客专轨道精密测量技术汇编徐辉-已修改

铁路客运专线无砟轨道CPI,CPⅡ,CPⅢ精密测量技术徐辉二００八年八月铁路客专无砟轨道精密测量技术目录一、客专铁路对线路线形、平面及高程的精度规定二、客专铁路轨道铺设控制网CPIII测量注意事项三、无砟轨道控制网CPIII测量的时机四、CPIII测量标志点的布设五、CPIII控制点测量六、水硬性支撑层（HGT）放样七、初调测量八、精调测量九、轨道整理测量十、竣工测量一、客专铁路对线路线形、平面及高程的精度规定1.客专铁路施工测量遵循使用的技术规范如下：1)《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2023]189号）2)《时速200～250公里有碴轨道铁路工程测量技术指南（试行）》（铁建设[2023]76号）3)《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2023）4)《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-1991）5)《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》(TB10054-97)6)《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）7)《工程测量规范》GB50026-20232.客专铁路对轨道线形、平面及高程的精度规定客运专线铁路速度高（200km/h～350km/h），为了达成在高速行驶条件下，旅客列车的安全性和舒适性，规定: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规定见下表:（1）无碴轨道静态几何尺寸允许偏差（单位mm）项目设计速度高低轨向水平轨距扭曲基长6.25m350≥v＞2221±1—V=200km/h222+1-23弦长（m）10－注：施工验收标准平面偏差轨向限差2mm/10m；<10mm/150m。测量误差应不大于其限差的1/2。(2)无碴轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差序号项目允许偏差(mm)1轨面高程与设计比较一般路基+4在建筑物上-6紧靠站台+402轨道中线与设计中线差103线间距+100（3）有碴轨道静态几何尺寸允许偏差（单位mm）项目设计速度高低轨向水平轨距扭曲基长6.25m350≥v＞200km/h222±22V=200km/h333±23弦长（m）10－(4)有碴轨道轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差序号项目允许偏差(mm)1轨面高程与设计比较一般路基±20在建筑物上±10紧靠站台+2002轨道中线与设计中线差303线间距+2003.控制点平面及高程测量精度规定平面控制_GPS网的精度指标如下：表1控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差有碴轨道有碴轨道CPI≤1.7"1/100000CPⅡ≤2.0"1/60000平面点位精度规定表2单位：mm控制点可反复性测量精度相对点位精度CPI108+D×10-6CPII15CPIII导线测量65后方交会测量51CPIII高程测量精度见下表表三水准测量等级每千米水准测量偶尔中误差M△每千米水准测量全中误差MW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精密水准≤2.0≤4.012884注：①表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。②结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。水准基点高程测量精度规定（国家二等水准标准）见下表表四水准测量等级每千米水准测量偶尔中误差M△每千米水准测量全中误差MW限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二等水准≤1.0≤2.0644――注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为km。二、客专铁路轨道铺设控制网CPIII测量注意事项1．要认真学习领略客专测量及施工规范标准，上岗前进行好工作培训，施工前作好各项工作计划及机具、材料准备。人员、仪器及工具（对讲机、照明器材、油漆、精度可靠的小钢卷尺等）等的配备数量应满足作业班组及工作进度、质量规定，CPIII测量作业人员每班组按5人左右计划为宜。施工前应完毕仪器设备的调校或检校工作，施工过程中应经常检查仪器的工作质量状况，有效保证测量仪器及工具性能完好，运转正常，精度指标合格。测量作业应不折不扣遵照客专测量规范及相关技术标准执行。CPIII控制点是无碴轨道施工测量的基准，无碴轨道规定有极高的平顺性，经铁道第二勘测设计院与西南交通大学完毕的“无碴轨道控制测量理论和方法研究”证明，采用极坐标法测量是不能满足轨道平顺性规定的。三、无砟轨道控制网CPIII测量的时机1、线下工程已经竣工验收合格；2、变形稳定，符合铺设无砟轨道条件；1)路基沉降稳定2)桥梁墩台沉降稳定、梁部上拱及收缩徐变稳定3)隧道应力变化稳定4)其它支挡工程变形稳定3、已知点（CPI、CPII、水准点）坐标数据可靠四、CPIII测量标志点的布设在无砟轨道线路两侧，每隔50m~60m（道岔、过渡段需加密），要布设控制轨道的测量标志点（CPIII点），无碴轨道的施工、验收和养护维修测量中，以CPIII一般无碴轨道施工中，CPIII测量标志点的布设有下面几种情形：1．路基段无碴轨道测量标志点（CPIII点）布设路基测量标志及测量用特殊反射镜图：接触网杆上CPIII测量标志（德国）德国反射镜（转接头＋棱镜）布设于接触网杆上的CPIII标志及CPIII插入反射镜后的图片轨道测量控制点布设示意图（画圆圈处为CPIII标志点）路基段CPIII点布设分两种情况：1）无碴轨道施工时接触网柱已安装：测量标志点直接布置在两侧的接触网柱上，高度约高出超高钢轨顶面30cm。2）无碴轨道施工时接触网柱尚未安装：CPIII安装在约1.4m的辅助标杆上，施工完毕后移到接触网杆上。假如接触网柱在无碴轨道施工完毕后再安装，可以考虑将辅助标杆临时固定在接触网柱的基础上。假如接触网柱的安装有也许在无碴轨道施工阶段平行进行，那么为了避免冲突，就必须为辅助标杆设立专门的基础。辅助标杆可由型钢组成，下面焊接有底板，用螺帽连接接触网柱基座上的锚固螺栓，或者将辅助标杆直接锚固在专门的基础上。距辅助标杆顶端0.1m处安装CPIII点，使CPIII点高于钢轨面0.3m左右。辅助标杆在无碴轨道验收后方可拆卸，且要将CPIII移到接触网杆上。2．桥上无砟轨道CPIII标志点布置在梁的固定支座线上方的防撞墙上布置CPⅢ标志（一对）。CPIII测量标志点细部A：断面I–I：A标志点CPIII测量标志点细部A：(1)锚栓(铜质)(2)螺钉(3)销钉注：现在在用销钉不是螺丝接口拧式而是套筒插拔式标志安装方法：在墙上水平（或垂直，根据对中方式和反射镜拟定）钻孔，并用化学凝固剂固定带M8内螺纹的铜质锚栓，然后用不锈钢或塑料螺钉封住锚栓的内螺纹。注意：测量时，取下螺钉，将销钉旋紧到铜质锚栓中。不使用时，用不锈钢或塑料螺钉封住锚栓的内螺纹。3．隧道无砟轨道CPⅢ点布设在隧道接触网锚固点断面上，隧道两侧电缆槽外墙上各布置一个测量标志（见下图细部B）。由于电缆槽外墙上的标志较矮，假如使用大型施工机具施工或轨料堆放，往往会遮挡矮标志，因此又增添了A处的高测量标志（在与矮标志相同横断面，且距电缆槽盖3.5m高的隧道边墙上设立）。是否安装高标志根据具体情况决定。目的反射镜注：现在在用销钉不是螺丝接口拧式而是套筒插拔式标志安装方法：在墙上水平钻孔，标志间距60米,钻孔内用化学凝固剂固定带铜质锚栓，然后用不锈钢或塑料螺钉封住内螺纹（或套筒内孔）。测量时，取下螺钉，将销钉标志点旋紧或插入到铜质锚栓中。不使用时，锚栓的内螺纹用不锈钢或塑料螺钉封住。CPIII标志安装完毕后，应开始对CPIII标志点进行编号，标志编号一般以公里开头，标记左右侧，连续编号。以后的轨枕、道岔、各种测量等，都应编号。编号系统种类多，最佳全线统一，以便于辨认。五、无砟轨道CPIII控制点测量CPIII测量点的位置、精度及坐标系1）测量位置定义：如图（注：此处为螺丝接口，改善后为套筒插拔式接口）CPIII点的测量位置定义（箭头所指处）因此，规定销钉12mm直径加工精度和螺纹丝口加工精度足够高，以满足强制对中精度规定。2）CPIII平面精度：相对误差不超过1mm，点位误差不超过5mm。3）CPIII高程精度：相对误差不超过1mm。联测水准点闭合差：小于mm，（其中：L为距离，单位为m）。4）全线的平面坐标和高程坐标应统一。5）平面投影变形应满足无砟轨道规定：10mm/km。平面控制测量对全站仪的规定应为能自动对中目的（棱镜）的测量机器人角度测量标称精度：不低于1距离测量标称精度：不低于2mm+2ppm（一般用1mm+2ppm仪器）检定合格。测量原理使用边角交会法测量。在两对CPIII点中间，自由设站，测量前后各3对（共6对计12个）CPIII点的角度和距离，每个测站至少观测每个CPIII点1测回（一般为2测回），最终每个CPIII点至少被观测3次共6测回（一般情况）。每个测站最远测量长度约为150m。若有多个测段，相邻的两个测量段间至少重叠测量3对CPIII点（约为180米的重叠测量），一般衔接4对CPIII点在桥梁上，必须考虑由于温度变化而产生的纵向位移，后续测量时应特别注意。由于点被破坏等各种情况，引起控制点的坐标发生变化，控制点测量资料应随时更新。测量进度约为800m左右/ 自由测站点 CPIII点测站点向CPIII点测量（方向、角度和距离）CPIII点间距全站仪测量CPIII点示意图联测已知点与上一级CPI、CPII点联测，应当至少用2个线路上的自由测站来联测，一般用3个自由测站来联测。最少应有3组完整的测回数据（精度应在5mm之内）。每测段至少联测3个已知点。联测示意图如下：测站（自由站点） CPIII点测站观测CPIII点与已知点的直接联测示意图4)CPⅢ点号编制原则按公里数递增进行编号，为便于测设与无砟轨道测量施工配套并便于输入操作的方法，即所有位于线路左侧的点，使用01，03，05….等单号，位于线路右侧的点，使用02，04，…等双号，如1001304，1001表达DK1001+…，3表达CPⅢ，04表达CPⅢ点序5)自由测站的测量方法从每个自由测站，将以2x3对CPⅢ点为测量目的，每次测量应保证每个点被测量3次，见下图。测站（自由站点）CPIII标记点向CPIII点进行的测量（方向、角度和距离）注意：为保证每次测量时同一个点使用同一个棱镜，建议对测量需要的12个棱镜进行编号1～12，并对每个CPⅢ点使用的棱镜号和连接器进行记录。在自由站上测量CPⅢ的同时，应将靠近线路的CPI点及所有CPII点进行联测，纳入网中，CPI/CPII点应至少在两个自由站上进行联测，有也许时应联测3次，联测长度应控制在150米之内。当受观测条件限制，只能有一个自由站点和CPI/CPII通视时，应设立辅助点，见下图：当标记点距离为60m左右，且不大于80m时，为了拟定CPⅢ点允许的最远的目的距离为120m左右，最大不超过150m。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测站登记表，测量采集3组完整的测回数据。6）水平角测量的精度=1\*GB3①测量水平方向：3测回。=2\*GB3②测量测站至CPIII标记点间的距离：3测回。=3\*GB3③方向观测各项限差根据《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）的规定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表5经纬仪类型光学测微器两次重合读数差电子经纬仪两次读数差半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差DJ050.5484DJ0711595DJ111696注：DJ05为一测回水平方向中误差不超过±0.5″的经纬仪。=4\*GB3④每个点应正倒镜观测2次，各点的允许横向偏差不超过5mm。=5\*GB3⑤距离的观测应于水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。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。7）CPIII控制点的定位精度规定CPIII控制点的定位精度表（mm）表6控制点可反复性测量精度相对点位精度CPIII后方交会测量518）现场记录在现场测量时必须记录各测站的实际情况，它是测量中的重要数据，在进行外业测量时，应按下表记录填写。自由测站登记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、CPIII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9）CPⅢ控制网平面数据解决在自由设站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解决软件。对于测量数据的整理和保存，必须保证数据信息可以从测量一直到评估验收和存档都完整一致，手工校验的修正参数，必须记录在案。CPⅢ网的平面数据解决可采用专业软件进行解决，解决结果不能满足所规定的精度指标时，应进行返工测量。高程控制测量用水准仪，往返测量CPIII控制点，得到CPIII点的高程。对水准仪的规定水准仪标称精度：不低于DS1。推荐使用不低于0.4mm/km的数字水准仪检定合格观测方法A.往测：以一个水准点为已知点开始测量。在去程（往测）上，水准仪测量线的一侧的CPIII点作为交替测点，另一侧相对的CPIII点则作为中视点，测量到下一个水准点时结束。 CPIII点水准点测站后视线前视线中视线往返水准仪测量往测路线观测示意图B.返测：从往测的结束已知水准点开始，往测的中视点在返测中作为前、后视点。另一侧相对的CPIII点（往测的前、后视点在返测中作为中视点）则作为中视点，测量到下往测的开始水准点结束。 CPIII点水准点测站前视线；后视线；中视线往返水准仪测量返测路线观测示意图注意：相邻段水准，至少重叠观测1对CPIII点。联测已知水准点应达成的精度按照德国标准，往返观测闭合差不低于mm；国内CPIII客专精度不低于mm（其中：L为距离，单位为m）时，方可平差。4)CPⅢ高程控制点的精度规定CPⅢ控制点水准测量应按精密水准测量的规定施测。CPⅢ控制点高程测量工作应在CPⅢ平面测量完毕后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段不应少于三个水准点。精密水准测量采用满足精度规定的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为±0.3mm），配套因瓦尺，推荐采用瑞士徕卡的DNA03数字水准仪。使用仪器设备应在鉴定期内，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，天天使用该仪器之前，根据自带的软件对仪器进行检查和校准。（1）精密水准测量精度规定精密水准测量精度规定表（mm）表7水准测量等级每千米水准测量偶尔中误差M△每千米水准测量全中误差MW限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精密水准≤2.0≤4.012884注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。（2）精密水准测量的重要技术标准规定精密水准测量的重要技术标准表8等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准尺观测次数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线精密水准42因瓦往返往返8注：①结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。②L为往返测段、附合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规定。精密水准观测重要技术规定表9等级水准尺类型视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）精密水准因瓦≤60≤2.0≤4.0下丝读数≥0.3注：①L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。=2\*GB3②DS05表达每千米水准测量高差中误差为±0.5mm。5）CPⅢ控制点高程测量数据解决CPⅢ控制点高程测量应严密平差，平差时计算取位按下表中精密水准测量的规定执行。精密水准测量计算取位表10等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）精密水准0.010.10.010.010.10.1六、水硬性支承层测量在机械化施工中，水硬性支承层一般用改造的摊铺机施工完毕；采用人工施工时，需要先立模，再浇铸混凝土。摊铺机进行支承层施工摊铺机施工时，要设立基准线或导向索。放样可以用自由设站边角交会法放样，至少观测3个/对CPIII点，交会测站坐标再放样，也可采用多种常规方法放样。定位精度规定：高程：最大为±5mm水平：±2mm（中线）。七、初调轨枕运送到现场后，将轨枕放置到对的位置（安放前要设立临时中线加密基桩或者是放样轨枕位置点，其精度为横向±1mm，纵向±2mm，高程±1mm。机械施工误差为20mm），然后通过扣件安装工具轨，将轨枕连接成轨排，再安装好调整螺杆调节器后，就可以进行初调。初调精度越高，后续的精调越容易。1．初调机进行初调：轨道粗调时，用自由设站法在线路一侧架设全站仪，依次照准线路两侧的至少6个CPIII点（CPIII点上安装棱镜），运用平差程序计算出全站仪置镜点的坐标，然后用全站仪依次照准粗调设备上的4个棱镜点，测量出轨道的实际位置，全站仪运用自身的计算程序计算出轨道的实际位置和设计位置的偏差，将校正结果通过无线传输传送给遥控器，通过遥控器操纵粗调设备，将轨道位置调整到设计位置，精度控制在水平±5mm、垂直±2.5mm之内。当粗调调整量较大时，由于相邻点的影响，不能一次将某个棱镜处轨道调整到位，需要多次逐步调整。最后调整后两个相邻点的差值不能大于1mm。机械施工初调2．人工初调测量与初调机初调测量相似，只是不是测量初调机上的棱镜，而是测量轨检小车上的棱镜，全站仪将数据通过无线传输给计算机，由计算机给出调整量，人工进行调整。根据施工工艺不同，也可以采用多种测量方法来进行初调测量。轨排水平调整轨排的竖向调整用校正横梁调整八、精调测量初调后，要进行钢精绑扎、接地、立模等浇铸混凝土道床板前的准备工作，在浇铸前6小时之内进行并完毕精调工作。精调测量与精调同时完毕。精调原理：自由设站（全站仪一般架设在调整线前面轨道上），先测量至少8个CPIII点，拟定测站位置，然后连续照准并测量轨检小车上的棱镜，将测量的数据通过无线电台，实时传递到轨检小车计算机中，计算机根据小车传感器信息和全站仪传递来的数据，解决为测量三维坐标数据，与设计数据比较，计算当前位置轨道的上下左右调整量，调整人员根据调整数据，来调整螺杆调节器，调整到调整量接近零为止，这样完毕对当前点轨道几何形位的精确调整。精调至少需要4人（2名测量人员，2名调整人员），进度一般为300m/10h。精调场面1精调场面2调整时计算机显示的数据1.精调测量设备1）轨检小车2）有自动照准目