向改正数 距离改正数 CP 平面网 3 0 2mm 4 CP 平面控制网约束平差后的精度 应满足表 5 3 3 的 规定 表 5 3 3 CP 平面网约束平差后的主要技术要求 与 CP CP 联测 与 CP 联测控制网名称 方向改正数 距离改正数 方向改正数 距离改正数 点位中误差 CP 平面网 4 0 4mm 3 0 2mm 2mm 5 对于 CP 平面网 区段之间衔接时 前后区段独立平 差重叠点坐标差值应 3mm 满足该条件后 后一区段 CP 网平 差 应采用本区段联测的 CP CP 控制点及重叠段前一区段的 1 3 对 CP 点作为约束点进行平差计算 平差后其余未约束的重叠 CP 点前后区段坐标差值应 1mm 最后重叠点坐标成果采用上一 区段成果 对于不满足 1mm 条件的 CP 点应对其稳定性进行分 析 确认点位变化后 坐标采用本次测量成果 并注明 坐标更新 6 坐标换带处 CP 平面网计算时 应分别采用相邻两个 投影带的 CP CP 坐标进行约束平差 并分别提交相邻投影带 两套 CP 平面网的坐标成果 两套坐标成果都应该满足 CP 相应 精度要求 提供两套坐标的 CP 测段长度不应小于 800m 分带投 影测段之间衔接时 前后测段独立平差重迭点 通过坐标转换成相 同坐标系的坐标差值应满足 3mm 满足该条件后 后一测段 CP 网平差 应采用本测段联测的 CP CP 控制点及前测段所 有 CP 点转换坐标成果进行固定约束平差 7 CP 平面控制网的平差计算取位 应按表 5 3 4 中的规 定执行 表 5 3 4 CP 平面控制网平差计算取位 等级 水平方向观 测值 水平距离观 测值 mm 方向改正 数 距离改正数 mm 点位中误差 mm 点位坐标 mm CP 平面网 0 1 0 1 0 01 0 01 0 01 0 1 6 CP 高程控制网测量 6 1 CP 高程控制点布设 1 CP 高程控制点与平面控制点共桩 在进行棱镜中心高 程水准测量时 直接把水准测量轴插入套筒内即可测量 通过减去 水准轴球形半径差值即可方便的获得棱镜中心所代表的测量点的精 确高程 2 CP 高程控制网采用单程精密水准测量的方法观测 与 测区内二等水准基点的联测采用独立往返二等水准测量的方法进行 每 2km 联测一个水准基点 每一区段应至少与三个水准基点进行联 测 形成检核 3 CP 高程控制网水准路线采用如图 6 1 1 所示的矩形法水 准路线形式进行 每相邻的两对 CP 点之间都构成一个闭合环 图 6 1 1 矩形法 CP 高程网测量原理示意图 6 0 m 1 1 m 矩形法水准测量形成的闭合环情况 如图 6 1 2 所示 图 6 1 2 CP 控制网闭合水准测量路线示意图 6 0 m 1 1 m 6 2 CP 高程控制网观测 1 CP 控制网高程精度指标 CP 控制点高程精度要求如表 6 2 1 所示 表 6 2 1 CP 控制点高程精度要求 控制点类型 水准测量等级 可重复性测量精度 相邻点高差 相对点位精度 CP 控制点 精密水准测量 3mm 0 5mm 2 CP 水准测量水准路线的精度要求 CP 水准测量水准路线的精度要求如表 6 2 2 所示 表 6 2 2 CP 水准测量水准路线的精度要求 mm 限 差 水准测量 等 级 每千米水准 测量偶然中 误差 M 每千米水准 测量全中误 差 MW 相邻 CP 环闭合差 往返测 不符值 附合路线或 环线闭合差 左右路线 高差不符值 精密水准 2 0 4 0 1 8 L8 注 1 表中 L 为往返测段 附合或环线的水准路线长度 单位 km 3 CP 水准测量的主要技术标准要求 CP 水准测量的技术标准如表 6 2 3 所示 表 6 2 3 CP 水准测量的技术标准 等级 路线长度 km 水准仪等级 水准尺 观 测 次 数 精密水准 3 DS1 因瓦 单程 CP 点间 往返 联测水准基点 4 CP 水准观测测站的主要技术要求 CP 水准观测测站的技术要求如表 6 2 4 所示 表 6 2 4 CP 水准观测测站的技术要求 等级 水准尺 类型 水准仪 等级 视距 m 前后视距差 m 测段的前后视 距累积差 m 视线高度 m 精密水准 因瓦 DS1 或 DS05 60 且 3 2 0 6 0 2 8 且 0 45 5 观测一般要求如下 因水准路线较短 故不设间歇点 对于数字水准仪 同一标尺两次读数差不设限差 两次读 数所测高差的差应小于 0 7mm 高程测量采用的仪器设备应经过仪器检定并在检定有效期 内 作业之前应对仪器进行必要的检验和校准 其中水准仪视准轴 与水准管轴的夹角 DS1 级不应超过 15 水准尺上的米间隔平均 长与名义长之差 对于因瓦水准尺 不应超过 0 15mm 6 3 CP 控制点高程数据处理 1 数据检查 观测数据存储之前 应对观测数据进行各项限差检验 检验合 格时 进行顺序整理 计算与检核者签名后存储 检验不合格时 对不合格测段进行重测 2 数据计算与平差 CP 控制网高程测量数据计算 平差处理 应采用铁道部主管 部门评审合格的软件 而且全线 CP 控制网平差计算的软件应统一 CP 控制网高程测量应以二等水准基点为起算数据进行严密固 定数据约束平差 平差计算取位如表 6 3 所示 表 6 3 精密二等水准测量计算取位 等级 往 返 测 距离总和 km 往 返 测距离中 数 km 各测站高差 mm 往 返 测高差总 和 往 返 测高差中 数 mm 高程 mm mm CP 0 01 0 1 0 01 0 01 0 1 0 1 3 区段衔接 对于 CP 高程网 前后区段独立平差重叠点高程差值应 3mm 满足该条件后 后一区段 CP 网平差 应采用本区段联 测的线路水准基点及重叠段前一区段连续的 1 2 对 CP 点高程成 果进行约束平差计算 平差后其余未约束的重叠 CP 点前后区段高 程较差应 1mm 最后重叠点高程成果采用上一区段成果 对于不 满足 1mm 条件的 CP 点应对其稳定性进行分析 确认点位变化 后 高程采用本次测量成果 并注明 高程更新 7 CP 控制网的复测 维护 由于 CP 网布设于桥梁上或由于线下工程的稳定性等原因的影 响 为确保 CP 点的准确性 在使用 CP 点进行后续轨道铺设测 量时 应定期与周围其它点进行校核 特别是要与地面上布设的稳 定的 CPI CP 点进行校核 以便及时发现和处理问题 控制网的建设是一项系统性 持续性强的工作 需要在施工期 间进行定期和不定期的复测 维护 复测时采用的方法 使用的仪 器和精度应按建网时相应等级的规定进行 复测与原测成果的 X Y 坐标较差应 3mm X Y 坐标较差应 2mm 复测 高程与原测高程较差应 3mm 复测高差与原测高程差应 2mm 较差超限时应分析判断超限原因 确认复测成果无误后 应对超限的 CP 点采用同精度内插方式更新成果 精测网尤其 CP 控制网是轨道板施工测量的基础 应尽量避免 毁坏 施工单位应切实加强保护 专人负责 8 CP 存在的主要问题及建议 8 1 分段 CP 控制网的衔接 CP 控制网建网工作应等沉降评估通过 桥梁 路基段沉降量 稳定后再开展 同时应尽量加长每段 CP 控制网段长度 一般 4 8km 比较理想 减少相邻衔接段 区段间应重复观测不少于 6 对 CP 点 区段接头不应位于车站范围内或连续梁上 8 2 加密 CP 控制点的保护 因原高等级平面控制点 CPI CP 受施工影响或距线位本身较 远 CP 控制网建网时联测不方便 必须进行 CP 控制点加密 为保证相邻段 CP 控制网衔接 将来 CP 控制网复测联测相同高 等级控制点以及方便运营维护单位使用 应加强对加密 CP 控制桩 的保护与成果整理 归档工作 8 3 平面数据采用过程气象元素改正问题 CP 测量精度要求高 其测量方法与传统的测量方法不同 全 站仪测距过程中必须要进行温度 气压等气象元素改正 在一般的 气象条件下 在 1km 的距离上 温度变化 1 度所产生的测距误差为 0 95mm 气压变化 1mmHg 所产生的测距误差为 0 37mm 湿度变化 1mmHg 所产生的测距误差为 0 05mm 湿度的影响很小 可以忽略 不计 当在高温 高湿的夏季作业时 就应考虑湿度改正 因此 外业数据采集过程中必须高度重视温度 气压改正 建议测定气温应使用测量专用通风干湿温度计 测定气压采用 空盒气压表 8 4 已破坏 CP 控制桩恢复问题 建议对已破坏的 CP 控制点 重新埋设控制桩后 应采用周围 至少 4 对 8 个 CP 控制点作为约束点进行同精度扩展方式进行 加密 恢复已破坏的 CP 控制桩 以满足无砟轨道铺轨要求 8 5 特殊桥跨 CP 测量及使用问题 为确保合蚌客运专线大跨连续梁桥上 CP 控制点三维坐标的相 对稳定 应该首先考虑在桥上的固定支座的正上方防撞墙上布设 CP 控制点 其次应考虑在桥上的活动支座的正上方防撞墙上布设 CP 控制点 以保证 CP 点高程的稳定 最后按照 CP 控制点点 间距的合理距离应为 50 70 m 的原则 考虑在跨中对称的位置上布 设 CP 控制点 应根据以上设计思想 进行合蚌客运专线大跨连续 梁桥上 CP 控制点的布设 为能够对大跨连续梁桥上 CP 控制点的三维坐标进行动态改正 在进行合蚌客运专线大跨连续梁桥上 CP 控制网之平面网和高程网 测量时 应准确记录测量的起止时间 环境温度 梁体表面温度 以便在大跨连续梁桥上 CP 控制点的使用时对其三维坐标进行动态 改正 9 上交和存档的资料 9 1 技术方案设计书 电子 纸质文档 9 2 平面控制网联测示意图 电子 纸质文档 9 3 平面外业观测原始数据和记录手簿 电子 9 4 平面控制网平差计算手簿 电子 纸质文档 9 5 平面控制网成果 平面 高程 表 电子 纸质文档 9 6 水准路线示意图 电子 纸质文档 9 7 水准外业观测的原始数据 电子 9 8 测段高差统计表 水准路线闭合差统计表 电子 纸质文 档 9 9 仪器检定资料 电子 纸质文档 9 10 CP 标志检查记录 电子 纸质文档 9 11 测量技术总结报告 9 12 按文件管理要求整理的磁盘文件