高速铁路运营控制网复测及构筑物变形监测工程实施细则

1、沪杭高速铁路运营期控制网复测及构筑物变形监测工程实施细则（初稿）编制单位 : 中铁上海设计院集团有限公司批准单位 : 上海市铁路局目录1工程概况 1.2主要工作依据 2.3工作内容 2.4控制网平面复测 3.4.1 复测的精度指标 34.2 复测基本原则 34.3 复测限差要求 44.4 复测提交资料 45CPI 、CPII 控制复测技术要求 4.5.1 点位踏勘 45.2 GPS 观测 45.3 基线处理 55.4 平差计算 56CPII 加密控制网复测技术要求 6.6.1 点位踏勘 66.2 技术要求 77轨道维护基点及轨道控制网（CP皿）复测技术要求 77.1 点位踏勘 77.2 仪器及

2、定位精度要求 87.3 观测方法 97.4 平差计算 1.1.8 线下沉降监测网测量技术要求 1.28.1 基本要求 1.2.8.2 点位踏勘 1.2.8.3 基准网测量（二等水准复测） 1.38.4 线下沉降变形监测技术要求 1.3.8.5 工作基本要求 1.5.9 线上沉降监测网测量技术要求 1.69.1 基本要求 1.6.9.2 点位踏勘 1.7.9.3 工作网测量（精密水准） 1.7.10 路基重点地段垂直位移监测 1.911 工程沉降评估 1.9.11.1 沉降监测评估判定标准 1.9.11.2 沉降监测评估应急响应措施 2.012 沉降数据管理 2.1.12.1 数据标准化管理 2

3、.1.12.2 报告提交制度 2.1.1 工程概况沪杭高速铁路，连接上海与杭州，是中国“四纵四横”客运专线 网络中沪昆客运专线的一个组成部分。 该工程连接上海、杭州两大城 市，由上海虹桥站引出，经松江南一金山北一嘉善南一嘉兴南一桐乡 海宁西一余杭南引入杭州东站， 并通过联络线与上海站、杭州站相 接，正线全长160公里，其中87%为桥梁工程，全线设车站 9座。 全线设计时速为350公里。工程自2009年2月26日动工，2010年 10月26日正式通车营运。根据高速铁路运营沉降监测管理办法（运基线路2010554号） 要求，为确保高铁列车持续安全、平稳运行，对高速铁路建、构筑物 的变形监测，及时掌

4、握运行状态非常重要。沪宁、沪杭线均采用 “三 网合一”，即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网三网的平面 高程控制采用统一基准。控制网的复测就是为变形监测提供稳定可靠 的基准数据，而变形监测为线路养护维修提供准确数据，两者缺一不可。为统一沪杭高铁全线的控制网复测及沉降变形观测系统的技术 要求，确保观测质量，为评估预测工后沉降，合理制定线路养护维修 计划，特制定本实施细则。2主要工作依据1）高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）;2）高速铁路设计规范（试行）（TB10621-2009）;3）建筑变形测量规范（JGJ8-2007）；4）工程测量规范（GB50026-2007）;5）全球

5、定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2009）;6）铁路工程卫星定位测量规范（TB10054-2010）;7）国家一、二等水准测量规范 （GB/T12897-2006）;8） 关于发布高速铁路运营沉降监测管理办法的通知（运 基线路2010554号）；9） 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）;10） 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）;11）测绘成果质量检查与验收（GB/T24356-2009）。3 工作内容工作内容分为以下两个部分：1）全线控制网平面复测 CPI、CPU控制网复测； 线上CPH加密控制网复

6、测; 轨道维护基点及轨道控制网（CP皿）复测。2）构筑物变形监测 线下沉降监测网测量； 线上沉降监测网测量； 路基重点地段垂直位移测量。4控制网平面复测4.1复测的精度指标CPI （GPS 二等）最弱边相对中误差应小于1/180000,基线边方向中误差不大于1.3。CPH （GPS三等）最弱边相对中误差应小于1/100000,基线边 方向中误差不大于1.7。CP皿平面网方向观测中误差应小于 1.8，距离观测中误差应小 于1.0 mm,相邻点的相对中误差不大于 1.0mm。4.2复测基本原则1）复测的平面坐标系统采用与原精测网相同的工程独立坐标系统；复测的高程系统采用与原精测网成果相同的系统，即

7、1985国家高程基准。2）控制网的复测按照原控制网的网型结构进行观测。复测采用的方法、精度指标应与原建网测量相同。复测成果与原测成果的较差如超出限差要求，应进行二次复测，加以确认4.3复测限差要求控制网等级复测坐标较差限差相邻点间坐标差之差的 相对精度限差CPI20mm1/130 000CPU15mm1/80 000cpe3mm相邻点的坐标增量较差限差2mm4.4复测提交资料提交的复测报告，编写格式按高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)第 条执行。5 CPI、CPII控制复测技术要求5.1点位踏勘对全线的CPI、CPII点位资料进行分析，结合现场踏勘，选择稳 定可靠的CPI、CPI

8、I点进行复测。CPI要满足规范4km 个点的要求, CPII要满足600800的边长要求，对不满足点位密度要求的路段要 进行补设，补设点位的埋设方法与原设相同，点号在原点号后加“-1 ”“ -2 ”表示。5.2 GPS观测全线CPI、CPII观测技术要求按高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）要求执行。各等级GPS测量作业的基本技术要求等 级二等三等观测模式静态观测静态观测卫星高度角 15 15同时观测有效观测卫星数绍4观测时段数12时段长度 90分 60分数据采样间隔1060 秒1060 秒PDOP 或 GDOPW68接收机类型双频双频5.3基线处理GPS网基线向量解算采用TGO或

9、LGO软件进行，采用静态相对定位模式进行解算。用于解算基线的起算点在 WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于 10米，计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。解算后按下表的要求进行基线质量检核和分析。基线质量检验限差表检验项目限差要求X坐标分量 闭合差Y坐标分量 闭合差Z坐标分量 闭合差环线全长闭合差独立环（附合路线）Wx 3亦Wy 3yfnWz疝W重复观测基线较差d s 22注：a （b.d），本项目a=5mm,b=1ppm。d取基线或环平均边长（以km计）。5.4平差计算1）GPS网平差采用经鉴定合格的商用软件进行，本线采用武汉 大学开发的COSA GPS数据处理软件进行网平差计算。2)

10、 CPI网采用整体平差，平差前应先对网中起算点的稳定性进 行分析。对不满足精度要求的控制点进行剔除， 满足要求的点全部作 为起算点。3) CPII网采用整体平差，平差以全部的 CPI点作为起算点。4) 无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要 求：V AX 3 (X V AY 3 (X V AZ 3 (X5) 约束平差中基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较差的绝对值应满足下式要求:dV xW 2 x dV yW 2 x dV azW 2 x6 CPII加密控制网复测技术要求6.1点位踏勘对全线线上的CPII加密点点位资料进行分析，结合现场踏勘,CPII要满足600800

11、的边长要求，对不满足点位密度要求的路段要进行补设，补设点位的埋设方法与原设相同，点号在原点号后加“-1-2 ”表示。6.2技术要求1）CP H加密点观测精度按高速铁路工程测量规范（TB10601-2009） CPII 的等级要求。2）CPII加密观测分区段进行，一般按 816km设为一区段，每 区段应联测不少于线下的2个CP I点及部分CP H点及联测上一区段 的CPU加密点，CPH点间的基线长度不小于300m,并尽可能多地联 测精测网CPI、CPII点。3） CPU加密点网平差应采用一个区段内联测的精测网CPI、CP H点和上一区段的 CPU加密点作为已知点进行二维约束平差。平差 前需检核已

12、知点间的兼容性，对兼容性不好的已知点进一步分析原因，必要时进行重新测量。7轨道维护基点及轨道控制网（ CP川）复测技术要求7.1点位踏勘1）全线CPIII点进行现场踏勘，破坏的需重新恢复。CP皿控制点平面测量标志采用与国产球棱镜（普罗米新球形棱 镜）配套使用的棱镜测量杆及球棱镜转换杆， 水准测量标志采用测量 位置与球棱镜中心重合的水准尺适配器。2）轨道维护基点设置在相邻点对CP皿间，上下行的轨道板中心。维护基准点上下行线分别设odooooCP山维护基点oco线路中k0*0060m64oooocp m7.2仪器及定位精度要求1) CPm平面控制网的定位精度要求cpm平面控制网的定位精度要求控制网

13、测量方法可重复性测量精度相邻点位相对点位精度CPm自由测站边角交会法3mm1mm2)cpm采用的仪器设备和自动观测软件: 全站仪标称精度必须满足如下要求：水平方向测量精度：w 士T距离测量精度：w mm+2ppm 全站仪采用高精度以上全站仪，带目标自动搜索及照准(ATR)功能，女口 Leica TCRA1201、TCA2003、TS30 及 Trimble S6 和 S8等。 CPm平面控制网的外业观测，采用智能型全站仪在自动观测软件的控制下进行自动观测。cp m平面控制网的自动观测软件全线统一采用西南交大的 CPm数据采集软件(DMS)和数据处理软件(DAS)。7.3观测方法1）测量由于受“

14、天窗”时间限制，根据需要进行分区段测量，区段长度48km。区段间应重复观测不少于6对CP皿点，作为重叠 观测区域进行区段衔接。2）测量方法由于CPIII点和轨道维护基点同时观测，要求采用强制对中支架 完成观测。图1全站仪、棱镜强制对中装置CPH控制网平面测量时应每隔 600m左右联测一个CPI或CPH控 制点。与CPI、CPU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，观测采用边角交会的方法测量，测站强制对中设立在轨道维护基 点上，每个测站观测12个CP皿点及3个轨道维护基准点。测站间距 一般约为120m,观测CP皿点的最远距离不大于180m。每个CP皿点 至少应保证有3个测站的

15、方向和距离观测量。测站点位布置图由边角交会测量得到的维护基准点坐标， 需根据矢距测量进行横 向精度检核修正。测量采用逐点架设仪器，钢板尺丈量中间点的支距, 架设仪器时对中误差应小于 0.5mm，结合实测维护基点坐标输入计 算机进行改正处理。3）方向及距离观测技术要求CP川平面网水平方向观测技术要求控制网等级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cpe052696T3696每个测站的CP皿距离测量，实时在全站仪中输入温度和气压进行气象改正。温度量测精度应为 02C，气压量测精度应为0.5hpa。CP川平面网距离观测技术要求控制网等级仪器等级测回数盘左盘右较差测

16、回间测距较差cpe1mm+1ppm21mm1mm1mm+2ppm31mm1mm7.4平差计算1) CP皿平面控制网平差各项指标:CP川平面控制网平差计算技术指标控制网方向观测中误差距离观测中误差相邻点相对点位中误差同精度复测坐标较差CP川平面网 1.8 1.0mm 1mm 3mmCP川平面网无约束平差主要技术要求控制网名称方向改正数距离改正数CPE平面网w 士 3.0w 士 2mmCRH平面网约束网平差后的主要技术要求控制网名称与cp I、cph联测与CP川联测方向观测中误差距离观测中误差点位中误差相邻点相对点位中误差方向改正数距离改正数方向改正数距离改正数CP川 4.0 ” 4mm 3.0

17、2mm 1.8 ” 1mm2mm 1mm平面网2) 区段间接边处理区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点坐标差值应w士 3mm 满足该条件后，后一区段 CPH网平差，应采用本区段联测的 CPI、 CPU控制点及重叠段前一区段的13对CPH点作为约束点进行平差 计算，平差后其余未约束的重叠crh点前后区段坐标差值应w士 1mm 最后重叠点坐标成果采用上一区段成果。8线下沉降监测网测量技术要求8.1基本要求线下沉降监测网分基准网及工作网。基准网基准点应采用线路附近的国家一、 二等水准点、全线的基 岩点、深埋水准点、CPI、CPU和二等水准点，使用时必须加以联测 验证。工作网由基准点、工作基点、沉降

18、变形监测点组成。工作网采取简洁、灵活方式分段布设，布设时应充分考虑可能的 重点区域（如已知的沉降区、地质条件不稳定区域、地下水抽采区、 水网密集区、河道等）。每段可独立观测，每个独立的监测网应设置 不少于3个稳固可靠的基准点。8.2点位踏勘1）对全线的基准点进行现场踏勘，应保证 2km 一个，不足需进 行补设。根据沪杭客运专线实地走向，宜考虑并行处的国道 G320布设一 条二等附合水准路线作为长期沉降变形监测的基准网。2）工作基点按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密，应设在稳定区域作为高程的传递点。可尽量使用沿线的CPII标志及施工单位加密的点位标志，加密后的工作基点间距5001000m左

19、右。3）沉降变形点可直接选用原施工埋设在沉降变形体上的观测点，不足需进行补设。点位应选择能反映沉降变形体沉降变形的特征部 位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且 不破坏沉降变形体的外观和使用。8.3基准网测量（二等水准复测）1）基准网（二等水准复测）频次同平面网，一般两年复测一次2）二等水准精度要求二等水准测量精度要求单位：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线闭合差左右路线高差不符值二等水准1.02.0 4 J L 4! L-注：表中L为往返测程，附合或环线的水准路线长度，单位为 km。水准

20、观测主要技术要求等级水准仪等 级水准尺类型视距（m）前后视距差（m）测段前后视距累 积差（m）视线高度（m）光学数字光学数字光学数字光学数字二等DSi、DSZ1因瓦 50且 50 1.0 1.5 3.0 6.0下丝读数0.3 0.5水准观测的测站限差项目两次读数之差两次读数检测间歇点上下丝读数平均值等级 、所测高差之差高差之差与中丝读数之差二等水准0.50.718.4线下沉降变形监测技术要求1）测量等级及精度要求本线变形测量按工程测量规范（GB50026-2007）中三等精度标准执行，对于技术特别复杂工点，根据需要按二等精度标准的规定 执行。测量等级及精度要求变形测量等级垂直位移测量变形点的高

21、程中误差(mm)相邻变形点的高程中 误差(mm)二等).5).3三等1.0).52) 沉降监测技术要求沉降监测基准网技术要求变形测量 等级相邻基准 点咼差中误差(mm)每站咼差 中误差(mm)往返较差、 附合或环线闭合差(mm)检测已测高 差较差(mm)使用仪器、观测方法及要求二等0.50.150.3需0.4 J nDS05型仪器，按一等水准 测量的技术要求施测，用于 特殊重点地段的观测。三等1.00.30.6 x/ n0.8 J nDS05或DS1型仪器，按二 等水准测量的技术要求施 测，用于一般地段的观测。3) 沉降监测点技术要求鉴于全线90%以上路段为桥梁，线下沉降监测点在每个桥墩处设置

22、观测点2个，位于墩身两侧，其观测路线如下:事沉降监测点编号统一为六位数，具体规则为：3 （桥梁代号）+XXX（桥墩编号）+XX（左侧用“ 01”，右侧用“ 02”表示）。桥梁代号如下：桥梁桥梁代号松江特大桥1洞泾港桥2横潦径大桥3跨沪杭高速公路特大桥4步云特大桥5嘉桐特大桥6桐海特大桥7海杭特大桥8、9路基段沉降点设置参见10路基重点地段垂直位移监测8.5工作基本要求1）对线下工程变形点的观测必须采用闭合或附合水准路线，严禁采用支水准路线或中视法，水准路线经过的工作基点或基准点数量不得少于两个。2）外业测量使用型号不低于 DS1的精密电子水准仪及配套的2m 或3m因瓦条码水准尺进行观测。作业前

23、及作业过程中检查i角均应 不超过15。水准尺须采用辅助支撑进行安置，测量转点应安置尺垫， 尺垫选择坚实的地方并踩实以防尺垫的下沉。3）每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保 留检验记录。4）外业测量一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）二等水准有关要求执行。5）在观测过程中，应做好一些重点信息的记录，如天气情况， 地下水影响情况的记录，利于对结构变形特性的分析和异常数据的分 析。6）当发现沉降监测数据出现异常时必须首先自查，并应重测和 分析工作基点的稳定性，必要时联测基准点进行检测

24、，并提交自查分 析报告。7）应定期对工作基点的沉降量进行监测， 如果在两次复测期间， 发现工作基点变形超出两倍中误差应及时对观测资料进行分析。 经核 实后应对工作基点和变形监测点的各期实测高程进行修正。8）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，观测实行“五固定”原则，即“固定水准基点及工作基点、固定人、 固定测量仪器、固定监测环境条件。固定测量路线和方法”，以提高观测数据的准确性。9线上沉降监测网测量技术要求9.1基本要求线上沉降监测网分基准网及工作网。基准网采用线下二等水准基准网，每2km位置处采用不量仪器和棱镜高的三角高程法上桥，详细要求执行高速铁路工程测量规范（TB1060

25、1-2009） 466-468条。工作网利用CP皿点作为线上沉降变形的监测点，观测时采用矩形法精密水准CP皿高程方法，对观测数据对比分析判断不稳定沉降区域并作细化处理。9.2点位踏勘1） 对全线的二等水准点进行现场踏勘，应保证2km 一个，不足 需进行补设。2）沉降变形监测点使用 CPIII点，使用前进行踏勘，丢失或破 坏需进行补设。9.3工作网测量（精密水准）1）作业方法3、CPrn网高程测量采用采用如图所示的矩形法水准路线形式进 行，每相邻的两对CPrn点之间都构成一个闭合环。与测区内水准基 点的联测采用独立往返精密水准测量的方法进行， 每2公里左右联测 一个水准基点。矩形法cprn高程网

26、测量原理示意图rteuhOTOCPrn控制网闭合水准测量路线示意图CPH网高程测量采用和平面网一致的分段测量， 分段测量的区段 长度48km区段间重复观测不应少于 2对CPH点。区段接头不应 位于车站和道岔范围内。2）观测精度要求精密水准测量水准路线的精度要求（mm水准测量等级每千米水准测量偶然中误差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线闭合差左右路线高差不符值精密水准w 2.0W 4.08 J L8x L8侃6VT注：1表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km精密水准观测测站的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

27、视距累积差（m）视线高度（m）精密水准因瓦DSi电子水准仪 3且w 60w 2.0w 6.0 0.45水准观测的测站限差项目两次读数之差两次读数检测间歇点上下丝读数平均值等级所测高差之差高差之差与中丝读数之差精密水准0.50.71CPE控制点水准测量应对相邻 4个CRH点所构成的水准闭合环 进行环闭合差检核，相邻 CPH点的水准环闭合差不得大于1mm3）内业数据处理观测数据存储之前，应对观测数据作各项限差检验。检验合格时， 进行数据整理，计算与检核者签名后存储。检验不合格时，对不合格 测段进行重测。CPin控制网高程测量数据计算、平差处理，应采用铁道部主管部 门评审合格的软件，而且全线 CPn

28、控制网平差计算的软件应统一。 合蚌线采用中铁二院和西南交通大学开发的 cph das软件进行CPn 网数据处理和平差计算。4）区段间接边处理区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应w士 3mm满足该条件后，后一区段 CPn网平差，应采用本区段联测的线路水 准基点及重叠段前一区段连续的12对CPn点高程成果进行约束平 差计算。平差后其余未约束的重叠CPH点前后区段高程较差应1mm最后重叠点高程成果采用上一区段成果。10路基重点地段垂直位移监测对线上沉降变形监测点的测量数据进行分析， 判断不稳定沉降区 域并作为重点地段，进行垂直位移监测。对特殊的不稳定沉降区域做高频次的断面沉降监测，每月一次,断面密度根据需要，一般按20米间隔布设，点位设置图如下:断面沉降监测过程中，如发现点位沉降异常，应在每侧路基坡脚 处布设三点，每点间隔5米，共6个沉降监测点，参与线下沉降监测, 以整体分析线路沉降。11工程沉降评估11.1沉降监测评估判定标准1）路基沉降监测评估判定标准 工后沉