宁杭客运专线GRP测量作业指导书

1、宁杭客运专线轨道基准网测量作业指导书宁杭铁路有限责任公司中铁第一勘察设计院集团有限公司2010年7月 杭州1目 录1 任务概况11.1工程概述11.2 咨询评估内容11.3 技术依据12 轨道基准网测量前提条件13 轨道基准点的编号、布设与标志23.1 轨道基准点编号23.2 轨道基准点布设23.3 轨道基准点标志34 轨道基准点及定位锥放样与埋标34.1 理论坐标计算34.2 现场放样34.3 标志埋设44.3.1 GRP点标志埋设44.3.2 铺设锥锚固杆埋设45 轨道基准点平面测量55.1 外业观测55.1.1仪器设备要求55.1.2人员组织55.1.3观测方法65.1.4观测限差75.

2、2 数据处理86 轨道基准点高程测量86.1 外业观测86.1.1仪器设备要求86.1.2人员组织96.1.3观测方法96.1.4 观测限差106.2 数据处理107 GRP的维护118 轨道基准网评估流程118.1验收测量评估118.1.1 评估流程118.1.2 提交资料15附录1 评估申请表17II1 任务概况1.1工程概述新建南京至杭州客运专线，起讫里程DK1+852.41DK250+097.27，线路正线全长248.963km。正线设计速度目标值为350km/h，采用CRTS型板式无砟轨道，区间设江宁东、句容西、溧水、瓦屋山、溧阳、宜兴东、长兴东、湖州南、德清站9个车站。该线正线路基

3、64.67km、桥梁157.13km（京杭运河特大桥为最长桥梁L=29.19km，其中跨京杭运河连续刚构梁长320m）、隧道27.16km（其中湖州隧道为最长隧道L=5.512km）。1.2 咨询评估内容咨询评估范围为宁杭客运专线全线，正线全长248.963km。咨询评估内容为轨道基准网的平面及高程测量的咨询评估工作。1.3 技术依据（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2009674号）（3）国家一、二等水准测量规范（GB12897-2006）；（4）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200920号）；

4、（5）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2008246号）；（6）铁道部和宁杭公司的其他相关规定。2 轨道基准网测量前提条件轨道基准网是轨道板精调的依据，具有重要的意义，在其埋标测量前必须满足下列条件：（1）支承层/底座板验收测量完毕，并通过评估验收；（2）CP控制网复测完毕，并通过评估验收；（3）工装设备准备完毕，投入使用的测量仪器设备的各项精度指标必须满足轨道基准网测量的要求，且经过专业部门的检定，并且在有效检定期内；（4）为了减少轨道板张力的变形以及大气折光而引起的影响，原则上只在大气条件较好，或说技术上适合测量的条件下进行轨道基准点观测。3 轨道基准点的编号、布设与标

5、志3.1 轨道基准点编号轨道基准点编号分左右线分别进行，沿线路里程增加方向编号，统一为6位，其中第一位为左右线标识，左线为“8”，右线为“9”；后五位为轨道基准点相邻的大里程方向的轨道板编号。3.2 轨道基准点布设CRTS型板式无砟轨道的轨道基准点和铺设锥点应分左右线分别布设，布设位置为两块相邻轨道板接缝处，见下图3.2-1。轨道基准点和轨道板铺设锥点应设于混凝土底座板或支承层上，轨道基准点和轨道板铺设锥点连线应垂直于轨道中线，并分别位于线路中线左右两侧，偏离轨道中线各10cm的地方，且应以轨道中线为基准，垂直于钢轨顶面连线，投影到混凝土底座或支承层表面上。其中，轨道基准点布设在高程较低的一侧

6、，铺设锥点布设在高程较高的一侧。图3.2-1 轨道基准点与铺设锥布设示意图3.3 轨道基准点标志 GRP测量标志由耐磨损耐腐蚀的不锈钢材料制作而成，且应和GRP平面测量的不等长精密三角支架以及高程测量的水准尺适配器有较好的密合。根据宁杭客专无砟轨道施工测量会议纪要48号文，全线将采用统一的GRP测钉，示意图见下图3.3-1。图3.3-1 GRP测钉示意图轨道板定位锥锚固杆选择直径15mm的螺纹钢筋，螺距为10mm，长550mm。4 轨道基准点及定位锥放样与埋标4.1 理论坐标计算 轨道基准点和轨道板铺设锥点放样之前，首先需要利用线路设计参数和轨道板设计参数，计算直线段、圆曲线段和缓和曲线段上轨

7、道基准点的设计坐标。计算时应考虑圆曲线段和缓和曲线段的线路超高对轨道基准点设计位置的影响，以保证后续轨道基准点放样和测量工作的顺利开展。轨道基准点和轨道板铺设锥点理论坐标计算推荐采用博格公司的PVP施工版软件，在经对比试验合格的基础上，可试用普罗米新的SPVP施工版软件。4.2 现场放样轨道基准点和铺设锥点理论坐标计算完成后，即可在底座板/支承层上进行实地放样。为了施工方便和提高放样工作效率，放样基准点的同时也将轨道板铺设锥点位置放出。放样时采用自由测站极坐标法，自由设站时要求观测前后各2对CP点，自由设站完成后设站精度应满足下表4.2-1与4.2-2的要求。表4.2-1 自由设站点精度要求项

8、目XYH方向中误差2mm2mm2mm3表4.2-2 CP控制点坐标不符值限差要求项目XYH控制点余差2mm2mm2mm自由设站通过后，采用极坐标法放样出轨道基准点与铺设锥点，并现场标示出GRP点号。轨道基准点及轨道板铺设锥点放样时应满足下列要求：（1）轨道基准点及轨道板铺设锥点的放样距离不应大于80m；（2）轨道板铺设锥点平面放样允许偏差为±5mm；（3）轨道基准点平面放样允许偏差为±5mm。4.3 标志埋设4.3.1 GRP点标志埋设（1）确认放样点位置为轨道基准点位置；（2）在底座板/支承层上表面标出的点位处竖直向下钻孔，孔深及直径略大于GRP测钉的高度及直径；（3）清

9、理干净孔洞内的石渣，将锚固剂等塞入孔洞；（4）植入轨道基准点测钉，测钉上表面与底座板/支承层的上表面基本齐平。4.3.2 铺设锥锚固杆埋设（1）确认放样点位置为铺设锥点位置；（2）垂直于支承层/底座板上表面向下钻孔，钻孔孔径为20mm，孔深在直线上为15cm、有超高的线路上20cm；（3）将孔洞内的石渣清理干净后将锚固剂等塞入孔洞；（4）植入铺设锥锚固杆，锚固杆伸出支承层/底座板的长度不低于35cm。5 轨道基准点平面测量5.1 外业观测5.1.1仪器设备要求轨道基准网平面测量每组需要采用CP后视棱镜8个，测量机器人型全站仪1套，GRP外业数据采集软件1套（采集软件应具有现场数据检核与处理功能

10、），特制全站仪矮三角架1个，不等长精密三角架1套（含棱镜1个），温度计、气压计各1个。轨道基准点平面测量采用的全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能，其标称精度应满足：方向测量中误差不大于±1，测距中误差不大于1mm+2ppm。平面观测时需加入气象元素改正，要求温度计读数能精确至0.2，气压计读数能精确至0.5hPa，且气压计应经过相关气象部门的检定。为了保证GRP点重复测量的精度，平面测量时GRP点使用特制的带强制对中不等长三角架及小棱镜，见下图5.1.1-1。 图5.1.1-1 不等长三角架及小棱镜5.1.2人员组织司镜员：一名，负责全站仪的架设及读数, 负责

11、测量方案选择，测量成果判断。 跑镜员：一名，负责GRP测量时依次挪动GRP上的棱镜。 跑镜员：一名，负责CP棱镜的安置和挪动，并配合司镜员读取气象参数。 5.1.3观测方法由于相邻轨道板横向板缝之间缝隙较小，因此轨道基准点平面网测量必须在轨道板粗铺之前进行，且左右线的轨道基准网分开测量。为利用全站仪的测角高精度性，以保证各组内测量的相对精度，全站仪不用倒镜，观测视线方向总与测量运动方向相反；测站点尽量设置在靠近待测点连线，应尽可能靠近桥墩处，并应尽量减少全站仪和基准点之间的相对高度。轨道基准网平面网测量采用自由设站法，自由设站时后视8个轨道控制点（CP点，至少不少于6个），每站测量GRP点最多

12、为1116个视具体天气情况而定，GRP点距离设站点的距离最远从64米（10块板）到104米（16块板）不等，最近不小于6.5米，且所有观测的GRP点位于测站的同一侧。轨道基准点平面网观测顺序如下：顺序观测测站前后共计4对CP点；由远及近按顺序观测GRP点；与步骤1一样再次半测回观测相同的4对CP点；再次由远及近按顺序观测GRP点；与步骤1一样再次半测回观测相同的4对CP点；再次由远及近顺序观测GRP点；与步骤1一样再次半测回观测相同的4对CP点。测量采用多个半测回测量的方法，测量顺序为“半测回CP半测回GRP半测回CP半测回GRP半测回CP半测回GRP半测回CP”。上述步骤为一测站观测顺序，当

13、前一测站观测完成后，即可搬站按上述顺序进行下一站的观测，GRP平面观测示意图如下。测站点5.1.3-1 GRP平面观测示意图 为了保证轨道基准点之间的相对精度，相邻测站之间必须保证足够的重叠，相邻测站重叠观测的CP控制点不少于2对，重叠观测的GRP点为35个，不得少于3个，相邻测站衔接示意图如下。测站点ACPIIIGRP测站点B123重叠区后一测站CPIII图5.1.3-2 相邻测站衔接示意图每天进行轨道基准点平面网测量时，采用同一组棱镜和不等长三角架。每次安置棱镜三脚座时，要精确整平棱镜三脚座，在棱镜三脚座移动过程中，棱镜应始终面对全站仪。若所采用的CP棱镜组件与不等长三角架上棱镜不一致，需

14、要检查仪器中输入的棱镜常数是否正确。5.1.4观测限差自由设站首次半测回观测4对CP控制点后，自由设站点精度及CP控制点残差须满足下表5.1.4-15.1.4-2的要求。表5.1.4-1 自由设站点精度要求项目XYH方向中误差0.7mm0.7mm0.7mm2表5.1.4-2 CP控制点残差项目XYH中误差2.0mm2.0mm2.0mm当CP点坐标不符值无法满足表5.1.4-2的规定时，该CP点不应参与平差计算，但应保证每一测站参与平差计算的合格CP点不应少于6个。5.2 数据处理1、GRP平面数据处理方法轨道基准网平面数据处理软件推荐采用博格公司的PVP施工版软件，在经对比试验合格的基础上，可

15、试用普罗米新的SPVP施工版软件。平面数据处理时先进行测站内数据处理，测站内处理合格后，再进行相邻测站间的平顺搭接处理。2、GRP平面测量精度要求数据处理时除了按5.1.4节的要求进行限差检查外，测量精度应满足下列要求：1）相对多次测量坐标平均值的Y坐标及X坐标允许偏差CP点各半测回测量的坐标值与其中数的偏差的绝对值不大于0.4mm；GRP点各半测回测量的坐标值与其中数的偏差的绝对值不大于0.4mm。2）CP控制点X、Y坐标上的允许偏差 该测站平差完成并转换到线路坐标系后，CP控制点理论坐标与转换坐标上的Y、X偏差的绝对值不大于2mm。3）重叠区内每GRP点的纵横向允许偏差当相邻测站衔接时，应

16、计算位于重叠区内GRP点分别在轨道横向及纵向的偏差，并应满足每GRP点横向偏差±0.3mm，每GRP点纵向偏差±0.4mm。4）任一测站上最少合格CP点个数为6个。5）相邻测站GRP平面最少重合点数为35个，不得少于3个。6 轨道基准点高程测量6.1 外业观测6.1.1仪器设备要求轨道基准网高程测量每组需要采用数字水准仪1台，水准仪最低型号为DS05，并采用与水准仪配套的因瓦水准尺1副，磁性高程适配器1个，CP高程测量连接件1个。在轨道基准点上立尺时，采用磁性高程适配器，且水准尺适配器应与轨道基准点测钉有较好的密合。在同一站内的所有轨道基准点高程测量时必须采用同一把水准尺及

17、其配套水准尺适配器。水准尺适配器常数应定期采用精密游标卡尺进行量测，以便在内业数据处理时将高程值归算到测钉中心，水准尺适配器见下图6.1.1-1。图6.1.1-1 GRP高程测量水准尺适配器对中部件及其安装示意图6.1.2人员组织司镜员：一名，负责水准仪的架设及读数。 跑尺员：两名，负责CP点和GRP点跑尺。 6.1.3观测方法轨道基准网高程测量必须在轨道板粗铺之后进行。测量基准点必须使用特制的水准尺适配座，外业观测时采用往返观测方法，起闭于CP点，闭合水准线路长度约为300m。GRP高程测量外业观测应满足下列要求：1）左右线GRP高程应分开测量。2）每300m左右应与线路同侧稳定的CP点闭合

18、一次，同一测段应进行往返测。外业观测时应将同一测段往返测数据保存于一个观测文件中，以进行后续平差计算。3）同一测段相邻测站应至少重叠观测13个GRP高程点。4）不同测段间重叠观测的GRP高程点数为35个，不应少于3个。测段首末CP点作为约束点，其余联测的CP点作为检核点。轨道基准网高程测量方法为：在两个CP点中部安置水准仪，后视一个CP点(如CP1)，前视另一个CP点（如CP2），采用中视法测量该区间所有的轨道基准点，然后搬站至CP2 和CP3 之间，相邻两测站之间应该至少重叠1个轨道基准点，重复上一个测站过程一直闭合到最后一个CP点上。然后进行返测，完成一个测段测量，并将同一测段的往返测观测

19、数据保存到一个文件中。然后进行下一测段的测量。为保证相邻测段高程的平顺过渡，相邻测段之间应重叠35个轨道基准点。GRP高程控制网测量见下图6.1.3-1。图6.1.3-1 GRP高程网测量示意图6.1.4 观测限差1）水准仪设站点架设于相邻两个CP控制点之间，每一测站要求如表6.1.4-1所示。 表6.1.4-1 GRP高程观测技术要求视距(m)测站前后视距差(m)测段前后累积视距差(m)视线高度(m)测量模式3且602.06.00.45且2.8后前(BF)2）单程水准测量闭合差限差单程水准测量完成一测段后，必须进行闭合差计算，起闭于CP控制点的允许闭合差限值应按下式计算：；式中：S为单程水准

20、测量线路长度（km）。6.2 数据处理1、GRP高程数据处理方法高程观测主要标，为定位轨道基准网高程数据处理软件推荐采用博格公司的PVP施工版软件，在经对比试验合格的基础上，可试用普罗米新的SPVP施工版软件。高程数据处理时先进行测段内数据处理，测段内处理合格后，再进行相邻测段间的平顺搭接处理。2、GRP高程测量精度要求1）相对多次高程测量平均值的允许偏差水准路线闭合差分配后，由各测站计算出的各GRP点的高程值与其中值的偏差不应大于0.3mm。2）重叠区内每GRP点的高程允许偏差位于相邻测段重叠区内的轨道基准点每GRP点高程较差不应超过±0.3mm。3）相邻测段GRP高程重合点数为3

21、5个，最少不少于3个。7 GRP的维护GRP作为轨道板精调的基准点，其稳定性将直接影响轨道板精调的精度和质量，因此对GRP要严加保护，确保其稳定性。 在安装轨道板的时候要注意不要对GRP进行碰撞，以及GRP所使用的销钉应严格保护，尽量避免其磨损，以免造成由于销钉磨损造成轨道板或轨道精调时测量的误差。 8 轨道基准网评估流程8.1验收测量评估8.1.1 评估流程（1）施工单位提交评估数据：施工单位轨道基准网测量完成后，经监理单位审核通过后将评估资料提交给评估单位。施工单位提交的文件包括：评估申请表（见附录1），轨道基准网成果报告文件，轨道基准网平面及高程测量的原始数据，原始观测手簿，采用的CP点

22、起算数据，计算过程文件及成果与理论坐标对照表，仪器检定证书，网图和说明等。（2）评估单位进行检查评估，主要包含以下内容：使用的仪器的精度指标及检定情况、作业期间进行的仪器校准记录；外业记录是否完整；观测数据是否齐全、数据处理方法的正确性和可靠性；各种资料是否完整齐全。（3）观测数据及起算数据质量检查：检查外业观测数据的质量，各项限差是否满足要求；检查起算数据是否正确。（4）对验收测量成果及精度进行评估：包括计算过程中的误差检验、坐标及高程成果精度参数的评估等。（5）在上述步骤完成后，对施工单位的轨道基准网测量进行评估，形成评估结论。（6）轨道基准网提交文件数据格式：原始观测数据文件格式a、平面

23、格式说明：文件名命名规则：GRP起点号-终点号（*年*月*日）.GSI文件格式说明：数据块中的第一组测量：第一测回中的CP点号（*）、局部坐标系中的Y值（81）、X值（82）、高程（83）数据块中的第二组测量：第一测回中的GRP点号（*）、局部坐标系中的Y值（81）、X值（82）、高程（83）数据块中的第三组测量：第二测回中的CP点号（*）、局部坐标系中的Y值（81）、X值（82）、高程（83）数据块中的第四组测量：第二测回中的GRP点号（*）、局部坐标系中的Y值（81）、X值（82）、高程（83）.b、高程格式说明文件名命名规则：天宝水准仪：GRP起点号-终点号（*年*月*日）.DAT徕卡水

24、准仪：GRP起点号-终点号（*年*月*日）.NA2文件格式说明：数据块中的第一组测量：往测后视CP点号（11）、视距（32）、后视高程值读数（331）数据块中的第二组测量：往测中视GRP点号（11）、视距（32）、中视高程值读数（333）数据块中的第三组测量：往测前视CP点号或转点号（11）、视距（32）、前视高程值读数（332）数据块中的第四组测量：返测后视CP点号（11）、视距（32）、后视高程值读数（331）数据块中的第五组测量：返测中视GRP点号（11）、视距（32）、中视高程值读数（333）数据块中的第六组测量：返测前视CP点号或转点号（11）、视距（32）、前视高程值读数（332）成果报告中应包括的内容：a、平面GRP报告需包含如下内容：外业观测自由设站点精度及自由设站上CP控制点XY残差、相对多次测量坐标平均值的Y坐标及X坐标偏差、CP控制点X、Y坐标转换到国家坐标系后的残差、GRP相邻测站搭接后的坐标值、纵横向偏差及加权值、GRP平面坐标成果。b、高程GRP报