快速轨道交通线网框架网控制测量暨2号线一期控制测量技术设计书

长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 0 快速轨道交通线网框架网控制测量暨 2号线一期控制测量技术设计书 2 作业区已有的成果资料分析和利用 有平面控制网成果资料分析和利用 该系统 可综合应用于城市规划 、测绘、地籍管理、城乡建设、环境监测、灾害监测、安全监测，交通控制 、气象预报 等 领域， 系统通过 向用户提供四个层次的定位信息服务：毫米级、厘米级、分米级和米级精度的定位服务。毫米级精度定位可用于地表及高层建筑物的形变监测；厘米级精度的定位信息可用于快速建立测量控制网、数字化测图及施工控制等；分米级精度的定位信息可用于城市基础地理信息的动态更新，通信、电力、石油、化工、林业、精细农业、土地平整等方面；米级精度的定位信息可用于交通指挥、智能交通决策、公共安全，同时还为各行各业提供导航服务。 该系统是长株潭地区实现城市现代化管理和数字化城市不可缺少的重要组成部分，系统的建成，统一了长株潭基础坐标框架基准，为长株潭城市群两型社会的建设奠定了基础，为 长沙市轨道交通 线网以及长 株潭轻轨的建设提供了测绘基准，保证了同一地区乃至不同地区交通线网的衔接。 该系统 6个永久参考站最弱点点位中误差为 运行一年半后，通过对相邻站间的基线进行解算，其基线长度变化最大为 8小为 0均为3.1 均年变化率为 2.0 ，可作为 本次 2050 框架网点的起算点，同时其 24小时连续记录的一秒一个历元的 据可参与控制网的监测，乃至地铁施工时建筑物、管线的变形监测。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 1 有高程控制网成果资料分析和利用 根据资料收集，在长沙市范围内 (及附近 )，有 50常线和长易线等一等水准点 20多个，有 80 年代湖南省测绘局所测新长线 5、 等水准点 10多个，据实地踏勘，上述点位除少数点位已毁外，绝大部份保存完好，其高程系统为 56 年黄海高程系统和 85国家高程基准。 2004 年，我院建立覆盖长沙市五区、长沙县、望城县的三等水准网，面积达 5000 其高程系统为 56 年黄海高程系统，该网已由湖南省测绘产品质量监督检验授权站检验合格，并获湖南省二 00五年优秀勘察设计一等奖。 经查阅其相关精度分析资料，上述水准点符合有关规范要求，一等水准点可作为本次地铁 等水准网测量的起算点，二、三等水准点可作为检核点。 3 测绘基准 面坐标系统 长沙市轨道交通 线网属于城市交通网络的一部分，是城市建设的大手笔，坐标系统必须采用与现有规划建设一致的长沙市独立坐标系。 由于长沙地铁 2 号线的轨道的平均高程为 20米，最高为 溁湾镇 )，最低为 湘江 )， 长沙市独立坐标系采用的城市平均面的高程为 80 米，两者相差 60 米，根据 城市轨道交通工程测量规范的要求两者的高差影响每千米不大于 5两站的高差不能大于 31米，计算公式为： (32 2 2c o s s i n ( ) c o M A M A M N M A (3 式中： 半径， M 和 N 分别为卯酉圈曲率半径，按长沙市的平均纬度 2812，则 M=N=A 为 法截弧方位角，长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 2 故和 根据 长沙城市轨道交通线网 (2050)的布网方案，长沙地铁其他线路的 平均高程都比 2号线高，同时长株潭轻轨都在地面上，其高程应高于 长沙地铁的 平均高程，因此结合长沙市城市规划建设的具体情况，拟选 长沙城市轨道交通线网的平均高程 为 40米，既满足规范要求，同时有能与现有城市建设保持较好的衔接。 因此长沙市轨道 交通 线网平面坐标系统采用长沙市独立坐标系，其高程投影面为 40米。 程坐标系统 高程坐标系统采用国家 1956 黄海高程坐标系统。 4 技术依据 城市轨道交通工程测量规范 全球定位系统 (量规范 18314国家一、二等水准测量规范 城市测量规范 长沙 市城市快速轨道交通线网 (2050) 框架网设计方案 目概述 规划中的 长沙市城市快速轨道交通线 网 (2050)总体目标为： 2008 年 2015年，建成贯穿长沙市东西和南北轴向的轨道交通“十”字形核心线路； 2015 年2020年，在“十”字形核心线路的基础上，建成轨道交通骨干网络； 2020 年 2050年 (远景年 )，完全覆盖长沙市主城区，辐射外围城区，构筑与长沙市城市发展相适应的、高效率、一体化和人性化的城市综合交通体系。规划采用分区 、分期、分阶段建设，大多处于 10米至 20米深的地下，深度依据地形、地面建筑物等各有不同，其中最深的湘江大道站还将达到 30 米左右，地铁隧道为 内径的平行双洞，初步计划在地 铁区间采用盾构法施工，而在地铁车站则采用明挖法施工。因此该项目具有覆盖面广 (1000 上 )、施工周期长 (40 年以上 )、各线路交叉点多 (13 个节点 )、施工难度大的的特点，故对施工控制网的精度有更严格的要求。 为了保证各条线路、同一线路不同时期的衔接，不同线路 C 级 2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 3 首级平面控制点的起算点须保证一致，为此需布设 2050框架网。 2050框架网作为长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)项目建设基准，也是长时期施工中 C 级 度要求 2050框架网采用 级网 的精度，相邻点间基线长度精度要求如下： 2 6 2( 1 0 )a b d (3式中： 义相邻点基线精度指标， mm a 定误差， 8， mm b 例系数误差 , 1 d 邻点间的距离， 设方案 050 架网的图形结构设计 2050 框架网按 级点要 求布设成连续环网，每点的连接点数不少于 3点，所有观测边都是独立基线向量，独立闭合环点数不大于 6，平均边长 10050框架网共需新布设 17点，其中 基岩点预计 9点，已知点联测 6个 长株潭 考站， 共需观测 48 条独立基线，构成 32 个多边形闭合环。图 2为 2050框架网结构图。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 4 图 2： 2050框架网结构图 (黑色点为 统 站点 ) 点原则 (1) 基岩控制点点位尽可能选在能长期保存的地点，充分考虑周围苗木、建筑物以及未来城市规划的影响。 (2) 楼顶控制点点位尽可能选在稳定的建筑物顶上，以便于永久保存；利用旧点时，应检查该点的稳定性及完好性，以及是否满足 与业主交涉好，便于控制点的保存及使用。 (3) 所选点位便于安置 收机天线，并视野开阔，视场内周围障碍物高度角一般应小于 15，并适当考虑交通情况，以提高作业效率。 (4) 点位应尽量远离大功率无线电发射源 (如电视台、微波站及微波通道等 )及高压电线，其间距分别不小于 2000M，以避免周围磁场对信号的干扰。 (5)点位周围不应有对电磁波反射 (或吸收 )强烈的物体 (如 大片水域 )，以减弱多路径效应的影响。 (6)点位分布尽量均匀，同时兼顾 城区密、外围稀、尽量多布设在线路的交点及线路端点的实际需求。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 5 石埋设及编号 2050 框架网 点均应埋设永久性标石，坑底填以砂石，捣固夯实或浇灌混凝土底层，上面埋设盘石和柱石 (点位埋设示意图见图 4)，两层标石中心的偏离值应小于 3据实际情况可埋设当埋设 基岩点、 普通地面点、 楼顶点， 以上点位标心均采用不锈钢材料，并应有明确的点位中心。 基岩点设计为 钢管式基岩标， 采用钻探方式，打钻孔到岩层并进入岩层 钻探用的 127 毫米直径金属放至岩层，管标底灌注水泥浆与基岩固结，然后挖开地表部分，将不锈钢标志头焊接在金属套管上成为一个整体，做好水泥护柱，如图 3。 普通地面点标石埋设采用 现场挖坑浇注法，就是在稳定的地面，现场开挖一5000000基坑，在基坑的 4 各侧面及下地面分别嵌入若干根 300注水泥后稳固特制不锈钢质专用控制点钢钉，图 6为结构示意图。 楼顶点 标石设上下两标志，下标为 8 毫米 的铜蕊，埋设在楼顶面内，复盖薄膜保护与上标石分离，然后现场捣制 30 20 15 毫米 3的标石，上下标志的偏离 值应小于 图 5。 控制点编号采用符号及地名双重编号，如勘测院楼顶，编号可以设计为：2050 2050 勘测院。画好点之记，包括：地名、交通路线图、概略地理坐标、详细点位，并照像。 控制点标石埋好后，在标示上或半径 1m 醒目的地方，做好警示性的保护措施，条件允许的情况下，可委托附近的人保护看管。 图 3：基岩点示意图 图 4： 普通地面点 示意图 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 6 图 5： 楼顶点 标石 示意图 图 6： 楼顶点 标石 示意图 测方案及成果检核 测仪器及其检核 拟采用 2 台套美国产阿司泰克公司 频机 、 5 台套法国产泰雷兹公司频机 、 2 台 频机进行联合观测，接收机的标称精度都为5于 级网的精度要求。在工程开始观测和结束时对接收机进行基线检测各一次，检测的观测时间要求覆盖实际测量时的各个时段。 在测前或测后要按规定对采用的 测技术要求 2050框架网 制测量作业的基本要求应符合表 1的规定。 表 1 项 目 要 求 接收机类型 双频 观测量 载波相位 接收机标称精度 51 10星高度角 15 有效观测卫星数 9 同时观测有效卫星数 4 有效观测时段长度 ( 240 数据采样间隔 (S) 30 时段中任一卫星有效观测时间 ( 15 点位几何图形强度因子 ( 6 重复设站数 4 同步观测接收机数 4 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 7 测计划及作业要求 (1)作业组在 进行施测之前，应事先编制 星可见性预报表。预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何图形强度因子等内容。 (2)作业组在观测前应根据作业的接收机台数， 形设计及卫星预报表编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等项。 (3)观测组应严格按调度表规定的时间进行作业。保证同步观测同一卫星组。当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意。 (4)接收机电源电缆和天线电缆应连接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测 。 (5)每时段开机前，作业员应及时记录测站名、日期、天气情况等信息。 (6)观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。 (7)接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机、手机，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。 (8)观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬盘，并对原始数据进行备份，确保观测数据不丢失。 线解算检验 2050框架网基线采用 2套通用的商业软件 便于以后验算，当天的数据必须确认点号和天线高都正确无误后将原始数据保存起来。 2050框架网基线解算采用精密星历，为确保基线的解算质量，对解算基线时作如下规定： (1)基线解算必须从有精确 (2)数据利用率至少达到 90%，即数据剔除率不能超过 10%。 (3)如果某颗卫星的数据质量不好，剔除该卫星计算基线时，剔除该卫星后 不能超过 6。 (4)求解基线向量时，要采用双差固定解。 对 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 8 (1)同步多边形环闭合 差的检核：同步环坐标分量闭合差应小于 3环线全长相对闭合差应小于 5 (2)异步环闭合差的检核 异步环闭合差是检核 步环闭合差超限必须要返工。由若干条独立的 边形异步环闭合差应满足： 式中： n：异步环中基线边个数 W：环闭合差； ：标准差； a：固定误差 ( b：比例误差系数 (d：网中相邻点距离 (测与重测 当异步环闭各差超限时，应分析、查明原因，及时 重测质量较差的基线。对于由于点位不符合 量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项限差技术规定时，应另增造新点进行重测。 复测基线的长度较差应满足下式要求： 22 (3差计算 平差计算采用武汉大学测绘学院的 处理软件进行处理，分两步进行，先在 标进行三维无约束平差，然后在长沙独立坐标系中进行 二维约束平差。 无约束平差后，基线向量改正数的绝对值应满足下列各式要求： V x 3 (3V y 3 (3 2 (3(3(3(3 22 (3长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 9 V z 3 (3约束平差在长沙独立坐标系统中进行，输出结果包括重复基线互差统计表、同步闭合环统计表、异步闭合环统计表、平差结果统计表，平差结果统计表中包含基本平差信息、平差结果、 站点位精度和误差椭圆元素、 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列各式要求： x 2 (3y 2 (3z 2 (3目特点及难点 2050框架网长沙市是整个长沙市轨道交通项目的控制基准，是各地铁线路首级 级控制网的起算基准及检核基准，使用周期长，控制范围广。因此，该项目的难点在选 点布网及点位的保护。 6 2 号线一期 C 级 级平面控制网 设计方案 目概述 轨道交通 2号线作为长沙市轨道交通东西向核心线路，十字核心线路中的一横，串联了城市东西向大客运枢纽 (武广新长沙火车站 、长沙火车站、汽车西站 )和 4大客流集散中心 (荣湾镇 、五一广场、芙蓉广场和袁家岭 )。首期开工 建设的2 号线一期工程自汽车西站站 金星大道站 西湖公园站 荣湾镇站 橘子州站 湘江大道站 五一广场 芙蓉广场 迎宾路站 袁家岭站 长沙火车站站 东二环站 万家丽路站 古曲路站 长沙大道站 体育新城 黎托站 新长沙火车站 黄花镇光达村站止，线路全长 为地下线，设站 19座，均为地下车站，平均站间距 换乘站 6 座，分别为荣湾镇站 (与 5 号线换乘 ) 、芙蓉广场站 (与 1 号线换乘 )、长沙火车站 (与 2A 线换乘 )、万家丽广场站 (与 4号线换乘 )、体育新城站 (与 3号线换乘 )和新长沙站 (与 3号线换乘 )。 轨道交通 2号线一期工程，能切实缓解沿湘江一桥和五一大道的公交客流压力，能有效解决河东河西交通瓶颈，同时作为与其他规划线路的换乘枢纽，项目建成后，对引导河西新城 、武广新长沙火车站地区乃至全市经济社会发展都具有长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 10 重要意 义。 度要求 2号线一期工程 最弱点点位中误差 12 相邻点的相对点位中误差 10 最弱边相对中误差 1/10万； 与旧有测量控制点的坐标较差 50 设方案 形结构设计 2号线一期工程 号线地铁走向布设，由多边形闭合环构成控制网多边形锁，每条边都为独立基线向量，并且要求闭合环中的边数不多于 6 条。按每一个车站埋设 3 点为基本原则，预计需埋设 57 点，其中基岩点 10个，楼 顶点 47 个，根据实际情况，在保证规范及施工测量精度的要求下，应充分利用站与站之间的通视，减少控制点的埋设，降低成本。 2号线一期工程C 级 级平面控制网已知点采用 6 个 2050 框架网点，图 7 为 2 号线一期工程 图 7： 2号线一期工程 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 11 点设计 (1)为保证施工的绝对精度和绝对可靠，采取冗余设计，每个车站布设 3个点，离车站最近的点要有 2各及以上的通视方向，离车站最近的点与车站的距离尽量控制在 300米左右。 (2)基岩控制点点位尽可能选在 能长期保存的地点，充分考虑周围苗木、建筑物以及未来城市规划的影响。 (3)楼顶控制点点位尽可能选在稳定的建筑物顶上，以便于永久保存；利用旧点时，应检查该点的稳定性及完好性，以及是否满足 与业主交涉好，便于控制点的保存及使用。楼高尽量控制在 60 米以下。这是本项目的难点。 (4)所选点位便于安置 收机天线，并视野开阔，视场内周围障碍物高度角一般应小于 15，并适当考虑交通情况，以提高作业效率。 (5)点位应尽量远离大功率无线电发射源 (如电视台、微波站及微波通道等 )及高压电线，其间距分别不小 于 2000M，以避免周围磁场对信号的干扰。 (6)点位周围不应有对电磁波反射 (或吸收 )强烈的物体 (如大片水域 )，以减弱多路径效应的影响。 (7) 选点中，尽量考虑站与站间的通视点，能充分利用以减少点数，缩减成本。 石埋设及编号 2号线一期工程 制点均要求埋设强制对中 墩 (含对中器 )或强制对中钢标，根据现场情况及技术要求，分别埋设 基岩点、楼顶点。 基岩点设计为 钢管式基岩标， 采用钻探方式，打钻孔到岩层并进入岩层 钻探用的 127 毫米直径金属放至岩层，管标底灌注水泥浆与 基岩固结，然后挖开地表部分，将不锈钢标志头焊接在金属套管上成为一个整体，做好水泥护柱，如图 8。 楼顶点 标石设上下两标志，下标为固定在楼顶面内 30 30 20 厘米 3的标石，上标为强制对中铁架，高 1200安装 400的强制对中花杆，如图 9。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 12 图 8：基岩点示意图 图 9：楼顶点示意图 控制点编号采用符号及地名双重编号，如勘测院楼顶，编号可以设计为：2勘测院， 02表示是 2号线， 01表示 2号线的第一个点。画好点之记，包括： 地名、交通路线图、概略地理坐标、详细点位，并照像。 控制点标石埋好后，在标石上或半径 1m 醒目的地方，做好警示性的保护措施，条件允许的情况下，可委托附近的人保护看管。 测方案及成果检核 测仪器及其检核 拟采用 2 台套美国产阿司泰克公司 频机 、 5 台套法国产泰雷兹公司频机 、 2 台 频机进行联合观测，接收机的标称精度都为5于 级网的精度要求。在工程开始观测和结束时对接收机进行基线检测各一次，检测的观测时间要求覆盖实际测量时的各个时段。 在测前或测后要按规定对采用的 测技术要求 2 号线一期工程 C 级 级平面控制网测量作业的基本要求应符合表 2的规定。 表 2： C 级 量作业的基本要求 项 目 要 求 接收机类型 双频 观测量 载波相位 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 13 接收机标称精度 51 10星高度角 15 有效观测卫星数 4 有效观测时段长度 (5公里以下边观测时间 90 5公里以上边观测时间 120 数据采样间隔 (S) 15 点位几何图形强度因子 ( 6 重复设站数 2 同步观测接收机数 3 测计划及作业要求 (1)作业组在进行施测之前，应事先编制 星可见性预报表。预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何图形强度因子等内容。 (2)作业组在观测前应根据作业的接收机台数， 形设计及卫星预报表编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等项。 (3)观测组应严格按调度表规定的时间进行作业。保证同步观测同一卫星组。当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意 。 (4)接收机电源电缆和天线电缆应连接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测。 (5)每时段开机前，作业员应及时记录测站名、日期、天气情况等信息。 (6)观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。 (7)接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机、手机，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。 (8)观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬盘，并对原始数据进行备份，确保观测数据不丢失 。 线解算检验 2 号线一期工程 C 级 级平面控制网基线采用 2 套通用的软件 行基线比较解算。为便于以后验算，当天的数据必须确认点号和天线高都正确无误后将原始数据保存起来。 2 号线一期工程 C 级 级平面控制网基线解算采用广播星历，为确保基长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 14 线的解算质量，对解算基线时作如下规定： (1)基线解算必须从有较精确 050框架点开始。 (2)数据利用率至少达到 90%，即数据剔除率不能超过 10%。 (3)如果某颗卫星的数据质量不好 ，剔除该卫星计算基线时，剔除该卫星后 不能超过 6。 (4)求解基线向量时，要采用双差固定解。 对 (1)同步多边形环闭合差的检核：同步环坐标分量闭合差应小于 3环线全长相对闭合差应小于 5 (2)异步环闭合差的检核 异步环闭合差是检核 步环闭合差超限必须要返工。由若干条独立的 边形异步环闭合差应满足： (4 (4 (42 (4 22 (4式中： n：异步环中基线边个数 W：环闭 合差； ：标准差； a：固定误差 ( b：比例误差系数 (d：网中相邻点距离 (测与重测 当异步环闭各差超限时，应分析、查明原因，及时重测质量较差的基线。对于由于点位不符合 量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项限差技术规定时，应另增造新点进行重测。 复测基线的长度较差应满足下式要求： 22 (4长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 15 差计算 平差计算采用武汉大学测绘学院的 处理软件进行处理，分两步进行，先在 标进行三维无约束平差，然后在长沙独立坐标系中进行二维约束平差。 无约束平差后，基线向量改正数的绝对值应满足下列各式要求： V x 3 (4V y 3 (4V z 3 (4约束平差在长沙独立坐标系统中进行，输出结果包括重复基线互差统计表、同步闭合环统计表、异步闭合环统计表、平差结果统计表，平差结果统计表中包含基本平差信息、平差结果、 站点位精度和误差椭圆元素、 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列各式要求： x 2 (4y 2 (4z 2 (47 2 号线一期精密导线控制网 设计方案 程概况 2 号线一期工程自汽车西站站 金星大道站 西湖公园站 荣湾镇站 橘子州站 湘江大道站 五一广场 芙蓉广场 迎宾路站 袁家岭站 长沙火车站站 东二环站 万家丽路站 古曲路站 长沙大道站 体育新城 黎托站 新长沙火车站 黄花镇光达村站止，线路全长 为地下线，设站 19座，均为地下车站，平均站间距 线路途径地段繁杂，其中：新长沙火车站 黄花镇光达村站为城郊地区，体育新城 黎托站 新长沙火车站为施工地段，其他路线为城市繁华地段，车多人多；每个车站长度不一，如起始站汽车西站站 短的车站橘子州站 、最长的车站荣湾站 ；施工方式多样，如暗挖法施工、明挖法施工等；不同的地段可能由不同的施工单位进行施工。因此，作为指导地铁各设施施工的直接平面基准， 2号线一期精密长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 16 导线控制网在设计及布设上，要充分考虑上述各因素的影响，难度较大。 度要求 2号线一期工程精密导线网技术指标如表 3。 表 3： 2号线一期工程精密导线网技术指标 平均边 长 (m) 导线总长度 (每 边 测距中误差 (测距相对中误差 测角中误差( ) 测回数 方位角闭合差( ) 全长 相对 闭合差 相邻点的相对点位中误差(级全站仪 级全站仪 350 3 5 6 1/60000 6 5 n 1/35000 8 点设计 (1)为保证施工的绝对精度和绝对可靠，采取冗余设计，每个车站和井口附近至少 3个点，离车站和井口最近的点与车站的距离尽量控制在 150米左右。 (2)精密导线点的位置要选在因地下铁路 工程施工而发生沉降区域以外的地方。 (3)点位应避开地下管线等建筑物。 (3)精密导线点与相邻 0 。 (4)相邻导线点的实现距障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。 (5)应充分利用城市已有的导线点，这些点经多年的沉降，比较稳固。 (6)点位尽量布设在地面，可克服楼顶点使用不方便的缺点；楼顶点所在楼的楼层高不宜过高。 (7)精密导线网应起、闭于 2号线一期工程 石埋设 标石埋设采取 3 种方式，这也是我们长期施工测量中经验的总结，分别为：现场挖坑浇 注法 、现场挖坑埋设预制标石柱及冲击钻法。 现场挖坑浇注法和 冲击钻法在平时作业中用的很频繁，也很牢靠；现场挖坑埋设预制标石柱用的比较少。 现场挖坑浇注法就是在稳定的地面，现场开挖一 3000000基坑，在基坑的各侧面及下地面分别嵌入若干根 300注水泥后稳固特制不锈钢质专用控制点钢钉，图 10为结构示意图。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 17 冲击钻法就是在稳固的地面 (如水泥路面、 平石 )，利用冲击钻打一直径14 100后嵌入特制的膨胀不锈钢螺栓， 图 11为结构示意图 。 图 10：现场挖坑浇注法示意图 图 11 砼路面或平石上 埋设标志断面 测方案 测仪器及其检核 拟投入使用的全站仪为 1 台索佳自动化 3D 精密全站仪 )及配套的气温表和气压表，该仪器的标称精度为：测角 ，测距 工程开始观测和结束时对全站仪、气温表几气压表检测各一次，检测的观测时间要求覆盖实际测量时的各个时段。 在测前或测后要按规定对采用的 全站仪 进行鉴定。 测技术要求 (1)角度测量要测 4 个 测回，半测回归零差不大于 6，一测回 2C 互差不大于 9，同一方向值各测回较差不大于 6。当精密导线点上只有两个方向时，按左右角观测，左右角平均值之和与 360 的较差小于 4。 (2)距离测量要求每条边往返观测各 2 各测回，每测回间应重新照准目标，每测回三次读数，每次读数的较差小于 3回间平均值的较差要小于 3返平均值的较差小 5 (3)气象数据每条边在一端测定一次，温度最小读数要到 C，气压 50 2次测量的平均值，输入全站仪进行自动改正。 测计划及作业要求 (1)作业组在进行施测之前，应事先编制观测计划，避开外界因素 (如上下班高峰期 )影响大的时段。 (2)应在大气稳定和成像清晰的气象条件下进行观测，雷雨前后、大雾、大风、雨、雪及大气透明度很差的情况下不得作业。 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 18 (3)测量气象数据时，要置平气压表，避免受日光暴晒，温度表应悬挂在与测距视线同高、不受日光辐射影响和通风良好的地方，待气压表和温度表与周围温度一致后，才能正式侧记气象数据。 (4)测量前应先检查电池电压是否符合要求，在气温较低时，应有一定的预热时间，使仪器各电子部件达到正常稳定的工作状态时方可正式测量 。读数时，信号指示器指针应在最佳回光信号范围内。 (5)在晴天作业时仪器须打伞，严禁将照准头对向太阳，亦不宜顺光、逆光观测。仪器的主要电子附件也不应暴晒。 (6)观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不应超过一格，气泡位置偏离接近一格时，应重新整置仪器，使水准气泡居中。 (7)每站开机前，作业员应及时记录测站名、日期、天气情况、仪器高、气象数据等信息。 (8)严禁有另外的反光镜位于测线或测线延迟线上，测量时对讲机应暂时停止通话。 (9)观测中应保证全站仪工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据转存 至计算机硬，并对原始数据进行备份，确保观测数据不丢失。 据处理及平差解算 向观测值改正 方向观测值的方向改化采用以下公式计算： 1 2 1 1 22 ()6 x 、 2 、 (5式中：12、测站点 1 向照准点 2 观测方向的方向改化值 (秒 ) 12、测站点 2 向照准点 1 观测方向的方向改化值 (秒 ) 、 2 两点中点的平均曲率半径 (米 ) 12、 2 两点的 X 轴坐标值 (米 ) 2 两点的横坐标平均值 (米 ) 离观测值改正 在测量过程中，全站仪已对边长进行了气差改正，因此内业时只需进行测长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 19 距边水平距离的高程归化和投影改化。 (1)高程归化，测距边水平距离 S,公式如下： (1 ) (5式中： 黄海平均海水面 )的平均高程 (米 )； 米 )； 方向参考椭球面法截弧的曲率半径 (米 )。 (2)投影改化， 由 S再归算到高斯平面的测距边边长 S，公式如下： 2 222()(1 )2 2 4 (5式中：米 ) y 点近似横坐标的增量 (米 ) 米 ) 差计算 平差软件采用南方公司的商业化平差软件 行严密平差，该软件经过鉴定，已经商业化，计算成果可靠。 同时，还采用我们院自行开发的平差软件进行平差，并比较平差结果。 符合精密导线或精密导线环的角度闭合差不应大于下式计算值： 2W m n (5式中： mN 测角中误差按下式计算： 11 N (5式中：i 个符合导线或导线环的方位角闭合差 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 20 i 个符合导线或导线环的角度个数 N 测距相对中误差不得大于 1/60000，全长相对闭合差不得大于 1/35000。 8 2 号线一期二等水准控制网 设计方案 务情况 2 号线一期工程自汽车西站站 金星大道站 西湖公园站 荣湾镇站 橘子州站 湘江大道站 五一广场 芙蓉广场 迎宾路站 袁家岭站 长沙火车站站 东二环站 万家丽路站 古曲 路站 长沙大道站 体育新城 黎托站 新长沙火车站 黄花镇光达村站止，线路全长 为地下线，设站 19座，均为地下车站，平均站间距 中，新长沙火车站 黄花镇光达村站为城郊地区，野外测量难度相对小些；体育新城 黎托站 新长沙火车站为施工地段，水准点的埋设要充分考虑各种外界因素的影响，野外测量环境差、难度大；其他路线为城市繁华地段，车多人多，对二等精密水准测量来说，这种环境影响最大。同时，线路上还包括两处跨河水准测量，分别为浏阳河跨河水准 (500米内 )和湘江跨河水准 (500 2000米 )。 度要求 2 号线一期工程二等水准网沿线路附近布设成符合线路或闭合线路，联测城市一、二等水准点的总数不少于 3个，尽量均匀分布。具体精度要求如表 3。 表 3：水准测量的主要技术要求 水准测量等级 每 差中误差 (符合水准路线平均长度 (水准仪等级 水准尺 观测次数 往返较差、符合或环线闭合差(偶然中误差 M 全中误差 已知点联测 符合或环线 一等 1 2 35 45 瓦尺或条码尺 往返测各测一次 往返测各测一次 4 L 二等 2 4 2 4 瓦尺或条码尺 往返测各测一次 往返测各测一次 8 L 长沙市城市快速轨道交通线网 (2050)框架网控制测量暨 2 号线一期控制测量技术设计书 长沙市勘测设计研究院 长沙市曙光中路 165 号 邮编： 410007 21 位设计 2 号线一期工程二等水准网预计埋设 57 个水准点，其中 38 各基岩点， 19个墙水准点，点位选择具体要求如下： (1)为保证施工的绝对精度和绝对可靠，采取冗余设计，每个车站布设 3个水准点， 2个基岩点，一个墙水准点。 (2)基岩点应选在地基坚实稳定、安全僻静，并利于长期保存与观测使用方便的地方。如尽量选在路线附近的机关、学校、公园内等。 (3)充分考虑地铁的走向及站口位置和近期拆迁改建的 范围，结合地铁建设规划及城市建设规划，减少这些因素的干扰。 (4)墙水准点应选在结构好并经过沉降稳定后的房屋承重柱上。 石埋设 基岩点设计为 钢管式基岩标， 采用钻探方式，打钻孔到岩层并进入岩层 钻探用的 127 毫米直径金属放至岩层，管标底灌注水泥浆与基岩固结，然后挖开地表部分，将铜质标志头焊接在金