测量技术方案.docx
《测量技术方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量技术方案.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
测量技术方案
新建铁路
北京至石家庄客运专线
（DK140+000.00～DK156+600）
测量技术方案
中国中铁
编制人：
审核人：
中铁一局集团京石铁路客运专线项目经理部一分部
2011年3月保定
第一章概述
一、编制依据
1、《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
2、《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）；
3、《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）；
4、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；
5、《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054-97）；
6、《时速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPⅢ）测量管理办法》（铁建设[2008]80号）
7、《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）
8、《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》（铁建设[2008]246号）
9、铁道部其他相关规定
二、工作范围及内容
本标段（DK60+500～DK156+600）设计单位提供的CP0有3个；CPI有52个；CPⅡ有67个；深埋水准点4个；水准基岩点1个。
本次CPIII控制桩由中国中铁航空港建设集团具有丙级测绘资质测量大队负责技术方案制定、外业观测、成果整理。
具体的工作内容包括如下：
1、段内CPII控制桩加密及复测；
2、段内二等水准加密及复测；
3、段内CPIII控制网平面测量；
4、段内CPIII控制网高程测量；
5、段内CPIII控制桩加密、CPIII坐标、高程平差和计算。
三、无砟轨道CPIII控制网测量的准备工作
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，CPⅢ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。
按照《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设【158号】）要求，路基地段沉降观测为6个月，桥梁地段沉降观测期为6个月、基岩墩或地质条件好桥梁为2个月，隧道地段沉降观测期为3个月。
2、CPI、CPII、二等水准控制网复测
按照《时速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPIII）测量管理办法》（铁建设【2008】80号）要求，“CPIII测量前，应对CPI、CPII和高程控制网进行一次复测，编写复测报告，并进行评估。
采用GPS复测CPⅠ、CPⅡ控制点，复测与原测成果坐标较差分别满足±20mm，±15mm要求，同时复测与原测相邻点间约束平差后三维或二维坐标差之差的相对精度还应满足：
控制网等级
相邻点间坐标差之差的相对精度限差
CPⅠ
1/130000
CPⅡ
1/80000
△Xij=（Xj–Xi）复–（Xj–Xi）原
△Yij=（Yj–Yi）复–（Yj–Yi）原
△Zij=（Zj–Zi）复–（Zj–Zi）原
采用导线复测CPⅡ控制点，满足相应等级规定后，应进行水平角、边长和平面点位较差的分析比较，较差应符合下表规定：
控制网
等级
附合长
度（km）
水平角差限差（″）
边长较
差限（mm）
平面点位
较差限差（mm）
CPⅡ
三等
≤4
3.6
2mD
15
二等水准复测应相邻测段高差应满足mm根据复测评估报告，对于点位的位置和密度不能满足CPIII测量要求的平面、高程控制点，按插点或插网方法进行同精度加密。
第二章作业数据及坐标高程系统
一、作业的技术依据及规范
1、《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
2、《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）；
3、《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）；
4、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；
5、《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054-97）；
6、《时速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPⅢ）测量管理办法》（铁建设[2008]80号）
7、《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）
8、《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》（铁建设[2008]246号）
9、铁道部其他相关规定
二、坐标及高程系统
1、平面坐标
平面坐标系采用工程独立坐标系，采用WGS84椭球基本参数（长半径6378137m，扁率1/298.257223563）。
具体分带情况如表2-1所示：
表2-1京石客专JS-2标段工程独立坐标系分带情况表（m）
中央子
午线（°）
中线里程范围
投面大地高
平均高
程异常
投影椭球
115.9
DK9+115.4～DK141+000
0
-16.1
WGS84椭球
115.4
DK123+000～DK210+000
13.9
-16.1
WGS84椭球
2、高程系统
高程系统采用既有高程控制网的系统，即采用1985国家高程基准。
第三章CPII平面控制测量
一、平面控制点布设
1、CPIII控制网布设技术要求
CPⅢ点应成对布设，距离布置一般约为50～70m，个别特殊情况下相邻点间距最短不小于40m，最长不大于80m。
CPIII控制点埋设于接触网杆旁加设CPIII桩柱顶、桥梁防撞墙顶、电缆槽靠线路侧顶或隧道边墙等位置。
同一点对里程差不大于3m，CPⅢ点布设高度应大致等高。
CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用快干砂浆、水泥或者锚固剂等进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
2、桥梁段CPⅢ点的布设
CPⅢ点宜布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。
图3-1桥梁部分CPⅢ点布置图
（1）简支梁部分
对于24或32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点，相邻两对CPⅢ点相距约为64m，56m或48m。
对于连续24m简支梁，根据实际情况也可每三孔布设一对CPⅢ点。
（2）普通连续梁
对于连续梁，CPⅢ应优先布设于固定端上方。
对于跨度超过80m的连续梁，应在跨中50～80m间距尽量均匀布设一对或几对CPⅢ点，对跨中CPⅢ点对应尽可能保证施测与使用的外部环境相同，使用前应对整个连续梁段进行复核。
（3）大跨连续梁和特殊结构
结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同，按CPⅢ点对布设要求和间距进行布点，可适当增大相邻点对间距，但最长不超过90m。
整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。
测量CPⅢ的时间和铺板的时间尽量相隔时间要短，且荷载没有大的变化。
如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化，要进行重新复测后使用。
3、路基段CPⅢ点的布设
一般路基地段宜布置在专门的混凝土立柱上。
待基础稳定后，在基础使用快干砂浆或锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。
图3-2路基上CPⅢ点布置图
（1）路基段CPIII一般布设于接触网杆基础大里程端侧线路方向，控制点纵向间距约50～70m左右布设一对，其基础须与接触网杆基础形成整体；埋设应特别注意不能与接触网补偿下锚坠砣及电力开关操作箱冲突。
当冲突时，其基础应设置在线路小里程端；
（2）PVC管长为1米，施工时应将其插入CPIII下部基础内0.2米，其顶端比CPIII下部基础高0.8米；
（3）施工完成后CPIII下部基础应与接触网杆基础顶面等高；
（4）施工完成后PVC管应竖直；
（5）施工中应采用钢模浇注混凝土，以使CPIII下部基础尺寸标准、统一，外观光滑、美观。
4、CPIII控制点的埋设
（1）CPIII控制点的标志类型
CPⅢ点设置的是强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差不大于0.05mm。
CPⅢ标志棱镜组件安装精度应符合表6.5-1的要求。
预埋件如图3-1示，外径28mm，长度55mm；内径16mm，长度30mm。
连接采用螺丝紧扣。
表3-1CPⅢ标志棱镜组件安装精度要求
CPⅢ标志
重复性安装误差（mm）
互换性安装误差（mm）
X
0.4
0.4
Y
0.4
0.4
H
0.2
0.2
图3-1CPⅢ、加密CPⅡ及加密二等水准点通用预埋件
（2）CPIII控制点的连接杆
平面观测棱镜连接杆、高程观测连接杆如图3-2示。
平面观测棱镜连接杆尺寸为内插螺丝杆外径16mm，连接螺丝长25mm，外接杆长度110±0.01mm。
高程观测连接杆尺寸为内插螺丝杆外径16mm，连接螺丝长25mm，外接杆长度（至球心）140±0.02mm。
图3-2CPⅢ平面、高程观测连接杆
（3）CPⅢ预埋件的安装
CPⅢ预埋件的安装一般采用预埋方法。
首先检查连接杆与预埋件是否连接正常、密接，有异常情况的预埋件不能使用；然后用塑料盖或透明胶带纸封闭预埋件端口，防止异物进入；最后用钢筋将预埋件固定在防撞墙钢筋上，一次浇注成型。
对于后埋的CPⅡ加密点或被破坏的CPⅢ点，在路基段标志桩、桥梁段防撞墙顶面位置大致竖立钻孔，采用50mm左右直径钻头，钻深80mm。
埋设时预埋件尽量竖直，采用水泥或锚固剂填充孔位，安放预埋件，竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点，锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。
待水泥或锚固剂凝固后进行复检，标志须稳固，不可晃动，标志内须无任何异物，并检查保护管是否正常。
预埋件埋设完成及不使用时，一定加设防尘盖（图3-3示），以防异物进行预埋件内影响预埋件使用及其精度。
图3-3通用预埋件防尘盖
（4）CPⅢ标志的使用
平面测量时，使用12～14根棱镜连接杆，按测量网形，分别旋进已埋设好的CPⅢ点及CPⅡ加密点预埋件内,使棱镜测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接，将棱镜安装在棱镜测量杆插头上，旋转棱镜头正对准全站仪。
高程测量时，使用4根水准测量杆，按测量网形，分别旋进埋设好的CPⅢ点预埋件内,使水准测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接，将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上。
测量完将用防尘盖将预埋件盖上。
禁用扳手、锤子等工具强力安装棱镜测量杆。
CPⅢ平面测量点位随棱镜不同而变化，因此采用的仪器和棱镜必须配套，而且复测、精调也必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。
二、CPIII平面控制网测量
CPIII控制网前应根据高等级控制点联测需要进行CPII控制网加密，采用CPI约束或CPII同精度插点方式，加密CPII控制网精度必须满足《高速铁路工程测量规范》要求，加密CPII成果应通过评审以后方可使用。
1、本次测量拟使用的主要仪器设备见下表3-2
表3-2主要仪器设备表
名称
数量
精度
生产厂家
天宝5800
GPS双频接收机
8台
5mm+1ppm
天宝
天宝S8
全站仪
4台
1″/1+2ppm
天宝
配套棱镜GPR121
13个/台
天宝
LeicaDNA03电子水准仪
2台
0.3mm/km
Leica
2、本次测量采用的数据处理软件清单见下表3-3
表3-3数据处理软件清单表
名称
数量
生产厂家
TGO6.0GPS处理软件
2套
Leica
科傻GPS平差软件
2套
武汉大学
CPIII全站仪自动观测软件
4套
铁二院、西南交大
SurveyAdjust
控制网平差计算软件
3套
铁二院、西南交大
我们将保证测量使用的所有仪器均经国家权威鉴定机构鉴定合格，并在鉴定合格有效期内使用。
外业期间，将定期和不定期对所使用的仪器进行常规检查和校正，确保仪器处于良好状态。
（1）CPⅢ控制网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。
当观测方向较多时，也可以采用分组全圆方向观测法。
全圆方向观测应满足3-4表的规定。
表3-4CPⅢ平面网水平方向观测技术要求
控制网名称
仪器等级
测回数
半测回归零差
不同测回同一方向2C互差
同一方向归零后方向值较差
CPⅢ平面网
0.5″
2
6″
9″
6″
1″
3
6″
9″
6″
（2）CPⅢ平面网距离测量应满足下表的规定。
表3-5CPⅢ平面网距离观测技术要求
控制网名称
测回
半测回间距离较差
测回间距离较差
CPⅢ平面网
≥3
±1mm
±1mm
注：
距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。
当CPⅢ平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技术要求时，该测站外业观测值应部分或全部重测。
（3）CPⅢ平面网可根据施工需要分段测量，分段测量的区段长度不宜小于4km，区段间重复观测不应少于6对CPⅢ点，每一独立测
段首尾必须封闭。
区段接头不应位于车站范围内。
CPⅢ平面网测段及测段衔接网型如图3-4。
图3-4CPIII平面网测段首尾网型示意图
图3-5CPIII平面网重叠测段衔接网型示意图
（4）与CPI、CPII控制点的联测
①CPIII控制网应每隔600m左右（500～700m）联测一个CPI或CPII控制点。
与上一级CPI、CPII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3-5所示。
联测CPI、CPII控制点时观测视距不应大于300m。
图3-6与CPI、CPII控制点联测示意图
②若从自由测站上到CPI或CPII不能直接观测，可通过加密的自由测站JM001和JM002,使CPIII网点和CPII点间接发生关系，加密的自由测站点JM001和JM002在地面上可以没有任何测量标志，此时联测示意图如图3-7所示。
加密的自由测站应尽可能多的观测控制网中的CPIII网点，至少应联测三个以上的CPIII网点，观测视距不应大于300m。
图3-7与CPI、CPII控制点通过自由测站的间接联测示意图
③联测CPI、CPII控制点时也可采取如图3-8所示的测量网形，即在CPI或者CPII点上设站，尽可能多地观测控制网中的CPIII点，至少应联测三个以上的CPIII网点，观测视距不应大于300m。
图3-8CPI或者CPII点上设站联测的CPIII测量网形示意图
（5）在CPIII自由测站边角交会法测量中，必须与平差软件兼容的数据采集软件进行自动记录，采集软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定。
观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。
（6）外业记录须在现场测量时记录各测站的实际情况，它是CPⅢ测量的重要原始数据，应按表3-6格式填写，在每段CPⅢ测量结束后装订存档。
表3-6CPⅢ测站信息表
标工区（或测量组）段第页（共页）
天气：
□晴□阴□雨□无风□微风□大风
仪器型号和编号：
/测量时段：
□夜间□上午□下午
自由测站编号
仪器高
温度
气压
测量点编号
棱镜编号
备注
测量点编号
棱镜编号
备注
CPⅢ点标记示意图：
北京线路里程方向石家庄
说明：
将自由测站编号、CPⅢ点编号应在该示意图上标记出来
司镜：
记录：
监理：
年月日
三、平面控制网数据处理
1、CPIII平面控制网平差采用中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件SurveyAdjust，并进行CPIII网的外业观测数据与网平差计算的精度检核。
CPIII控制网精度指标如下：
（1）CPⅢ平面自由网平差后应满足表3-7的规定
表3-7CPⅢ平面自由网平差后的主要技术要求
控制网名称
方向改正数
距离改正数
CPⅢ平面网
3″
2mm
（2）CPⅢ平面网约束平差后的精度，应满足表3-8的规定。
表3-8CPⅢ平面网平差后的主要技术要求
控制网名称
与CPⅠ、CPⅡ联测
与CPⅢ联测
点位中误差
方向改正数
距离改正数
方向改正正数
距离
改正数
CPⅢ平面网
4.0″
4mm
3.0″
2mm
2mm
2、CPⅢ可以根据施工需要分段测量，分段测量的测段长度不宜小于4km。
测段间应重复观测不少于6对CPⅢ点，作为分段重叠观测区域以便进行测段衔接。
施工时，CPⅢ网两端宜分别预留6对CPⅢ点，作为后续CPⅢ控制网连接区域。
测段之间衔接时，前后测段独立平差重迭点坐标差值应满足≤±3mm。
满足该条件后，后一测段CPⅢ网平差，应采用本测段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及重叠段前一区段连续的1～3对CPⅢ点坐标进行约束平差。
再次平差后，其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应不大于1mm。
完成全部平差后，公共点的坐标应采用前一区段CPⅢ网的平差结果。
坐标差值大于1mm时，应查明原因，确认无误后，公共点的坐标应采用后一区段CPⅢ网的平差结果。
3、坐标换带处CPⅢ平面网计算时，应分别采用相邻两个投影带的CPⅠ、CPⅡ坐标进行约束平差，并分别提交相邻投影带两套CPⅢ平面网的坐标成果。
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CPⅢ网平差，应采用本测段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及前测段所有CPⅢ点转换坐标成果进行固定约束平差。
两套坐标成果都应满足规范的要求。
提供两套坐标的CPIII区段长度不应小于800m。
4、CPIII平面数据计算、平差处理采用中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件SurveyAdjust，在计算报告中要说明软件名称。
自由设站点、CPⅢ点进行自由网及约束网整体平差。
平差计算时，要对各项精度作出评定。
平差处理流程及相关要求:
（1）数据传输及预处理
将外业观测记录的数据传入计算机，进行数据整理、检查半测回归零差、不同测回同一方向2C互差、同一方向归零后方向值较差等规范指标是否满足要求；
（2）编辑平面和高程已知数据
在平面数据处理前需要编辑好本测段的平面及高程已知点数据，以及本测段的投影面高程、高程异常等数据；
（3）生成平差文件
生成平差文件时软件会提示是否进行两化改正，为了保证三网合一的原则，本线全线采用两化改正，故在计算过程中会自动生成两个平差文件，一个为未进行任何改正、一个为进行两化改正后的数据，后续计算均需要采用两化改正后的平差文件进行。
（4）闭合差检验
此为CPⅢ网专用的闭合差检测功能，检测每一对CPⅢ点由不同测站测量后的兼容性；
（5）输出观测手簙
必要时或需要进行数据检查时使用，并提交监理审批；
（6）设置平差参数
（7）解算概略坐标
（8）自由网平差校正
平差前应对联测的已知点进行兼容性及整网的尺度比进行判断，对不兼容的已知点应进行外业复核，并对成果进行修正后使用。
（9）约束网平差
测站平差报告应标明控制等级、观测仪器、棱镜类型、天气、观测日期和时间、观测者、记录者、检查者等信息，应正确标明观测量的差值和限差指标。
（10）提交成果
提交成果时应提交相应段落的下列文件：
外业观测原始数据，外业观测数据检查文件，平面控制点文件，高程控制点文件，平差文件，闭合差检查文件，自由网平差文件，约束网平差文件，控制网网形图，技术总结报告，成果表，计算表，重合点坐标比较表。
成果表格式见表3-9。
表3-9CPⅢ控制测量成果表
×××线CPⅢ控制测量成果表
XX至XX段DKXXX-DKXXX
共页第页
×××坐标系中央子午线经度:
×××度
投影面大地高程:
×××m高程异常:
××mX0=0km;Y0=500km
点号
工程独立坐标
棱镜球顶高程
棱镜中心高程
里程
位置
X（m）
Y（m）
H1（m）
H2（m）
计算者：
复核者：
日期：
表3-10CPⅢ平面网平差计算取位
控制网名称
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）
坐标、
高程（mm）
CPⅢ平面网
0.1
0.1
0.01
0.01
0.01
0.1
第四章CPIII高程控制网测量
一、高程测量技术要求及控制网布设
1、CPIII控制点水准测量应附合于线路水准基点，按精密水准测量技术要求施测，水准路线附合长度不得大于3km。
CPⅢ控制点水准测量按图4-1所示的矩形环单程水准网构网观测。
CPⅢ水准网与线路水准基点联测时，按精密水准测量要求进行往返观测。
左边第一个闭合环的四个高差应该由两个测站完成，其他闭合环的三个高差可由一个测站按照后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。
图4-1
2、CPⅢ高程控制网精密水准测量应满足以下主要技术要求
（1）精密水准测量精度要求
表4-1精密水准测量精度要求表（mm）
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
限差
线路方向CPIII点对高差之差
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
8
8
8
4
注：
表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
（2）精密水准测量的主要技术标准要求
表4-2精密水准测量的主要技术标准
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差或闭合差
（mm）
与已知点联测
附合或环线
精密水准
4
2
DS1
因瓦
往返
往返
8
注：
①结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。
②L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
（3）精密水准观测应符合以下要求
表4-3精密水准观测主要技术要求
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
≤60
≤2.0
≤4.0
下丝读数
≥0.3
DS05
≤65
注：
①L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。
②DS05表示每千米水准测量高差中误差为±0.5mm。
（4）CPIII控制点水准测量应对相邻4个CPⅢ点如图4-1所示构成的水准闭合环进行环闭合差检核。
二、CPIII高程控制网观测
1、在下列情况下，CPⅢ高程网的外业观测值应该部分或全部重测：
（1）当CPⅢ高程网水准测量的测站数据质量超过表6.8-3的要求时，该测站的数据应该重测；
（2）当独立闭合环闭合差超限时重新观测该闭合环；
（3）当CPⅢ高程网水准路线的限差超过表6.8-1的要求时，该水准路线的数据应该重测。
（4）当根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差超限时，首先应对闭合差较大的闭合路线进行重测，重测后MW仍超限，则整个CPⅢ高程网水准测量的数据都应重测。
2、水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：
（1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1级不应超过15″；DS3级不应
升级会员 