高速铁路轨道控制网CPIII测量方案

1、XX高速铁路XXXX-X标段X工区 CP控制网测量方案审批：校核：编制：XXXXXXXX高速铁路土建工程X标段项目经理部X工区X零XX年X月目 录1编制依据32 工程概况32.1工程概况32.2地理环境42.3坐标高程系统42.4既有精测网情况42.5 CP轨道控制网测量主要内容53 CP网测量前准备工作63.1线下工程沉降和变形评估63.2 CP网测量工装准备63.3人员培训84 CP网测量标志选用和埋设84.1 CP网点测量标志选择85. CP点号编制原则106 CP控制网加密测量106.1.桥梁CP控制网加密测量106.2高程测量127 CP点的埋标与布设157.1CP标志157.2CP

2、点和自由设站编号207.3CP点的布设218 CP网测量与数据处理228.1CP网网形238.2 CP网平面测量268.3CP网高程测量339数据整理归档3810 CP网的复测与维护3910.1CP网的复测3910.2CP网的维护39七工区CP控制网测量方案1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2006189号）客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）精密工程测量规范(GB/T15314-94)国家一、二等水准测量规范（GB12897-2006）全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054-1997）全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T183

3、14-2001）铁道部200842、2008 80、2008 246、200920号文。京沪高速铁路CPIII网测量作业指导书（试行版）2 工程概况2.1工程概况XX高速铁路土建工程XXXX-X标段X工区施工作业段起点为XXX桥，正线起点里程DKXXX+112.1，终点XX特大桥里程为DKXXX+229.73，全长10117.62 m，路基全长4407.14米；桥梁5座，总长5320.49米；隧道1座390米。工程内容包括XX隧道390米（DKXXX+880DKXXX+270）、XX大桥332.24米（DKXXX+423.35DKXXX+755.59）、XX大桥118.2米（DKXXX+164

4、.07DKXXX+282.27）、XX大桥201.42米（DKXXX+570.15DKXXX+771.57）、XX村大桥168.63米（DKXXX+226.35DKXXX+394.98）、XX特大桥4500米（DKXXX+729.73DKXXX+229.73）。桥梁主要结构形式有：简支箱梁：32.6m、24.6m标准跨简支箱梁和非标准跨简支箱梁。特殊结构梁：主要有DKXXX+234位置的20+3*24+20mXXX刚构连续梁和XX特大桥32+48+32m连续梁。2.2地理环境 XX高速铁路土建工程XXXX-X标段X工区十三局管段位于XX省XX市境内，线路经过地区人口稠密、村镇密集、土地肥沃、经

5、济发达。2.3坐标高程系统WGS-84坐标系统，DKXXX+112.1DKXXX+229.73，中央子午线取117°18，投影大地高取70米，X加常数=1234，Y加常数=500。1985国家高程基准。2.4既有精测网情况 铁三院提供的京沪高速铁路北京至徐州段精密控制测量技术文件；铁三院现场交接平面（CP、CP）控制桩和高程控制桩及技术资料；平面控制网分二级，分别为CP和CP控制网。CP平面控制网按B 级GPS 点沿线路小于4Km 布设一对点，点对间形成大地四边形网，按边联式带状布网，由于地形条件限制，点对大多布设于线路一边；三标段七工区共布设CP点10个。CP线路控制网按C级GPS

6、标准在CP基础上按8001000m一个点符合布网，X标段X工区共布设CP点11个。由于当地基础建设和其他原因部分CP和CP点被破坏，部分点已补设。各级平面控制网布网情况见表高程控制网沿线路布设分为深埋水准点和一般水准点等二种类型的高程控制点。X标段X工区共有普通二等水准点6个，每2km设一个，一般水准点大多与CP和CP共点。2.5 CP轨道控制网测量主要内容2.5.1 CP控制网加密测量。2.5.2 CP网测量标志选用和埋设。2.5.5 CP网数据处理及评估。3 CP网测量前准备工作2.5.3 CP网测量。2.5.4 精调前CP网复测 3.1线下工程沉降和变形评估提前做好CP网测量区段线下工程

7、沉降和变形评估的准备工作，CP网的布设和平面测量可与架梁及无砟轨道铺设评估工作同步进行。3.2 CP网测量工装准备 测量前对各种测量仪器和棱镜组进行检校和检测，合格后方可使用。主要测量仪器和工装设备：全站仪Leica （徕卡）系列的： TCA2003。水准仪使用Trimble Dini 03精密电子水准仪及配套2m或 3m铟瓦条码水准尺和不小于2.5kg重尺垫，均在有效合格检定期内。CP点应设置强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差应不大于单轴CP标志为中铁四院的国家专利产品，专利号为：ZI 2008 20066038.9。单轴 CP标志组由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆等三部分组成单轴 CP标

8、志组各个部件的单独加工精度为 0.02mm，棱镜（水准）测量杆插入预埋件后，引起的平面误差最大为 0.168mm，高程误差最大为0.161mm。单轴 CP标志组的主要部件均采用 1Cr18Ni9 不锈钢的合金材料，它们具有防锈蚀性能特点，和因温差变化过大所引起的施工问题，适合用于野外露天作业。1、单轴 CP标志组中套管预埋件的标准尺寸为下图：棱镜组、水准插杆、立式基座、强制对中基座等，均要检验合格方可使用。3.3人员培训所有参加CP测量的技术人员均要经过培训考核方可上岗。4 CP网测量标志选用和埋设4.1 CP网点测量标志选择 CP网点测量标志采用特制的天拓圆棱镜。以棱镜中心为控制点中心，将高

9、程测量与平面测量统一到相同物理基准上，进行精密水准测量时，需将水准尺直立在水准插杆的上面观测即可。减少了棱镜对中和整平的操作过程，提高了棱镜的各方向获取数据的同一性。CP控制点目标组使用天拓圆棱镜及配套的立式基座和横插基座，如下图所示： 5. CP点号编制原则 6 CP控制网加密测量6.1.桥梁CP控制网加密测量 级别项目C静态测量卫星高度角(°)15有效卫星总数4时段中任一卫星有效观测时间(min)20时段长度(min)60观测时段数1-2数据采样间隔(S)15-60PDOP或GDOP8数据处理时在对 CP加密点进行整体平差前应先对网中的原 CPI 和 CP点的稳定性进行分析。对不

10、满足精度要求的原 CPI 和 CP进行剔除，满足要求的全部作为起算点。1.基线质量检验：2. 在基线的质量检验符合要求后，应以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其相应的方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS84 的三维坐标为起算数据，进行无约束平差。无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求： Vx3，Vy3，Vz33. GPS 网无约束平差合格后，应引入网中联测的 CPI 和 CP点坐标进行三维约束平差。平差前应对控制点进行稳定性和兼容性分析。约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足下式要求：平差后加密点CP的点位精度应小于10mm，基线边方向中误差

11、1.7，最弱边相对中误差限差为 1/100000。采用导线方法测量时，按三等导线技术指标进行，采用测角精度不低于 1，测距精度不低于 1mm+2ppm 的全站仪施测。加密导线点的埋设要求同 CP点埋设要求CP导线测量主要技术要求控制网级别附合长度（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CPL440060051.8101/55 000±3.6三等导线测量水平角观测技术要求控制网等级仪器等级测回数半测回归零差() 2C 较差 () 同一方向各测回间较差() CP0.5级36961级4696导线边长测

12、量，读数至 0.1 毫米。距离和竖直角往返各观测 3 或 4 测回，竖角指标差15，外业采用竖直角计算平距。各项限差应满足下表的要求。导线边长测量限差仪器精度等级测距中误差（mm）同一测回各次读数互差（mm）测回间读数较差（mm）往返测平距较差<552mD2m导线测量数据使用电子手簿记录，导线边应离开障碍物 1m 以上数据微机传输整理。距离经高程和高斯投影改化后进行平差计算。起算数据为 CPI 或CP点，平差采用通过铁道部鉴定的专业平差软件或商业软件。计算测角中误差±1.8，导线全长相对闭合差1/50000，方位角闭合差±4n。CP控制点的绝对精度应满足点位误差 mx

13、、my±10mm，相对点位精度±10mm。6.2高程测量加密线路水准基点埋设在线路附近稳定可靠且不易被破坏的地方，桥梁部分宜上桥埋设，埋设于桥梁固定支座正上方防撞墙顶，尽量保证在梁上下联测时不用再进行水准测量。线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。水准点加密应采用不低于 DS1 的水准仪，须经过检定，并处于检定有效期内。高程控制网加密时，对于沉降区水准线路必须联测到线路两端各两个以上线路水准基点上，以检验联测水准点是否发生显著沉降；对于非沉降区水准路线必须联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行，作业前及作业过程中检查 i

14、 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。水准线路采用往返观测，并沿同一路线进行。每一测段均采用偶数站结束，往返观测在一日的不同时间段进行。水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择，宜优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。二等水准测量精度要求（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线闭合差左右路线高差不符值二等水准1.02.06L4L4L二等水准测量主要技术要求等级仪器类型

15、视线长度前后视距差任一测站上前后视距累积差视线高度数字水准仪重复测量次数数字数字数字数字二等DS13且501.56.02.8且0.552次注：几何法数字水准仪视线高度的高端限差一、二等允许到2.85m，相位法数字水准仪重复测量次数可以为上表中数值减少一次，所有数字水准仪，在地面震动较大时，应随时增加重复测量次数。水准测量的主要技术标准等 级路线长度（km）水准仪最低型号水准尺观测次数二等水准400DSZ1、DS1铟瓦往返线路水准基点的加密应按照国家二等水准测量标准施测，以稳定的线路水准基点、深埋水准点或基岩水准点为起算点，进行整体严密平差计算，采用专业平差软件平差。高程成果保留到 0.1mm。

16、水准测量作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算每千米水准测量偶然中误差 M；当水准网的环数超过 20 个时，还应按环线闭合差计算 Mw。M 和 Mw应符合规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。M 和 Mw应按下列公式计算：7 CP点的埋标与布设7.1CP标志7.1.1CP标志及安装CP点应设置强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差应不大于单轴CP标志为中铁四院的国家专利产品，专利号为：ZI 2008 20066038.9。单轴 CP标志组由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆等三部分组成单轴 CP标志组各个部件的单独加工精度为 0.02mm，棱镜（水准）测量杆插入预埋件后，引起的平面误

17、差最大为 0.168mm，高程误差最大为0.161mm。单轴 CP标志组的主要部件均采用 1Cr18Ni9 不锈钢的合金材料，它们具有防锈蚀性能特点，和因温差变化过大所引起的施工问题，适合用于野外露天作业。各标志的尺寸如下：1、单轴 CP标志组中套管预埋件的标准尺寸为下图：套管预埋件尺寸：外径：20mm；长度：100mm；内径：14.010mm14.025mm。2、单轴 CP标志组中棱镜测量杆的标准尺寸为下图：棱镜测量杆尺寸：内插杆外径: 13.960mm13.975mm; 外接杆长度：110.000mm110.050mm；棱镜套管内径：10.000mm10.025mm。3、单轴 CP标志组中

18、水准测量杆的标准尺寸为下图：7.1.2.安装要求及方法1.桥梁部分 CP标志组中预埋件的安装：a打孔在桥防撞墙上，每隔 60 米左右设置一对 CP标预埋件，并且要求每对 CP之间的连线应与此处铁轨的延伸方向大致垂直。在桥梁挡砟墙顶设标，大致竖立钻孔，采用 25 厘米以上直径钻头，钻深 11 厘米。b安装检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。用塑料后盖封闭预埋件后端管口，防止异物进入预埋件。将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞入洞孔。竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行

19、于水泥面或略微高一点，锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。2. 路基部分 CP标志组中预埋件的安装： a打孔应在路基标志桩距基础 80 厘米左右（此处需高于轨顶 50cm）高处预钻直径2.5 厘米的孔，孔深 11 厘米左右。b安装与桥梁标志方法相同3. 隧道内 CP标联接件预埋件的安装a打孔应在隧道内边墙上，距离电缆槽约 30-80 厘米高处预钻直径2.5 厘米的孔，孔深 11 厘米左右。b安装与桥梁标志方法相同 CP标志的使用7.2CP点和自由设站编号7.2.2自由设站编号7.3CP点的布设对于 24 或 32m 简支梁每 2 孔布设一对 CP点，相邻两对 C

20、P点相距约为 64m，56m 或 48m。对于连续 24m 简支梁，根据实际情况也可每三孔布设一对 CP点。2. 普通连续梁对于连续梁，CP应优先布设于固定端上方。对于跨度超过 80m 的特大桥，应在跨中部分布设一对CP点，该对CP点应尽可能在同等条件下使用，使用前并应复核 。7.3.2 路基段 CP点的布设路基段使用钢筋混凝土成对浇筑 CP辅助立柱，见下图CP辅助立柱直径为25cm，顶面高于设计轨道面至少30cm。待基础稳定后，在 CP辅助立柱上使用快干砂浆或锚固剂埋设 CP标志预埋部分。路基上 CP点布置图7.3.3隧道段 CP点的布设隧道里一般布置在设计轨道顶面以上3050cm 的边墙内

21、衬上，相邻CP点对相距 60m 左右，布置形式见下面图：8 CP网测量与数据处理8.1CP网网形测量网形式测站间距为120m的 CP平面网构网形式见下图 说明：中间点表示自由置镜位置，由中间点引出的色方向线为由此测站须观测的 CP点。因遇施工干扰或观测条件稍差时， CP平面控制网可采用下图所示的构网形式，平面观测测站间距应为 60m 左右，每个 CP控制点应有四个方向交会。测站间距为 60m 的 CP平面网构网形式见下图CP控制点测量方法及与上一级控制网的关系联测 CPI、CP采用的网形优先顺序为：1.2.3. 也可在控制点上采用下图形式联测 CP点，如下图：4. 当梁上梁下不能直接通视时可以

22、采用加临时站的方法，如下图：8.2 CP网平面测量8.2.1观测要求用于 CP测量的仪器设备应通过国家法定机构检定并在有效期内。1、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）。2、水准仪不低于 DS1 级，推荐使用天宝 DINI 和徕卡 DNA03 系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。3 、配套的温度计量测精度不低于±0.5，气压计量测精度不低于±5hpa。4、平面观测前，应对全站仪进行检验和和校正：a. 望远镜光学性能的检验。b. 调焦镜运行正确性的检验。c.

23、 照准部旋转是否正确的检验。照准部旋转轴正确，各位置气泡读数较差不应超过一格。d. 垂直微动螺旋使用正确性的检验。e. 照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。f. 水平轴倾斜误差（水平轴不垂直于垂直轴之差）的检验，DJ1型仪器不应超过 10。g. 视准轴误差（2C，视准轴不与水平轴正交所产生的误差）的检验，DJ1 型仪器不应超 20。h. 竖盘指标差的检验，DJ1 型仪器不应超 8。i. 对中器的检验和校正。对中误差不应大于 1mm。j. 测距加常数及棱镜常数的检验。CP网采用自由设站边角交会法测量。自由测站的测量，从每个自由测站，一般以前后各3对CP点为测量目标，每个CP点至少从3个测站上分别联

24、测。一般应尽量选择无风的阴天进行或夜间进行观测。CP控制网观测的自由测站间距一般约为 120m，自由测站到 CP点的最远观测距离不应大于180m；每个CP点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。CP控制网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。当观测方向较多时，也可以采用分组全圆方向观测法。全圆方向观测应满足下表的规定。CP平面网水平方向观测技术要求仪器等级()测回数半测回归零差()测回间同一方向2C互差()同一方向归零后方向值较差 ()0.5369614696CP平面网距离观测技术要求测回数盘左和盘右半测回距离较差测回间距离较差3±1 mm±1 mm注：距离测量一测回

25、是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。CP平面网的主要技术指标方向观测中误差距离观测中误差相邻点的相对点位坐标方向中误差同精度复测坐标较差±1.8±1.0mm±1mm±3mmCP平面网平差后的主要技术要求控制网名称与 CP、CP 联测与 CP联测距离中误差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平面网33mm2.51.4mm1mm1.4mm单位权中误差宜为 0.71.3；可靠性指标最小为 0.15，平均为 0.25。CP平面网的平差计算取位，应按下表的规定执行。CP平面网平差计算取位控制网名称水平方向观测值（）水平距离观测值（mm）方向改正数

26、（）距离改正数（mm）点位中误差（mm）点位坐标（mm）CP平面网0.10.10.010.010.010.1站CP控制测量成果表8.3CP网高程测量精密水准测量的主要技术标准精密水准测量精度要求（mm）前后视距差（m）视线高度（m）两次读数之差（mm）两次读数所测高差之差（mm）±20.3±0.5±0.7中间设站三角高程测量的垂直角测量技术要求中间设站三角高程测量的距离测量技术要求8.3.4内业数据处理精密水准测量计算取位8.3.5CPIII高程区段接边处理CP高程测量分段方式与 CP平面测量分段方式一致，每段长度不宜少于 4km，前后段接边时应联测另外一段 2 对 CP点。区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应 ±3mm。满足该条件后，后一区段 CP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 12对CP点高程成果进行约束平差。8.3.6CIII高程成果的取用CP点两次独立测量，高程较差±2mm，且相邻