双块式无砟轨道施工测量作业指导书.doc

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双块式无砟轨道施工测量作业指导书

1．目的

指导、规范基桩控制网（CPIII）的测量工作以及无砟轨道支撑层、道床板和双块式轨枕施工测量。

2．编制依据

《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）

《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2007]85号）

《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）

《旭普林无砟轨道系统——测量手册》

3．适用范围

适用于郑西铁路客运专线双块式无砟轨道施工测量。

4．建立基桩控制网（CPIII）

无砟轨道施工前，应完成基桩控制网（CPIII）的建立，基桩控制网布置成三维坐标网，并与基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII）进行衔接。

CPIII高程测量工作应在CPIII平面测量完成后进行，并起闭于二等水准点。

基桩控制网（CPIII）最终为三维坐标，即每个CPIII控制点集平面、高程于一体。

5．基桩控制网（CPIII）的布设方法

5．1路基上基桩控制网（CPIII）的布设

路基上基桩控制网（CPIII）应沿线路纵向布置（间距宜为60m），若布设在线路两侧的接触网支柱上，其间距应根据接触网设计距离的实际情况而灵活布置，相邻的CPIII控制点点间距离不应小于1m，但最大不得超过80m。

左右侧相对两点之间允许最大的里程差为1m。

如果接触网支柱未安装，可在接触网的大（小）里程端设计牛腿基础，并预埋φ200的临时钢筋混凝土CPIII基标桩，并高出路肩1.4m。

CPIII控制点布设时应高出设计轨顶面不少于35cm，布设（可预埋或钻孔锚固）M8×25mm的螺栓（内螺栓孔径8mm），用螺帽拧紧。

安装棱镜时在螺栓上拧上直径为12mm的专用测量连接螺栓。

5．2桥上基桩控制网（CPIII）的布设

桥上基桩控制网（CPIII）分布于线路的两侧，并应设置在桥梁变形量最小的部位（即垂直于桥梁基座固定端的防撞墙上），CPIII控制点应设置在线路两侧防撞墙的内侧，低于上表面10cm处，亦可设置在外侧，低于表面5cm处以便于观测通视。

5．3隧道内基桩控制网（CPIII）的布设

隧道施工基标精密控制网应沿线路纵向两侧每隔60m布设一对控制基标。

相邻的CPIII控制点点间距离差不大于1m，两侧相对的两点之间允许的最大里程差为1m；点位设置位于隧道两侧电缆槽外侧砼墙上，埋设高度为砼表面往下10cm处，钻孔时应确保不破坏预埋的接地钢筋。

6．测量仪器及精度要求

为了确保客运专线无砟轨道的铺设精度，施工使用的所有测量仪器、测量方法、工具和软件，都必须满足技术条件、所需精度和规范之要求。

未经检定的测量仪器及测量工具严禁使用到施工测量中去。

全站仪：

测量精度±1″测角最小读数0.1″

测距标称精度：

±2mm+2ppm测距最小读数0.1mm

数字水准仪：

±0.3mm/km数显最小读数0.01mm

配套铟钢标尺

7．基桩控制网（CPIII）测量

7．1基桩控制网（CPIII）平面测设

基桩控制网（CPIII）测量使用全站仪自由设站，采用后方交会法进行施测。

首先对所使用的仪器进行观测前的横轴与竖轴校验（输入校差后仪器内部自动进行修正），同时需输入观测时环境温度和气压值。

同一测站不得少于2×4个CPIII控制点并进行不少于两测回（度盘置换）观测，后视方向联系观测数量不得少于3次，同时观测视距不得大于150m。

7．2CPIII基桩网与CPI/CPII平面控制网的衔接测量

CPIII基桩控制网观测完成后，采用专业软件进行内业数据严密平差，并与基础平面控制网（CPI）或线路控制（CPII）进行衔接。

在路基和桥上的CPII基桩控制网测量，利用线路附近的CPI网或CPII网控制点，在线路内引出3个标准点，标准点设在两个基桩之间，并且在两个方向上能观测到2×3个基桩。

当于CPI、CPII控制点不能通视或观测距离太远时，根据施工现场具体情况的需要，在适当位置设置辅助点，通过辅助点与CPI或CPII控制网进行衔接测量。

测设辅助点时需进行不少于两个测回的观测。

为保证CPIII基桩网内的测量精度，辅助点与相邻点之间的最大视距不得大于150m。

7．3CPIII高程测设

7．3．1测设方法

CPIII水准基标高程控制测量工作应在CPIII平面测量完成后进行。

测量方法：

使用高精度数字水准仪，采用精密水准测量精度将二等水准点高程引测至CPIII控制点上。

在往测时，观测路线为（后—前前—后或前—后后—前）。

在返测时，观测路线为所有在往测上作为中视的CPIII观测点，现在作为交替点。

即原CPIII中视观测点变为前后视观测点。

7．3．2CPIII基标高程控制测量精度要求：

表1精密水准测量精度要求（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

检测已测段高差之差

往返测不符值

附合路线或环形路线闭合差

左右路线高差不符值

精密水准

≤2.0

≤4.0

12√L

8√L

8√L

4√L

注：

表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。

表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

铟瓦

往返

往返

8√L

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。

表3精密水准测量观测主要技术要求

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

铟瓦

DS05

≤65

≤2.0

≤4.0

下丝读数≥0.3

铟瓦

DS1

≤60

8.测量软件数据库建立

（1）建立《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》要求的平面坐标系统、高程控制系统。

（2）输入联测的CPI和CPII点坐标以及二等水准高程控制点标高。

（3）建立平面曲线、线路轴线数据库，输入各曲线ZH、HY、YH、HZ点里程以及各曲线长度。

计算出曲线第一方位角及JD点坐标。

（4）建立线路坡度数据库，输入各变坡点的里程及高程。

（5）建立线路超高数据库，输入曲线ZH、HY、YH、HZ点的里程并输入各超高段的超高值。

（6）对施工段内线路的断链需分别建立数据库。

9．支脚测量

9．1支脚放样前的准备工作

（1）为了保证施工测控位置关键部位——支脚放样定位，需对桥梁的梁缝、隧道的变形缝以及路基的沉降缝等进行坐标实测，以便于内业计算人员对支脚纵向间距的调整计算，为外业支脚准确放样定位工作做好充分的准备。

（2）测量前事先在连接全站仪的手持电脑（测量手簿）上安装引进的支脚精调专业测量软件。

（3）配备一定数量的支脚放样辅助工用具（如射钉枪、钢钉、冲击电锤、记号笔、专用钻孔模具等）。

9．2支脚安装放样

（1）通过GL-survey一体化测量软件进行内业计算，经二人复核无误后并向外业测量人员提交支脚成果（电子版）。

（2）使用全站仪进行自由设站，后视2×4个CPIII控制点，采用专用放样棱镜进行支脚放样。

支脚纵向间距3.27m，横向距离为3.2m，特殊地段纵向间距可适当调整，调整量不大于10mm。

支脚放样平面偏差控制在3mm以内。

每个支脚点测设完成后，使用射钉枪打入钢钉或冲击电钻钻孔，所测放点位必须进行复测并在测量手簿中进行数据保存。

（3）在全站仪自由设站换站后要对前一测站测设的部分支脚放样点进行复核检测。

使用特制放样模具，进行支脚钻孔、安装。

（4）在支脚放样过程中要随时检测CPIII点，以确保仪器的稳固及放样的精度。

（5）在存储数据时要严格按照技术交底进行点位编号，确保内业处理数据的正确性。

9．3支脚精确工艺

9．3．1精调测量原理

支脚的精调是通过全站仪的目标追踪系统对放置在支脚上部凹槽内的特殊球状棱镜进行观测，获得棱镜的三维坐标。

经测量手簿（手持微型测量电脑）与全站仪的无线连接，通过微型电脑内安装的专业测量软件对实测数据进行实时处理。

根据测量手簿所持续显示出支脚球形棱镜中心实测值与设计平面和高程位置的偏移量，对支脚的方向、距离、水平进行精确调整。

9．3．2精调方法

（1）通过专用转接器板将全站仪与某一支脚（60m范围内选择一处）上部相连接（曲线地段全站仪设置在曲线外侧支脚上），后视至少8个CPIII点，观测一个测回，以保证所有后视CPIII点的三维坐标残差在1mm之内，并保存其观测值。

若超限需适当增加测回数或查找原因后重测，直至合限。

（2）利用全站仪以放样方式检测一个CPIII点，如该CPIII点测量值与设计值三维坐标差小于1mm，即可开始对支脚进行精确调整。

（3）在待调整支脚上部凹槽内安装特殊球状棱镜，通过全站仪的目标追踪系统，可以得到球状棱镜的三维坐标，并且持续显示出实测值与设计值的偏差，人工对支脚进行精确调整，使球状棱镜实测三维坐标和理论值相符。

调整支脚的三维坐标与设计值偏差均控制在0.5mm以内，精度达标后，锁定所有固定螺栓。

支脚上部用于调整的钢板，横向调整时不得超过支脚中心位置4cm，以防止施工中卡住横梁，若横向调整量超过4cm，需将支脚下部固定螺栓松开，整体移动支脚后重新精调到位并固定。

支脚上部的调整钢板纵向要平行于线路中心线，以保证各个施工单元车安全通过。

（4）精调过程中，每调整5个支脚后，都要对先后视距中的任意一个CPIII点进行一次检查对比测量，若三维坐标限差在1mm之内，可以继续进行支脚精调放样。

若超限，则考虑重新设站，并对之前已精调完成的支脚进行检测。

（5）由于测站前后10m范围内的支脚距离太近，为保证支脚调整精度，测站点前后10m范围内的4对支脚在全站仪转入下一测站时进行精调。

（6）每个测站只负责测站后方60m范围内（距仪器10m范围内的4对支脚除外）的支脚测量调整。

测站前方的支脚待下一测站进行测量调整。

10．道床板砼浇筑前检测

10．1支脚上球状棱镜三维坐标检测

全站仪检测法：

仪器应在支脚在所需检测范围中心部位设站，并后视不得少于6个CPIII控制点，检测范围距测站最大不得超过90m、最近不得少于10m。

后视CPIII的坐标偏差不得超过X：

1mmY：

1mmZ：

1mm。

若两个以上CPIII点的残差值超过规定值则应重新后视。

使用全站仪配套测量手簿（微型电脑）预装软件对支脚以放样方式进行检测，实测与坐标差不得超过X：

1mmY：

1mmZ：

1mm，内业整理输出测量报告，报告内容为实测与设计值较差。

若实测值与设计值的差值超过上述规定，则应对支脚进行再次的检查或从新调整直到合限。

10．2正矢、超高检测

正矢检查方法：

采用正矢检测专用工具对检测段的支脚进行连续正矢检测，检测相邻11个支脚上端凹槽中心的实测与设计正矢偏差（弦长约19.2m，可事先计算出设计正矢值），调整正矢偏差控制在±1mm。

曲线段超高检测：

采用专用轨道尺超高检查支脚的超高和横距，检测超高和横距控制在±1mm.

所检测项结果满足上述偏差要求时方可进行整体道床混凝土浇注。

11．双块式无砟轨道机械与人工施工段衔接测量

施工衔接测量方法：

首先在轨排测量精调段距附近的CPIII基标点约10～16m处设置三脚架安装仪器，并后视8个CPIII点，进行不少于一个测回的观测待设站完成后，对已完工机械施工段30m范围内的支脚与轨枕进行三维坐标实测，并与设计坐标进行对比。

若多数三维坐标偏差大于5mm，需多方查找原因，需进行重新设站观测。

如果个别点位三维坐标差大于5mm，计算时则进行剔除。

测量数据通过测量手簿内置专业测量软件处理自动进行方向、水平顺接处理，即平面及高程偏差通过软件自动顺接处理后的轨道不会存在有折点现象，从而使轨道线路能够达到高平顺之目的。

然后可进行人工施工轨排的初调与精调工作。

在进行轨排精确调整前必须对全站仪及轨检小车进行校正。

自由设站完成后即可打开轨检小车电源、信号传输器，启用测量手簿篮牙装置与轨检小车连接并连接全站仪信号，使传感器导向轮密贴钢轨轮缘，徐徐推动轨检小车至每个轨道调整架处，通过全站仪的目标追踪系统，获得轨检小车上棱镜的三维坐标，以及持续显示偏差（里程位置上方向、轨距及左右股轨顶面水平与设计值的偏差），测量人员根据测量手簿所显示轨排的方向、水平、轨距偏差通过下承式轨道调整架，按水平→方向→水平→方向→水平→方向的顺序进行循环精调作业，直至符合限差。

精调合限后需立即使用轨道横向三角支撑架固定轨排的位置。

当变换测站时，需对前一最后的3到5个已经精调的轨道调整架处进行重叠观测，重叠观测段约为16m，最远精调观测距离不得超过86m。

对在不同的两个测站进行重叠区段内同一精调位置偏差超限时，需返工重调直至符合限差为准。

同理，在人工施工段先完成整体道床的施工，两相邻轨道施工段衔接测量方法相同。

12．工后整体道床轨枕承轨槽检测

整体道床施工完成后应及时对成型后工后轨枕承轨槽应及时进行检测。

其检测方法为：

采用全站仪进行自由设站，并观测8个CPIII点（后视点位要求及偏差与支脚检测相同），使用轨枕检测特制专用模具对承轨槽的三维坐标进行检测；轨枕的检测可以在每个轨枕框架的第一根轨枕和第五根轨枕进行，检测其平面位置和标高是否满足要求（相邻轨枕高程限差为±0.5mm）。

测站位置换置后需对前一测站已检测的60m范围内的承轨槽进行重叠测量，目的是在对前后不同测站所检测同一测点的实测结果进行对比，以保证其检测精度。

通过GL-survey一体化进行检测数据处理。

检测成果经整理后进行归档，收集数据以便于对无砟轨道整体道床施工精度进行评估。

13．外业测量文件编号与记录

为规范客运专线测量内业资料管理制度，结合引进测量技术体系，进一步加强对外测量现场记录、原始记录、数据处理以及归档的统一管理。

便于随时掌握本标段高速铁路测量情况，提高有效利用率及内业处理速度和提高现场数据的追朔性，内业计算放样数据的正确率。

由于客运专线线路长，外业测量点位以及数据众多，数据库中不允许有重复的编号出现。

14．测量数据处理及平差计算

CPIII控制网以及施工测量数据均采用引进的GL-survey一体化测量软件进行数据计算及平差处理。

其步骤为：

（1）建立测段数据库

①建立坐标系，选择施工段所采用的坐标系统，高程控制系统。

输入设计院提供的相关CPI和CPII平面控制点坐标以及二等（或加密控制点）高程控制点标高。

②建立曲线轴线数据库。

输入各JD曲线上HZ点、HY点、YH点、ZH点里程以及各曲线长度。

计算出第一曲线HZ点方位角及坐标。

③建立线路坡度数据库。

输入各变坡点的里程及高程。

④建立线路超高数据库。

输入曲线上的HZ点、ZH点、HY点、YH点的里程并输入各超高带的超高值。

（断链的处理：

如遇短链和长链则分别建立两个线路轴线数据库输入平面及纵断设计参数。

）

（2）平差计算

①CPIII平面平差计算：

根据全站仪自由设站对CPIII基标点进行的边、角观测数据以及与附近的CPI或CPII衔接测量，得到的边角观测数据，并输入平差限差参数；

再进行对数据的初步处理后导入到软件，进行严密平差，得出各CPIII控制点平面坐标成果。

②CPIII高程平差：

输入经复测合限的已知二等水准控制点高程，实测值导入程序，平差选择（选择严密平差）。

同时还应输入相关限差值（详见CPIII基标高程控制精密水准测量精度要求）。

（3）平差报告

CPIII网平面及高程完成平差并符合精度要求后，须经至少二人符合无误并签署计算、复核人员，出具书面平差报告，并抄送监理工程师、外业测量组，内业存档。

15．施工测量注意事项

①．控制基标点位布设时应考虑其稳定性，网形建立应具有合理性。

②．使用的仪器精度及性能指标及鉴定情况是否满足测规要求，尽量使用高精度全站仪进行自动搜索，以及数显水准仪，减少人为观测误差。

③．测量方法是否得当，外业数据采集是否准确，记录是否完整齐全。

④．计算数据处理方法的正确性和可靠性。

⑤．观测环境变化的不定性，如空气、温度、大气折光等，地球曲率也是产生误差的原因之一；外业观测数据的质量检验，如观测值超限，则剔除相关数据，通过分析评估程序，对测量数据进行处理。

⑥．对平差计算数据处理计算基准及对起始数据进行检验。

⑦．对平差计算数据处理所采用的数学模型和计算软件进行验证。

⑧．对外业观测数据检验和测段往返测高差不符值检验。

⑨．用合格的起算数据和相同的数学模型对平差计算成果进行验算。

⑩．在施工控制测量过程中，其精度的保证取决于：

严格按照施工测量规范之要求进行施测、准确的测量步骤、合格的测量仪器、严格的复核制度及严谨的工作态度。

从而保证无砟轨道客运专线的高平顺性。

16．测量人员及仪器设备

16．1测量人员配备

测量专业工程师6名，测量专业技术人员10名。

16．2测量设备配备

测量设备配备表

设备名称

规格型号

数量

精度

备注

全站仪

Trimbles6

4台

1″

测距精度（±2+2ppm）

数字水准仪

LeicaDNA03

4台

0．3mm/Km

铟瓦标尺

2m/3m

各4把

轨检小车

CEDO

2台

CPIII棱镜

40个

球形棱镜

8个

放样微型棱镜

4个

三角架及棱镜

8套

另配有冲击电锤4台，φ6～16钻头，小电钻4台，电线1000m；手锤8套；充电手电12套，对讲机12台。