京石、石武高铁线上工程测量 毕业设计.doc

京石、石武高铁线上工程测量 学生姓名： 学号:2009020206 指导教师： 职称：讲 师 专 业：工 程 测 量 技 术 系 (部）：测 绘 工 程 系 2012 年 6 月 7 日 黄河水利职业技术学院 毕业论文（设计） 学生毕业设计指导教师意见 设计课题： 指导教师意见： 是否同意参加答辩： 同意（ ） 不同意（ ） 指导教师签名： 京石、石武高铁线上工程测量 摘要 根据国家我国正大力建设铁路客运专线,普遍采用无砟轨道.在施工中采用 cp控制网进行平面测设和高程测量,提供精密控制基准,为高速铁路的运营提供高平顺的轨道基础. 适应高速铁路无砟轨道高平顺性、高稳定性的要求,保障高速行车安全,如何做好测量控制工作,为 线上工程提供可靠性强、精度高的控制网成为新的课题,轨道控制网(cp)的引入是解决这一问题 的关键.cp网是控制高速铁路上无砟轨道铺设和运营维护的一种高精度控制网。它采用自由设站 进行多方向后方交会测量来获取角度、距离等测量数据,并采用分区无定向概略坐标算法对测量数 据进行间接平差,得出 cp点的坐标和 cp网的精度。其网形结构、观测方法、观测时段及平差计 算与传统的施工测量有着本质不同。从 cp控制网建网条件、cp控制网测量仪器要求、控制点 埋设要求、控制网的网型要求、测量方法等方面,介绍了高速铁路无砟轨道 cp控制网测量技术的 特点、技术要求、测量方法及工艺流程. cp精密控制网测量是客运专线无砟轨道施工测量的关键 技术。针对无砟轨道施工特点，我们在石武客专湖北段无砟轨道 cp网控制测量中，运用后方交 会方法，不断探索；灵活运用，取得了很好的效果。本 cp控制测量技术对类似工程定有借鉴意 义。 关键词：cp网，测量方法，平差方法 目 录 1 第一章 绪论 1.1 工程概述 .1 1.2 线路基本情况 .1 1.3 cp控制网测量的准备工作 .1 1.4 cpiii 施测单位及人员资质要求 2 2 第二章 技术依据 3 3 第三章 测量范围及内容 3 3.1 测量范围 .3 3.2 测量内容 .3 4 第四章 坐标和高程系统 3 4.1 平面坐标系 .3 4.2 高程基准 .5 5 第五章 精测网加密 5 5.1 一般规定 .5 5.2 gps 加密 cpii 网 .6 5.3 导线加密 cpii 网 8 5.4 线路水准基点的加密 .9 5.5 线下工程沉降评估 10 6 第六章 cp点的埋标与布设 .10 6.1 cp标志 10 6.2 cp点和自由测站编号 16 6.3 cp点的布设 17 6.3.1 桥梁段 cp点的布设 .17 6.3.2 路基段 cp点的布设 .19 6.3.3 隧道段 cp点的布设 .21 7 第七章 cpiii 测量仪器设备及软件 22 7.1 cpiii 测量使用的全站仪及棱镜 .22 7.2 采集及处理软件 24 8 第八章 cp平面网测量与数据处理 .25 8.1 cp平面控制网布设 25 8.2 cpiii 平面网观测 .27 8.2.1 cp控制网水平方向 .27 8.2.2 cp面网距离测量应满足下表的规定 .27 8.3 cpiii 平面网数据处理 .30 参考文献 致 谢 附 录 1 1 第一章 绪论 1.1 工程概述 京石铁路客运专线公司筹备组管辖京石客专及石武客专河北段。 1.1.1 京石客专：新建北京至石家庄铁路客运专线，北起我国首都北京市的北京西 站（西长铁路 xk9+115.46dk0+000） ，南至河北省省会石家庄市的新石家庄站 （dk287+700） 。线路经过北京市所辖的海淀区、石景山区、丰台区、房山区，河北省 保定市、石家庄市。正线全长约 283.7 公里(其中：北京市境内 48.7km，河北省境内 235km)；路基 60.135 公里，占正线长度的 21.2%，正线桥梁 29 座，共 218.472 公里， 占正线长度的 77%，正线隧道一座 5.11 公里，涵洞 206 座。新建石太客运专线直通线( 左线 dk285+760.31石太 dk26+800)，正线全长约 28.6km，其中路基 10.909 公里，占 正线的 38.1%，桥梁 10 座 13.116 公里，占正线长度的 45.8%，隧道 2 座，4.627 公里。 共设 5 座车站，分别为涿州东、高碑店东、保定东、定州东、石家庄新客站。 1.1.2 石武客专河北段：北起石家庄新站（不含） ，南至河北河南省界,里程范围 dk287700dk490+248，全长 202.683km。其中，路基 34.8 公里占正线长度的 17.2%，桥梁 19 座 167.9 公里，占正线长度的 82.8%。包括石家庄枢纽南西上行疏解线 工程。dk285+667.32南西联 dk7+263.496（dk292+320） ，线路长度 6.696km。全线 路基土石方 751.8 万 m3；铺轨 425km，其中无砟轨道 405.4km（双线） ，有砟轨道 19.6km；共设车站 3 个（高邑西、邢台东、邯郸东） 。 1.2 线路基本情况 1.2.1 京石客专：正线 dk0+000dk287+700，长 283.7km，石太客运专线直通线(左 线 dk285+760.31石太 dk26+800)，正线全长约 28.6km。无砟轨道长 288km。 1.2.2 石武客专河北段：dk287700dk490+248，正线全长 202.7km。无砟轨道 长 202km。 1.3 cp控制网测量的准备工作 1.3.1 线下工程沉降和变形评估 无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，cp的控制网测量应在线下工 程沉降和变形满足且通过沉降评估后开展； 按照客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南 （铁建设【158 号】 ）要求， 路基地段沉降一般观测期为 6 个月，桥梁地段一般沉降观测期为 6 个月、基岩墩或地 质条件好桥梁观测期为 2 个月，隧道地段沉降一般观测期为 3 个月。 1.3.2 cp控制网加密 为了高效、准确地建立 cpiii 基桩网，一般情况下都需要加密 cpii 网。cpii 的加 密的主要目地是为了方便轨道控制网 cpiii 的观测，以及弥补被损毁的和无法利用的 cpii 点。在路基、桥梁地段 cpii 加密可采用 gps 测量在原精密平面控制网基础上按 同精度内插方式加密；隧道地段应根据隧道长度布设相应精度要求的洞内 cpii 控制网。 2 1.3.3 精测网全面复测 按铁道部建设司时速 200 公里及以上铁路工程基桩控制网（cpiii）测量管理办 法 （铁建设【2008】80 号）要求，cp建网前应对精测网进行全面复测一次。 1 采用 gps 复测 cp、cp控制点时，复测与原测成果较差应满足表 1.3-1、表 1.3-2 的规定。 表 1.3.-1 cpi、cpii 控制点复测坐标较差限差要求 单位： mm 控制点类型 坐标较差限差 cp 20 cp 15 注：表中坐标较差限差指 x、y 坐标分量较差。 表 1.3-2 gps 复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差 控 制 网 等 级 相邻点间坐标差之差的相对精度限差 cp 1/130 000 cp 1/80 000 注：表中相邻点间坐标差之差的相对精度按式 1.3.3 计算 式 1.3.3szyx 2ijij2ijsd 式中：xij=（xj xi）复 （xj xi）原 yij=（yj yi）复 （yj yi）原 zij=（zj zi）复 （zj zi）原 s-相邻点间的二维平面距离或三维空间距离； xij，yij 相邻点 i 与 j 间二维坐标差之差（m） ； zij 相邻点 i 与 j 间 z 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） 。 2 水准点间的复测高差与原测高差之较差 。l6 1.3.4 线下工程平面线位复测 对竣工的线下工程在铺设无砟轨道前应进行平面线位的复测，以提前处理施工放 样引起的误差超限，为铺设无砟轨道奠定良好的基础。即铺设无砟轨道前对线下工程 进行平纵面贯通测量。 1.3.5 cpiii 观测条件的创造 cpiii 外业数据采集均采用全站仪进行，因 cpiii 控制网对控制点间的相对精度有 相当高的要求。因此，cpiii 数据采集时必须高度重视外部观测条件的影响。cpiii 观 测时，作业现场应无明显震动、灰尘，观测视线无遮挡物。 1.4 cpiii 施测单位及人员资质要求 按铁道部建设司时速 200 公里及以上铁路工程基桩控制网（cpiii）测量管理办 法 （铁建设【2008】80 号）要求，cpiii 控制网应由专业测量队伍实施。施测单位及 作业人员必须具有测绘资质，作业人员须有无砟轨道 cpiii 施测经历或通过专业的 cpiii 数据采集及数据处理培训； 3 2 第二章 技术依据 1、高速铁路工程测量规范（tb10601-2009）； 2、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）； 3、工程测量规范（gb 50026-2007）； 4、国家一、二等水准测量规范（gb12897-2006）； 5、全球定位系统（gps）铁路测量规程（tb10054-97）； 6、时速 200 公里及以上铁路工程基桩控制网（cp）测量管理办法（铁建 设200880 号） 7、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） 8、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） 9、铁道部其他相关规定 3 第三章 测量范围及内容 3.1 测量范围 起讫里程 dk000000dk490+248, 京石客专与石武客专河北段正线全长共约 490.248km。 3.2 测量内容 3.2.1 cp控制网加密； 3.2.2 二等水准加密（含桥上下三角高程传递）； 3.2.3 cp布设； 3.2.4 cp平面、高程控制测量。 4 第四章 坐标和高程系统 4.1 平面坐标系 为保证三网合一，平面坐标系统采用与线路 cp、cp相同投影带的工程独立坐 标系统，并满足投影变形值不大于 10mm/km 的要求。 全线投影带划分情况如下： 表 4.1 全线投影带划分 起点里程 终点里程 中央子午线 备注 dk0+000 dik428+300 11645 0 4 dik428+300 dk426+600 11645 70 dk426+600 dk667+000 11718 70 x 加常数 =1234km dk665+100 dk714+000 117 30 40 dk714+000 dk759+000 117 00 30 dk759+000 dk858+500 117 30 30 dk858+500 dk885+710 117 30 70 dk885+710 dk940+400 118 00 70 dk940+400 dk953+000 118 00 40 dk953+000 dk1013+435 118 30 25 dk1013+000 dk1067+000 119 00 35 dk1067+000 dk1122+000 119 30 15 dk1122+000 dk1169+000 120 00 15 dk1169+000 dk1238+500 120 30 10 dk1238+500 dk1287+999 121 00 10 dk1287+999 dk1305+121 121 30 20 4.1.1 京石客运专线 根据计算将整个测区建立 3 个施工坐标系，施工坐标系形式为任意带高斯正形投 影抵偿坐标系。 详细参数如下： 1、xk9+115.46dk141+000 中央子午线经度：115.9 度(11554) 投影面大地高：0m 高程异常：-16.1m 2、dk123+000dk210+000 中央子午线经度：115.4 度（11524） 投影面大地高：13.9m 高程异常：-16.1m 3、dk201+000dk286+000 中央子午线经度：114.75 度（11445） 投影面大地高：13.9m 高程异常：-16.1m 以上三个坐标系统均是 wgs-84 椭球参数（长半轴为：6378137，扁率： 298.257223563） 。 4.1.2 石武（河北段）客运专线 1、ck281+500ck530+000 中央子午线经度：114.75 度（11445） 投影面大地高： 13.9m 高程异常：-16.1m 2、ck515+000ck655+000 中央子午线经度：114.1 度（11406） 投影面大地高： 33.9m 高程异常：-16.1m 5 以上两个坐标系统均是 wgs-84 椭球参数，第 1 个坐标系为河北段。 （长半轴为： 6378137，扁率：298.257223563） 。 4.2 高程基准 高程系统采用 1985 国家高程基准。 5 第五章 精测网加密 5.1 一般规定 5.1.1为满足cp测量联测的需要，cp测量前，应对cpi、cpii 进 行复测，当点位的位置和密度不能满足联测需要时，应对cp点和二等 水准点进行同精度加密，确保沿线可用的cpi 或（加密）cp点间距在 600 米左右。加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。所采 用仪器应经过检定，并在有效检定期内。 5.1.2 加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损的标石应按原测标准用 同精度内插方法恢复或增补，cpii 加密测量时观测 2 个时段，每个时段不少于 60 分钟， 加密 1 个 cpii 点时应联测 2 个 cpi 和 2 个 cpii，且加密点位于已知点中间。 5.1.3 cp控制网应附合到 cp上，并采用固定数据平差； 5.1.4 各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定： 1 cp、cp 控制网 gps 测量的精度指标应符合下表的规定 ； 表 5.1-1 cp、cp控制网 gps 测量的精度指标 控制网级别 基线边方向中误差 最弱边相对中误差 cp 1.3 1/180 000 cp 1.7 1/100 000 2 cp控制网导线测量的主要技术要求应符合下表的规定。 表 5.1-2 cp控制网导线测量的主要技术要求 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 cp 4 400800m 5 1.8 10 1/55 000 3.6n 三等 导线环（段）的测角中误差应按下式计算： 1 2nfnm 6 式中 f 导线环（段）的角度闭合差（） ； n导线环（段）的测角个数； n导线环（段）的个数； 注 ： md 为 仪 器 标 称 精 度 ； 5.2 gps 加密 cpii 网 考虑到既有 cpi 和 cpii 的情况，应优先采用 gps 进行 cpii 的加密工作。 5.2.1 选点埋石 cpii 加密点应采用强制对中标，在桥梁部分 cpii 加密点需上桥，应单独埋设 cpii 预埋件，并且沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座顶端的防撞墙顶（纵横向均 固定）；路基段应在路肩处埋设加密桩，加密桩应高出轨面 (保证 cpiii 网联测条件)， 埋设应满足高速铁路工程测量规范中 cpii 控制桩要求，需埋设在两个接触网杆之 间稳固可靠，不影响行车安全，并方便 cpiii 网联测的地方。 7 图 5.2 加密 cpii 及加密二等水准标志 5.2.2 观测 cpii 加密要求同精测网原网要求，观测、数据处理均与原测 cpii 相同。观测前要 对网形进行设计，保证 cpii 加密点间的基线长度（不应太短）在 600 米左右，并不短 于 4km 联测一个原精测网中的 cpi 或 cpii 点，以保证梁上与梁下的平面坐标系统统一， 并执行下列指标： 8 表 5.2-1 gps 观测技术要求 级 别 项 目 三等 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） 90 观测时段数 2 数据采样间隔（s） 15 pdop 或 gdop 8 静 态 测 量 重复设站 2 5.2.3 数据处理 加密 cpii 控制网原始观测数据应转换为标准 rinex 数据格式，并应采用 tgo 或 lgo 进行基线向量解算，在对 cpii 加密点进行整体平差前应先对网中的原 cpi 和 cpii 点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原 cpi 和 cpii 进行剔除，满足要求的全部 作为起算点。 1 基线质量检验： 表 5.2-2 基线质量检验限差表 限 差 要 求 检验项目 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） nwx3ny3nwz3n3 重复观测基线 较差 sd2 ，本项目 a=5mm， b=1ppm，d 取基线或环平均变长(以 km 计)22(.)abd 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。加密 cpii 控制网平差应采用中铁二院与西南交大开发的 creec gps(工程版) 或 cosa gps 数据处理软件进行网平差计算。 无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求： 9 vx 3，v y 3，v z 3 3 gps 网无约束平差合格后，应引入网中联测的 cpi 和 cpii 点坐标进行三维约束 平差，引入的已知数据应进行稳定性评定。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： dvx 2，dv y 2，dv z 2 平差后加密点 cpii 的点位精度应小于 10mm，基线边方向中误差1.7，最弱边 相对中误差限差为 1/100000。 5.3 导线加密 cpii 网 5.3.1 cpii 控制点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 cpii 点埋设要求。 1、点间距宜不大于 600m。 2、导线测量水平角观测技术要求 表 5.3-1 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() 0.5级 3 6 9 6 cp 1级 4 6 9 6 导线边长测量，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。 表 5.3-2 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 5 5 dm22md 3、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。 4、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 cpii 点，平 差采用通过铁道部鉴定的中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件 survey adjust 或 cosa 地面数据处理软件。计算测角中误差1.8，导线全长相对 闭合差1/55000，方位角闭合差3.6 。 cpii 控制点的绝对精度应满足点位误n 差 mx、my10mm，相对点位精度10mm。 5.4 线路水准基点的加密 5.4.1 测量方案 加密线路水准基点埋设在线路附近稳定且不易被破坏的地方，桥梁部分应上桥埋 10 设，尽量保证在梁上下联关系时不用再进行水准测量。 线路水准基点的埋设可与加密 cpii 共桩（采用加密 cpii 相同预埋件），也可按 线路水准基点埋石要求单独埋设。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 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。 5.4.2 技术要求 表 5.4-1 二等水准测量精度要求（mm） 限 差 往返测 不符值 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 w检测已测 段高差之 差 平原 山区 附合路线 或环线闭 合差 左右路线 高差不符 值 二等 1.0 2.0 6 ir4 k0.8 n4 l 表 5.4-2 二等水准测量主要技术要求 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） 等级 水准仪最 低型号 水准尺类 型 光学 数字 光学 数字 光学 数字 光学 （下丝读 数） 数字 数字水准仪 重复测量次 数 二等 dsz1、 ds 1 因瓦 50 3 且 50 1.0 1.5 3.0 6.0 0.3 2.8且0.55 2 次 表 5.4-3 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 400 dsz1、ds1 因瓦 往返 11 5.4.3 数据处理 1 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。加密二等水准平差计算应采用中铁二院与西南交大联合 开发的高速铁路通用平差软件 survey adjust 或 cosa 地面数据处理软件。 2 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应符合表 5.3 的规定，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： 41lnm wn 5.5 线下工程沉降评估 无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格，cp控制网测量应在线下工程沉 降评估通过之后进行。 6 第六章 cp点的埋标与布设 6.1 cp标志 6.1.1 cp预埋件及安装 1.安装要求及方法 （1）桥梁部分cp标志组中预埋件的安装： 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。 京沪高速铁路cp网测量作业指导书 - 13 - 安装 a 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。 b 用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用 窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进 入预埋件。 12 c 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。 d 竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点， 锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。 e 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： 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） 处预钻直径2.5 厘米的孔，孔深11 厘米左右。 安装 a 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。 b 用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用 窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进 入预埋件。 京沪高速铁路cp网测量作业指导书 - 14 - c 将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或其它锚固剂 等塞入洞孔。 d 预埋件定位从水平到向上倾斜方向。 e 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准 注：由于路基段cp控制点布设在接触网基础上的临时辅助立柱上， 因此需扩大接触网基础承台布设辅助立柱。cp点埋设立柱的直径为 250mm，高度为1200mm，基础承台扩大部分高度设为500mm，具体情 况由各接触网基础类型和轨道标高确定。 c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 0.05mm，cp标 志棱镜组件安装精度应符合表 6.1-1 的要求： 表 6.1-1 cp标志棱镜组件安装精度要求 cp标志 重复性安装误差(mm) 互换性安装误差(mm) x 0.4 0.4 y 0.4 0.4 h 0.2 0.2 京石 cpiii 预埋件采用图 6.1-1 所示预埋件： 13 图 6.1-1 cpiii、加密 cpii 及加密二等水准点通用预埋件 预埋件尺寸： 14 外径：30mm；长度：55mm； 内径：18.mm；长度：30mm 连接采用螺丝紧扣。预埋件埋设要求及方法如下： 在路基段 cpiii 标志桩、桥梁段防撞墙、隧道电缆槽顶预留孔位或竖立钻孔，采 用 50mm 左右直径钻头，钻深 80mm。埋设时应注意预埋件应尽量竖直，采用水泥砂浆填 充孔位，安放预埋件，竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于结构物顶面，并清 理干净沿预埋件外壁四周被挤出的水泥砂浆。待水泥砂浆凝固后进行复检，标志须稳 固，不可晃动，标志内须无任何异物，并检查保护管是否正常。预埋件埋设完成及不 使用时，必须加设防尘盖，以防异物进行预埋件内影响预埋件使用及其精度。 图 6.1-2 通用预埋件防尘盖 6.1.2 平面观测连接杆 15 图 6.1-3 cpiii 平面观测棱镜连接杆 棱镜测量杆尺寸： 内插杆外径:25mm 螺丝杆，连接螺丝长 30mm; 外接杆长度：900.01mm。 6.1.3 高程观测连接杆 16 图 6.1-4 cpiii 高程观测连接杆 水准测量杆尺寸： 25mm 螺丝杆，连接螺丝长 30mm; 外接杆长度（至球心）：1500.02mm。 6.1.4 cp标志的使用 1.平面测量 （1）和已安装的预埋件配套一致，选择棱镜测量杆 12 根； （2）把棱镜测量杆螺丝旋进预先安置好的预埋件,使棱镜测量杆的突出横截面和 17 预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装棱镜测量杆； （3）将棱镜安装在棱镜测量杆插头上； （4）旋转棱镜头正对准全站仪； （5）测量完将用防尘盖将预埋件盖上。 注意 cp平面测量点位随棱镜不同而变化，因此采用的仪器和棱镜必须配套，而 且复测、精调也必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。 2.高程测量 （1）和已安装的预埋件配套一致，选择 4 根水准测量杆； （2）把水准测量杆旋进预先安置好的预埋件,使水准测量杆的突出横截面和预埋 件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装水准测量杆； （3）将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上； （4）测量完将用防尘盖将预埋件盖上。 6.1.5 日常管理和养护 1搬运、运输过程中应用纸包裹棱镜（水准）测量杆，防止相互碰撞、磨损。 2安装完成后，每次测量完应及时将防尘盖盖上。 3每三个月检查一次预埋件和塞子是否损坏，用小毛刷刷除预埋件内灰尘。竖立 的预埋件如果灰尘积太厚，则用高压气枪吹净。 6.1.6 检验方法 采用不同棱镜、高程、及加密 cpii 或二等水准连接杆进行检测，螺丝稳固，无松 动，连接顺畅。 6.2 cp点和自由测站编号 6.2.1 cp点编号：采用 7 位编号形式（0000300），具体要求如下： 为避免长短链地段编号重复的问题，前 4 位采用连续里程（贯通里程）的公里数， 第 5 位正线部分为“3”，第 6，7 位为流水号，0199 号数循环。由小里程向大里程 方向顺次编号，里程增大方向轨道左侧的标记点，末位编号为奇数，里程增大方向轨 道右侧的标记点，末位编号为偶数。cp布点时要对点位进行详细描述，主要描述的 内容包括位于线路里程（里程要准确，精确至米）、具体设置位置和其它需要说明的 情况等。 丢失或破坏后补埋点，新点号在原点号末位加“0”（不可加字母，因为布板软件 中点号不能识别字母）以示区别。 6.2.2 cp点编号路基地段宜标绘于 cpiii 标志柱内侧，标志正下方 0.2m；桥梁 地段宜标绘于挡砟墙内侧，侧面及顶面与防撞墙边缘齐；隧道地段宜标绘于标志正上 方 0.2m 处。点号标志字号应采用统一规格字模，字高为 6cm 的正楷字体刻绘。点号铭 18 牌白色抹底规格为 40cm30cm，红色油漆应注明工程线名简称，cp编号，严禁破坏， 每行居中排列，如下图所示。严禁采用手写标识。 01435 图 6.2 cp标识牌（若石武段，则标“石武客专 cpiii”） 6.2.3 自由测站编号 cp测量过程中的自由测站点编号根据连续里程（贯通里程）和测站号等相关信 息来进行编制，如 0613c01。前 4 位为里程，第 5 位 c 代表初次建网测量，b 代表补测， f 代表复测，j 代表竣工测量，第 6 位和第 7 位代表测站编号（各标段自行分配，标段 连接处相邻标段的 cp测站编号不应相同），0199 号数循环。 6.3 cp点的布设 cp点应成对布设，距离布置一般约为 5070 m，个别特殊情况下相邻点间距最 短不小于 40 m，最长不大于 80m。cpiii 控制点埋设于接触网杆旁加设 cpiii 桩柱顶、 桥梁防撞墙顶、电缆槽靠线路侧顶等位置。同一点对里程差不大于 3m，cp点布设高 度应大致等高，并应与设计轨道高程面 0.3m 以上。 cp点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设；对于后埋的，应采用水泥砂浆进行 固定，确保 cp标志预埋件的稳固。 6.3.1 桥梁段 cp点的布设 cp点宜布设在简支梁固定端距梁端 0.5m 的位置。 19 图 6.3-1 桥梁部分 cp点布置图 1 简支梁部分 对于 24 或 32m 简支梁每 2 孔布设一对 cp点，相邻两对 cp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 的连续梁，应在 跨中 5080 m 间均匀布设一对或几对 cp点，对跨中 cp点对应尽可能保证施测与 使用的外部环境相同，使用前应对整个连续梁段进行复核。 3 大跨连续梁和特殊结构 结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同，按 cp点对布设要求和间距进行布点， 可适当增大相邻点对间距，但最长不超过 90m。整个段落要在较短的同一段时间、同一 温度、环境下进行测量。测量 cp的时间和铺板的时间尽量相隔时间要短，且荷载没 有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化，要进行重新复测 后使用。铺板的时间段要和测量 cp的时间、温度、环境要一致。如尽量在夜间或阴 天温度变化较小的时间段内进行。 图 6.3-2 桥梁部分 cp点布置图 20 6.3.2 路基段 cp点的布设 一般路基地段宜布置在专门的混凝土立柱上。待基础稳定后，在基础使用水泥砂浆 埋设 cp标志预埋部分。 图 6.3-3 路基上 cp点布置图 图 6.3-4 路基上 cp立柱布置图 21 图 6.3-5 路基上 cp立柱基础配筋示意图 22 图 6.3-6 路基上 cp立柱正视图 1 路基段 cpiii 一般布设于接触网杆基础大里程端侧线路方向，控制点纵向间距 约 5070m 左右布设一对，其基础须与接触网杆基础形成整体；埋设应特别注意不能 与接触网补偿下锚坠砣及电力开关操作箱冲突。当冲突时，其基础应设置在线路小里 程端； 2 pvc 管长为 1 米，施工时应将其插入 cpiii 下部基础内 0.2 米，其顶端比 cpiii 下部基础高 0.8 米； 3 施工完成后 cpiii 下部基础应与接触网杆基础顶面等高； 4 施工完成后 pvc 管应竖直； 5 施工中应采用钢模浇注混凝土，以使 cpiii 下部基础尺寸标准、统一，外观光 滑、美观 6.3.3 隧道段 cp点的布设 隧道里一般布置在电缆槽线路侧顶端，相邻 cp点对相距 60 米左右，布置形式见下面示意图： 23 图 6.3-7 隧道内 cp控制点 7 第七章 cpiii 测量仪器设备及软件 7.1 cpiii 测量使用的全站仪及棱镜 7.1.1 cpiii 测量采用的全站仪必须满足以下要求： 角度测量精度： 1 距离测量精度： 1mm +2ppm 带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪，如：leica （徕卡） 系列的： tca2003、tca1201 等； 观测前须按要求对全站仪及其棱镜进行检校，作业期间仪器须在有效检定期内。 边长观测应进行温度、气压等气象元素改正，温度读数精确至 0.2，气压读数精确至 0.5hpa。平面观测前，应对全站仪进行以下检验和校正，鉴定材料宜包含以下内容： 1 望远镜光学性能的检验。 2 调焦镜运行正确性的检验。 3 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。 4 垂直微动螺旋使用正确性的检验。 5 照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。 6 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。 7 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。 8 竖盘指标差的检验，dj1 型仪器不应超 8。 9 测距加常数及棱镜常数的检验。 10 棱镜应采用 leica（徕卡）gpr121 高精度金属外壳棱镜，棱镜相位中心稳定 24 11 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。 12 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）。 7.1.2 仪器检验和校正 平面观测前，应对全站仪进行检验和和校正，主要包括以下内容： （1）望远镜光学性能的检验。 （2）调焦镜运行正确性的检验。 （3）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。 （4）垂直微动螺旋使用正确性的检验。 （5）照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。 （6）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。 （7）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。 （8）竖盘指标差的检验，dj1 型仪器不应超8。 （9）对中器的检验和校正。对中误差不应大于1mm。 （10）测距加常数及棱镜常数的检验。 7.1.3 观测要求 cp网采用自由设站边角交会法测量。自由测站的测量，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 个测站上分别联测。一般应尽量选择 无风的阴天进行或夜间进行观测，并准确测定每站测量时的温度和气压。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；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。 表7.1 .3cp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 差 0.5 2 6 9 6 1 3 6 9 6 cpiii数据cp平面网距离测量应满足下表的规定。 表7.2 cp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 2或3 1 mm 1 mm 注：距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。 当cp平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技术要求时，该测站 外业观测值应部分或全部重测。cp平面网与上一级cp、cp 控制点联测时，应至 25 少通过3 个连续的自由测站或3 个以上cp点进行联测。 7.1.4 主要技术指标 cp平面网的主要技术指标应满足表7.3 的规定。 表7.3 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 同精度复测坐差 1.8 1.0mm 1mm 3mm cp平面自由网平差后，方向改正数的限差为3，距离改正数的限 差为2mm。 cpiii 平面约束平差后的精度指标应满足表7.4 的规定，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。 表7.4 cp 平面网平差后的主要精度指标 与cp、cp 联测 与cp联测控制网名 称 方向改正 数 距离改正 数 方向改正 数 距离改正 数 距离中误 差 点位中误 差 cp平面 网 4 4mm 3 2mm 1mm 2mm cp平面网的平差计算取位，应按下表的规定执行。 表7.5 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 （） 距离改正 （mm） 点位中 误差 （mm） 点位坐 标 （mm） cp平面网 0.1 0.1 0.01 0.01 0.01 0.1 7.2 采集及处理软件 在自由设站 cpiii 测量中，测量时必须使用与全站仪能自动记录及计算的专用数 据处理软件，采用软件必须通过铁道部相关部门正式鉴定，如中铁二院与西南交大开 发的 cpiii dms,若采用其他采集软件，其数据输出格式必须与平差软件中铁二院与西 南交大联合开发的高速铁路通用平差软件 survey adjust 输入格式兼容。 26 为便于 cpiii 数据管理及平差验收工作，京石 cpiii 数据处理必须采用中铁二院 与西南交通大学开发的高速铁路通用平差软件 survey adjust 数据处理系统。为保证 平面坐标系不同投影带间坐标转换与原高等级平面控制网（铁三院）一致，平面坐标 转换应统一采用同济大学开发的 geotranse 软件。 高速铁路通用平差软件 survey adjust 数据处理及数据采集详见说明书。 8 第八章 cp平面网测量与数据处理 8.1 cp平面控制网布设 8.1.1 cp平面网的主要技术要求应符合表 8.1-1 的规定： 表 8.1-1 cp平面网的主要技术要求 控制网名称 测量方法 方向观测中 误差 距离观测中误差 相邻点的相对中误差 cp平面网 自由测站边角交会 1.8 1.0mm 1.0mm cp控制网应采用自由测站边角交会法施测。cp平面网应附合于 cp或 cp控 制点上，每 600m 左右应联测一个 cp或 cp 控制点，采用固定数据平差。当 cpii 点位密度和位置不满足 cp联测要求时，应按同精度内插方式加密 cpii 控制点。 8.1.2 自由测站距 cpiii 控制点距离为一般应小于 120 m 左右，最大不超过 180m；自由测站距 cp或 cp控制点的距离不宜大于 300m。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。 1 一般情况下采用测站间距为 120m 的 cp平面网型，每个 cp控制点被 3 个自 由测站观测；控制网形见下图 8.1-1。 测站（自由站点） cp控制点 向 cp点进行的测量（方向、角度和距离） 图 8.1-1 测站间距为 120m 的 cp平面网构网形式 图 8.1-1 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 27 须观测的 cp点。 2 因遇施工干扰或观测条件稍差时， cp平面控制网可采用图 8.1-2 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 4 个方向交会。 图 8.1-2 测站间距为 60m 的 cp平面网构网形式 8.1.3 cp控制点测量方法及与上一级控制网的关系： 联测高等级控制点 cpi、cpii 应采用以下联测网型： 当采用在自由设站置镜观测 cp、cp 控制点时，应在 2 个或以上连续的自由 测站上观测 cp、cp 控制点，如图 8.1-3。 图 c p c p c p c p c p 6 0 m 8.1-3 自由测站置镜联测高等级点 在自由站上测量 cp的同时，将靠近线路的全部 cpii 点进行联测，纳入网中。应 确保线路两侧 200m 范围内可视的 cp控制点密度达到 400m800m，否则应按同精度 加密 cp控制点。 每个 cp测量组中需使用同一批棱镜（包含联测 cpii 等控制点） ，并做好棱镜常 数等参数的设置工作。 28 8.2 cpiii 平面网观测 8.2.1 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。 表 8.2-1 cp平面网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 2c互差 同一方向归零后方向 值较差 0.5 3 6 9 6 cp平面网 1 4 6 9 6 8.2.2 cp平面网距离测量应满足下表的规定。 表 8.2-2 cp平面网距离观测技术要求 控制网名称 测回 半测回间距离较差 测回间距离较差 cp平面网 3 1 mm 1mm 注：距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。 当 cp平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技