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文档简介
38/38中铁十五局京沪高速铁路测量工作总结中铁十五局集团
京沪高速铁路测量工作总结
中铁十五局集团京沪高速铁路项目部
2011年6月20日
目录
第一章测量组织管理机构设置(1)
一、高速铁路测量工作组织机构(1)
二、各级测量机构工作职责(1)
第二章测量制度建设(3)
一、测量成果交接制度(3)
二、测量数据管理制度(3)
三、测量复核制度(4)
四、竣工测量制度(4)
五、测量资料管理及桩橛保护制度(5)
六、总结报告制度(5)
七、仪器设备的使用和管理(5)
第三章各种测量工作的实施方案(6)
一、各级控制网的布设(6)
二、特殊专项测量作业方案(31)
第四章人员、设备配置(46)
第五章结语(46)
京沪高速铁路测量工作总结
中铁十五局集团京沪高速铁路指挥部测量队
京沪高速铁路主要采用CRTSⅡ型板式无砟轨道,设计最高运行时速380km,初期运营时速300km。为达到这一要求,在设计和施工中对线路的平顺性要求相当高,测量工作的地位尤为重要,而健全的组织管理机构,严格的规章制度,科学的实施方案,合格的人员、设备是圆满完成一项测量工作的前提。
第一章测量组织管理机构设置
一、高速铁路测量工作共分局指挥部、工区项目部和作业组三级进行管理
图1测量组织机构图
1、根据施工进度,局指挥部适时建立各施工阶段的测量工作领导小组,如线下工程测量工作领导小组、无砟轨道测量领导小组、轨道精调领导小组等,组长由副经理担任。
2、局指挥部成立测量队,配置八名专业测量人员,其中高级测量工程师二人,工程师三人,技师三人。
3、各工区成立测量分队,人员按照工区承担的施工任务每公里不少于一名专业测量人员进行配置。最小的测量分队,专业测量人员也不能少于六人,其中测量工程师不少于二人。
4、工区测量作业组,各工区根据工程进展情况组建各施工阶段测量作业组,人员按照各施工阶段的具体情况配置,一般每个测量作业组配置专业测量人员三名。
二、各级测量机构工作职责
1、局指挥部测量工作领导小组
总体负责全局管段内测量工作的领导和管理,负责测量部门与其他相关部门的协调工作,在局指挥部测量队的协助下制定、签署各项管理制度和专项测量方案。
2、局指挥部测量队职责
①、负责组织CPⅠ、CPⅡ控制网及二等水准点的定期复测工作。
②、负责组织实施CPⅢ控制网的建网和定期复测工作。
③、负责全局管段内测量数据的计算、复核工作
④、负责编制局管段内各施工阶段的专项测量方案
⑤、负责对各工区测量工作进行技术交底及培训。
⑥、负责对各工区测量工作进行复核。
3、工区项目部测量分队职责
①、负责组织实施各级控制网的建网、复测及相关工作。
②、负责组织实施管段内各施工阶段的测量工作。
③、负责测量资料的收集、整理、保管和移交,按时完成测量总结和报告。编制各自管段内的测量方案和测量计划,建立仪器设备台帐,负责所使用仪器设备的定期检查和检定;
④、完成局指挥部测量队交办的其他测量工作。
4、工区项目部各测量作业组职责
①、负责各施工阶段测量工作的具体实施;
②、负责测量相关资料的收集、整理;
③、负责对接收的测量数据进行现场复核;
④、负责对所使用仪器的日常检查和维护工作。
第二章测量制度建设
一、测量成果交接制度
测量成果包括测量原始记录,内业成果,测量桩橛,点之记和各种精度分析、评定资料等。要做好测量成果交接工作。
1、与设计单位测量成果的交接
局指挥部、各工区施工技术部门收到设计文件后,必须于开工前会同设计、监理单位到现场点交测量桩橛,补齐丢失、松动的测量桩橛,办理相应手续。测量队及时组织全线复测和贯通测量。复测完成后,一周内向各工区办理测量成果交接。
2、内部控制测量成果交接及交接方式
局指挥部组织完成的控制测量,须在完成后一周内向使用控制测量成果的各工区办理测量成果交接。工区应核实成果内容和现场桩橛实际情况,并在接收成果后一个月内将复核情况上报测量队。
3、竣工测量成果移交
工程竣工后,根据有关要求完成竣工测量桩橛、标志桩、测量标志、永久水准基点的设置和测量,各项成果必须满足规范要求。
4、交接范围
(1)CPI、CPII、CPIII、GRP、水准基点以及各种加密控制桩点等。
(2)控制桩坐标资料、水准基点高程资料、曲线要素资料、逐桩坐标计算资料、点之记,所有控制测量桩橛精度评定资料等。
5、交接要求
(1)桩位交接必须按测量资料和交接桩表在现场逐点交接。交点时,桩橛标志应核实无误且桩点稳固方可接受,对松动或破坏、丢失的桩橛,应由交方补齐。交接的桩橛应向管区外延伸至少2个桩。
(2)交接要做好详细记录,各种数据要反复核准。
(3)桩位标志要明显,符合规定,刻画工整,标准统一,交接时必须附有必要的说明资料。
(4)交接的坐标资料必须真实、精确,接收单位应进行现场复核,复核无误后方能正式采用。
二、测量数据管理制度
1、线路理论坐标管理
(1).对各工区能够独立计算的坐标数据(如桩基、承台坐标等),首先由各工区测量分队工程师进行计算,工区总工程师进行复核;工区复核无误后报局指测量队再次进行独立复核,测量队复核无误后,报监理组专业测量监理工程师审批;只有通过审批的坐标数据才能用于现场测量。该数据一式三份,各方审核、签署完毕后监理、局测量队、工区各一份。
(2).对工区无法计算的坐标数据(如精调数据等),由测量队负责利用符合规定的软件进行计算。测量队的数据计算由两个人进行独立操作计算,经比对、复核无误后报监理审批,最后才能下发各工区使用。该数据一式两份,各方审核、签署完毕后监理、局测量队各一份,复印件下发各工区。
(3).各工区对接收的坐标数据必须进行现场复核,一旦发现问题,应立即反馈到局指测量
队,由测量队对问题进行分析处理。
(4)、杜绝现场不进行数据复核,而直接进行测量的一切行为。
2、各级控制网测量数据管理
(1).对各工区自己完成的控制网,如线下工程施工控制网,各工区将技术总结报告和原始数据报一并局指挥部测量队审核,测量队审核后报测量监理工程师审批,只有通过审批的控制网资料才在现场使用。该资料一式三份,各方审核、签署完毕后监理、局测量队、工区各一份。
(2).对局指挥部测量队组织完成的控制网,如CPIII控制网,由测量队编制技术总结报告,数据处理由应由2名人员单独计算,数据合格后报测量监理工程师审批,然后下发各工区使用。该数据一式两份,各方审核、签署完毕后监理、局测量队各一份,复印件下发各工区。
三、测量复核制度
1、桩橛复测
开工前,应对测量桩橛进行同等精度复测。复测时应采用两种不同方法或两人换手测量。
复测时应特别注意管段交界处的贯通测量,在进行复测前应与相临管段的有关人员协商有关测量衔接事宜,并签字确认。
未经复测核准的桩橛不得交付使用。
2、测量资料复核
测量资料使用前必须进行检查、复核。
检查的主要内容有:测量、计算方法是否合理,外业记录和内业资料是否规范,记录是否真实可靠,记注是否清楚明显,计算是否正确,签署是否完善,图表是否齐全。不符合要求的资料必须返工重做。
复核的主要内容有:复核测站平差方法是否合理,成果是否正确,有无笔误,对最终平差成果进行换算、验算和反算,确保最终成果准确可靠。
所有记录、计算资料,应经过复核并签署完善。未经复核和验算的测量资料不得使用。
3、施工过程测量的检查复核
1)、施工测量前,应核实所用控制桩橛以免用错。桩橛必须稳固。应对所用桩橛进行联测检查。
2)、测量资料使用前必须进行检查、复核。
检查的主要内容有:测量、计算方法是否合理,外业记录和内业资料是否规范,记录是否真实可靠,记注是否清楚明显,计算是否正确,签署是否完善,图表是否齐全。不符合要求的资料必须返工重做。
所有记录、计算资料,应经过复核并签署完善。未经复核和验算的测量资料不得使用。
3)、根据设计图纸对放样资料进行认真核实;放样数据要经过换手复核;放样测量时应换手测量,标高控制必须往返测,严禁半测回放样、单程标高控制。
4)、每次测量放样时除后视点外还要与另一通视的控制点进行复核,检查控制桩位是否变动,同时检查后视点、测站点坐标数据输入的正确性。
5)、各工区各项测量工作完成后,先进行内部复核,对首次开孔的桩基、墩顶支承垫石等重要工序测量工作各工区在内部复核完成后必须通知局指挥部测量队进行独立复核测量,局测量队复核通过后才能报测量监理工程师检验。
6)、在各项检核合格后报验至测量监理工程师,测量监理工程师检查合格后签署测量放样报验单,放样工作完成。
7)、放样工作完成后,应进行各种检查。放样点经检查确信无误,并经过测量负责人签认后,方可正式施工。对正在施工的工程,尤其是容易发生错误的环节应经常进行抽查。抽查部位、时间、方法等内容,要在《施工日志》、《测量日志》上做详细记录。
四、竣工测量制度
1.主体工程完工后,应立即开展竣工测量,对结构物的位置、尺寸、高程进行测量。测量开始前,应编制竣工测量方案或测量计划。
2.桥梁竣工测量的内容及要求
(1)架梁前对桥梁墩台的纵、横向中心线、支承垫石顶高程、跨度进行贯通测量,并标出各墩台纵、横向中心线、支座中心线、梁端线及锚栓孔十字线,精度要满足《测规》及《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的精度要求。
(2)架梁后应对全桥中线进行贯通测量并在梁面标出桥梁工作线位置。
(3)进行墩位沉降观测。
3.竣工测量资料列入竣工文件移交。
五、测量资料管理及桩橛保护制度
1.外业测量必须做好记录。记录必须清晰,各种草图、示意图清楚准确,项目齐全,签署完善,具备可追溯性。
2.原始测量数据,应根据《测规》要求在现场测量和记录。不得事后凭记忆补记。
3.测量记录应使用专用测量手薄和正规的测量记录表格,并保证其各项记录填写完整、签字完整。仪器存储卡记录的测量数据应转换成手薄资料才能作为原始测量成果。
4.签认完善的测量资料应立即存档,由专人负责保管,严禁测量资料丢失。
5.测量资料应收集齐全,指定专人负责保管,并按测量项目分类建立专门的台帐,做到一目了然,方便查找。做到需要资料时2分钟之内找到,杜绝检查人员检查资料时找不到资料的事情发生。
6.局指挥部测量队定期抽查工区测量原始成果和最终成果资料。
7.永久性或重要控制测量标志,应尽量埋设在施工干扰之外,不易被破坏的地方或稳定的地层上。各工区测量班应经常性的组织人员对桩橛进行看管,任何单位与个人都不得损坏或擅自移位,当发现控制测量标志被破坏时应立即通知局指挥部测量队,并及时对被破坏的控制点按同等级进行恢复。
六、总结报告制度
1.测量工作进行一个阶段或完成后,应及时进行总结,对测量的实施方案、技术特点、实施过程、工作经验等应写出总结报告。对重难点工程应写出专题报告。
2.在任何时间,任何地点,一旦发现测量错误,应立即报告主管测量的工程师和施工负责人,测量错误纠正前不得继续施工。对重大测量事故应逐级上报主管测量的施工技术部门,并写出专题报告。
七、仪器设备的使用和管理
1.各级测量机构应根据工程实际配置满足《高速铁路测量规范》和施工需要的测量仪器设备。尽可能地配备先进的测量仪器设备,以提高工效,保证测量精度。为了与数据处理软件的衔接,平面测量建议配置徕卡全站仪,高程测量应配置徕卡或天宝的电子水准仪。
2.严禁配备和使用达不到精度要求和已过报废年限的测量仪器设备。
3.各种仪器设备使用前必须进行常规的检验和校正,使用过程中要做好防护和保养。
4.各种全站仪、水准仪等精密仪器必须定期送到具有资质的部门进行鉴定。鉴定周期不得超过规定时间,以保证测量的精度。在鉴定期内的仪器要经常进行自检。
5.各级测量机构应建立仪器设备台帐、精密测量仪器卡、仪器周检记录和仪器档案制度.
第三章各种测量工作的实施方案
一、各级控制网的布设
1、高速铁路控制网的基本要求
高速铁路各种控制网中平面坐标系应采用工程独立坐标系统,并引入1954年北京坐标系/1980西安坐标系。边长投影在对应的线路设计平均高程面上,投影长度的变形值不大于10mm/km。
高速铁路各种控制网中高程系统应采用1985国家高程基准。当个别地段无1985国家高程基准的水准点时,可引用其它高程系统或以独立高程起算。但在全线高程测量贯通后,应消除断高,换算成1985国家高程基准。有困难时亦应换算成全线统一的高程系统。
为了保证勘测、施工、运营维护各阶段平面测量成果的一致性,各阶段的平面控制测量应共同使用同一个GPS基础平面控制网。
2、高速铁路控制网的分类
高速铁路控制网根据作用的不同主要分为以下几种:
2.1、基础平面控制网(CPⅠ)
CPⅠ主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准。CPI控制网由设计单位在线路勘测阶段完成布设,施工单位只需对其进行同精度复测,不需进行CPI控制网的布设,所以本总结不介绍CPI控制网的布设,将结合CPII控制的复测工作进行介绍。
2.2、线路控制网(CPⅡ)
CPⅡ主要为勘测和施工提供控制基准。CPII控制网由设计单位在线路勘测阶段完成布设,施工单位只需对其进行同精度复测,不需进行CPII控制网的布设,所以本总结不介绍CPII控制网的布设。
2.3、线下施工测量控制网(CPI、CPII控制网的加密)
线下施工测量控制网主要为线下工程施工测量提供控制基准,在线下工程开工前应布设完成。
2.4、变形监测控制网
变形监测控制网是为监测各种结构物的变形提高监测基准,在线下结构沉降观测启动前应布设完成。
2.5、基桩控制网(CPⅢ)
CPⅢ主要为铺设无碴轨道和运营维护提供控制基准,在线下工程沉降观测评估通过后开始布设,在无砟轨道施工开始前应完成布设。
2.6、轨道基准网(GRP)
GRP主要是为轨道板的铺设提供控制基准,在底座板施工完成后、轨道板铺设前开始布设,在轨道板精调前完成布设。
3、线下施工控制网的布设
由于设计院布设的CPⅠ、CPⅡ控制网网间相临控制点距离约为800—1000m,不能满足线下施工测量的需要,为了满足施工需要和保证施工精度,需对CPI、CPII控制网进行进一步加密,
不锈钢
普通钢
从而形成线下施工控制网。3.1、人员配置
线下施工控制网的布设一般按照每公里1名专业测量人员配置,3-5公里设置一个测量作业组,一个测量作业组最少专业测量人员不应少于3人,其中测量工程师不少于1人,其他配合人员根据现场实际情况适当配置。
参加控制网布设的人员到位以后,应组织岗前培训。培训内容主要包括:1、工程概况介绍,测区分布情况介绍。2、控制点埋设位置,埋设标准介绍。3、控制网等级及各种精度要求讲解。4、控制网布设采用仪器使用讲解。5、控制网数据处理方法、软件学习。
参加培训的人员经考核合格后才能进行控制布设作业。3.2、仪器设备配置
线下施工控制网的布设应采用测角标称精度不低于2秒,测距精度不低于2mm+2ppm的全站仪,觇标采用仪器配套棱镜和觇牌组合,光学对中器对中,对中误差小于1mm。高程测量应采用不低于DS1级的精密电子水准仪及配套的铟瓦条码水准尺、尺垫。
所有配置的仪器在使用前必须经过有资质的检定部门检定合格,并在检定证书所标注的有效期内,严禁配置精度不满足要求和已到报废期限的测量仪器。
仪器配置数量,按照每个测量作业组不少于一套全站仪、水准仪配置,温度计、气压计各一套。
3.3、线下施工控制网布设的实施工艺
线下施工控制网的点位埋设应在设计院交桩工作完成以后开始埋设,而控制网的外业测量工作应在对设计院交接的CPⅠ、CPⅡ控制点复测完成以后进行。3.3.1、线下施工控制网点位的埋设
线下施工控制网是在设计院提交的CPI、CPII控制网的基础上进行的加密,为了施工测量的方便和满足施工测量精度要求,线下施工控制网的点位埋设应附合以下要求:
(1)、加密点必须在CPⅠ、CPⅡ及设计院交接的水准点上进行加密。(2)、加密点点位应选在距线路中线较近(不宜大于50m)、稳固可靠且不易被施工破坏的范围之内,以便于长期保存,方便施工测量。
(3)、加密的平面和高程点尽量共用,标石埋设按照精测网CPⅡ的要求进行埋设,见图2。(4)、点间距离按照250—300m左右为宜,且保证点间互相通视。
(5)、埋设工作最好在设计院交桩完成后立即进行,同时至少保证控制网外业测量开始前10天完成埋设工作,以便标志埋设后混凝土有足够稳定时间。
注:1-盖;2-土面;3-砖;4-素土;5-冻土线;6-贫混凝土
图2线下施工控制网埋标图(单位:mm)
3.3.2、控制网外业测量作业
在保证埋标后不少于10天的稳定期后便可进行控制网的外业测量工作。线下施工控制网应采用附合或闭合导线进行测量,在前后已知点互不通视的困难地段可以采用无定向附合导线进行测量。
加密导线测量起闭于CPⅠ、CPⅡ控制点,必须在两已知CPⅠ、CPⅡ控制点间进行加密,不能跳跃CPⅠ、CPⅡ控制点跨点加密,如果跨点加密必须将中间跳跃的CPⅠ、CPⅡ控制进行联测,并将其作为约束条件进行平差。
在进行测量作业前应对的仪器进行常规检查,主要检查仪器是否在鉴定证书标注的有效日期内、仪器的对中器、水准气泡工作状态是否正常、水准仪还应检查i角是否满足规范要求,对有问题的常规检查项必须进行校正合格后方能使用,并在《测量日志》中做详细记录。
在进行测量时应现场利用温度计、气压计读取实时气象数据,并将气象数据输入到仪器中,确保仪器的各项改正正常。
水平角度测量中各项测量限差应满足表1的要求,距离满足表2的要求。
表2距离测量限差
注:mD=(a+b×D),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)
高程测量采用二等几何水准测量方法,对线路分段进行往返观测。水准作业前,各作业小组按照表3对仪器设备进行检查。二等水准测量严格按照《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》和《国家一、二等水准测量规范》中的有关要求执行,最大视距小于60m,视线高不低于0.3m,前后视距差小于等于1.0m,视距差累计小于等于3.0m。二等水准记录采用仪器自动记录,观测各项限差按照表4设置由仪器程序自动控制。
为防止水准尺晃动,水准尺必须借助配备的撑竿以稳定。测量前水准尺的圆水气泡必须居中。
遇到风太大不能稳定水准尺时,应停止观测作业。
仪器脚架架设必须稳固,防止下沉。
数字水准仪对震动较敏感,测量时避开震动源。
测量读数前,必须精确调焦。
测站数设置为偶数。严格按照规范规定的观测顺序。
往测:奇数站采用“后-前-前-后”,偶数站采用“前-后-后-前”。返测:奇数站采用“前-后-后-前”,偶数站采用“后-前-前-后”。由往测转向返测时,两根标尺应互换位置。
3.4、质量控制
3.4.1、平面测量质量控制
当外业测量数据各项指标符合限差要求后,采用正规的、经过评审的数据处理软件(武测科傻)按照附和导线、不定向导线、后方交会法三种方法进行平差处理。
平差后的控制网质量应满足表5的要求。
表5线下施工控制网平面质量标准
][12
n
fNmβ
β=
式中fβ——导线环(段)的角度闭合差(″);
N——导线环(段)的个数;n——导线环(段)的角度个数。
3.4.2、高程测量质量控制
高程测量数据以附合水准方法计算;每公里偶然中误差不超过1mm,其复测高差与设计院提交的高差的不符值应满足“检测已测测段高差之差不超过6√R”的规定,测段、区段、路线往返测高差不符值不超过4√R,每公里高差偶然中误差不超过1mm。在各项限差合格的情况下,以设计院提交的已知高程点作为起算及约束数据进行平差。
高程测量数据质量应满足表6的要求:
表6线下施工控制网平面质量标准
每千米偶然中误差按下式估算:
??
??????±
=?L41n
M每千米全中误差按下式估算
??
????±
=L1WWNMW
式中:△——测段往返高差不符值(mm);
L——测段长或环线周长(km);n——测段数;
W——水准路线的环线闭合差(mm);N——水准环数。3.5、工期安排
线下施工控制网应在线下工程开工前完成建网工作,平面和高程测量的进度每天正常情况下可以达到1公里左右。3.6、经验教训
标志埋设必须保证不少于10天的稳定期,否则很难保证控制网布设完成后使用时的精度,特别是很难满足高程的精度要求。
点位布设时位置一定要距离线路中线适当,位置要不易被破坏。如果布设的太远进行施工测量的时候会不方便,布设的太近容易受现场施工干扰。布设的位置不稳定就容易被破坏,一旦破环就要进行同等级恢复,耽误时间。
测量线路一定要依次启闭于设计院提交的CPI、CPII控制点,不能跳跃控制点,否则会造成测量线路太长,从而导致线路中间附近点位精度太低。
水准测量时限差设置一定要按照要求设置,当仪器提示超限时一定要进行重测。往返测较差超限时要进行该段全部重测。3.7、技术创新
由于设计院在CPI、CPII建网时采用的是GPS测量,所以有的相邻CPI、CPII控制点间存在不通视的情况,在这种情况下我们采用无定向导线进行处理。通过对同一段数据分别采用附合导线计算和无定向导线计算的结果进行分析我们发现,这两种方法处理出来的数据差值基本都在1-2mm之间,最大的3mm左右。在后来全线贯通后的贯通测量中我们也发现无定向导线段和附合、闭合导线段的贯通测量结果都优于设计要求。所以无定向导线用于线下施工控制网的建网是能满足精度要求的。
利用GPSRTK测量对线下施工控制网进行复测。在线下施工控制网建网完成后,我们利用GPS基准站+GPS流动站的RTK作业模式对控制网进行了复测。复测时我们采用每个点通过在两个CPI或CPII点上架设基准站观测的形式,对加密点测量2个测段数据取平均的方式采集数据。通
过复测发现,RTK测量结果和传统全站仪测量结果较差50%在5mm以内,95%较差在10mm以内,最大较差没有超过15mm的(不包括被破坏的点)。由此我们认为采用GPS基准站+GPS流动站的RTK作业模式进行线下工程控制网的建网可以满足线下工程施工的精度要求。这种建网模式效率高,费用低。
4、沉降观测控制网的布设
4.1、人员配置
沉降观测控制网的布设一般按照4-5公里设置一个观测组,每个观测组人数不能少于4人,其中测量工程师至少1人,专业测量人员不少于2人,其他配合人员根据现场实际情况适当配置。
参加控制网布设的人员到位以后,应组织岗前培训。培训内容主要包括:
1、高速铁路中沉降观测工作的重要性。
2、工程概况介绍,测区分布情况介绍。
3、控制点埋设位置,埋设标准介绍。
4、控制网等级及各种精度要求讲解。
5、控制网布设采用仪器使用讲解。
6、控制网数据处理方法、软件学习。
参加培训的人员经考核合格后才能进行控制布设作业。
4.2、仪器设备配置
沉降观测控制网的布设应采用不低于DS1级的精密电子水准仪及配套的铟瓦条码水准尺、尺垫。建议采用天宝DINI03型电子水准仪,该仪器标称精度每公里高差中误差0.3mm。
所有配置的仪器在使用前必须经过有资质的检定部门检定合格,并在检定证书所标注的有效期内,严禁配置精度不满足要求和已到报废期限的测量仪器。
仪器配置数量,按照每个测量作业组不少于一套水准仪配置,即5-6公里配置一套电子水准仪。
4.3、沉降观测控制网布设的实施工艺
沉降观测控制网的点位埋设建议在设计院交桩工作完成以后开始埋设,最好在进行线下施工控制网的埋设的同时考虑共桩埋设,这样既能省去重复埋标的费用,也能为沉降观测网的桩点提供足够的稳定时间。外业测量工作应在桩点已经相对稳定的时候开始进行,并保证变形观测展开前完成。
沉降观测网由基准网和工作网组成。基准网由水准基点和工作基点组成;工作网由工作基点和沉降观测点组成。高程系统采用与施工一致的高程系统,即1985国家高程基准。我单位共布设29段基准网和203段工作网。各两两相临的基准网首尾相连,可以形成全线统一水准网。见附图1。
4.3.1、沉降观测控制网点位的埋设
除第17、18段基准网外,其他段基准网内的基准点以设计院提交的CPI、CPII控制桩点作为基准点。第17、18段基准网由于分别跨越浍河和怀洪新河的原因需加埋基准点,埋设标准按照《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》中CPII桩标准执行。各基准点间距均为1000m左右,满足规范要求。
4.3.1.1、工作基点点位的埋设
工作基点沿线路前进方向按200m左右间距布设在施工便道右侧水沟以外,距离线路中心50m内,为了保证工作基点的相对稳定,工作基点在2个墩的中间埋设,编号为工作基点+小里程墩编号。埋设标准按图3执行:
4.3.1.2、沉降观测点点位的埋设
沉降观测点主要分为两种形式:一种是承台观测标,一种是墩身观测标。承台观测标主要作用是作为首次观测的观测点,为临时观测标,当墩身观测标正常使用后,承台观测标随基坑回填将不再使用。
每个承台设置两个观测标,编号分别为XXXX号墩承台标-1、XXXX号墩承台标-2(XXXX为桥墩编号),其中XXXX号墩承台标-1设置于底层承台左侧小里程角上;XXXX号墩承台标-2设置于底层承台右侧大里程角上。观测标规格与图二相同,材质为不锈钢。
图3工作基点埋设标准
工作基点埋设位置、方向按图4执行。
图4工作基点埋设位置
承台观测标的埋设标准按图5执行,文字正对线路前进方向:
图5承台观测标埋设标准
墩身观测标一般设置在墩底高出地面或水位1.0m左右,每个桥墩埋设2个观测标,编号为XXXX号墩墩身标-3、XXXX号墩墩身标-4(XXXX表示桥墩编号,-3、-4接承台观测标编号),其中XXXX号墩墩身标-3观测标设置在面向工作基点的墩身前或后面的左侧,XXXX号墩墩身标-4观测标设置在墩身的右侧面。观测标采用φ14mm不锈钢螺栓,埋设标准如图6:
图6墩身观测标埋设标准
观测标的构造按图7执行
4.3.2、沉降观测网的施测
4.3.2.1基准网的施测
沉降观测基准网的建立方式是在全线二等精密高程控制测量布设的深埋水准点及一般水准点的基础上,按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作点至满足沉降观测需要。
基准网一般头尾都有设计院提交的二等水准点,基准网的观测按照国家二等水准施测,采用单线路往返观测,形成附合或闭合水准网。
基准网观测示意图如图8。
观测自基准网头的已知高程基准点开始,依次测量工作基点及中间的基准点,最后闭合至基准网的尾部已知高程基准点,头或尾没有已知水准点的基准网,按照闭合水准线路闭合至已知高程基准点。外业观测工作完成后,首先对基准点的稳定性进行判定,然后分别以每个基准网为单位,利用稳定的基准点对基准网进行严密平差,计算各点的高程值。观测中严格遵守表7、8所示标准:
表8:水准测量计算取位
按照规定的频率,根据附图1工作网与监测点对应关系中规定的工作基点,测量对应的桥墩上的沉降观测标。首次观测时每个往返测均进行两次读数。为了提高观测精度,观测时采用固定的仪器,前后视水准尺号固定。每次观测均按照固定的观测线路和观测方法,观测线路除拐弯处外,每一测站上仪器与前后视的三个位置一般应接近一条直线。
测量前对水准仪进行常规的i角检校,圆气泡检查等。
为防止水准尺晃动,水准尺必须借助配备的撑竿以稳定。测量前水准尺的圆水气泡必须居中。
遇到风太大不能稳定水准尺时,应停止观测作业。
仪器脚架架设必须稳固,防止下沉。
数字水准仪对震动较敏感,测量时避开震动源。
测量读数前,必须精确调焦。
在观测期内,基础沉降实测值超过设计值20%及以上时,及时查明原因,必要时请设计院进行地质复查,并根据实测结果调整计算参数,对设计预测沉降进行修正或采取相应的沉降控制措施。
变形点每次按周期进行测量时,均以工作基点为基准。变形点首次测量应仔细设计观测路线,首次测量采用往返测量方式。
在墩身观测标启用前,对承台观测标进行沉降观测。墩身观测标启用后的第一次沉降观测时应分别观测承台和桥墩观测点,以便完成沉降值的连接和转换。
每阶段的沉降观测,开始一般每周观测一次,以后视两次观测沉降量的变化情况,适当调整沉降观测的频度,但两次的观测沉降量不宜大于1mm。当沉降量大于设计或规范允许值时,应立即停止施工查找、分析原因。
4.4、质量控制
根据铁道部京沪高速铁路建设总指挥部《沉降变形观测及评估实施方案》的规定,京沪高速铁路线下工程沉降变形监测网的等级按三等进行。
变形测量等级及精度要求见表9、10。
表9:变形测量等级及精度要求
表10:沉降观测网的主要技术要求
院提交的高差的不符值应满足“检测已测测段高差之差不超过6√R”的规定,测段、区段、路线往返测高差不符值不超过4√R,每公里高差偶然中误差不超过1mm。在各项限差合格的情况下,以设计院提交的已知高程点作为起算及约束数据进行平差。
高程测量数据质量应满足表11的要求:
表11高程质量标准
每千米偶然中误差按下式估算:
??
??????±
=?L41nM
每千米全中误差按下式估算
??
????±
=L1
WWN
MW式中:△——测段往返高差不符值(mm);
L——测段长或环线周长(km);n——测段数;
W——水准路线的环线闭合差(mm);N——水准环数。4.5、工期安排
线下施工控制网应在线下工程开工前完成建网工作,平面和高程测量的进度每天正常情况下可以达到1公里左右。我单位京沪管段共计50.5公里,共设置沉降观测组10个,配置人员42人。线下工程达到观测条件后,沉降观测控制网必须建网完成,并按时进行观测。由于高速铁路对工后沉降有严格的要求,所以线下工程结束后必须通过沉降观测评估并满足要求后才能进行无砟轨道施工,所以在施工中要全程做好沉降观测工作,否则必将影响无砟轨道施工工期。4.6、经验教训
沉降观测网工作基点的埋设最好在线下施工控制网建网的时候综合考虑,在线下施工控制网埋标时按照高标准的沉降观测网中工作基点的标准埋设,这样一方面可以节约成本;另一方面由于线下施工控制网建网早,到沉降观测网开始观测的时候点位已经稳定,可以满足沉降观测对工
作基点高稳定性的要求。
由于沉降观测本质是测量被监测点与工作基点间的高差变化值,这就要求工作基点必须要非常稳定,至少要比被监测点稳定,所以在工作基点埋设的时候位置一定要选择不易收到破坏的地方,埋标的时候一定要按设计尺寸挖坑、埋标。
4.7、技术创新
我单位编制的《京沪高速铁路桥梁沉降观测实施方案》由于方案合理被作为样板在京沪高速铁路土建四标作为样板推广,部分内容被京沪公司《京沪高速铁路变形监测作业指导书》采用。
我单位设计的沉降观测标志外形美观、构造合理、互换性强,造价低廉,受到京沪公司、蚌埠指挥部、监理单位的好评并推广使用。我单位设计的各种沉降观测标志如图9。
图9沉降观测系列标志
5、CPIII控制网的布设
无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格,CPⅢ控制网测量应在线下工程沉降评估通过之后方能进行。为满足CPⅢ测量数据处理的各项限差要求,CPⅢ测量前,应对CPI、CPII控制网进行复测,并对CPⅡ点和二等水准点进行加密,确保沿线可用的CPI或(加密)CPⅡ点间距在600米左右,可用的(加密)线路水准基点间距在1000米左右。
5.1、人员配置
由于CPIII控制网的布设所需仪器、设备成本费用很高,所以在进行CPIII网布设的时候应根据现场实际情况综合考虑布网的段落及时间,一般一个单位设置一个观测组,如果工期紧张可按照20公里左右设置一个观测组,每个观测组人数不能少于9人,其中测量工程师至少1人,专业测量人员不少于2人,其他人员不能少于6人。
参加控制网布设的人员到位以后,应组织岗前培训。培训内容主要包括:
1、CPIII控制网的用途。
2、工程概况介绍,测区分布情况介绍。
3、控制点埋设位置,埋设标准介绍。
4、控制网等级及各种精度要求讲解。
5、控制网布设采用仪器、设备使用讲解。
6、控制网数据处理方法、软件学习。
参加培训的人员经考核合格后才能进行控制布设作业。
5.2、仪器设备配置
每个观测组按以下标准配备仪器、设备:
1、带目标自动搜索及照准(ATR)功能且精度满足要求的智能型全站仪一套(水平方向测量精度≤±1″,距离测量精度≤±1mm+2ppm),建议采用LeicaTCA2003。
2、与CPIII测量组件配套的精密棱镜13个。
3、通过评审的全站仪自动观测机载软件一套(预装到全站仪上)。京沪高铁CPⅢ平面控制网的自动观测软件采用京沪公司选定的由铁三院开发的软件系统,该自动观测软件已通过铁道部有关部门的评审。
3、精度较高的温度计、气压计。
4、不低于DS1级的精密电子水准仪及配套的铟瓦条码水准尺、尺垫。建议采用天宝DINI03型电子水准仪,该仪器标称精度每公里高差中误差0.3mm。
5、GPS接收机不少于3套。
所有配置的仪器在使用前必须经过有资质的检定部门检定合格,并在检定证书所标注的有效期内,严禁配置精度不满足要求和已到报废期限的测量仪器。
5.3、CPIII控制网布设的实施工艺
当线下工程沉降观测评估通过后,CPI、CPII控制网复测完成后,即可开展CPIII控制网的布设工作。
5.3.1、点位的埋设。
5.3.1.1、CPII加密点的埋设
CPⅡ加密点应采用强制对中标,在桥梁部分CPⅡ加密点需上桥,一般不与CPⅢ点共用,并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端正上方防撞墙顶部;路基段应在征地界范围内,便于保护的部位设置加密CPⅡ点,必须保证加密CPⅡ点埋设稳定可靠,同时须满足必要的GPS观测条件,沿线路前进方向左右交替埋设。CPⅡ加密点的间距按照500米左右的间距埋设。
CPⅡ加密点统一采用强制对中标的形式,分套筒和连接杆两部分,套筒埋设在桥梁固定端的
挡墙上。事先在埋设强制对中标的位置打孔,将预埋孔注入1:16(水:干料)的桥梁支座灌浆料,灌浆料比孔口低1~2cm,利用铁丝弯折成的埋设临时支架(图10)将预埋件缓缓吊入预埋孔,将灌浆料挤出。预埋件顶面比孔口高出1mm左右(图10)。因悬吊作用,预埋件自然整平,30分钟左右,灌浆料凝固,可拆除临时支架。预埋件整平精度约4~8角分。
CPⅡ加密点的编号采用7位编号形式(0000P20),前4位为连续里程的公里数,第5、6位为“P2”代表加密CPII点,第7位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。如0788P21,表示整里程788公里内的沿前进方向第一个CPII加密点。
图10CPII加密标志及埋设标准
5.3.1.2二等加密水准点的埋设
二等加密水准点埋设在桥梁固定端(距梁端55cm)的防护墙中间、路基接触网基座砼墩上,对已完工的防护墙、砼墩,钻取直径5cm,深15cm的孔,用锚固剂或砂浆把水准点标志埋设进去,点的间距按照1000米左右埋设。
二等加密水准点采用7位编号形式(0000H20),前4位为连续里程的公里数,第5、6位“H2”代表加密二等水准点,第7位为流水号,由小里程向大里程方向顺次编号。如0785H22,表示整里程785公里内的沿前进方向第二个二等水准加密点。
5.3.1.3CPIII控制点的埋设
CPⅢ控制网布设的技术要求如表12所示。
控制网级别测量方法纵向网点间距备注
CPⅢ自由测站边角交会50~70米一对横向点间距10~20m
纵向距离50~70m。对于大跨或多跨连续梁部分点可布设在活动端防撞墙顶中部,加盖防水皮套。桥梁段CPⅢ点布设具体位置如图11所示。
图11桥梁段CPⅢ点的布设
CPⅢ控制点设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防冻、防沉降、防震动和抗移动。
CPⅢ控制点标志横向埋设时,在选定点位处水平或略为上倾钻孔;竖向埋设时,在选定点位处竖直钻孔。之后插入标志预埋件,并用锚固剂或砂浆固定。
CPⅢ控制点编号全线统一采用大小为6cm的正楷字体标绘于点位下部,用白色油漆抹底,红色油漆填写编号,如图12所示。
图12CPIII标识样图
CPⅢ控制点按照公里数递增进行编号,其编号反映里程数。所有线路里程增加方向轨道左侧编号为奇数,里程增加方向轨道右侧编号为偶数,在有长短链地段应注意编号不能重复。
CPⅢ编号统一为七位数,具体规则为:××××(里程整公里数)+3(点标识)+××(该公里段序号)。例如0767301,其中“0767”代表里程数,“3”为点标识当点破坏重新恢复后通过修改该代码实现,“01”代表1号点。具体编号说明如表13所示。
点编号含义数字代码在里程内点的位置
0791301表示线路里程DK791范围内线路前进方向左
侧的第1个CPⅢ点,点名为1号,“3”代表
“CPⅢ”
0791301
(轨道左侧)奇数
1、3、5、7、9、11等
0791302表示线路里程DK791范围内线路前进方向右
侧的第1个CPⅢ点,点名为2号,“3”代表
“CPⅢ”
0791302
(轨道右侧)偶数
2、4、6、8、10、12等
Ⅲ控制点标志。CPⅢ控制点标志重复安置精度和互换安装度X、Y、Z三方向应分别小于0.3mm。CPⅢ控制网建网测量标志主要包括预埋件、棱镜杆、高程杆和棱镜。
CPⅢ控制网在建网测量前首先需要按照相应规范埋设预埋件如图13所示,用于连接棱镜杆或高程杆,进行后续平面或高程测量工作。
图13CPIII预埋件
CPⅢ平面控制网测量时,与Leica精密棱镜、型号为“GPR121”配套使用的棱镜杆,如图
14所示。
图14CPIII测量棱镜杆
水准杆是进行高程测量时,插入CPIII预埋件里,进行高程传递的元件。水准杆球顶标高减1cm就是棱镜中心高度,如图15所示。
图15CPIII测量高程杆
由于CPⅢ控制网测量要求精度较高,主要采用两种棱镜,一种为Leica精密棱镜,型号为“GPR121”;另一种为Sinning公司棱镜。
5.3.2、控制网的观测
所有点位埋设完成2天后即可进行控制网的外业观测工作。
5.3.2.1、CPII加密点的测量
CPⅡ加密点采用GPS测量方法施测,起闭于既有精测网复测合格的CPI、CPⅡ点,测量等级和精度要求应满足表14中C级GPS测量的要求。
CPⅡ加密点采用双频GPS接收机观测,仪器的标称精度不低于5mm+1ppm。
CPⅡ加密点测量采用边联方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网。每一个CPⅡ加密点要与前后各2个既有CPⅠ或CPⅡ点联测构成附合网。
全部仪器、光学对中基座作业前都必须按要求进行检校合格后才能投入使用。观测时天线整平对中误差不得大于1mm,每时段观测前后各量取天线高一次,两次互差小于3mm,并取其平均值作为最后结果。
级别
项目BCDE
静态测量
卫星高度角(°)≥15≥15≥15≥15有效卫星总数≥5≥4≥4≥4
时段中任一卫星有效观测
时间(min)
≥30≥20≥15≥15时段长度(min)≥90≥60≥45≥45观测时段数≥21~21~21~2数据采样间隔(S)15~6015~6015~6015~60PDOP或GDOP≤6≤8≤10≤10
5.3.2.2、二等水准加密点的测量
加密线路水准基点埋设在线路附近稳定可靠且不易被破坏的地方,桥梁部分宜上桥埋设,埋设于桥梁固定支座正上方防撞墙顶,尽量保证在梁上下联测时不用再进行水准测量。
线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。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。
5.3.2.3、CPIII控制网的平面观测
平面控制网测量可以根据需要分区段测量,区段长度不宜小于4km。区段间应重复观测不少于6对CPⅢ点,作为重叠观测区域进行区段衔接。CPⅢ平面控制网测量应在气象条件相对比较稳定的天气(温差变化较小,湿度较小)下进行,尽量选择无风的阴天或夜晚无风的时段施测。应完全避开日出、日落、日中天的前后1个小时的时段观测;夜间观测应注意避开强光源对观测的影响。
CPⅢ平面控制网采用自由测站边角交会的方法测量,每个自由测站观测12个CPⅢ点。自由测站间距一般约为120m,观测CPⅢ点的最远距离不大于180m。每个CPⅢ点至少应保证有三个自由测站上的方向和距离观测量,具体测量方法如图16所示。
图16CPⅢ平面控制网观测网形示意图
受施工影响通视条件困难时,CPⅢ平面控制网的外业观测可采用图5-16所示的网形进行。此时自由测站间距约为60m,每个测站应该观测8个CPⅢ点,每个CPⅢ点至少应保证有四个方向和四个距离的交会,如图17。
图17测站间距为60m的CPⅢ平面网网形示意图
CPⅢ平面控制网水平方向采用多测回全圆方向观测法进行观测。当观测方向较多时,可以采用分组全圆方向观测法。全圆方向观测应满足表15的规定。
CPⅢ平面控制网距离测量采用多测回距离观测法,盘左和盘右分别对同一个CPⅢ点进行测量。距离观测应满足表16的规定。
每个测站的CPⅢ距离测量,应该实时地在全站仪中输入温度和气压进行气象改正。
CPⅡ控制点联测时,应至少通过两个或两个以上自由测站进行联测,如图18所示。联测CPⅠ、CPⅡ控制点时观测视距不应大于300m。
图18与CPⅠ、CPⅡ控制点联测示意图
联测CPⅠ、CPⅡ控制点时也可采取如图19所示的测量网形,即在CPⅠ或者CPⅡ点上设站,尽可能多地观测控制网中的CPⅢ点,至少应联测三个以上的CPⅢ网点,观测视距不应大于300m。
图19CPⅠ或者CPⅡ点上设站联测的CPⅢ测量网形示意图测段之间衔接时,前后测段独立平差重迭点坐标差值应满足≤±3mm。满足该条件后,后一测段CPⅢ网平差,应采用本测段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及重叠段前测段CPⅢ点坐标进行约束平差。再次平差后,其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应不大于1mm。完成全部平差后,公共点的坐标应采用前一区段CPⅢ网的平差结果。
5.3.2.4、CPIII控制网的高程观测
CPⅢ控制网高程测量应采用满足技术规范要求的电子水准仪及因瓦尺进行测量,高程上桥的高程联测可采用具有自动照准功能的全站仪进行不量仪器高和目标高的中间法三角高程测量。
高程测量采用的仪器设备已经过仪器检定并在检定有效期内,作业之前应对仪器进行必要的检验和校准。
CPⅢ高程控制网采用单程精密水准测量的方法观测,与测区内二等水准基点的联测采用独立往返精密水准测量的方法进行,每两公里联测一个水准基点,每一区段应至少与三个水准基点进行联测,形成检核。
CPⅢ高程控制网水准路线采用如图20所示的矩形法水准路线形式进行,每相邻的两对CPⅢ点之间都构成一个闭合环。
图20矩形法CPⅢ高程网测量原理示意图
矩形法水准测量闭合环的情况如图21所示。
图21CPⅢ控制网闭合水准测量路线示意图
CPIII高程测量应满足表17、18的要求。
测量。高程传递测量时,采用不量仪器高和棱镜高的中间法三角高程方法施测,测量原理如图22所示。
图22中间法三角高程方法施测示意图
中间法三角高程测量作业实施时,前后视所用的棱镜必须是同一个,且观测时棱镜高不变。仪器到棱镜的距离一般应小于100m,最大不应超过150m。仪器到前视棱镜和后视棱镜的距离应尽量相等,一般差值不宜超过5m。观测时,要准确测量温度、气压值,以便进行边长改正。中间法三角高程测量作业主要技术要求见表19。
中间法三角高程测量实施时,可选择在桥下桥墩侧面和桥上挡墙外侧各埋设一个水准转点,转点标志和埋设方法与CPⅢ点相同。
5.4、质量控制
5.4.1、CPII加密点的质量控制标准
CPⅡ加密点GPS网应采用鉴定合格的商业软件进行平差计算。采用GPS基线的双差固定解进行GPS基线网平差,按规范和相关技术要求检核GPS网的精度。
在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,求出各控制点WGS-84坐标系下的地心坐标和大地
坐标、各基线的改正数及其精度信息。
CPⅡ加密点网平差可分区段进行,采用一个区段内所有联测的原精测网CPI、CPⅡ点作为已知点进行二维约束平差,以保证CPⅡ加密点与既有精测网点的相对精度。平差前需检核已知点间的兼容性,对兼容性不好的已知点进一步分析原因,必要时进行重新测量。加密的CPII点应满足表20、21的要求。
表21GPS测量的精度指标
5.4.2、二等水准加密点的质量控制标准
二等加密水准点的质量控制标准同二等水准点质量控制标准。
5.4.3、CPIII控制网的质量控制标准
5.4.3.1、CPIII控制网平面控制标准
将外业全仪机载软件记录的数据传入计算机,进行数据整理、检查后,利用多测回测角测站平差计算软件(StationADJ),可对方向观测法和分组方向观测法的测站数据进行测站平差和观测数据检核。测站观测文件的数据管理,全站仪观测时,观测文件名采用全站仪默认格式,传输至计算机进行数据处理时,应先备份原始数据,并复制原始数据进行处理,此应将文件名重新命名。测站平差报告应标明控制等级、观测仪器、棱镜类型、天气、观测日
期和时间、观测者、记录者、检查者等信息,应正确标明观测量的差值和限差指标。测站平差报告应有文本和表格两种文件形式。测站平差的成果应能满足平差软件直接读取数据的格式要求。
将转换后的观测数据读入平差软件后,首先要进行坐标概算,因为误差方程列立是基于待定点的近似坐标的。概算完成以后进行平差设置,对距离进行改化,距离改化包括高斯投影距离改化和距离高程改化。可在观测值预处理软件中进行改化,也可在概算后平差时改化。闭合差检验:满足三等导线相关要求。粗差的剔除使用Baarda粗差探测方法剔除所有含有粗差的观测值。边、角权比的确定使用Helmert方差分量估计的方法通过逐次平差确定两类观测量(边、角)的合理的权阵。起算点兼容性的确定平差前应对联测的已知点进行兼容性判断,采用拟稳平差和地面控制点复测数据综合评判的方法。对不兼容的已知点应进行外业复核,并对成果进行修正。
平差计算后的未知点应满足表22、23的要求。
表23CPⅢ平面网平差后的主要技术要求
单位权中误差宜为0.7~1.3;可靠性指标最小为0.15,平均为0.25。
5.4.3.2、CPIII控制网高程控制标准
CPⅢ控制网高程测量数据计算、平差处理,软件采用京沪公司指定的由铁三院开发的软件系统,该自动观测软件已通过铁道部有关部门的评审。
CPⅢ控制网高程测量应以二等水准基点为起算数据进行严密固定数据约束平差,平差后应满足表24、25的要求。
注:1、表中为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km
5.5、工期安排
CPIII控制网应在无砟轨道施工展开前完成建网工作并应通过评估单位评估,根据实际情况,CPIII的综合测量进度每天大概700米左右。
5.6、经验教训
由于CPIII的埋设位置、编号要求严格,所以在建网开始之前首先应建立CPIII点编号对照表,特别是桥梁上的CPIII点,要明确标注在那个桥墩、那个方向,一旦埋错将后续工作带来很大麻烦。
埋设CPII加密点的时候一定要保证标志埋设的垂直度,如果埋设的垂直度不满足要求,那么以后测量的时候实际坐标和理论坐标对应不上,给CPIII网带入很大的外部误差。
CPIII开测前一定要对仪器进行各项常规检查,检查、校正合格后才能使用,否侧测量的时候数据很容易出现超限情况,影响测量精度和测量速度。
5.7、技术创新
创造性运用三维平差技术,直接利用全站仪测量数据不需要专门进行高程测量,一次性平差处理得出CPIII点的三维坐标。该方法求算的CPIII坐标与规范要求的CPIII处理方法计算的坐标差值均在1mm以内。由于该方法不需要进行常规高程测量,可以节约大量的时间和财力,具有很大发展空间,目前我单位正在进一步完善该平差理念。
我单位设计的CPII加密点系统使用方便、设计合理,被京沪公司在全线推广。我单位研究的CPII、CPIII点位埋设工艺被京沪公司推广使用。如图23、24.
图23CPII加密标志系统及埋设标准
图24CPII标志系统与不同设备的连接使用
6、GRP(轨道基准点)控制网的布设
GRP控制网应在底座板施工完成后轨道板铺设前开始布设,在轨道板精调前完成布设。GRP布设前应对CPIII控制网的可靠性进行评定,当GRP布设时CPIII控制建网或复测一般不应大于3个月,若不能满足要求应首先进行CPIII控制网进行的负责。
6.1、人员配置
GRP控制网的布设一般3公里设置一个测量作业组,一个测量作业组最少专业测量人员不应少于4人,其中测量工程师不少于2人,其他配合人员根据现场实际情况适当配置。
参加控制网布设的人员到位以后,应组织岗前培训。培训内容主要包括:
1、工程概况介绍,测区分布情况介绍。
2、控制点埋设位置,埋设标准介绍。
3、控制网等级及各种精度要求讲解。
4、控制网布设采用仪器使用讲解。
5、控制网数据处理方法、软件学习。
参加培训的人员经考核合格后才能进行控制布设作业。
6.2、仪器设备配置
GRP控制网的布设按工序不同配置2种仪器:GRP点放样仪器和GRP数据采集仪器。
GRP放样配置测角标称精度不低于2秒,测距精度不低于2mm+2ppm的全站仪一套。
GRP数据采集仪器应配置带目标自动搜索及照准(ATR)功能且精度满足要求的智能型全站仪一套(水平方向测量精度≤±1″,距离测量精度≤±1mm+2ppm)以及专用的测量基座一套,建议采用LeicaTCA2003。不低于DS1级的精密电子水准仪及配套的铟瓦条码水准尺、特制尺垫一套。建议采用天宝DINI03型电子水准仪,该仪器标称精度每公里高差中误差0.3mm。温度计、气压计各一套。
所有配置的仪器在使用前必须经过有资质的检定部门检定合格,并在检定证书所标注的有效期内,严禁配置精度不满足要求和已到报废期限的测量仪器。
6.3、GRP控制网布设的实施工艺
底座板施工完成后即可开始GRP控制网的布设工作,首先利用专业软件计算GRP点的理论坐标,然后在现场进行GRP点的放样、埋设工作,最后进行GRP点的实际数据进行采集和处理并求算实际坐标。
6.3.1、GRP控制网点位的埋设
如图25,CRTSⅡ型板式无砟轨道在每块轨道板板缝处设置一个轨道基准点和定位锥点。轨道基准点和定位锥点分别距线路中线左右两侧,距离中线10cm。
图25GRP点布设位置示意图
轨道基准点编号采用6位编号形式(800000)。其中第一位左线为“8”,右线为“9”;后五位为轨道板的编号。
对于DK800+000至DK833+000之间,CPⅢ点和轨道基准点编号冲突的情况,在CPⅢ点编号之前加一个c来解决。
1、轨道基准点的坐标计算
轨道基准点和轨道板定位点埋设之前,首先需要利用线路设计参数、轨道板设计参数和轨道基准点的设计里程,利用布板软件计算直线段、圆曲线段和缓和曲线段上轨道基准点的设计坐标。计算时应考虑圆曲线段和缓和曲线段的线路超高对轨道基准点设计位置的影响,以保证后续轨道基准点放样和测量工作的顺利开展。
2、轨道基准点及定位锥点的放样底座板(支承层)施工完成后,利用CPⅢ控制网,采用全站仪自由设站极坐标法放样轨道板定位锥点,然后根据放样的定位锥点进行基准点初定位。
GRP点和定位锥点的位置并不是绝对的,有些地段可以进行互换,一般按如下设置:曲线地段GRP点一般设置为低轨侧,定位锥锥点为高轨侧;直线地段GRP点为轨道中线外侧,定位锥点为轨道中线内侧;当直线段前后的轨道基准点不在同一侧时,应在直线段予以变换调整,不得在曲线段上。
轨道板定位锥点放样应满足下列要求:
1)轨道板定位点的放样距离不应大于100m。
2)轨道板定位点平面定位允许偏差不应大于5mm。3)轨道基准点平面定位允许偏差不应大于5mm。4)每站放样后必须与上一站进行校核。
5)班组交接时应对上一班组的放样点位检核至少3个点。
6)每次测量放样时应采用自由设站发生进行设站定向,自由设站完成后应检查设站的精度是否满足要求、控制桩位是否变动,同时检查设站用坐标数据输入的正确性。
定位锥点放样完成后,根据基准点与定位锥点的相对位置关系,采用小钢尺确定基准点平面位置并埋设具有对中功能的标志钉。测钉的埋设要求牢固,不得高于底座板表面3mm,测钉应在铅垂方向上。基准点初定位偏差不应大于10mm。
3.3.2、控制网外业测量作业3.3.2.1、平面测量
轨道基准点的平面测量应在铺设轨道板之前进行,采用自由设站方法进行观测,外业采用自动记录方式,特别注意点号输入的正确性。自由设站点应尽量靠近左线或右线中线,左右线基准点应分别设站观测。
自由设站测量采用局部独立坐标系,一般自由测站的平面坐标可设置统一值,如(X=0,Y=0)。(1)、自由设站要求
自由设站观测的CPⅢ控制点不应少于6对,采用与CPⅢ网测量一致的CPⅢ标志。全站仪宜
定位锥点
GRP点
设在线路中线附近,位于所观测的CPⅢ控制点的中间。更换测站后,相邻测站重叠观测的CPⅢ控制点不应少于2对。
(2)、外业观测要求
同一测站CPⅢ点和轨道基准点均采用全站仪盘左进行观测,进行多个半测回观测。每个半测回过程如下:1)顺次观测所有CPⅢ点;2)顺次观测所有轨道基准点;3)按照同样的流程进行下一个半测站测量;4)各个半测回结束时,再顺次观测所有CPⅢ点。轨道基准点观测不应少于3次。CPⅢ点观测不应少于4次。此为一个测站的观测程序,一个测站结束后搬至下一站后按同样的程序进行测量。
每站观测距离约70m,至少观测11个轨道基准点,重复观测上一测站的CPⅢ点不应少于2对,重复观测上一测站观测的轨道基准点3~5个。本站观测的所有轨道基准点(包含重复观测上一站的轨道基准点)都必须位于测站的同一侧。
每站轨道基准点测量时,采用同一组棱镜三脚座和精密棱镜。在观测轨道基准点时,应由远及近完成全部轨道基准点测量。每次安置棱镜三脚座时,要精确整平棱镜三脚座,在棱镜三脚座移动过程中,棱镜应始终面对全站仪。对于CPⅢ棱镜组件和棱镜三脚座上棱镜不一致的,需要检查仪器中输入的棱镜常数是否正确。
3.3.2.2、高程测量
(1)、总体要求
高程测量应该在轨道板摆放或粗铺之后进行,采用几何水准方法,按照附合水准方法和中视水准测量方法相结合进行施测,轨道基准点一般作为中视点,除首末CPⅢ点外,其余CPⅢ点作为附合水准线路的转点。左右线路的轨道基准点的高程可同时施测。
采用电子水准仪进行往返观测,起闭于CPⅢ点,附合水准线路长度约为300m。
在轨道基准点上立尺时,水准尺须使用水准尺适配器,在CPⅢ点立尺时,不使用水准尺适配器,须使用与CPⅢ网测量时一致的水准测量杆。水准尺适配器常数需准确测定,同时保证水准尺适配器与轨道基准点测钉的匹配。在同一站内的所有轨道基准点高程测量时应采用同一把水准尺及其配套水准尺适配器。水准尺适配器常数在外业不输入的,在内业数据处理中进行修正。
(2)、测量过程
在两个CPⅢ点中部安置水准仪,后视一个CPⅢ点(如CPⅢ1),前视另一个CPⅢ点(如CPⅢ2),采用中视法测量该区间所有的轨道基准点(可以包括左右2条线路的轨道基准点),然后搬站至CPⅢ2和CPⅢ3之间,重复上一个测站过程。相邻两站之间应该至少重叠1个轨道基准点。相邻测段之间应重叠3~5个轨道基准点。
3.4质量控制
平面数据处理采用本站联测的CPⅢ点和各轨道基准点坐标的均值(独立坐标)作为观测值,根据本站联测CPⅢ点的已知坐标,采用最小二乘平差的方法求解两套坐标的转换参数,然后根据转换参数对各轨道基准点的独立坐标均值进行转换,从而获得各轨道基准点点的工程独立坐标系坐标。根据求得的转换参数,对各CPⅢ点的坐标均值进行转换,如转换后的CPⅢ点的坐标与原CPⅢ坐标的差值在2mm以内,则本站测量合格,否则本站应该重新进行测量。坐标转换后,搭接的轨道基准点本站测量的坐标与上一站测量的轨道基准点的坐标X、Y方向较差均应小于0.4mm。
高程数据处理是根据测量数据计算一站内任意两个相邻的CPIII之间高差是否超限,再计算各点往测与返测高程平均值,并计算与平均值之差。各项指标满足要求后,计算本站观测的各轨道基准点高程。对于各项指标满足要求后,相邻测站间重复观测的轨道基准点的平面坐标和高程采用余弦函数加权平均的方法进行平滑搭接。非搭接区域及已完成搭接的搭接区域的轨道基准点成果可供轨道精调系统使用。3.4.1、平面测量质量控制
数据处理应采用布板软件进行处理,并进行复核。测量精度应满足下列要求:1)相邻点平面相对精度不大于0.2mm;
2)轨道基准点各半测回测量的坐标值与其平均值间的较差≤0.4mm。3)重迭轨道基准点的平面位置允许偏差:横向≤0.3mm,纵向≤0.4mm。3.4.2、高程测量质量控制
1)单程水准测量起闭于CPⅢ控制点的闭合差应按下式计算:S
fh?+=25.0
式中:S-单程水准测量线路长度(km)。
2)轨道基准点往返测高程值与其平均值间的较差不应大于0.3mm;3)重叠区内轨道基准点高程较差不应大于0.3mm;4)相邻轨道基准点间的高程相对精度不大于0.1mm。3.5、工期安排
GRP控制网应于轨道板精调前完成建网工作。GRP点放样、埋设工作应在轨道板粗铺前完成,综合进度每天1.2公里左右;GRP平面数据采集工作也应在轨道板粗铺前完成,每天综合进度800m左右(夜晚或阴天才能观测);高程数据采集应在轨道板粗铺后才能进行,每天正常情况下可以达到2公里左右。3.6、经验教训
由于GRP布网工序较多,而
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