5无砟轨道测量作业指导书.docx
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5无砟轨道测量作业指导书
杭甬铁路客运专线HYZQ-2标段无砟轨道工程
编号：
2011-05
无砟轨道测量施工作业指导书
单位：
编制：
审核：
批准：
2011年3月30日发布2011年3月30日实施
目录
1任务概述63
1.1任务名称63
1.2编制依据63
1.3CRTSⅡ型板式无砟轨道测量主要内容63
2工程概况64
3技术要求64
4CRTSⅡ型板式无砟轨道测量施工程序和工艺流程64
4.1施工程序64
4.2工艺流程65
5CRTSⅡ型板式无砟轨道测量方法65
5.1底座板及支承层测量65
5.1.1底座板放样坐标计算66
5.1.2底座板放样66
5.1.3底座板检查验收67
5.2CPⅢ轨道控制网复测68
5.3轨道板基准点与定位点放样68
5.3.1轨道基准点的坐标计算69
5.3.2基准点及定位点的放样69
5.3.3基准点编号70
5.4轨道基准点测量与平差70
5.4.1平面观测71
5.4.2平面数据处理73
5.4.3高程测量74
5.4.4高程数据处理75
5.5CRTSⅡ型板式无砟轨道精调测量76
5.5.1精调准备76
5.5.2精调程序与工艺流程77
5.5.3全站仪建站78
5.5.4标架检校80
5.5.5安设测量标架81
5.5.6轨道板精调工艺81
5.5.7验收标准82
5.5.8轨道板铺设检验83
5.5.9精调作业注意事项85
5.6数据管理86
6作业组织87
6.1劳动力组织方式87
6.2人员配置87
6.3材料要求88
6.4设备机具配置88
7质量控制措施88
8安全及环保要求89
8.1安全要求89
8.2环保要求90
中铁十七局集团杭甬铁路客运专线HYZQ-2标段
CRTSⅡ型板式无砟轨道测量作业指导书
1任务概述
1.1任务名称
新建杭州至宁波铁路客运专线HYZQ-2标段CRTSⅡ型板式无砟轨道施工测量。
1.2编制依据
《高速铁路工程测量规范》（铁建设[2009]196号）；
《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；
《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006；
《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；
《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；
《杭甬客专CPIII测量技术方案》；
杭甬客专相关设计资料。
1.3CRTSⅡ型板式无砟轨道测量主要内容
（1）底座板/支承层施工测量；
（2）CPⅢ控制网复测；
（3）轨道控制点和轨道板定位点放样；
（4）轨道控制点测量与平差计算；
（5）CRTSⅡ型板式无砟轨道精调测量；
（6）精调成果评估与轨道板检测。
2工程概况
杭甬铁路客运专线HYZQ-2标段位于浙江省境内，起点里程为DK65+704（绍兴市孙端镇），终点里程为DK120+453.27（余姚市文亭镇）。
正线长度53.733km，沿线共设有上虞北站及余慈两个车站。
本标段主要的工程有桥梁9座，桥梁总长41870.05m，占线路长度的77.8%；隧道7座，隧道总长9466m，占线路长度的17.6%，其中大山脑隧道长6209m。
本标段路基2.778km，其中站场路基1.762km，区间路基0.783km。
无碴道床工程：
轨道板预制161.359公里，轨道板（含底座）铺设107.466km。
3技术要求
（1）采用测角精度不低于1″，测距精度不低于1mm+2ppm的全站仪。
（2）水准测量使用的水准仪等级不低于DS1级，水准尺为铟钢尺。
（3）所有测量仪器必须经过检定合格后方可使用。
（4）精调施工前对各仪器设备进行检查调试，保证其正常运行。
（5）定期对精调标准标架进行检校，检校在场内标准轨枕上进行。
4CRTSⅡ型板式无砟轨道测量施工程序和工艺流程
4.1施工程序
无砟轨道施工测量内容包括：
底座板/支撑层放样、底座板高程检测、定位锥/基准点放样设置、轨道基准点测量、轨道板精调、轨道板复测。
施工程序为：
底座板放样→底座板/支承层高程检测→定位锥/基准点放样设置→轨道基准点测量→轨道板精调→轨道板复测。
4.2工艺流程
测量工作必须按照规定的程序进行，无砟轨道施工的测量工艺流程如下：
5CRTSⅡ型板式无砟轨道测量方法
5.1底座板及支承层测量
5.1.1底座板放样坐标计算
底座板放样坐标计算断面如下图，每板缝处一断面。
如图5.1.1-1，5.1.1-2对桥梁、隧道及路基底座板断面进行定义：
图5.1.1-1桥梁、隧道底座板断面图
图5.1.1-2路基底座板断面图
利用施工布板软件计算出如图5.1.1-1，5.1.1-2各断面点三维坐标（每板缝处一个断面），将计算结果DPU格式转换成GSI（莱卡全站仪标准格式）格式。
5.1.2底座板放样
底座板立模点放样采用自由设站后方交会的方法进行，每一测站至少照准3对CPⅢ控制点，并在模板的外面把板缝标示出来便于以后检查时定位。
更换测站后，相邻测站重叠观测的CPⅢ控制点不宜少于1对。
自由设站点的精度应符合表5.1.2-1的规定。
表5.1.2-1自由设站点精度要求
项目
中误差
X
≤2mm
Y
≤2mm
H
≤2mm
方向
≤3″
完成自由设站后，CPIII点的坐标不符值应符合表5.1.2-2的规定。
表5.1.2-2CPIII控制点坐标不符值限差要求
项目
控制点余差
X
≤2mm
Y
≤2mm
H
≤2mm
底座板混凝土边模放样主要设备见表5.1.2-3。
表5.1.2-3底座板立模放样的主要设备表
序号
设备
数量
用途
1
棱镜三脚座
1个
用于放样中线点坐标测设棱镜
2
全站仪
1台
测设放样点平面坐标
3
CPⅢ目标棱镜
6个
全站仪自由设站边角交会的目标
4
底座混凝土找平尺
1把
用于浇筑后底座混凝土断面的检测
5.1.3底座板检查验收
对底座板和支承层的测量验收精度要求：
顶面高程±5mm，中线±10mm，宽度0～+15mm，顶面平整度7mm/4m。
主要是对其相应位置的高程检查，避免在铺板时出现底座板过高影响后续工作的进行。
每处板缝检查两点，断面点如图5.1.3。
图5.1.3底座板高程检查点断面图
5.2CPⅢ轨道控制网复测
CPⅢ控制网施测完毕到轨道板精调时有一段时间间隔，由于各种自然因素或人为因素，可能引起CPⅢ控制点轻微的变形，因此，在轨道精调作业之前还应该对CPⅢ控制网进行复测，复测采用的网形和精度指标应与原网相同。
CPⅢ平面控制点复测与原测成果的X、Y坐标较差应≤±3mm，且相邻点的复测与原测坐标增量较差应⊿X、⊿Y≤±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CPⅢ点采用同精度内插方式更新成果。
CPⅢ高程网复测采用的网行和精度指标与原测相同。
CPⅢ点复测与原测成果的高程较差应≤±3mm，且相邻点的复测与原测高程成果增量较差应≤±2mm。
较差超限时，应结合线下工程结构和沉降评估结论进行分析判断，并根据分析结论采取补测或重测措施。
确认复测成果无误后，为保证CPⅢ点位的相对精度，应对超限CPⅢ点采用同精度内插方式更新成果。
5.3轨道板基准点与定位点放样
轨道基准点（GRP）和轨道板定位点位于轨道板横接缝的中央、相应里程中心点的法线上，偏离轨道中线0.1m。
曲线地段，定位点应置于轨道轨道中线外侧；直线地段，定位点应置于线路中线同一侧。
轨道基准点和轨道板定位点以轨道中线为基准，垂直于钢轨顶面连线，投影到底座板或支承层表面上。
轨道基准点与定位点位置如图5.3。
图5.3轨道基准点及定位点示意图
5.3.1轨道基准点的坐标计算
利用布板软件计算轨道板定位点和基准点三维坐标（每板缝处一个断面），如图5.2中1、3点。
轨道板基准点（GRP）
轨道板定位点
图5.2基准点、定位锥放样点断面
5.3.2基准点及定位点的放样
混凝土底座板或支承层施工完成后，依据CPⅢ控制点，采用全站仪自由设站极坐标法测设轨道板定位点和轨道基准点。
自由设站观测的CPⅢ控制点不宜少于3对。
更换测站后，相邻测站重复观测的CPⅢ控制点不宜少于1对。
轨道板定位点和轨道基准点放样时，自由设站点的精度要求见表5.1.2-1。
自由设站测量完成后，CPⅢ控制点的坐标不符值要求见表5.1.2-2。
若CPⅢ控制点坐标不符值不满足要求时，在保证CPⅢ控制点不少于2对的前提下，应剔除超限CPⅢ点重新自由设站，直到满足要求为止。
在自由设站点精度和CPⅢ不符值均满足要求的前提下，对轨道板定位点和轨道基准点进行坐标放样，并应满足以下三个要求：
（1）轨道板定位点的放样距离不应大于100m。
（2）轨道板定位点平面定位允许偏差不应大于±5mm。
（3）轨道基准点平面定位允许偏差不应大于±5mm。
5.3.3基准点编号
轨道基准点的编号分左右线分别进行，编号时顾及轨道板板号，统一为六位数。
具体规则为：
8（左线）/9（右线）+×××××（五位数板号）。
5.4轨道基准点测量与平差
为确保基准网（GRP网）测量精度，平面坐标测量使用高精度（测角误差不大于1秒，测距误差不大于1mm+2ppm）自动照准全站仪，高程测量使用天宝DINI03精密电子水准仪。
基准点的平面测量在铺设轨道板之前测量，高程测量必须消除各种荷载的影响，即在左右线轨道板粗铺后并且是早晨或阴天进行。
图5.4GRP测量用CPⅢ棱镜与地面三角架小棱镜
5.4.1平面观测
轨道基准点平面测量外业观测应满足以下要求：
（1）左、右线轨道基准点的测量，应分别设站观测。
（2）全站仪设站点应尽量靠近轨道基准点的连线方向，并保证本站观测的所有轨道基准点位于全站仪同侧。
（3）同一测站观测的CPⅢ控制点不应少于4对，观测的轨道基准点宜为11～14个（包括与上一测站搭接的5个轨道基准点），且最近的轨道基准点距设站点距离应大于10m。
（4）在进行正式测量前，应通过本测站的4对CPⅢ控制点进行自由设站，其精度应满足表5.4.1-1的要求。
表5.4.1-1轨道基准点测量时自由设站点精度要求
项目
中误差
X
≤0.7mm
Y
≤0.7mm
H
≤0.7mm
方向
≤2″
自由设站测量完成和精度满足要求后，CPⅢ控制点的坐标不符值应满足表5.4.1-2所示要求。
表5.4.1-2CPIII控制点坐标不符值限差要求
项目
控制点余差
X
≤2mm
Y
≤2mm
H
≤2mm
若CPⅢ控制点坐标不符值不满足表5.4.1-2的要求时，在保证CPⅢ控制点不少于3对的前提下，应剔除超限CPⅢ点重新自由设站，直到满足要求为止。
在自由设站点精度和CPⅢ不符值均满足要求后，方可继续进行轨道基准点平面测量工作。
（5）同一测站的CPⅢ控制点和轨道基准点测量，应采用全站仪正镜位进行多个半测回的观测，具体观测顺序为：
先观测所有CPⅢ控制点，再由远及近观测所有轨道基准点。
轨道基准点的观测不应少于3个半测回，CPⅢ控制点的观测不应少于4个测回。
测回间的坐标较差应满足表5.4.1-3所示限差要求，超限时应及时进行补测或重测。
表5.4.1-3轨道基准点平面测量外业限差要求
控制网名称
X坐标最大值最小值较差
Y坐标最大值最小值较差
备注
轨道基准网
≤±0.8mm
≤±0.8mm
测回间
（6）同一测站每个测回轨道基准点都必须由远及近依次进行观测。
（7）测站离最近的CPⅢ控制点要保持15m左右距离，以确保CPⅢ点的测量精度。
（8）每一测站重复观测上一测站的CPⅢ控制点不应少于2对，重复观测上一测站的轨道基准点不应少于5个。
（9）为保证搭接精度，轨道基准点测量测站间采取单向后退模式进行搬站，即搬站的方向和轨道基准点测量的方向一致。
（10）每天测量结束时，应尽量保证最后预留搭接的5个轨道基准点位于同一片梁上，但不能位于连续梁上。
左线轨道基准点平面测量的方法如图5.4.1-4所示，右线测量与左线类似。
图5.4.1-4轨道基准点平面测量方法示意图（左线）
5.4.2平面数据处理
轨道基准点平面测量的数据处理,应满足以下精度要求。
（1）在同一测站，分别对四测回的CPⅢ控制点和三个半测回的各轨道基准点的坐标测量值求平均值，各半测回坐标与其均值较差，应满足表5.4.2-1所示要求。
表5.4.2-1轨道基准点平面外业测量各半测回坐标与其均值较差要求
控制网名称
各半测回X坐标与其均值较差
各半测回Y坐标与其均值较差
备注
轨道基准网
≤±0.4mm
≤±0.4mm
（2）轨道基准点平面数据处理时CPⅢ点的稳定性决定其是否参与后续平差，在实际中是通过CPⅢ点间实测距离与已知坐标反算距离的差值，以及平差后各CPⅢ点的残差值来判定，其各项指标如表5.4.2-2所示。
表5.4.2-2轨道基准点平面数据处理CPⅢ点稳定性指标
控制网
名称
CPⅢ点间实测距与
已知坐标反算距离较差
CPⅢ点平差后
残差值
最后参与平差
CPⅢ点数量
备注
⊿X
⊿Y
轨道
基准网
≤4mm
≤2mm
≤2mm
≥4
西南交大CPⅢ平差软件指标
（3）测站间重复观测的轨道基准点采用余弦函数平滑的方法进行处理，确保轨道基准点平面搭接满足表5.4.2-3所示要求。
表5.4.2-3轨道基准点平面区段间搭接指标
控制网名称
搭接点个数
搭接点横向偏差
搭接点纵向偏差
搭接区超限轨道基准点个数
轨道基准网
≥5
≤±0.3mm
≤±0.4mm
≤2
5.4.3高程测量
轨道基准点高程测量外业观测应满足下列要求：
（1）轨道基准点高程测量按精密水准测量技术要求施测，左右线轨道基准点高程应分别测量。
（2）轨道基准点高程正式测量前，需采用“后-前”模式对计划测量区段所有同侧CPⅢ控制点进行联测，以便于确定起始两个稳定的CPⅢ控制点，使得高程闭合差fh满足下式5.4.3-1所示要求。
（式5.4.3-1）
式中：
a-CPⅢ点高程控制点的允许偏差，其值为0.5mm；
b-每公里水准测量的偶然中误差，其值为2mm；
S-单程水准测量线路长度（km）。
（3）水准仪设站点应尽量位于相邻两个CPⅢ控制点之间，每一测站的技术要求如表5.4.3-2所示。
表5.4.3-2轨道基准点高程测量主要技术要求
测站前后视距差
测段前后视距累计差
视线高度
测量模式
≤2m（对CPⅢ而言）
≤6m（对CPⅢ而言）
≥0.45m
后-中…中-前（BF）
（4）以上面“
（2）”中确定的两个稳定的CPⅢ控制点为基准进行附合路线测量；同一测段应进行往返测。
（5）同一测段内左线（或右线）其余CPⅢ控制点均作为转点，测段内所有轨道基准点均作为中视点。
若同侧部分CPⅢ控制点被破坏，也可采用对侧CPⅢ控制点代替，但往返测需联测相同CPⅢ控制点；在坡度较大处也可以采用轨道基准点作为转点，但往返测需采用相同的转点。
（6）同一测段各测站间重复测量一个轨道基准点。
（7）测段搭接时必须使用上一测段最后一个CPⅢ点作为本测段起始站的后视基准点。
（8）不同测段间重复观测的轨道基准点不应少于5个。
以左线往测为例，轨道基准点高程测量的方法如图5.4.3-3所示，左线返测与右线测量均与此类似。
图5.4.3-3轨道基准点高程测量示意图
5.4.4高程数据处理
轨道基准点高程测量的数据处理，应满足以下精度要求。
（1）轨道基准点高程数据处理往返测高程与其平均值较差应满足表5.4.4-1所示要求。
表5.4.4-1轨道基准点往返测高程较差要求
控制网名称
各轨道基准点往返测高程与其平均值较差
轨道基准网
≤±0.3mm
（2）轨道基准点高程测量区段间搭接指标如表5.4.4-2所示。
表5.4.4-2轨道基准点高程测量区段间搭接指标
控制网名称
搭接点个数
各轨道基准点搭接区竖向偏差
搭接区超限轨道基准点个数
轨道基准网
≥5
≤±0.3mm
≤2
5.5CRTSⅡ型板式无砟轨道精调测量
5.5.1精调准备
⑴准备精调所需的轨道板坐标文件“.FFC”、棱镜配位文件“.FFD”（前期通过布板软件计算得出）和现场测量并经过平差计算后的轨道基准点三维坐标。
⑵精调施工前，应对精调段CPⅢ网及基准点进行复测检核，确认无误后方可开始精调施工。
⑶精调施工前对精调测量系统进行相关的调试检校，确保测量系统正常工作。
精调系统组成见图5.5.1。
图5.5.1精调系统组成
⑷根据精调作业段长度准备足够数量的精调千斤顶和限位装置。
精调千斤顶易损坏，故应准备相应数量的备用顶。
⑸对精调测量人员及调板人员进行专项培训，使其熟悉作业程序及操作要点。
5.5.2精调程序与工艺流程
5.5.2.1工作程序
轨道板精调在粗铺之后进行，其施工程序为：
数据计算及准备→精调仪器测试→精调千斤顶安装→仪器建站测量→轨道板位置精调
5.5.2.2工艺流程
精调工艺流程见图5.5.2.2-1、5.5.2.2-2。
图11精调系统组成
图5.5.2.2-1CRTSⅡ轨道板精调作业流程图
安装架设仪器
检校1-4号标架
图5.5.2.2-2精调工艺流程图
5.5.3全站仪建站
全站仪建站时精调仪器安放位置见图5.5.3。
图5.5.3测量仪器安放位置示意图
⑴专用精密对中三脚架安置
在待调整轨板铺设方向前方第一块板和第二块板间的基准点上架设专用精密对中三脚架。
将三脚架对中杆的尖端，对准在起始工作的GRP（轨道基准点）点上的测钉锥窝内，将其余的两调平螺杆的尖端放置在稳定的轨道板上，面向需要精调的轨道板，旋转两调平螺杆的螺旋，使两臂上的水准气泡居中，整平对中三脚架。
⑵全站仪安装
反时针旋转精密对中三脚架上的基座的锁紧钮，基座内的三爪孔将全部空位，取下全站仪下的基座，将全站仪下的三爪小心对准精密对中三脚架上的基座的三爪孔，并放置其中，顺时针旋转基座的锁紧钮，直到处于水平位置，全站仪将紧密无间隙地与对中三脚架连为一体。
旋转对中三脚架上的两整平调节螺杆精确整平全站仪。
图5.5.3-1为精调设备安置好后示意图。
图5.5.3-1精调设备安装剖面示意图
⑶定向棱镜设置
在待精调板紧临的两块已精调完毕的轨道板间基准点上架设另一副精密对中三脚架，并将精密小棱镜插入对中支架上，然后将已经棱镜插入基座内，精平后视仪器。
定向棱镜安设见图5.5.3-2。
5.5.3-2定向棱镜安设图
⑷参数设置
在轨道板精密调整系统软件内进行系统参数的配置。
主要是配置通信协议、各接口参数、棱镜常数，对各设备进行初始化，输入原始数据等工作。
然后对准目标点（定向点）。
5.5.4标架检校
在精调工作前要对测量标架进行检校。
把已经与标准轨枕几何位置经过校核的标准标架Ⅴ放在轨道板的一对承轨台上（离全站仪约6.5m处），用全站仪对安装在上面的两组棱镜进行坐标值测量，然后取走标架Ⅴ，将其它四根标架分别放上去进行棱镜的坐标值测量，测出的其它四根标架上安装的棱镜的坐标值与标架5的棱镜坐标值之间的修正值并存放在指定文件里。
利用轨道板精调软件的功能菜单，在对精调作业中进行数据的自动修正。
5.5.5安设测量标架
面对仪器方向测量标架Ⅰ安置在第1个轨枕上；测量标架Ⅱ安置在第6个轨枕上；测量标架Ⅲ安置在第10个轨枕上；测量标架Ⅳ安置在已铺设好的轨道板的第1轨枕处。
该标架用来定向和控制轨道板过渡的。
测量标架安置时，确保接触到支点。
在有超高的线路段，采用弹拉机关将测量标架绷紧在轨道固定件上。
5.5.6轨道板精调工艺
在轨道板精密调整系统软件内进行系统参数的配置。
主要是配置通信协议、各接口参数、棱镜常数，对各设备进行初始化，输入原始数据等工作。
当所有准备工作完成后，即开始精调作业。
⑴测量棱镜1：
计算棱镜1与设计值得偏差，同时读取倾斜传感器1的角度。
通过软件的计算出棱镜8与理论值的偏差，并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。
施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。
⑵测量棱镜8：
计算棱镜8与设计值得偏差，同时读取倾斜传感器1的角度。
通过软件的计算出棱镜1与理论值的偏差，并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。
施工人员根据显示的调整量对轨道板进行横向及竖向调节。
⑶测量棱镜2和棱镜7：
通过软件的计算得出与理论值的偏差，并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。
施工人员根据调显示的调整量对轨道板进行竖向调节。
⑷测量棱镜3和棱镜6：
通过软件的计算得出与理论值的偏差，并将调整信息发送到各自对应的2个显示器上。
施工人员根据显示的调整量对轨道板进行横向及竖向调节。
⑸四角测量：
全站仪对轨道板四角所在棱镜1、3、6、8自动照准测量，完成测量后。
经过软件的计算，轨道板的偏差值就会显示在软件上，并将调整信息发送到各自对应的4个显示器上，施工人员根据显示的调整量对轨道板进行调节。
⑹完全测量：
全站仪对轨道板上的棱镜1、2、3、6、7、8完成测量后，经过软件的计算，轨道板的偏差值就会显示在软件上，并将调整信息发送到各自对应的6个显示器上，施工人员根据调整量显示器上显示的调整量对轨道板进行调节。
反复调整直到合格。
⑺数据存储。
在进行四角测量及完全测量后，误差满足要求后，需对轨道板实际安放位置的数据进行存储，分别为“TXT/FFE”文件。
⑻数据备份完毕将轨道板精密调整系统内的所有设备顺次移到下一块轨道板，重复上述步骤。
5.5.7验收标准
轨道板精调验收标准应符合表5.5.7-1，5.5.7-2的规定。
表5.5.7-1轨道板精调测量偏差
项次
项目
允许偏差（mm）
检验数量
检验方法
1
中线位置
0.5
全部检查
全站仪
2
顶面高程
±0.5
全部检查
全站仪
3
相邻轨道板接缝处承轨台
顶面相对高差
0.3
全部检查
专用尺量
4
平面位置
0.3
全部检查
专用尺量
表5.5.7-2轨板精调后的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
板内各支点实测与设计值的横向偏差
0.3
板内各支点实测与设计值的竖向偏差
0.3
轨道板竖向弯曲
0.5
相邻轨道板间横向偏差
0.4
相邻轨道板间竖向偏差
0.4
5.5.8轨道板铺设检验
对轨道板（GTP）的检测作业分轨道板精调之后及在轨道板灌浆之后两种安装状态下进行。
5.5.8.1铺板后检测的测量方法
CRTSⅡ板铺板后检测测量方法如同使用板精调系统进行轨道板精调，但标架应经过严格的校正，最好使用标准框进行检测。
检测时可使用CPⅢ网，如果有可能的话也可以使用轨道基准点，利用
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