龙厦深铁精测网复测技术设计书[打印]

1、新建铁路新建铁路 龙岩至厦门铁路龙岩至厦门铁路精测网复测技术设计书精测网复测技术设计书中铁第四勘察设计院集团有限公司中铁第四勘察设计院集团有限公司2010 年 11 月 文件编制单位：中铁四院工勘院文件编制单位：中铁四院工勘院编编 写：写： 复复 核：核： 审审 核：核：目目 录录1 概述概述 .21.1 线路概况.21.2 修建意义.31.3 主要技术标准.41.4 主要工程概况.41.5 既有精测网资料.42 技术依据技术依据 .53 测量范围及内容测量范围及内容 .64 坐标和高程系统坐标和高程系统 .64.1 平面坐标系.64.2 高程基准.65 仪器和软件仪器和软件 .65.1 仪器

2、设备.65.2 软件.76 精测网升级测量精测网升级测量 .76.1 主要精度指标.76.2 标石检查与布设.86.3 CP、CP测量.86.3.1 主要GPS作业技术指标.86.3.2 导线测量主要技术指标.96.3.3 CP、CP观测方案.116.3.4基线处理.126.3.5外业成果验算.126.3.6坐标系统和坐标约束点的确定.136.3.7内业平差计算.146.4 高程控制网测量.156.4.1使用仪器.156.4.2技术要求.156.4.3 二等水准观测要求.166.4.4 计算处理.177 提交资料清单提交资料清单 .17 龙岩至厦门铁路龙岩至厦门铁路精测网复测技术设计书1概述概

3、述1.1 线路概况龙厦铁路从龙岩站向南出发，经南靖县东南，越过九龙江，经漳州市，漳州南至厦门利用龙厦铁路。龙岩（含）至漳州南（不含） ，线路长度 111.267km，设计时速超过 200 千米/小时，定位为城际客运兼货运铁路功能，按一次复线电气化铁路设计建设，与福厦铁路、厦深铁路相匹配。龙厦铁路总投资约 62 亿元。龙厦铁路经审查后采用自龙岩站经马坑、龙山至漳州南站的中线方案，全线设龙岩、和溪、龙山、南靖、漳州南等 5 个车站。新建的龙厦铁路将龙岩至厦门间铁路运距缩短 61 公里，旅客列车运行速度将由 65 公里/小时提高到 200 公里/小时，旅行时间可由4 小时缩短至 1 小时左右。龙厦铁

4、路属于国家中长期铁路网规划中“完善路网布局和西部开发性新线”之一。铁道部和福建省合资建设的龙厦、向莆、温福、福厦、厦深等 5 条沿海铁路，把东南沿海港口群与内陆腹地接通，有利于形成服务中西部发展的东南沿海新的对外开放综合通道，促进厦门海铁联运的发展。龙厦铁路是福建省构筑“一纵两横”快速铁路网之南部一横（赣龙厦铁路）的重要组成部分，龙厦铁路开工建设标志着福建快速铁路建设从沿海拓展转入山海协作，是海峡西岸经济区第一条直接连接厦门国际航运 枢纽港与内陆纵深腹地的快速铁路。1.2 修建意义龙厦铁路修建有利于进一步完善路网布局，促进海峡西岸经济区的快速均衡发展，有效拓展厦门等港口的经济腹地，缓解闽西南地

5、区铁路运输紧张状况，从根本上解决厦门港口群的运输“瓶颈”制约，开发沿海旅游资源和港口资源，发挥赣龙厦铁路通道整体效益。根据规划，龙厦铁路将与赣（州）龙（岩）铁路和韶（关）赣（州）铁路相连，使福建西部、江西南部地区，更加紧密地与长三角、珠三角和海峡西岸联系在一起。赣龙厦铁路进一步规划延伸后，将形成昆明厦门铁路，服务于赣南、湘南、云南等中西部省份，中远期形成泛亚铁路南线国内段，成为我国南方的铁路运输大动脉，对进一步促进中部崛起和西部大开发，具有长远的战略意义。龙厦铁路是规划中我国南方地区东西走向大干线贵（州）福（建）铁路的最东端，建成后与赣（州）龙（岩）铁路相连接，沟通大京九，远期可延伸至湘、桂、

6、黔、滇等省，形成东起厦门、泉州，西至昆明、成都，横连闽、赣、粤、桂、黔、滇等省的大干线，成为华东南与西南地区直接相联系的新通道。通过龙厦铁路和赣龙铁路，厦门可一举搭上大京九快车道。届时，厦门将破解鹰厦铁路运力“瓶颈”的制约，大大扩展经济腹地，并辐射到西北、西南、中原等地。厦门现代物流业的发展由此有了更优越的条件。该线北端经龙赣线接通大京九，南端直达厦门港。该线建成后，无论从完善路网规划，缓解浙赣、鹰厦线的运输压力、提高京九铁路的运输 效益，还是从迎接对台三通、实现祖国和平统一都具有重要的现实意义和深远的历史意义。目前，龙岩至厦门的列车运行时间需要个多小时，至福州需 11 个小时。若龙厦铁路建成

7、，龙岩至厦门仅需个多小时；龙岩至福州（经由龙厦、福厦线）仅需个多小时。 1.3 主要技术标准龙厦铁路的设计标准是国家一级高速铁路，正线数目双线，速度目标值为 200 公里/小时，限制坡度 13，最小曲线半径一般地段 3500 米，困难地段 2800 米，牵引动力为电力。预留客车250km/h。1.4 主要工程概况新建车站 4 个（和溪、龙山、南靖和草坂） ；新建桥梁 60 座，24936.485 延长米；新建隧道 25 座，延长 50741 米。桥隧占线路总长的 68.1%。全线除长度大于 6km 以上的隧道铺设 CRTS双块式无碴轨道外，其余地段均铺设有碴轨道。具体位置在 DK19+690D

8、K35+578 象山左线隧道及 YDK19+690YDK35+578 象山右线隧道，长度均为15.898km。1.5 既有精测网资料2008 年精测网建网时，执行规范时速 200250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行） （铁建设函200776 号）规定的技术标准建网，其平面坐标系统采用北京 54 椭球高斯投影工程独立坐 标系，整网平差后，根据各段的实际情况再换算至满足变形精度的中央子午线和大地投影高；该工程独立坐标系统的投影变形及高程改化之和在有砟轨道段满足时速 200250 公里有碴轨道铁路工程测量指南（试行） 对变形控制值不大于 25mm/km 的要求，在无砟轨道段满足客运专线无碴轨道

9、铁路工程测量暂行规定对变形控制值不大于 10mm/km 的要求；高程系统采用 1985 国家高程基准，铺设无砟轨道地段按照二等水准进行布设，其他地段按照三等水准进行布设。2009 年 12 月 1 日， 高速铁路工程测量规范 （TB10601-2009）颁布实施，同时客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设2006189 号）和时速 200250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行） （铁建设函200776 号）规范废止。根据高速铁路工程测量规范总则第 1.0.2 条及高速铁路工程测量规范条文说明总则第 1.0.2 条文说明以及高速铁路高平顺性、舒适性的要求，龙厦铁路精测网原先按照时速时速

10、 200250 公里有砟轨道铁路工程测量指南（试行） 要求建网的精度和 CP布网测量方法不能满足高速铁路（时速大于等于 250km/h）轨道静态铺设标准的要求，宜按照高速铁路工程测量规范要求进行精测网（CP、CP、高程控制网）的重新测设、线路拟合调整和轨道控制网的测设。根据高速铁路工程测量规范以及相关文件，在轨道控制网测设前须对精测网进行复测，并根据复测结果，更新精测网成果， 指导轨道控制网测设。2技术依据技术依据1、 高速铁路工程测量规范 （TB 10601-2009） ；2、时速 200 公里及以上铁路工程基桩控制网（CP）测量管理办法（铁建设200880 号）；3、关于进一步规范铁路工程

11、测量控制网管理工作的通知（铁建设200920 号）。3测量范围及内容测量范围及内容本次测量范围为龙厦铁路约 112 公里的精测网复测，具体内容如下：1、基础平面控制网（CP）复测；2、线路平面控制网（CP）复测；3、高程控制网复测。4坐标和高程系统坐标和高程系统4.1 平面坐标系根据高速铁路工程测量规范第 1.0.3 条“高速铁路工程平面坐标系应采用工程独立坐标系统，在对应的线路轨面设计高程面上坐标系统的投影长度变形值不宜大于 10mm/km。”的要求，需进行精测网升级，本次精测网复测坐标系统采用升级后的坐标系统。4.2 高程基准高程系统采用 1985 国家高程基准。 5仪器和软件仪器和软件5

12、.1 仪器设备龙厦铁路精测网复测项目拟采用的设备要求如下表 1：表 1 主要仪器设备 序号设备精度用途1GPS5mm+1ppmCPI、CPII 复测和加密2数字水准仪（含配套水准尺）不低于 DS1水准控制网测量所采用的仪器设备必须经过国家检定部门检定，且在有效期内。5.2 软件龙厦铁路精测网复测项目拟采用的软件要求如下表 2：表 2 主要软件 序号软件名用途备注1COSA 地面控制测量数据处理系统水准测量武汉大学研发2COSA GPS 平差处理系统CPI、CP武汉大学研发3铁路工程精密控制测量数据处理系统CPI、CP、水准中铁四院6精测网升级测量精测网升级测量6.1 主要精度指标精测网复测是依

13、据规范高速铁路工程测量规范规定的技术标准执行，而根据龙厦铁路公司安排，对原精测网进行复测测量， 其主要精度指标如下表 3、4：表 3 GPS 测量平面控制网精度指标精测网复测控制网等级基线边方向中误差最弱边相对中误差CP二等1.31/180 000CP三等1.71/ 100 000表 4 高程控制网精度指标等级每千米高差偶然中误差（mm）每千米高差全中误差（mm）高程控制网二等126.2 标石检查与布设龙厦铁路精测网于 2008 年埋设标石，并于 2008 年移交各施工单位。考虑施工等因素，在开始精测网复测前，需对全线精测网控制桩保护、保存情况予以核实，对破坏、丢失桩橛予以恢复和补设，补埋控制

14、桩要求应严格按照高速铁路工程测量规范要求执行，并做好点之记。龙厦铁路精测网埋设标石数量如下表 5：表 5 控制点数量控制网数量（个）备注CP39CP约 170水准点约 56与 CPI、CPII 共桩 6.3 CP、CP测量CP、CP控制网测量采用 GPS 测量；CP控制网按照二等GPS 控制网要求施测，CP控制网按照三等 GPS 控制网要求施测。隧道内 CP加密测量采用全站仪进行导线或导线网测量。6.3.1 主要主要 GPS 作业技术指标作业技术指标按高速铁路工程测量规范中的 CP（二等） 、CP（三等）GPS 测量技术要求，其主要技术指标见表 6。表 6 GPS 测量作业主要技术要求 项 目

15、二等（CP）三等（CP）卫星截止高度角1515同时观测有效卫星数4 颗4 颗有效时段长度90min60min观测时段数212数据采样间隔15 秒15 秒PDOP 或 GDOP68接收机类型双频双频天线安置应严格整平对中，天线对中误差不应大于 1mm。天线高应在测前（开机之前）和测后（关机之后）各量取一次，每次应在相同的位置从天线三个不同方向（间隔 120）量取，或用接收机天线专用量高器量取。单次天线量高重复量取的读数互差不大于2mm 时，取平均值作为单次天线高观测值；测前和测后天线高观测值读数互差不大于3mm 时，取平均值作为天线高最终观测值。在观测时天线定向标志应指向正北方向。 外业记录须包

16、括：测量员、点名、点号、时段名、数据文件名、观测日期、观测起止时间、天线高、卫星状况等基本要素。6.3.2 导线测量主要技术指标导线测量主要技术指标隧道洞内 CP控制网测量应采用导线测量方式进行测量。洞内CP导线测量的主要技术要求应符合表 7 的要求：表 7 洞内 CP导线测量的主要技术要求控制网级别符合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（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CPL230060031.87.51/55 000n6 . 3三等单导线CP2L730060031.87.51/55 000n6 . 3三等导线网CPL73

17、0060031.35.01/100 000n6 . 2隧道二等导线网隧道洞内 CP导线观测应满足下列要求：1）应采用标称精度不低于 1、2mm+2ppm 的全站仪施测。水平角观测的测回数及限差、边长测量等要求按表 810 的要求执行。表 8 导线测量的技术要求测回数等级测角中误差（）测距相对中误差方位角闭合差（）导线全长相对闭合差0.5级仪器1级仪器隧道二等1.31/250000n6 . 21/100 00069三等1.81/150000n6 . 31/55 00046注：1、表中 n 为测站数。 2、当边长短于 500m 时，二等边长中误差应小于 2.5mm，三等边长中误差应小于3.5mm。

18、 表 9 水平角方向观测法的技术要求等级仪器等级半测回归零差（）一测回内 2c互差（）同一方向值各测回互差（）0.5级仪器484四等及以上1级仪器696注：当观测方向的垂直角超过3的范围时，该方向 2C 互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足表中一测回内 2C 互差的限值。表 10 边长测量技术要求每边测回数等级使用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）往返观测平距较差限值23二等44572mD2223三等44572mD注： 1、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程2、测距仪精度等级如下级 mD2mm级 2 mmmD5mmmD为每千米测距标准偏差。即按测

19、距仪出厂标称精度的绝对值，归算到 1km 的测距标准偏差。2)观测前应先将仪器开箱放置 20min 左右，让仪器与洞内温度基本一致。3)洞口测站观测宜在夜晚或阴天进行；隧道洞内观测应充分通风，无施工干扰，避免尘雾。4)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。 6.3.3 CP、CP观测方案观测方案CP控制网采用 GPS 技术施测；除洞内 CP控制点采用导线测量外，其它地段 CP控制点采用 GPS 技术进行施测。GPS 网采用静态定位技术施测，根据原控制网为带状线形布设的特点，为保证取得高精度的观测成果，GPS 网观测

20、时应构成很强的网形结构。同步作业图形之间采用边连接和网连接相结合的方式，在网形设计时做到： 每个点有 3 条及以上独立基线相连接； GPS 独立基线传递必须是边连接，组成大地四边形或多边形连接； 在选取独立基线构网时，要考虑以邻近点之间的短边传递为佳，每一时段中尽量不选择太长的边。洞内 CP导线控制网测量宜按照建网测量时一致的网形施测。6.3.4 基线处理基线处理软件：GPS 网的基线解算采用 Leica 公司的商用软件Leica Geomatics Office V7 进行；星历：广播星历； 观测值：L1载波相位观测值或 L1、L2双差组合观测量。6.3.5 外业成果验算外业成果验算GPS

21、测量精度指标如表 11： 表 11 GPS 测量精度指标级别二等三等a(mm)55b(mm/km)11其中：a为仪器固定误差；b为仪器比例误差。每天外业观测结束后，随即进行基线解算，并按以下要求进行异步环、重复观测基线的检验。（1）异步环检验若干条独立基线构成闭合环时，各坐标差分量闭合差应符合下式：Wx3 Wy3 Wz3nnnWn33其中，n 为异步环的边数， 为相应级别规定的精度，其相应计算公式为：22)(bda 其中：a为仪器固定误差，单位mm； b为仪器比例误差，单位mm/km； d为基线长度，单位为km；（2）重复观测基线检核同一条边重复观测两个时段的成果互差，应满足：ds22式中：d

22、s 为重复观测的基线较差， 为相应等级的标准差（计 算同前式） 。 以上外业检验须利用专用软件进行。6.3.6 坐标系统和坐标约束点的确定坐标系统和坐标约束点的确定精测网复测应采用与原精测网相同的控制点进行约束平差，当原约束点相对精度不能满足规范要求时，可采用选取稳定、满足精度要求的 CPI 控制点作为约束点。在精测网复测时，应充分考虑与厦深铁路等相邻线路的衔接。在精测网复测时，应充分考虑与厦深铁路等相邻线路的衔接。6.3.7 内业平差计算内业平差计算平面控制网平差拟采用COSA GPS 数据处理系统或铁路工程精密控制测量数据处理系统进行。该软件具有功能全面，整体性好，解算容量大，运算速度快，

23、操作简明，使用方便等特点。对经过外业检验的合格基线，应选取独立基线构成 GPS 基线向量网，进行网的平差计算。（1）GPS 网三维无约束平差把参加平差的所有独立基线，在 WGS-84 坐标系下先进行三维无约束平差。主要目的是检验 GPS 网的内符合精度情况，剔除粗差等。（2）GPS 网二维约束平差采用联测的已知点进行二维约束平差，计算 CPI 控制点平面坐标；采用 CPI 控制点成果坐标作为约束点，进行二维约束平差，计 算 CPII 控制点成果。平差计算时，需统计精测网平面控制网的各项精度，以评定精测网精度是否满足规范要求。（3）洞内 CP导线控制网平差计算洞内 CP导线控制网平差计算前采用软

24、件COSA 地面控制测量数据处理系统或铁路工程精密控制测量数据处理系统计算各项指标，当各项指标满足规范要求时，采用约束 CP控制点进行平差计算。6.4 高程控制网测量6.4.1 使用仪器使用仪器二等水准控制网测量宜采用数字水准仪进行观测。要求水准仪的等级不低于 DS1。作业前，水准仪及水准尺应按规定进行检验后方可投入作业。所有仪器均应经过国家鉴定部门鉴定并在有效期内。6.4.2 技术要求技术要求二等水准测量的精度要求、主要技术标准等应符合表 1214 的规定。表 12 高程控制网的技术要求附合路线或环线周长的长度（km）水准测量等 级每千米高差偶然中误差 M（mm）每千米高差全中误差MW（mm

25、）附合路线长环线周长二等12400750精密水准243 表中，M和 Mw应按下式计算：41LnM 1LWWNMW式中 测段往返高差不符值（mm）； L 测段长或环线长（km）； n 测段数； W 附合或环线闭合差（mm）； N 水准路线环数。表 13 水准测量主要技术标准 观测次数等级每千米高差全中误差(mm)路线长度(km)水准仪等级水准尺与已知点联测符合或环 线往返较差或闭合差(mm)二等2400DS1铟瓦往返往返4L表 14 水准测量限差要求（mm）测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差水准测量等 级平原山区测段、路线的左右路线高差不符值平原山区检测已测测段高差之差二等4 K0.8n4L6iR精密水准8K6K8L8iR注：K为测段水准路线长度，单位为 km；