港区支线精密工程控制测量技术设计书

1 港区支线 精密工程控制测量技术设计 书 一、概述 （一）设计依据 （二）设计范围及设计内容 1、设计范围 2、设计内容 本线精测网参照“铁路工程测量规范 （ ”标准建网。 建网原则：分级布网、逐级控制。 （三）线路概况及线下工程概况 1、线路概况 测区位于 东经 119002010，北纬 3320435间，地处 山东、江苏两省。 连盐淮铁路由北向南，经过山东巨峰、江苏赣榆、连云港、灌南、响水、滨海最后至盐城，在响水分叉，经过灌南、涟水至淮安。 国道、 省道、县道、乡村道路分布发达，交通便利，初测线路周边地形平坦，地势开阔，其间分布少量垄岗及孤岛残丘；河流、沟渠纵横交错，沿定线方向桥梁较少；村庄分布密集 。 2、线下工程概况 2 线路总长（含疏解线） 中桥梁长度约为 全线 46%；隧道长度约 全线 二、既有控制测量资料情况分析 （一）既有勘测设计阶段控制测量工作简介 初测和定测期间，沿线布设 D 级 级导线和四等水准。 （二）既有控制测量成果的评价和利用 1、埋石深度不满足精测要求，控制桩破坏严重。 2、初定测期间布设的控制网没有整体平差，存在系统差。 3、没有跟连盐线精测网联测，无法保证相邻工程的准确衔接。 根据以上对既有控制测量成果的评价，初定测既有控制测量成果与施工要求存在较大差距，依据铁路工程测量规范的要求，需要在全线建立满足施工要求的精密工程控制网。 三、精密工程控制测量方案 （一）测量技术依据 1、铁路工程测量规范（ 2、 工程测量规范 (0026 2007) 3、 国家三、四等水准测量规范 (2898 2009) 4、全球定位系统 (量规范（ 8314 5、初步设计文件 （二）坐标与高程系统的选择 1、坐标系统 本段精密工程控制测量平面坐标系统采用施工坐标系（任意带高斯投 3 影抵偿坐标系），依据线路初步设计方案位置东西（ Y）方向坐标差值及路肩设计高程计算中央子午线值及投影面高程，满足测区投影长度变形值不大于 1/40000（ 25mm/要求。 2、高程系统 采用 1985 国家高程基准。 （三）控制网的布设 1、平面控制网的布设 本次精密工程控制测量平面控制网按分级布网的原则，分两级布设，第一级为基础平面控制网 （ 第二级为线路控制网（ 第一级基础平面控制网（ 首先对收集的国家高等级 点进行兼容性和稳定性检验，作为本项目 起算依据。 在此基础上按 3设一个或一对通视 ，若成对布设其通视边长 800m 1000m 为宜。在水面宽度大于 1特大桥两岸附近应增设 制点。 制点根据线路走向沿线布设。应选在离线路中线 100m 200m、地质情况稳定、地基坚实，且地下水位较低，利于 测，能长期保存而不易被施工破坏的稳定区域。顾及 型和选点条件 限制，困难点位可离开线位 1内。 位应便于安置 收机，周围视野开阔，便于 星信号的接收。其要求：点位要选择在四周开阔的区域，地面高度角 15内不应有成片的障碍物；点位应选择在交通方便，且利于安全作业的地方；点位附近不应有大面积水域或其它强烈干扰卫星信号接收的物体（如金属广告牌等）；点位须远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），远离高压输电线，其距离均不得小于 200m。 4 第二级线路控制网（ 制点间距 600m 800m，困难地段不短于 500m 为宜，沿线路走 向布设，应选在离线路中线 50m 100m，稳固可靠且不易被施工破坏的范围内，便于测量及施工放线的地方；尽量满足相邻点相互通视，要保证每一个点至少要有一个通视点，当 前后相邻点都不能通视时，应对不通视的点增加方向点，但不通视点间应保证 的附合长度不大于1顾及 的发展布设；对路基、桥梁等段落，尽量考虑将 设于线路一侧，避免因施工后高路基、桥墩等造成点间不通视的现象，以方便施工使用；点位应便于安置 收机和全站仪，观测条件满足 星信号的接收要求。 2、 高程控制网的布设 高程控制网沿线布设深埋水准点和一般水准点两种类型的高程控制点，组成统一的高程控制网。 1） 选点、埋石 （ 1）深埋水准点 深度根据地质地层条件及桥梁墩设计深度单独进行设计。 线深埋水准点都选在线路附近的村庄内，应和大队、村委会或其它单位和个人取得联系，点位宜选在村委会、学校、卫生所院等公用事业单位内或附近，条件困难应选在村民住户院内。 便钻机到点位，要避开高压线等要有足够的施工净空。 c. 选定点位后打木桩 标定点位，并用手持 量存储坐标，绘制点之记。 d. 点位选好后，要和土地使用人或管理人进行使用、施工方面的协商， 5 尽量少发生费用，如果对方提出费用，经友好协商报单位批准后实施，并确定水准点保管人。施工完成后同水准点保管人签订委托保管书。 （ 3）一般水准点 一般水准点在国家 I 等水准点的基础上，要求沿线一般不大于 2设一个，考虑到便于施工单位施工放样及垂直位移监测时对高程点的引用，因此将地面 控制点亦纳入高程控制网，这样可能会稍微增加总水准路线的长度。如果水准基点不能与平面点共用时 ，应重新布设水准基点，满足小于 2距的要求。 （四）标石埋设 1、平面控制点（ 水准点标志 各种控制点标志金属标志制作材料为上部为不锈钢，下部采用普通钢筋焊接而成，规格应符合图 a）的规定；水泥路面设标要用电钻打孔后，将金属标志用固结剂或速凝水泥镶嵌在路面上，规格应符合图 b）的规定。标志标识规格应符合图 c）的规定。 10 m ）不锈钢6 0 m 标 志 直 径 0 . 5 水准基点控制点标钉及标识 2、平面控制点 （ 水准点埋设标准 平面控制点 水准点一般均采用现场浇注混凝土方式进行，桩面低于地面，各种控制点桩面标记等级和点名、标石形式及规格应符合图 规定。鉴于暂规规定的埋石深度和本项目最大冻土深度情况，确 6 定本线的所用 水准基点的埋石深度为：按埋深 1.4 m 进行。 单位（ ）混凝土盖地面图 水准基点控制点标石埋设图 上述控制点规格为：顶部 300部 400石应埋入冻土线以下 如果筑物顶上设置标石，标石应和建筑物顶面牢固连接。建筑物上各等平面控制点标石设置规格应符合图 规定。 203015单位： 图 筑物上 制点标石设置（单位： 如果选点的建筑物顶群墙较高，且满足测量条件，可选择在群墙顶部安装强制归心标志件的形式。如图 保护盖归心标志墙体图 群墙上 制点标志图 标石表面标识按图 示进行，现场浇筑埋石桩点应使用模具，桩面应整饰美观，标识及字头应统一大致指北。 图 石表面标识 混凝土盖的规格及标识见 图 铁 三 院点制控量测0 8 年 9 月018 深 3 5 m 面）铁三院依法保护测量标志4 0 0 4 0 0(a) (b)80混 凝 土 盖 （ 正 面 ， 厚 6 0 m m ）图 凝土盖规格 水准点可选择满足观测条件的稳定构筑物设置墙脚标志，标石埋设规格应符合图 规定。 图 脚水准点标石埋设图（单位： 3、点之记绘制要求 9 （ 1）点之记要在埋标时现场绘制草图，绘制内容要符合要求，要素齐全，标 识点位的距离用皮尺现场实测，确定点位的距离标注不少于 3 个，交通路线图指向要齐全、清楚。参照物少的桩点应设置水泥指示标。点之记使用统一格式绘制。 （ 2）根据点之记草图，及时绘制成 式的电子图，绘制点之记要严格按照图例要求进行绘制。 （ 3）选点埋标人员在点之记记录上签名，对点之记进行认真复核。 （ 4）绘制点之记概略坐标采用平差后的 3带坐标。 （ 5）每个点用数码相机拍摄辅助点之记（ 件格式）二张，一张为标石顶面（照片文件名称：点号 另一张为一人站在点位上，拍摄点位附近明显参照物（照片文件名称 ：点号 （ 6）控制点命名 制点命名为： 01*,插点和补点的编号为前点名 +19； 制点命名为： 01*,插点和补点的编号为前点名+1 9； 水准基点的命名为： 01*。 （五）基础平面控制网（ 测与数据处理 1、 施测 （ 1） 制网观测技术要求按铁路工程测量规范中 测时按照三角形或大地四边形构网。 （ 2）各级 制网测量的主要精度和技术指标应符合表 规定。 表 量的精度指标 10 级别 D E a（ 5 10 b（ mm/ 2 2 （ 3） 业时天线定向标志线应统一指向正北。每个时段观测前、后各量天线高一次，两次较差值小于 2均值作为最后成果。 （ 4） 量作业应满足下表 基本技术要求。 表 各级 量作业的基本技术要求 级 别 项 目 D E 静 态 测 量 卫 星高度角（ ） 15 15 有效卫星总数 4 4 有效时段长度（ 45 40 观测时段数 1 2 1 数据采样间隔（ S） 10 30 10 30 10 10 （ 5）观测过程中不得在天线附近 50m 以内使用电台， 10m 以内使用对讲机；在一时段观测过程中不允许进行以下操作：接收机关闭又重新启动，进行自测试，改变卫星仰角限，改变数据采样间隔，按动关闭文件和删除文件等功能。同时观测记录气象元素。 （ 6）联测附近连盐线 制点，实现资料衔接。 2、 数据处理 （ 1） 线解算 线向量解算采用广播星历和商用软件，为保证其数据的一致性，可统一应用 件进行基线解算。如果所用仪器为不同型号，应先进行数据预处理，将原始观测文件转换为 后进行基线解算， ： 表 基线质量检验限差表 11 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） 3 重复观测基线较差 22 22( . )a b d ， 中误差（ ,d 相邻点间距离（ ;本项目 a=5mm,b=1 （ 2） 平差 全部基线解算符合精度要求后，采用科傻 据后处理软件或同济据后处理软件进行整网平差计算。首先在 标系中进行无约束平差，以一个联测的国家 A/B 级 大地坐标进行无约束平差。对观测值后验中误差、残差、标准残差进行统计分析，检查 线向量是否有粗差和明显的系统误差，对质量不好的基线进行重测，直至符合基线向量改正数绝对值 Vx,y,z3。 无约束平差结束后，引入已知点坐标进行约束平差，约束平差基线向量改正数与无约束平差基线向量改正数差值 ，基线边 方向中误差、最弱边相对中误差应符合表 要求， 坐标成果保留到 表 量的精度指标 控制网级别 基线边方向 中误差 约束点间的 边长相对中误差 约束平差后 最弱边边长相对中误差 2 1/100000 1/70000 3 1/70000 1/40000 （六）平面控制网（ 施测与数据处理 制点观测可采用 量方式和导线测量方式进行。一般在对空条件及通视好的情况下采用 式进行测量。在非常困难的段落使用全 站仪按导线方式进行施测，这些段落的 应成对布设。 1、采用 测 控制点 12 量应在 基础上采用 量方法进行施测。应采用边联接方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与 就近联测，构成附合网。具体施测方法及数据处理同 项精度指标应符合表 相关规定。 2、采用导线观测 控制点 按照铁路工程测量规范中的相关要求执行。 制点应采用不低于 2、 2全站仪进行施测 。 导线测量水平角观测技术要求如表 导线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（ ） 一级 2级仪器 2 12 18 12 导线边长测量，读数至 米。距离和竖直角往返各观测 2 测回，竖角指标差 10。导线边限差应满足表 要求。 表 导线边测距要求 仪器精度 等 级 每边测回数 一测回各次读数较差限值（ 测回间较差限值（ 往返观测平距 较差限值 往测 返测 I 1 1 2 2 1 5 导线测量数据使用电子手簿记录，数据微机传输整理。 数据处理： 3 要求后，距离经归算和投影改化后进行严密平差计算；起算数据为 成果，采用科傻地面数据后处理软件进行平差解算。 表 3 导线测量主要精度指标 13 控制网级别 附合长度 （ 测距 中误差（ 测角 中误差 （ ） 测距相对中误差 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 5 5 4 1/50000 1/20000 8n 一级 （七）高程控制网的施测与数据处理 1、高程控制网施测 （ 1）首级高程网按照国家四等水准测量标准施测，以国家三等及以上水准点为起算点，进行整网严密平差计算。 （ 2）与连盐线高程点进行联测。 （ 3）使用 密电子水准仪（或同精度的其它电子水准仪）， 2m 或 3m 铟瓦条码水准尺，自动观测记录，采用单路线往返观测，一条路线的往返测必须使用同一类型仪器 和转点尺垫，沿同一路线进行。 （ 4）观测时，视线长度 100m，前后视距差 5m，前后视距累积差 10m，视线高度 站限差：两次读数差 次所测高差之差 0.6 测间歇点高差之差 1.0 测时，按往返奇偶站的顺序进行观测，每一测段应为偶数测站。 （ 5）一组往返测宜安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，应互换前后尺再进行观测；晴天观测时应给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时应借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。 （ 6）跨越较大河流或水域时，应按国家三、四等水准测 量规范（ 2898 91）跨河水准测量有关技术要求执行。 2、高程控制网数据处理 高程控制网数据处理与精度评定采用科傻平差软件，使用清华山维能图文网平差软件进行检核。水准测量计算取位应符合表 4 的规定。 表 水准测量精度要求（ 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 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 三等水准 3 6 20 L 12 L 20 L 8 L 四等水准 5 10 30 L 20 L 20 L 14 L 注：表中 合或环线的水准路线长度，单位 水准测量作业结束后，整网应按测段往返测 高差不符值计算偶然中误差 水准网的环数超过 20 个时，还应按环线闭合差计算 的规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。 （八）精测网控制点数预计 1、 精测网工作量 序号 工作内容 里程 （ 数量 单位 备 注 一 精测网建网 1 制点（四等 点 按 4右一对点 点埋桩 20 点 量（四等 20 点 测国家三角点 3 点 2 制点（五等 点 按平均 500m 一个点 点埋桩 74 点 量（五等 74 点 测 制点（五等 20 点 4 四等水准点 点 按平均 2个点 点埋桩 18 点 量（往返测） 110 程水准路线长