京沈高速铁路测量培训.ppt

高速铁路 精密工程测量技术,京沈铁路客运专线测量队,标题,1.前言 2.交桩 3.人员配备 4.精密控制网复测 5.施工控制测量 坐标计算 征地红线 桥涵控制测量 隧道控制测量,路基控制测量 沉降变形观测 6.内业资料 7.仪器检校及保管 8.安全及控制点的维护,前言,工程测量在测绘界，人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量。实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。可以这样说，没有测量工作为工程建设提供数据和图纸，并及时与之配合和进行指挥，任何工程建设都无法进展和完成。,交桩,参加单位： 设计单位、监理单位、施工单位 参加人员： 设计代表、专业监理工程师、施工单位测量负责人 程序： 由设计单位牵头，监理单位监督，带领施工单位测量负责人将沿线由设计院测设完成，且经过复核无误的线路控制点，逐一,交接给施工单位。施工单位应详细记录施工控制点的位置，并做好标记，同时做好相应的保护工作，以便后续施工顺利 内容： 1.CPI、CPII、BM工作基点 2.精密工程控制测量技术总结和成果报告 3.曲线表 4.坡度表 5.交点坐标,什么是CPI、CPII CPI是GPS基础平面控制网的简称，其作用是为勘测、施工、运营和维护提供基础坐标。CPI采用GPS B级网，应采用GPS测量，首先在WGS84坐标系统中经行三维无约束平差，然后把WGS84坐标转换为工程平面坐标，为减小尺度误差，工程独立平面坐标系统以沿路线铺设的控制基桩对应 的轨道设计高程为投影面，在工程独立坐标系统中还应引入1954北京坐标系或1980,西安坐标系或者城市地方坐标系。CPI网GPS测量精度要求：基线边方向中误差小于等于1.3秒，最弱边相对中误差是十七万分之一。,CPII为线路平面控制网，主要勘测和施工 提供控制基准。 工作基点是沉降观测的基准点。,路基原地面复测 1.根据路基设计图纸里程进行断面测量，测出原地面高程，形成断面图，计算出土石方量。为以后变更提供有效依据。 2.做好土石细分断面测量，形成断面图。,测量队长1人。4个测量小组，每组配备4人，其中主测1人，测量员3人。 1“全站仪四套，电子水准仪2套，RTK一套。 对讲机若干部,其它测量辅助工具。,人员仪器配备,精密控制网复测,1.复测前首先进行编制复测方案 2.现场勘查，检查标石的完好性。 3.对仪器进行检定，检查技术参数设置，检查脚架是否松动、基座水准器、光学对点器状态是否正常。 4.准备交桩资料、点之记、测量记录等。 5.配备对讲机、钢卷尺等辅助工具 6.复测方法： （1）平面复测,CPI控制复测 1)CPI网采用网连或边连结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网（见控制网略图）。按静态相对定位测量模式， 6台GPS接收机架设于CPI控制点上同步观测，同时联测CPO控制点。 2)测前根据星历预报，详细制定观测计划；观测中严格执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业，最短观测时间90分钟，同步观测2个时段。,3)接收机设置观测卫星高度角15,数据采样间隔为15秒。测区地形开阔，同步观测到的GPS卫星总数6颗（一般为812颗）。 4)作业过程中，天线安置严格整平、对中，并随时检查。 5)作业中使用对讲机需离GPS接收机20m以外。 6)每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2mm，取两次平均值作为最终结果。一个时段观测结束后，重新检查对中整平仪器，再进行第二时段的观测。,7)观测人员严格按手簿内容进行详细记载，不得错记、漏记，严禁事后补记或伪造。 CPII、加密控制点复测 1)在CPII复测的同时进行加密控制网的复测。CPII网采用网连或边连式构网，附合到CPI网上（详见控制网略图）。 2)按静态相对定位测量模式，多台GPS接收机架设于CPI与CPII控制点上同步观测。最短观测时间60分钟，同步观测1个时段。,3)作业过程中，天线安置严格整平、对中，并随时检查。测前测后量取天线高度，并记录。,（2）二等水准点复测 从BM5840测至BM5841，两个连续的水准点之间往返测量，电子记录。 （3）加密的埋设要求及测量 1、编制加密控制点技术测量方案 2、施工控制网加密是在设计院桩点不能满足施工放样需要进行的加密，前期开工的项目附近有CPI和CPII点且不能满足放样需要再进行加密，不能直接使用设计院桩点进行放样。,2、加密点选择根据现场调查情况、施工需要，结合自身条件，精心选择加密点的布设位置。将导线点与水准点合二为一，一点两用，便于保护，保证通视、便利、安全。加密点选择时，加密点之间的边长 尽量控制在200m左右，满足测量的点位精 度，准确指导施工。 3、加密点的埋设方法本次埋设的加密点是为了以后长期投入施工使用的高精度导线点，所以点位必须保证如下几点： 点位坚固，不易破坏； 在尽量远离基坑的前提下，兼顾远离管线，水流等不利影响； 方便使用，易于保护等。,4、加密点的复测是利用GPS加密测量施工控制网时按CPII的技术要求进行观测（GPS三等的技术指标要求），在对加密点进行整体平差前应先对网中联测的原CP和CP点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原CP和CP进行剔除，满足要求的全部作为起算点。,7.数据处理 使用Trimble公司提供的TGO1.36软件进行基线向量解算。采用广播星历，按静态相对定位模式进行解算，删除工作状态不佳、在卫星残差图上残差过大的卫星，得到满足仪器标称精度的双差固定解基线向量结果，参与后续数据处理。外业观测结束后，以大地四边形作为基本构网图形对观测基线进行处理和质量分析，检查基线质量是否符合相关规范的要求。 （1）基线向量闭合环闭合差 （2）重复基线较差 （3）控制网平差,二等水准点平差： 采用南方平差易2005平差软件以CPI为基点进行二等水准测量约束平差计算。 8.最后形成精密控制网复测报告及加密点测量技术报告，上报监理单位审批。,施工控制测量,大地坐标系 1. 以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球坐标系。 2.目前，我国经常使用的坐标系有： （1）1954年北京坐标系 大地原点在苏1联，将与苏联大地网联测后我国东北边境的三个点的坐标作为我国天文大地网起算数据，然后通过天文大地网坐标计算，推算出北京一点的坐标，故命名为54北京坐标系。,（2）1980年国家大地坐标系 采用1975年国际椭球，大地原点在陕西省永乐镇，椭球面与我国境内的大地水准面密合最佳。故命名为80-西安坐标系。 （3）WGS-84坐标系 是世界大地坐标系统，其坐标原点在地心，采用WGS-84椭球。 （4）2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。,征地红线放样,根据设计院下发的征地图，放出边界线，红线范围内为施工区域。界线以埋桩或挖边界沟做好明显标志。如果红线范围内征地不满足施工要求，可在原基础上征用临时用地，量测征地面积。与地方政府做好协调工作。,桩基放样 -1)因我工区放样次数频繁，为满足施工循环需求。所有桩基采取GPS测量仪器放样。精度符合规范、设计要求。 -2)桩基测量首先要根据设计院提供的曲线要素进行中线桩的复核，然后根据墩台里程桩号及相关尺寸进行桩基中心坐标计算，坐标计算成果要由两人以上及总工核对无误后报测量监理工程师审批，审批合格后，坐标成果方可用于施工测量。桩基放样，采用桩基中心坐标放样法。,桥涵测量放样,-3)在工程施工过程中，桩基中心放样采用华测GPS-RTK，建站利用至少3个以上平面控制点进行点校正，点校正结束后查看点校正残差，点位校正残差要小于1cm，GPS RTK使用要符合高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）中关于GPS RTK测量的相关规定。在施工放样前，仪器安置好后GPS RTK应到放样桩基附近的已知控制点进行测量复核，RTK手持杆气泡居中，居中时间应该不小于1分钟，复核精度要小于1cm，才能开始桩基的测量放样,-4)桩基放样前，准备好木桩和小钉子，当桩位中心坐标施测出来后 ，要打上木桩，直到木桩稳固为止，并在木桩顶面精确放出桩位中心坐标后，钉上小钉子。RTK手持杆水泡居中要使用用竹杆支撑，放样误差要小于1cm，桩位中心坐标放样完毕后应实际尺量两桩中心间距进行复核，确定无误后，每根桩位中心都要做四个90度直角保护桩，以便随时校核桩位正确性。,保护桩大样,-5)桩基护筒埋设完成后再用GPS RTK对桩基中心位置进行复测，合格后用两条通线连接4个护桩线交点与GPS对中杆重合后在护筒边缘用红油漆做4点记号。以备护桩丢失后校正桩基。手持扶对中杆时尽量使RTK对中杆气泡严格居中，平面测量误差控制在1cm以内。桩基标高不允许使用GPS测量，使用水准仪进行测量。测量必须进行附合式水准测量，计算由两人或两人以上复核，测量合格后。经测量监理确认后以书面技术交底交予现场班组长，方能进行桩基的开钻施工。,承台放样 -1)承台基坑开挖前要在原地面测出高程控制点以指导基坑开挖，当基坑开挖到位后，使用水准仪测出桩基顶面高程，以便破除钻孔灌注桩桩头。 -2) 破除桩头后，要对每根成桩的中心位置再进行一次测量，检查成桩中心位置与设计的中心位置是否满足规范要求的小于5cm限差，并做好原始数据记录。 -3) 使用华测GPS RTK或全站仪（徕卡）极坐标法测量承台底4个角点或测量承台底十字中心线控制点。使用竹杆支撑RTK手持杆使水平气泡严格居中，平面严格误差控制在5mm以内。,-4) 测量完毕后用钢尺丈量各点间的距离及对角线距离，确认准确无误后，经测量监理确认后以书面技术交底交予现场班组长，方可进行下道工序施工。 -5) 承台模板立模后，及时对承台模板进行检查，采用全站仪极座标法测放承台十字中心线或各承台角点控制点，采用棱镜支架杆，平面误差控在规范规定以内，用红油漆做标志点在模板上，根据各点拉线检查模板各部位几何尺寸。并要测出承台顶面高程，并在模板上标出承台混凝土顶高程。,高程误差控制在规范规定以内，确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场班组长。 承台放样示意图,墩柱测量放样 -1) 使用全站仪（徕卡）坐标法在承台顶面测出墩柱底部角点或十字中心线控制点，模板固定后使用全站仪测量模板顶口平面位置，采用棱镜支架杆，平面测量误差要小于3mm。使用水准仪测量墩柱顶面的高程，高程测量误差要小于3mm。当水准仪施测无法满足要求时，也可使用全站仪三角高程测量的方法测量墩柱顶面高程，要采用全站仪正倒镜法取中值，测量方法及精度要符合三角高程测量规范要求。,-2) 全站仪对墩柱平面位置放样，每次都必须复核后视角度和距离；水准仪进行墩柱高程放样时每次测量必须附和联测两个控制点。 -3) 测量时要由两个以上测量人员分别放样相互检校，以确保测量质量。 -4) 确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场班组长。,支座垫石测量放样 -1) 在支座施工前，必须进行平面控制点、高程点的复测及墩顶高程复测，并要与相邻分部联测平面和高程控制点。 -2) 在墩顶测设出支座垫石的角点位置 ,支座垫石顶面高程可通过各墩顶水准标志高程测设。 -3) 采用全站仪（徕卡）坐标法测量放出支座垫石的平面位置，采用棱镜支架杆，平面测量误差要小于3mm。并使用全站仪或钢尺复核相邻支座垫石的间距；支座垫石顶部高程使用精密水准测量法控制，将平整度相对误差控制在2 mm以内。确认准确无误后，经测量监理确认后再以书面技术交底交予现场班组长。,架梁前准备工作 -1) 架梁前要对垫石顶面高程进行复测和支座中心进行测量。高程复测采用DSZ2水准仪测量，当水准仪精度不能满足要求时，利用全站仪（徕卡）正倒镜测法在墩顶测出一个高程控制点，然后以高程控制点为基准点用水准仪测量支座顶面高程。 -2) 箱梁安装控制测量：先利用墩帽顶部的加密控制点架设全站仪与水准仪来控制箱梁的轴线与梁顶高程，箱梁安装后，可以在箱梁顶布设加密控制点用来架设仪器控制箱梁安装的轴线与顶部高程。,-3)使用墨斗按照测量点弹处中线和梁端线。 -4)检测锚栓孔的平面位置、孔深、孔径。,路基测量放样,放样中线一般按照路基图纸设计里程为一个测量断面，曲线地段可加密，采用极坐标法测量。 1）在路基施工时，关键是在实地标定路线的中线位置。在填挖方开始前要准确的放出线路的开挖边线或填方边线，以后大约1米左右恢复一次中桩。 2）在路基开挖刷坡的过程中按照设计坡度放出每级台阶准确位置，控制高程。,3）在路基开挖的过程当中，遇到地下为岩石，需测量土石分离断面。 4）路基因有软基处理段，需要换填。需要测量断面，作为变更依据。路基是分层填筑的，每层填筑的厚度是根据路基试验段总结出来的，施工时自下而上逐步地按层次进行定位，在施工作业面上标定设计位置，测量高程，作为施工的依据。,隧道测量放样,导线布设 洞内采用导线控制。导线形式是指洞内控制依靠导线进行，施工放样用的中线点由导线测设，中线点的精度能满足局部地段施工要求即可。对于较长隧道宜组成导线闭合环，对角度经过平差，以提高点位的横向精度。,导线环：如下图所示，每测一对新点，如5 和5，可按两点坐标反算 55的距离，然后与实地丈量的55距离做比较，进行检核。,隧道开挖测量 使用全站仪（徕卡）架设在导线点上，至少后视两个导线点，放出开挖轮廓线。,客运专线铁路精密工程测量的概念,客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，客运专线铁路的平顺性要求非常高，轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。我们把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。把客运专线铁路精密工程测量控制网简称“精测网”,客运专线铁路精密工程测量的内容 线路平面高程控制测量 线下工程施工测量 轨道施工测量 运营维护测量,客运专线铁路精密工程测量的框架体系 客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设2006189号） 时速200250公里有碴轨道铁路工程测量技术指南（试行）（铁建设200776号）,1.2为什么要建立客运专线铁路精密工程测量体系,客运专线铁路速度高（200km/h350km/h），为了达到在高速行驶条件下，旅客列车的安全性和舒适性，要求: (1)严格按照设计的线型施工,即保持精确的几何线性参数; (2) 必须具有非常高的平顺性，精度要保持在毫米级的范围以内。客运专线铁路的平顺性要求见下表:,（1）无碴轨道静态几何尺寸允许偏差,（2）无碴轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差,要实现客运专线铁路的轨道的高平顺性，除了对线下工程和轨道工程的设计施工等有特殊的要求外，必须建立一套与之相适应的精密工程测量体系。 德国睿铁公司执行副总裁巴哈曼先生在总结无碴轨道铁路建设经验时说：要成功地建设无碴轨道，就必须有一套完整、高效且非常精确的测量系统否则必定失败。,二、 传统的铁路工程测量方法及其不足之处,2.1传统的铁路工程测量方法,初测：初测导线、初测水准,定测：交点、直线、曲线控制桩（五大桩）,线下工程施工测量：以定测控制桩作为施工测量基准,铺轨测量：穿线法、弦线支距法或偏角法测量,2.2传统的铁路测量方法的缺点,1）平面坐标系投影差大 （高斯投影）,中央子午线,高斯投影改正值,高斯投影面,1954年北京坐标系3带投影， 投影带边缘高斯投影边长变形值最大可达340/km,施工高程面,参考椭球面,投影面改正值,平均高程H,高程投影每km边长变形值H/R,2）传统的铁路测量方法的缺点,（1）不利于采用采用GPS RTK、全站仪等新技术采用坐标法定位法进行勘测和施工放线； （2）没有采用逐级控制的方法建立施工控制网 线路测量可重复性较差； 中线控制桩连续丢失后，很难进行恢复。,3）测量精度低： 导线测角中误差12.5、方位角闭合差25n；全长相对闭合差：1/6000 施工单位复测经常出现曲线偏角超限 改变设计偏角施工,设计线形被改变,4）轨道的铺设不是以控制网为基准按照设计的坐标定位，而是按照线下工程的施工现状采用相对定位进行铺设。 由于测量误差的积累，轨道的几何参数与设计参数不一致。,三 客运专线铁路精密工程测量的特点,3.1、确定了客运专线铁路精密工程测量“三网合一”的测量体系,1）三网的含义 勘测控制网:CP、CP 、水准基点 施工控制网CP、CP 、水准基点、CP 运营维护控制网 ： CP、加密维护基桩,2）“三网合一”的内容和要求： 勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网坐标高程系统的统一； 勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网起算基准的统一； 线下工程施工控制网与轨道施工控制网、运营维护控制网的坐标高程系统和起算基准的统一； 勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网测量精度的协调统一；,3）三网合一的重要性 勘测控制网、施工控制网起算基准不统一的后果 平面尺度：纵向里程，横向偏移 高程基准：线路纵断面，穿跨越限界 线下工程施工控制网与轨道施工控制网的 坐标系统和测量精度不统一的后果 线下工程与轨道工程错开 净空限界不足,3.2、