XX高速铁路精密测量控制网复测及构筑物变测技术书

1 高速铁路是由性质迥异的构筑物（桥、隧、涵、路基等）和轨道组成，它们相互依存、相互补充，共同构成刚度均匀的线路结构。为确保高速铁路线桥设备状态良好和动车组持续安全、平稳运行，需要在设计阶段建立并维持一套满足设计、施工、运营维护需要的高精度精密测量控制网。 投入运营的郑西高速铁路在施工阶段已经进行了精密测量控制网的复测、构筑物沉降变形监测等系统性的工作，在运营阶段还须继续开展此项工作。 （一）方案编制依据 依据高速铁路工程测量规范（ 及部运输局颁发的高速铁路运营沉降监测管理办法（运基线路【 2010】 554号）等技术文件，编制西安局郑西高速铁路精密测量控制网复测及构筑物沉降变形监测技术方案。 （二）工作范围 郑州至西安高速铁路全长 计行车速度为 350km/h，按双线建设，全线铺设 双块式 无砟轨道 ， 2010年 2月 6日正式开通运营 。 （三）工作内容 工作内容包含两个方面： 1、基础平面控制网（ 、线路平面控制网（ 、轨道控制网（ 、线路水准控制网的复测，保证各级控制网的完整性和可靠性。 2、基于精密测量控制网建立、完善沉降变形监测网，对线路构筑物进行沉降变形监测，建立变形监测数据库，并对监测数据进行分析、评估，指导运营维护。 2 二、工程概况 （一）概况 郑州至西安高速铁路 在陕西省境内， 线路自华阴市华山北站开始，出站跨过长涧河后依县道 行，跨柳叶河、罗夫河、方山河、沟岭河、罗纹河，抵达华县城北。跨石堤河、遇仙河并两次跨越渭河后，在渭南市北郊设渭南北高架站，后向西跨戏河、零河、侯西铁路，到临潼东站，继续向西跨灞河后抵西安市北郊，新建西安北站。 郑西高速铁路主要技术标准为：铁路等级为高速铁路 ，双线，最小曲线半径： 7000m，正线线间距： 大坡度： 20，到发线有效长度： 650m，电力牵引，机车类型为动车组，列车运行自动控制，行车指挥综合调度集中。 在建的 大西高速铁路从渭南北至西安北站与郑西高速铁路并行，两线间距为 18m400m。 （二）自然特征与地质概况 貌 线路行经于渭河冲积平原东南部，南倚秦岭，北临黄河支流渭河，总体地势由南向北呈阶梯状降低，西略高于东。线路经过地区大致可分为三个地貌单元：黄土台塬区、山前（塬前）洪积扇区、河流冲积平原区。这些地貌单元总体上呈东西 向延伸，南北向交替、条带状展布。 黄土台塬区主要分布于豫陕省界至华阴段，塬面平坦开阔，地势由南向北微倾，高程一般 400 600m，台塬上一般发育深切沟谷，切深 100 200m，塬边及深切沟谷侧向及溯源侵蚀明显，塬边、冲沟岸坡滑坡和坍塌体常见。 3 山前、塬前洪积扇区主要分布于华山、骊山山前、黄土塬前地带，地势南高北低，呈东西向波状起伏。由各期洪积扇组成，高程变化一般 350 400体间多相连。区内多为南北向河流，河床较宽，以下切为主，个别沟谷有冲、洪积物轻微淤积。 河流冲积平原区主要由渭河及其支流的一 级和二、三级阶地组成。渭河两岸支流发育，一般多呈南北流向。一级阶地低平开阔，高程 325 350、三级阶地沿东西向呈不连续分布，略向北倾，阶面平坦，高程 350 420缘与洪积扇或黄土塬陡坎相接。二、三级阶地间和一、二级阶地间也有较明显的陡坎。 (1)地层岩性 沿线所经地区地层以第四系全新统、上更新统、中、下更新统为主，厚度大于 200m。 (2)地质构造 所经大地构造单元为中期准地台渭河断陷盆地，为一东西向狭长分布的大型块状断陷盆地，地处中期准地台内的鄂尔多斯地块与秦岭褶皱带的 过渡地段，受鄂尔多斯地块运动及秦岭褶皱带构造运动的影响，产生了许多相应的断裂构造。主要断裂近东西向，另有北东、北西向断裂。 线路绕避了华山山前断裂 (渭南塬前断裂 (活动性较强的断裂。 4 (3)不良地质及特殊岩土 线路走行于渭河盆地平原区，不良地质现象主要是黄土塬边及其上冲沟内的一些坡面变形如滑坡、错落、坍塌、坡面溜坍，以及人为坑洞、砂土地震液化等。 本线特殊岩土主要为湿陷性黄土、松软土、膨胀土、人工填土、饱和软黄土等。 湿陷性黄土 测区内黄土湿陷类型可分为自重湿 陷性和非自重湿陷性两类，黄土的湿陷性与黄土场地所处的地貌单元关系密切。 一般一级阶地及山前洪积扇上的黄土以级非自重湿陷性为主，湿陷土层厚 2 15m；自重湿陷性黄土主要分布于高阶地、黄土塬、塬前洪积扇，湿陷等级以级自重为主，湿陷性土层厚 10 25m，局部厚达 30 此外，在黄土塬、高阶地边，局部有黄土陷穴分布，线路附近未见。 松软土 本线的松软土，在渭河冲积平原区广泛分布，土层多为砂质黄土、粉土、粉质黏土及部分粉、细砂，分布多在 10部深达 20m，呈 互层状，厚2 15 膨胀土 潼关一带黄土台塬上的第四系中、下更新统砂质黄土中夹有厚度 1 9质黏土）层，该土层自由膨胀率一般在 42% 48%，阳离子交换量 140 脱石含量 ： 13%，属膨胀土。 人工填土 5 人工填土主要在沿线城镇、道路、河堤等处分布，可分为杂填土和素填土两类。物质组成主要以生活及建筑垃圾为主，土的均匀性差，具高压缩性。 (4)水文地质特征 河流水系发 育，主要河流渭河为黄河中游主干支流。线路跨越诸多渭河的南北向支流，河流多有常年流水，雨季常有山洪暴发。水质对混凝土无侵蚀性。 沿线地下水类型主要为松散岩土类孔隙潜水和孔隙承压水，其补给来源主要为大气降水、河水、灌溉水、水塘等地表水垂直入渗及基岩裂隙水的侧向补给。 (5)气象特征 本区属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，春秋适宜，夏热多雨，冬寒干燥。年平均气温 最冷月平均气温 最热月平均气温 极端最高气温 极端最低气温 年平均降水量 沿线最大季节冻土深度约为 三、方案编制技术依据 1.高速铁路工程测量规范（ 2.高速铁路运营沉降管理办法（运基线路 2010554号）； 3.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 ）； 4.国家一、二等水准测量规范（ 12897 5.铁路工程卫星定位测量规范（ 6.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 ）； 6 7.郑西铁路 客运专线 精密测量网复测成果编制要求（郑西公司 ）； 8.高速铁路设计规范（试行）（ ; 9. 测绘成果质量检查与验收（ 24356 2009）。 四、 精密测量控制网的复测 （一）既有精密测量控制网的建立及复测过程 郑西高速铁路在建设期间依据 客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定 建立了较为完整的精密测量控制网体系，其中平面精密控制测量网按分级布设的原则建立了 基础平面控制网（以下称为 网）、 线路平面控制网（以下称为 ）和轨道控制网（以下称为 ），其中 按原暂规铁路 B 级（基本等同高速铁路工程测量规范的二等 下均称为二等），按原暂规铁路 C 级（基本等同高速铁路工程测量规范的三等 下均称为三等）， 面采用自由测站边角交会法进行施测；线路水准基点控制网布设了深埋水准点和普通水准点，按二等水准测量技术要求实施， 制网高程按精密水准测量技术要求实施。 郑西高速铁路 面控制网及线路水准基点控制网从建立到静态验交期间共测量 4 次，其中首次 测量在 2006 年 11 12 月完成，复测分别在汶川地震前的 2008 年 2 3 月、汶川地震后的 2008 年 6 月、 2009 年 8 月9 月间完成。 制网由施工单位在 2008 2009 年无砟轨道铺设前建立。 面控制网及线路水准基点控制网 (1)首次测量 2006年 11月，根据郑西公司安排及施工需要，进行了 及应急二等高程控制网测量，高程控制网要求水准基点的稳定，一般地区至少需经过一个雨季，冻土地区还需经历一个解冻期，根据郑西施工情况，很难按这一 7 规定实施，为满足施工需要，按应急的方式进 行二等水准测量，即应急二等高程控制网测量桩点采用原定测桩、 ，测量按二等水准测量技术要求执行。 其中 点全部重新埋设，按网连接或边连接方式构网采用 中 铁路二等、 铁路三等 量技术要求实施。采用一点一方向平差方法进行约束平差，解决了 因国家三角点不兼容造成的 扭曲的问题， 采用 成果进行二维约束平差。 正式的线路水准基点控制网除部分桩点采用 点外，另单独埋设了水准点，其中含深埋水准点 9 个，深埋水准点 的埋设深度在 20 30 米之间。水准点的埋设于 2007 年 4 月前完成，在经过一个雨季后于 2007 年 11 月进行了施测。 施测按二等水准测量技术要求进行，施测时联测了正式水准点和应急二等水准点，对应急二等水准点的正式成果和应急成果进行了高程成果比较，经评估可以启用正式二等水准测量成果。 (2)2008年震前复测（ 2008年 2月 3 月） 由郑西公司安排， 2008年 2月 3月对平面及高程控制网进行了复测，对破坏的桩点进行了补桩，并采用与首次测量相同的技术要求进行了测量，复测精度满足原暂规要求，对测量成果文件进行 了更新。 (3)2008年震后复测（ 2008年 6月） 2008 年 5 月 12 日汶川地震后，经郑西公司安排，为查明地震对郑西沿线各等级控制桩点稳定性的影响，于 6月间进行了平面及高程控制网复测，其中 8 平面控制网的复测由设计单位进行，线路水准基点控制网的复测由施工单位进行，并对测量成果文件进行了更新。 (4)2009年复测（ 2009 年 8月 9 月） 在郑西静态验收期间，进行了平面和高程精测网的第三次复测，对破坏的桩点重新按技术要求进行了埋设，并对全线 线路水准基点控制网复测，重新提交了补充成果设计文件，保证 了测量成果的完整性，为后续运营阶段的维护奠定了基础。 的施测 轨道控制网的建立由中铁二十三局、中铁一局和中铁十七局在铺设底座板之前完成，成果用于底座板、整体道床施工和轨道精调等工作。全线采用统一的测量标志，采用自动目标识别与照准（ 能的全站仪施测，棱镜采用用棱镜。 （二）复测工作内容 精密测量控制网是运营阶段沉降变形监测和轨道几何状态检测的基础，要在运营期间保证其高精度和完整性，需要进行定期的维护、复测，运营期间的维护、复测工作包括： 1 水准基点等各桩点的完整性普查；丢失、破损的予以补埋； 志生锈或破损的重新埋设。其中桥梁段线下加密水准基点按每 1000 米一个补充埋设（尽量和 共用），路基段按每 600 米一个补充埋设，路基段埋设的加密水准基点和用于监测路基段水平位移监测点共桩； 2桥梁地段在桥梁防撞墙上布设加密 和加密水准点； 9 3 、 分网点、线路水准基点网的复测及加密水准基点、桥上加密 、桥上加密水准点的测量。 4 面和高程网的复测。 复测完成以后， 制网为桥上加密 网提供 起闭的基准，桥上加密 为 网提供平面起闭的基准；线路水准基点网为桥上加密水准点和 网提供高程基准； 平面、高程网为轨道运营维护提供基准。 （三）坐标系统与高程基准 复测采用原设计的工程独立坐标系统及高程基准 ,工程独立坐标系统采用 1980 西安坐标系基本椭球参数，其边长投影在对应的线路设计平均高程面上 (轨面高程 )投影长度的变形值不大于 10mm/计参数见表 4程基准采用 1985国家高程基准 . 表 4 坐标系设计参数 中央子午线 抵偿面大地高（ m） 高程异常（ m） 110 10 350 0 109 40 350 0 109 10 360 0 108 40 390 0 （四）各等级控制网桩橛的普查与埋设 为了使各等级控制网在线路运营、维护期间有效地发挥作用，必须保证控制网的完整性。各等级控制网在郑西静态验收前进行了完整的复测，并对丢失和破坏的桩点进行了补设，由于很多桩点不在铁路征地范围内，丢失和破损在 10 所难免，因此在复测开展前，对各等级平面和高程控制网的桩点进行普查，对普查发现损坏或丢失、生锈的桩点根据具体 情况分别处理。 设原则 方案按对点布设，其中一点靠近线路，另一点为方位点，当靠近线路的桩点破损或丢失时，重新补设，方位点丢失时，不再补设。 方案按每 600 1000 本次测量时在桥梁的 防撞墙 和路基的混凝土支撑层上按 600 800P点。 水准基点破损或丢失时，重新补设，并在桥梁段按约间隔 1000米左右一个埋设加密水准基点（可以 点共用），华山北站和临潼东站路基段按 600米左右一个埋设加密水准基点（可以 点共用）。 志破损或丢失，重新补设；标志生锈时，予以处理，锈蚀严重的重新补设。 各等级桩点补设时，为与原点号相区别，编号在原点号后加 B；加密 编号为 *(*为 3位序号 ),加密水准点编号为 *(*为 3位序号 )，埋设完毕，并制作点之记或点位说明。 线路水准基点（含加密水准基点）标志均采用直径 2030部采用普通倒 顶部为圆球形并刻 于平面点和高程点共用，控制点标志见图 4 11 图 4制点标志 图 4制点标志 图 4等水准点 /二等 位： 注： 1盖； 2土面； 3砖； 4素土； 5冻土线； 6贫混凝土 12 图 4P及三等平面控制点标石埋设图（单位： 注： 1盖板； 2地面； 3保护井； 4素土； 5冻土线； 6混凝土 二等线路水准基点及 均采用预制混凝土桩点，桩点尺寸见图4般埋设在距离线路 100质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方。 志为具有强制对中的精加工部件，如破损、生锈需重新钻孔补设，标志见图 4 图 4P标志 在桥梁段及路基段车站内段，补设的 位与原设点位置基本同高，在距离原点位 10 在路基段车站外补设的 埋设于接触网基础上，自基础顶面垂直向下埋标。由于垂直向下埋标时，原 此需要采用专门的 埋件及棱镜连接杆和高程测量连接杆（铁一院设计，已在包西、西 13 宝客专采用）。如果不具备埋设 在接触网基础上的条件，则在辅助立柱上原点位下方 5P测量标志。 P点的选点、埋设 加密 制点标志采用图 4采用钻孔埋标方式并使用锚固剂将标志锚固，标志高于埋设面 3 在桥梁部分， 加密 点埋设于桥梁的固定支座顶端的防撞墙顶面（纵横向均固定） ;在路基部分，加密 点 埋设于混凝土支持层上。 加密 间距为 600 800m， 选点、埋设时，应尽量注意错开声屏障的影响。 注：在施工阶段的 量过程中，桥梁、路基段已按上述要求埋设了部分加密的 。 （五） 的复测及加密 点的测量 进行完整复测，按二等 技术要求实施，同时将路基段埋设水平位移监测网基桩也按二等 技术要求联测到 中； 进行完整复测， 复测及桥上加密 测量按三等 技术要求实施。 复测拟采用标称精度为 5130或 频 入使用的 在有效检定期内。安置天线采用三脚架和对中精度小于 1业前光学对中器进行检校。 14 观测前，进行时段设计，避开少于 4颗卫星的时间窗口，选择最佳时段， 等 P三等 表 4 等 级 项 目 二等 三等 静 态 测 量 卫星截止高度角（） 15 15 同时观测有效卫星数 4 4 有效时段长度（ 90 60 观测时段数 2 2 数据采样间隔（ s） 15 15 接收机类型 双频 双频 6 8 采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网， 测构成附合网。 外业 量分组 观测 ，每组 台仪器 ， 一个时段观测完毕后，仪器同时搬站，搬站方式见下图 4 图 4量搬站示意图 观测前， 按照技术要求统一配置 作业时天线严格置平对中，对中误差小于 1个时段测前、测后 从三个不同方向 各量天线高一次，较差值小于 2均值作为最后成果 ，双时段观测时第二时段必须重新整置对中仪器，重新量取天线高度。 15 接收机开 始记录数据后，要及时将测站名、天线高等信息输入 在测量过程中，作业员 应时刻注意 及时处理各种特殊情况 ，并对异常情况做必要的记录 。 (1)基线处理 基线解算使用 用广播星历为起算数据，所有基线矢量采用双差固定解 ,在计算中加入对流层改正 ,计算同一时段观测值的数据剔除率应小于 10%,基线解算质量应符合表 4 表 4 基线质量检验限差表 检验项目 限 差 要 求 闭合差 闭合差 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 无约束平差基线分量改正数 3 3 3约束平差前后基线分量改正数较差 2 2 2 相应等级规定的精度 ,按环平均边长或基线边长由下式计算： 22 )( a 固定误差（ ,取 5b 比例误差系数（ mm/,取 1mm/d 相邻点间距离（ n 闭合环边数。 16 当检验发现基线质量不能满足要求时，应对施测数据进行全面分析，并对其中部分数据进行补测或重测。必要时，全部数据应进行重测并做好质量检查记录。 (2)网平差 网平差 采用 基线的质量检验符合要求后，进行 三维 无约束平差 ； 在 三维 无约束平差合格后，应固定网中 稳定的 控制点 的坐标 ，进行二维约束平差。 无约束平差基线分量改正数和约束平差基线分量改正数应 符合表 4 2006 年建网时， 平差采用一点一方向的二维整体平差方法。运营期间 复测平差时，需对 点的稳定性进行分析，结合 2009年最近一次复测时采用的起算点情况，选择 4个稳定的 作为固定点进行二维整体平差； 平差时，采用复测合格的 进行二维约束平差。 二维约束平差精度指标应满足表 4表 4P、 约束平差 精度指标 要求 等 级 基线方位角中误差 （ ） 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 二等 三 等 网成果计算时，首先对 网中 、 的稳定性进行分析，确认联测的 、 成果可靠后， 固定 全部 点、部分 点 的 坐标成果进行平差计算。 17 (3)投影换带 网平差完毕，采用铁一院编制的“勘测坐标计算”软件，采用原设计坐标参数进行投影换带，以便和原设计成果进行对比分析。 制网复测与原测设计成果较差应满足表 4 4 表 4 制点复测坐标较差限差要求 控制点类型 复测坐标较差限差（ 20 15 表 4 控 制 网 等 级 相邻点间坐标差之差的相对精度限差 1/130 000 1/80 000 注：表中相邻点间坐标差之差的相对精度按式（ 1）计算 sd s （ 1） 式中： -（ -（ -（ 相邻点 i与 m）； 相邻点 i与 方向坐标差之差，当只统计二维坐标差之差的相对精度时该值为零（ m）。 复测成果与原测设计成果较差满足表 4 4，采用原测成果。当较差超限时，进行二次复测，查明原因，确认点位变动后采用同精度内插方法更新成果。 （六）线路水准基点高程控制网复测 18 线路水准基点网复测等级参照国家二等水准要求执行。原设计按间隔 2025 公里埋设了一个深埋水准点，埋设深度在 20 30 米间，按每间隔 2 公里埋设了一个普通水准点，本次复测时对深埋水准点、普通水准点、加密水准点以及沿线能找到的建设时期施工单位用于沉降变形监测的基准点等全部予以联测。 1 仪器选用 测量拟采用 宝 用重量 5入使用的水准仪必须经过专门部门的检定，并在有效检定期内。开始一周内，应每天检校 i 角，若 i 角较为稳定时，以后每隔 15天检校一次。 (1) 基本要求 a水准测量采用往返观测，同一路线的往返测，采用同一类型的仪器和尺垫，沿同一道路进行。 b同一测段往返观测应分别在上午和下午进行，在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行，但这种里程的总站数 不应超过该区段总站数的 30。 c. 水准测量应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行，在日出后与日落前30分钟内、标尺分划线的影像跳动而难于照准时、气温突变时等不应进行观测。 测站数均应为偶数。由往测转为返测时，两支标尺须互换位置，并应重新整置仪器； 19 e在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧； f. 观测间歇时，最好在水准点上结束。否则应设置 2个固定点，作为间歇点。间歇后，应对间歇点进行检测，符合限差要求即可由此起 测。 (2)观测顺序和方法 往、返测奇数测站读数顺序为后视标尺、前视标尺、前视标尺、后视标尺；往、返测偶数测站读数顺序为前视标尺、后视标尺、后视标尺、前视标尺。 (3)观测限差 观测限差按表 4求执行。 表 4 水准 观测限差 要求 （ m） 等级 水准仪最 低型号 视距 （ m） 前后视距差（ m） 测段的前后视距累积差（ m） 视线高度（ m） 数字水准仪重复测量次数 数字 数字 数字 数字 二等 3且 50 2次 同 一标尺两次读数不设限差，两次读数所测高差的差应 测间歇点高差之差 1.0 (4)跨河水准 跨越视线长度大于 60m 且小于 100m 的江河、深沟时，按二等水准测量方法施测，但在测站上要变换仪器高度观测两次，两次高差之差不得超过 用两次结果的中数作为本站测量结果。 经了解，线路两跨渭河时水面宽度均小于 100m，本区段内不存在跨河水准。 数据处理采用南方 件进行，全段整网统一平差。 外业记录原始数据及时存档并备份，数据要及时处理，并对观测数据进行 20 检查 确认。外业施测数据计算取位按表 4 表 4 外业计算取位表 计算项目 取位 计算项目 取位 往（返）测距离总和 （返）测高差总和 段距离中数 段高差中数 测站高差 准点高程 测段水准测量结束，应进行往返测高差不符值计算，满足限差要求时以往返测高差平均值作为高差观测成果，本项目不进行水准面不平行性改正。约束本段深埋水准点 004、 010、 015、 021、 027、 031、035 进行网平差。每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差 M ；本段水准环不超过 20个，不计算每公里水准测量全中误差 M 按式 (1)的公式计算。 41(1) 附合路线闭合差、 M 应附合表 4否则应对 较大闭合差的路线进行重测。 表 4 水准测量 限差 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检测已测段高差之差 往返侧不符值 附合路线或环线闭合差 左右路线高差不符值 二等水准 6 4 复测成果分析 水准点间的复测高差与原测高差之较差符合表 46 时 ,维持原设计成果不变， 否则 进行二次复测，查明原因，进一步 21 确定点位是否发生变化 。 如确认变化 ，应约束稳定的水准点高程成果，计算超限桩点和新加密水准点的新成果，同时对原设计成果进行更新。 （七） 道控制网复测 根据部工管中心铁路电报关于做好客运专线建设保密工作的通知（工管工电 2008 40 号），要求切实做好客运专线地理坐标的保密工作，加之国外软件不满足我国现行规范等原因 ，郑西公司发文要求郑西全线的 网工作均采用由铁一院研发并通过铁道部主管部门评审的 密控制测量数据采集与处理系统中的数据采集模块和平差处理模块进行数据处理工作，本次面控制网复测也采用同样的采集数据和平差处理模块。 平面控制网复测 (1)仪器选用 面控制网采用具有自动目标识别与照准（ 能的 站仪 中 1、 1套 (2)外业数据采集 面网数据采集采用由铁一院研发并通过铁道部主管部门评审的 密控制测量数据采集与处理系统中的机载数据采集模块进行。 A. 观测方法 面网采用自由测站边角交会法施测，附合到加密 制点上，每600400 800m）联测一个加密 制点，自由测站至加密 制点的观测边长不大于 300m。 22 面网观测可按图 4示的形式构网，自由测站间距一般约为120m，测站内观测 12 个 ，全站仪前后方各 3对 ，自由测站到 的最远观测距离不应大于 180m；每个 至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。 1 2 0 I 制 点 自由测站点 观测方向图 4站观测 12个 平面网构网示意图 因遇干扰或观测条件稍差时， 面控制网可采用图 4面观测测站间距应为 60个 制点应有四个方向交会。 60 I I I 控 制 点 自由测站点 观测方向图 4测站间距为 60P平面网构网形式 B. 与加密 制点的联测 与加密 制点联测时，统一采用自由测站法。在加密 上架设棱镜时，必须检查光学对中器精度并采用 精密支架。应在 3个或以上自由测站上观测加密 控制点，其观测图形如 4 1 2 0 I 制 点 自由测站点 观测方向C P I 、 C P I 点 23 图 4联测加密 控制点的观测网图 (3)外业数据采集技术要求 水平方向采用全圆方向观测法进行观测，观测时须满足表 4 表 4 面水平方向观测技术要求 控制网名称 仪器 等级 测回数 半测回 归零差 不同测回同一方向 2同一方向归零后 方向值较差 平面网 2 6 9 6 1 3 6 9 6 注：当观测方向的垂直 角超过 3的范围时，该方向 2值应满足表中一测回内 2C 互差的限值。 面网距离测量应满足表 4 表 4 面网距离观测技术要求 控制网名称 半测回间距离较差 测回间距离较差 平面网 1 1 面网外业观测的各项指标不满足以上技术要求时，须重测。 面网整体进行数据采集、数据处理时分段进行，分段测量的区段长度不宜小于 4段间重复观测不应少于 6对 ，区段 接头不应位于车站范围内。 (4)数据处理 平面数据处理采用铁一院研发的 密控制测量数据采集与处理系统中的平差处理模块进行。 面控制网数据处理应分别满足表 4 表 4 面控制网平差计算取位 等级 水平方向观测值（） 水平距离观测值（ 方向改正数（） 距离改正数 （ 点位中误差 （ 点位坐标 （ 面网 24 表 4 面自由网平差后方向和距离改正数限差 控制网名称 方向改正数 距离改正数 平面网 3 2 4 面网约束平差后的主要精度指标 控制网名称 与 、 联测 与 联测 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 平面网 4 2 4 面网的主要技术要求 控制网名称 方向观测中误差 距离观测中误差 相邻点的相对中误差 面网 段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点坐标差值应 3足该条件后，后一区段 平差，应采用本区段联测的加密 制点及重叠段前一区段连续的 1 3对 作为约束点进行平差计算。 坐标换带处 面网计算时，应分别采用相邻两个投影带的加密 坐标进行约束平差，并分别提交相邻投影带两套 面网的坐标成果，提供两套坐标的 段长度不应小于 800m。 (5)复测成果分析 复测与原测成果的 X、 3相邻点的复测与原测坐标增量 X 、 2差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的 采用同级扩展方式更新成果。坐标增量较差按下式计算： 复 （ 原 复 （ 原 25 程控制网复测 (1)仪器选用 水准测量拟采用徕卡 宝 桥上下二等水准高程传递采用 (2)桥梁上加密水准点的布设 为便于后续 程控制网的复测和桥梁特征断面的测量，在桥梁上布设加密水准点，加密水准点每 2置基本与桥下水准基点位置对应，埋设在梁的固定支座防撞墙顶面 。桥上加密水准点尽量和桥上加密 标志共用。标志采用图 4用钻孔埋标方式并使用锚固剂将标志锚固，标志高于埋设面 3 (3)桥梁上加密水准点的高程测量 当桥面与地面间高差大于 3m，采用水准测量方法将线路水准基点高程直接传递到桥上加密水准点困难，可以采用不 量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量法传递。要求测量时桥上、桥下棱镜高完全一致、且处于竖直状态，棱镜连接件采用精加工的棱镜杆，其互换后高差小于 中间设站三角高程测量方法，就是在不量仪器高和棱镜高的情况下，求出高差，根据现场情况选择按图 4 按图 4在 桥墩上高出地面 下 辅助点 ，辅助点横向垂直于桥墩 （也可以采用满足要求的墩台变形监测点） ， 标志采用图 4示的控制点标志， 辅助点 高程按 二等 水准测量要求进行 往返测量，由距离其最近线路水准 基 点 引测。 26 a a bS bh ah 不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程测量示意图 图 4镜高的中间设站三角高程测量示意图 三角高程测量施测时要求进行两组独立的观测，第一组观测完成后，将测站挪动一点位置后进行第二组观测。观测时，仪器与棱镜的距离一般不超过100m，最大不得超过 150m。 观测时，要准确测量温度、气压值，以便进行边长改正。 垂直角测量技术要求见表 4 表 4 垂直角测量技术要求 测回数 测回间指标差互差 测回间垂直角较差 4 距离观测时须精确测定温度、气压值，以便进行边长改正。距离观测及两组观测高差较差要求见表 4 表 4 距离及高差观测要求 测回数 前后视距差 测回内较差 测回间较差 两组观测高差较差 4 27 满足上述观测要求后，取两组观测高差的平均值作为最终传递高差。 (4)观测方法 制点水准测量应附合于线路水准基点或桥上加密水准点，按精密水准测 量技术要求施测，水准路线附合长度不得大于 3 程网水准测量采用数字水准仪，作业前需进行仪器检验，包括：作业前及作业过程中应检查 5；当水准尺垂直时，水准尺的圆水准气泡应居中；水准尺无弯曲、破损等。 制点水准测量统一按矩形环单程水准网观测。 准网与线路水准基点或桥上加密水准点联测时，应按二等水准测量要求进行往返观测。 制点高程的水准测量统一采图 4量时，左边第一个闭合环的四个高差应该由两个测站完成，其他闭合环的三个高差可由一个测站按照后 前 后 前的顺序进行单程观测。单程观测所形成的闭合环如图 4 10 P I I I 控 制 点图 4P水准测量原理示意图 10 I I I 控 制 点图 4P水准网单程观测形成的闭合环示意图 28 (5)观测技术要求 程网观测按精密水准的技术要求实施，应满足表 4 表 4 精密水准测量的精度要求 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 注：表中 合或环线的水准路线长度，单位 km；位为 位为 表 4 精密水准观测主要技术要求 水准尺类型 水准仪最低型号 视距（ m） 前后视距差（ m） 测段的前后视距累积 差（ m） 视线高度（ m） 因瓦 3， 60 6)数据处理 制点高程测量应采用严密平差，采用铁一院研制的 密控制测量数据采集与处理系统软件进行平差处理。在数据平差前，必须对相邻 4个 所构成的水准闭合环进行闭合差检核，相邻 的水准环闭合差不得大于 1 精密水准测量的计算取位按表 4 表 4 精密水准测量计算取位 等级 往（返）测距离总和（ 往（返 ）测距离中数（ 各测站高差（ 往（返）测高差总和（ 往（返）测高差中数（ 高程 （ 精密水准 29 平差完成后，相邻 高差中误差不应大于 高程 控制网 测量区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应 3足该条件后，后一区段 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 1 2 对 点高程成果进行约束平差。 (7)复测成果分析 复测与原测成果的高程较差 3相邻点的复测成果高差与原测成果高差较差 2用原测成果。较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的 采用同级扩展方式更新成果。 P测量及成果利用 线路一跨渭河和两跨渭河等地段桥梁均采用大跨连续梁结构， 由于 均布设在轨道两侧防撞墙上，而防撞墙会随桥梁一起发生变形，因此带动 位移动。 在大跨连续梁段，由于不能保证每个 点均布置在桥梁固定支座端，梁体变形客观存在，使得 在不同时间、环境及荷载的情况下测量时坐标会存在一定的差异，因此造 成 果 使用和复测不便，故在测量中要注意采取一定的措施。主要措施如下： 整个段落要在较短的同一时间段、同一温度、环境下进行测量。 复测的时间段要和测量 的时间、温度、环境尽量一致，短时间内复测出现超限的几率小，但如果间隔时间较长，出现超限的概率会大大增加。 针对大跨度连续梁梁体伸缩变形较大，导致 点坐标受梁体变形影响而发生变化的特殊情况 ，我院提出了一种 大跨连续梁段 坐标变动的特殊处理方法，该方法原理如下： 30 在连续梁远离固定支座端梁缝两侧防撞墙顶面各布置一个测量标志、记为 下图 4 图 4志布置图 在该梁缝附近设站进行 面网测量时，用游标卡尺量测 前 。 在采用该段 进行后续施工作业时，再次测量 后 ，则 S=S 后 。 由于线性温度变化在影响桥梁伸缩因素中占据主导地位，因此可以认为梁体发生的是线性均匀形变。根据 左 、 S 右 ，左右两端梁长伸缩量分别为： S 右左左左； S 右左右右； 固定支座端不动，则梁长伸缩量是由固定支座端至 桥梁在线路方向上伸缩引起的。根据连续梁上各 至固定支座端 的距离、 S ，则可以求得各 在线路方向的距离变化量 、 S 。 根据设计的线路坐标可以计算出该段线路走向的方位角为 ，由此即可求得各 相应的坐标改正数： Y 31 根据