无砟轨道铺设CPIII控制网测量技术方案

无砟轨道铺设CPIII控制网测量技术方案南方测绘高铁测量技术中心2008年12月30日无砟轨道铺设CPIII控制网测量技术方案1任务依据根据中铁二局的要求，南方测绘高铁测量技术中心对的具体情况制定技术设计方案.2 任务范围及主要工作内容: 2.1任务范围 2.2工作内容 (1)CPI.CPII和高程网复测; (2)隧道洞内CPII控制网测量; (3)CPIII平面控制网测量; (4) CPIII高程控制测量3执行的标准及规范（1）客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设20006，189号）；（2）国家一，二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）;（3）国家三，四等水准测量规范（GB 12898-91）;（4）工程测量规范（GB50026-93）;（5）精密工程测量规范（GB/T 15314-1994）。4 CPI.CPII和高程网复测 根据铁道部关于时速250公里及以上铁路工程测量标准有关事项的通知（铁建设函200842号）的相关要求，无砟轨道施工控制网CPIII建立时，CPI.CPII和高程控制网应复测一次。41复测范围设计单位布设的CPI.CPII平面控制网，贯通二等水准高程控制网。在设计控制网的基础上，施工单位布设的施工加密控制网（含平面，高程）。42任务分工（1）设计单位负责本设计管段内CPI.CPII平面控制网，贯通二等水准高程控制网复测工作。（2）施工单位负责本施工管段内施工加密控制网（含平面，高程）复测工作。（3）监理单位对设计，施工单位的复测工作进行全面监理，并对复测成果进行签认。（4）咨询单位对复测进行技术指导，对复测成果报告提出具体的要求进行审核。43技术要求（1）对于丢失破坏的CPI.CPII和二等水准点按客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定的要求进行恢复。（2）对于点位的位置和密度不能满足CPIII控制测量要求的CPII控制点和二等水准点按插点或插网的方法进行同精度加密。（3）设计院将复测成果与此前提交给施工单位的控制网交桩资料进行对比，对异常情况进行分析，提交复测成果报告。（4）施工单位将复测成果与此前上报公司的交桩成果进行对比，有异常情况进行分析，提交复测成果报告。5 隧道内CPII控制网测量51隧道洞内CPII点埋设 隧道洞内CPII点埋设标准按客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定要求埋设，可与洞内二等水准点共用，可埋设在洞内电缆壁上52 隧道洞内CPII点点号编排隧道洞内CPII点点号编排可按以下原则进行编号，xxxCPII01, xxxCPII02,xxx为隧道名汉语拼音的第一个字母，如风火山一号隧道的编号可为FHSCPII01,按里程增加方向顺延。53 CPII导线测量技术要求在隧道贯通后进行CPII控制桩时，CPII控制网测量采用导线网测量，导线附合于隧道两端的CPI或CPII控制点上，导线测量的主要技术要求见表1：表1 CPII导线测量主要技术要求控制网级别附和长度(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CPII4400-80052.5101/400005四等CPII4L7400-80051.851/600003.6三等CPII7400-80050.751/1000001.4 二等CPII导线测量还应满足下列要求：（4）导线测量应起闭于隧道洞口两端或斜井（或横洞）的CPI控制点上，采用标称精度不低于2秒，2mm+2ppm的全站仪施测，大于7km的隧道应采用不低于1秒，1mm+1ppm的全站仪施测。（2）导线测量水平角观测应符合表2的规定：表2 导线测量水平角观测技术要求附和长度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4DJ146”9”6”DJ268”13”9”4L7DJ166”9”6”DJ2108”13”9”7DJ196”9”6”DJ2158”13”9”（3）导线边长测量，读数至0.1mm。距离和竖直角往返各观测3测回。各项限差应满足表3的要求。表3 距离和竖直角观测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I557mDII5101015注：mD=(a+bxd)为仪器标称精度。式中：a-仪器标称精度中的固定误差（mm）b-比例误差系数(mm/km)D-测距边长度（km）电磁波测距仪的测距精度划分标准为：测距长度为1km时I级：|mD|=5mmII 级：5mm|mD|=10mm1CPII导线应在方位角闭合差及导线全长相对闭合满足要求后，采用严密平差计算。5.4 CPII导线控制点的定位精度要求CPII导线控制点的定位精度要求见表4表4 CPII导线控制点的定位精度要求（ mm）控制点可重复性测量精度相对点位精度CPII15105.5隧道内高程测量隧道内高程测量采用水准测量的方法，按二等水准测量精度要求施测，洞内水准点与CPII共点，附和到洞口二等水准点上，闭和差必须满足正负 限差要求（如独立平差，洞内外共点处就存在断高）。6 CPIII平面控制网测量6.1.1 CPIII控制点的元器件： 采用工厂精加工元器件（要求采用数控机床），用不易生锈及腐蚀的金属材料制作，有带支架的反射镜、轨道标记销钉、标记点锚固螺栓、栓孔保护销钉（塑料）等。CPIII控制点标志重复安置精度应达到0.3mm，CPIII元器件应经检测合格后方可使用。如下图：标示 位置的定义6.1.2 CPIII控制点的布设CPIII控制点距离布置一般为60m左右,且不应大于80m , CPIII控制点布设高度应于轨道面保持一致的高度间距。（1） 一般路基地段宜布置在接触网杆上，见下图：（2） 当路基地段没有施工接触网杆时可以在路基上布置临时控制点桩或布置在已施工的接触网杆的基座上，见下图所示： （3） 桥梁一般布置在防护墙上，见下图所示：注：CPIII控制点距防护墙表面（4） 隧道里一般布置在电缆槽顶面以上3050cm的边墙内衬上，见下图；注：标记点设在内衬上，位距电缆槽边墙表面3050cm左右。（5） CPIII控制点的安装：当接触网杆或临时标记桩为钢筋混凝土杆时，将锚固螺栓固定在引导孔上。当接触网杆或临时标记桩为钢架时，可以将标记点锚固螺栓焊接或栓接在钢架上。安装标记销钉（在不使用时可以将该销钉取下保存）。安装反射镜（在不使用时可以将该反射镜销钉取下保存）。（）CPIII控制点编号的标注应全线统一采用大小为4cm的正楷字体刻绘，并用白色油漆抹第，红色油漆填写编号字体。6.1.3CPIII控制网标记点的编号 CPIII网络的点编号定义如下：CPIII点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数CPIII点以数字CPIII为数字代码所有处于线路下行线轨道左侧的标记点，编号为奇数，处于上行线轨道右侧的标记点编号为偶数，在有长短链地段应注意编号不能重复。举例如下：点编号含义数字代码在里程内点的位置0356301表示路线里程内线路前进方向左恻的CPIII第1号点,”3”代表”CPIII”0356301(轨道左侧)奇数1、3、5、7、9、11等0356302表示线路里程DK1356范围内线路前进方向右恻的CPIII第1号点,”3”代表”CPIII”0356302(轨道右侧)偶数2、4、6、8、10、12等.自由设站 法CPIII-网络的点编号体系自由设站点编号按 Z035601, Z035602延线路里程增加方向编号。6.1.4 CPIII控制点的定位精度要求CPIII控制点的定位精度要求表(mm)控制点可重复性测量精度相对点为精度CPIII后方交会测量516.1.5CPIII控制点的测量(1)仪器要求全站仪必须满足如下精确度要求:角度测量精确度: 1”距离测量精确度:1mm+2ppm使用带目标自动搜索及测量的自动化全站仪,如:Leica系列的:TCA1201,TCA1800,TCA2003或TRIMBLE S6等 每台仪器至少配13套棱镜,使用前应对棱镜进行检测。(2)测量方法CPIII控制网采用自由设站交会网（客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定称为“后方交会网”）的方法测量，自由设站的测量从每个自由设站，将以23个CPIII点为测量目标，每次测量应保证每个点测3次，测量方法见下图：表示CP点表示自由设站点CPIII控制点距离为60m左右，且不应大于80 m,观测CPIII点允许的最远目标距离为120m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由设站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的：T 温度，气压以及CPI，CPII点上的目标点的棱镜高测量，并将温度，气压改正输入每个测站上。对于线路有长短链时，应注意区分重复里程及标记的编号。(3)水平角测量的精度应按如下要求进行： 测量水平方向：3测回； 测量测站至CPIII标记点间的距离：3测回。 方向观测各项限差根据精密工程测量规范（GB/T 15314-1994）的要求,不应超过下表的规定,观测最后结果按等权进行测站平差。 方向测量法水平角测量精度表经纬仪类型电子经纬仪两次读数差半测回归零差一测回内2C互差同一方向各测回互差DJ050.54124DJ0715125DJ116126 注： DJ05为一测回水平方向中误差不超过0.5”的经纬仪。每个点应观测3个全测回。距离的观测应与角观测同步进行，并由全站仪自动进行。(4)测量中点位横向允许偏差不大于正负5 mm。(5)平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的CPI及CPII点应联测。6.1.6 与上一级CPI，CPII控制点联测与上一级CPI，CPII控制点联测时应保证8001000米的间隔联测一个（1）与上一级CPI，CPII控制点联测，一般情况应同过2个或以上线路上的自由设站，见下图。联测高等级控制点时，应最少观测3个完整测回数据（其精度应在5mm误差以下）。- - - -自由测站点- - - - -CPIII控制点- - - - -向CPIII点进行的测量（方向、角度和距离）- - - -CPIII控制点间距（2）如果从自由设站上到高等级控制点CPI或CPII只能有一个方向通视时，则须增加这一方向的测回数。（3）不能直接观测的CPII点建议用GPS按CPII精度加密。（4）为了使相邻重合区域能够满足CPIII网络的测量高均匀性和高精确度，每个重合区域至少有3到4对CPIII点（约180m重合）一起测量，并且考虑平差，每个区域不小于4km为宜。 桥梁，隧道段须与已有的独立的隧道施工控制网想连接。通过选取适当的CPII点和CPIII特殊网点，来保证形成均匀的过渡段。6.1.7内业数据处理 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。观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。包括以下内容：仪器高，棱镜高；第83条要求的各项观测要求；观测者，记录者，复核者签名；观测日期，天气等气象要素记录。检核方法可以采用手工或程序检核。观测数据经检核不满足要求时，及时提出重测，经检核无误并满足要求时，进行数据存储，提交给数据计算，平差处理。数据计算，平差处理必须是经采用通过铁道部相关部门正式鉴定软件，在计算报告中要说明软件名称。自由设站点，CPIII点进行整体平差。平差计算时，要对各项精度做出评定。6.1.8现场记录 在现场测量时必须记录各测站的实际情况，他是测量中的重要数据，在进行外业测量时，应按下表填写。6.1.9观测气象条件CPIII观测应在气象条件相对比较稳定的大气下进行（温差变化和湿度较小，如阴天），夜间观测应避免强烈光源对观测的影响。自由测站记录表 线 段 第 页共 页测量单位： 天气：自由测站编号仪器高温 度气 压测量点编号棱镜高备注测量点编号棱镜高备注测量点标记示意图线路里程方向说明：将自由测站编号、CP轨道标记点编号应在该示意图上标记出来司镜： 记录： 年 月 日6.2 CPIII控制网高程测量测量方法 每一测段应至少与3个二等水准点进行联测,形成检核.联测时,往侧时以轨道一测的CPIII水准点为主线贯通水准测量,令一侧的CPIII水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CPIII水准点为主贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。往测示意图如下： 二等水准点 后视 仪器摆站点 前视 CP水准点 联测线返测按下图所示路线测量： 二等水准点 后视 仪器摆站点 前视 CP水准点 联测线6.2.2CPIII高程控制点精度要求 CPIII控制点水准测量应按客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定中的“精密水准”测量的要求施测。CPIII高程测量工作应在CPIII平面测量完成后进行，并起闭与二等水准基点，且一个测段联测不应少于3个水准点。 精密水准测量采用满足精密要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为正负0.3mm），配套铟瓦尺。使用仪器设备应在检定期内，有效期最多为一年，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，根据自带的软件对仪器检验和校准。（1） 精密水准测量精度要求精密水准测量精度要求表（mm）水准测量等级没千米水准测量偶然中误差M没千米水准测量全中误差M 限 差检测已测段高程之差往返测不符值左右路线高差不值精密水准2.0 4.012L8L4L 注：表中L为往返测段、符合或环线的水准路线长度，单位Km. (2) 精密水准测量的主要技术标准要求 精密水准测量的主要技术标准 等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返校差或闭合差与已知点联测符合或环线精密水准42DS1因瓦往返往返8L注：结点之间或结点与高级点之间，起路线长度不应大于表中规定的0.7倍。L往返测段、附和或环线的水准路线长度，单位Km。（3）精密水准观测应符合以下要求 精密水准观测主要技术要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差(m)测段的前后视距积累差(m)视线高度(m)精密水准因瓦DS1602.04.0下丝读数0.3DS0565注:L为往返测段、附和环线的水准路线长度,单位Km. DS05表示每千米水准测量高差中误差为=0.5mm(4)测站观测限差测站观测限差可按下表进行 单位:mm等级上下丝读数平均值与中丝读数的差基辅分划读数的差基辅分划所测高差的差检测间歇点高差的差精密1.50.50.71.0 因水准路线较短,故不设间歇点. 使用双摆位自动安平水准仪时,不计算辅分划读数差. 对于数字水准仪,同一标尺两次读数差不设限差,两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差的差. 视距长60m; 前后视距差1.0m; 前后视距累计差3.0m 上述观测限差超限时,重新观测.6.2.3观测顺序 (1)光学水准仪观测 奇数测站照准标尺分划顺序为:A. 后视标尺基本分划;B. 中视标尺基本分划;C. 前视标尺基本分划;D. 前视标尺辅助分划E. 中视标尺辅助分划F. 后视标尺辅助分划 偶数测站照准标尺分划顺序为:G. 前视标尺基本分划;H. 中视标尺基本分划;I. 后视标尺基本分划;J. 后视标尺辅助分划K. 中视标尺辅助分划L、前视标尺辅助划分。（2）数字水准仪观测奇数测站照准标尺分划顺序为A 后视标尺；B 前视标尺；C 中视标尺；D 前视标尺；E 中视标尺；F 后视标尺。偶数