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1、中鐵二局哈大鐵路客運專線項目部四公司工程大隊 CPIII控制測量實施方案中鐵二局哈大鐵路客運專線四公司工程大隊CP 控 制 網 測 量實施方案編制單位：中鐵二局哈大鐵路客運專線項目部四公司工程大隊編寫者：審核者：項目總工程師：一、 項目概況 哈大鐵路客運專線TJ-1標中鐵二局四公司工程大隊施工鞍遼特大橋位于遼寧省鞍山市和遼陽市境內，中心里程DK299+062.61起訖里程DK289+459.71DK308+665.5,全橋長19.2Km。按雙線高速地段設計，設計行車速度350Kmh,線間距5m，橋上采用板式無渣軌道。全橋共586跨，其中連續梁9聯,分別為2聯60+100+60m，1聯40+642、+40，6聯32+48+32m。管段沿線屬暖溫帶溫帶、濕潤半濕潤的季風氣候。年平均氣溫 8.910.9，最冷月平均氣溫-3.9-11.3 極端最高氣溫 35.036.7，極端最低氣溫-18.8-33.1 年平均降水量 591.5674.7mm，年平均相對濕度 5664% 年平均蒸發量 1506.91985.6mm，主要風向 N 、S、SW，最大風速 12.735.6m/s ，土壤最大凍結深度約1.18m。該橋沿線地下水按賦存條件可分為第四系孔隙水、基巖裂隙水，巖溶水，其補給來源主要是大氣降水和水流的側向補給。 二、編制依據21 客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定（鐵建設2006189號）；23、.2 國家一、二等水準測量規范（GB/T 12897-2006）；2.3 工程測量規范（GB50026-2007）；2.4 精密工程測量規范（GB/T 15314-1994）；2.5 全球定位系統GPS測量規范（GB/T08314-2001）；2.6 哈大鐵路客運專線CP控制網測量作業指導書（哈大鐵路客運專線有限責任公司2009年6月）；2.7 時速200公里及以上鐵路工程基樁控制網(CP)測量管理辦法（鐵建設【2008】80號）；28 哈大鐵路客運專線TJ-1標段CP控制網測量實施細則（中國中鐵哈大鐵路客運專線工程指揮部 2009年8月）。三、CPIII樁點埋設CP控制點成對沿線路布置時，縱4、向間距宜為60m左右，且不應大于70 m；橫向間距不超過結構寬度。各CP點應大致等高，其高度應在設計軌道頂面以上30cm的地方。在直線段CP基樁埋設高度為300mm；圓曲線地段埋設高度統一設置為180mm，緩和曲線地段埋設根據防碴墻高度漸變設置。CPIII標志在梁上埋設處應盡可能為簡支梁的固定支座中心的橫橋向投影線上、剛構連續梁的墩中心橫橋向投影線上、連續梁的固定支座中心的橫橋向投影線上；對于連續梁上其它必須要埋設的位置上的，測設時必須準確記錄下穩定的大氣溫度，在使用時必須根據溫度應力變化進行修正。CPIII點埋設應高出防護墻頂面30cm，按下圖所示方式埋設，如已完成防護墻施工的應進行不少于15、0cm深度植入4根10帶肋鋼筋再進行標志埋設，埋設時要注意在埋設混凝土頂部抹出3.5cm高的斜坡帶；CP預埋套管可在臨時支柱灌注時預埋或后期打孔埋設；CP預埋套管高出混凝土面約5mm，且要保護好套管頂與球棱鏡的接觸面不被損傷。 橋梁地段CPIII埋設示意圖及實物圖片如下 ：四、 CP控制網測量的內容及流程CP控制網主要內容有CP、CP及高程控制網的復測，輔助點的加密測量，編制CP測量實施方案，埋設CP點，外業數據采集，平差計算，編制CP測量成果報告，對CP測量成果的總體質量進行評定，審查測量成果是否達到相關標準、規范的要求，測量流程如下圖：五、CPI、CPII控制網復測5.1 CPI、CPII6、平面控制網復測5.1.1 CPI、CPII平面控制網復測方法采用GPS測量的方法進行CPI、CPII制點的復測。5.1.2 CPI、CPII平面控制網復測的技術精度要求表5.1.2-1 GPS測量作業的基本技術要求 級別項目BC靜態測量衛星高度角()1515有效衛星總數54時段中任一衛星有效觀測時間(min)3020時段長度(min)9060觀測時段數212數據采樣間隔(S)15601560PDOP或GDOP68天線的對中精度為1mm，每時段觀測前后分別量取天線高，誤差不大于2mm，取兩次平均值作為最終結果。表5.1.2-2 GPS測量的精度指標控制網級別基線邊方向中誤差udal差最弱邊相對中7、誤差C1.71/100000表5.1.2-3 GPS接收機的精度指標級別Ca（mm）10b（mm/km）5a接收機固定誤差（mm）；b接收機比例誤差系數。5.1.3 GPS測量網形設計控制網以大地四邊形或三角形為基本圖形組成帶狀網。每個控制點至少有3個以上的基線方向。5.1.4 控制網基線處理GPS平面控制網采用GPS隨機后處理軟件進行基線解算和平差處理；基線處理時刪除觀測條件差的時段和觀測條件差的衛星不讓其參與平差，基線處理合格后在WGS-84坐標系內進行無約束平差。所有基線矢量采用雙差固定解；在計算中加入對流層改正。5.1.5 控制網平差無約束平差中，對觀測值先驗中誤差、單位權中誤差、觀測8、值改正數進行統計分析，確定異常觀測值，并對其進行核查和分析，決定舍棄或重測，參加無約束平差的觀測值不得有異常值存在?？刂凭W約束平差時，中央子午線經度、坐標系統的橢球參數、投影面與設計成果保持一致，確保坐標基準一致。CPI網采用可靠的間隔一定間距的CPI點進行約束，CPII網采用CPI成果進行約束平差。 對網平差成果進行如下檢查：CPI控制網基線邊方向中誤差1.3，最弱邊相對中誤差1/170000；CPII控制網基線邊方向中誤差1.7，最弱邊相對中誤差1/100000。5.1.6 CPI、CPII控制網復測成果比較將復測成果與原設計成果進行比較，當CPI控制點兩次成果之差不大于20mm、CPII9、控制點兩次成果之差不大于15mm時，則認為原埋設的樁橛穩定，測量成果可靠，后續施工應采用原成果；如差值超過容許值時，則應查明原因，對超出較差的點應重出成果，后續施工應采用新成果。5.2 二等水準控制網復測5.2.1 二等水準控制網復測技術要求 表5.2.1-1 二等水準測量的主要技術標準等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀 測 次 數往返較差或閉合差（mm）與已知點聯測附合或環線二等2400DS1因瓦往返往返4表5.2.1-2 二等水準觀測主要技術要求等級水準尺類型水準儀等級視距（m）前后視距差（m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）二等因瓦DS1501.0310、.0下絲讀數0.3DS0560表5.2.1-3 二等水準測量精度要求水準測量等 級每千米水準測量偶然中誤差M每千米水準測量全中誤差MW限 差（mm）檢測已測段高差之差往返測不符值附合路線或環線閉合差左右路線高差不符值二等水準1.02.06445.2.2二等水準控制網復測方法高程控制點復測按二等水準測量的技術要求進行施測。逐點復核相鄰水準點之間的高差，通過復測高差與設計高差進行比較確認設計單位所交的高程控制點精度是否滿足精度要求，點位是否穩固可靠。5.2.3 外業計算取位表5.2.3 外業計算取位表計算項目取位計算項目取位往（返）測距離總和0.01km往（返）測高差總和0.01mm測段距離中數011、.1km測段高差中數0.1mm各測站高差0.01mm水準點高程0.1mm5.2.4 二等水準測量復測成果比較復測二等水準測量成果與設計二等水準測量成果進行比較，如復測成果與設計成果相鄰水準點間高差之差值小于6,則認為原埋設的樁橛穩定，測量成果可靠，后續施工應采用原成果；如差值大于6時，則應查明原因，對超出較差的點應重出成果，后續施工應采用新成果。5.3 復測結論根據復測成果與原設計成果比較結果，判定CPI、CPII平面控制點、二等水準點是否穩定可靠，滿足精度要求的控制點成果仍采用原設計成果進行施工，對確認不滿足精度要求的控制點應重新計算，采用新成果進行施工。六、 輔助點加密測量6.1 輔助點設12、置當原有CPI、CPII控制點無法與CP控制點通視或者點位密度不能滿足CPIII測量要求時，按插點或插網的方法設置輔助點，通過聯測輔助點使CP控制點與CPI、CPII控制網或二等高程控制網之間建立聯系，平面輔助點的設置應按CPII控制點的精度進行加密測量，高程輔助應按二等水準測量的技術要求進行加密測量。布設加密控制點時，平面控制點沿線路縱向間距宜為500m800m，水準點間距宜為1000m2000m。6.2 輔助點加密測量與平差計算平面輔助點加密測量采用GPS測量的方法按CPII測量精度要求進行加密，各項技術要求及平差計算參照本細則“5.1小節”。加密點平差計算時，為提高CP控制網約束平差精度13、，應將殘差較大的已知點剔除，避免引入誤差較大的已知點降低加密控制點的相對精度，導致CP控制網約束平差精度不易合格。七、 CP控制網測量7.1 CP控制點的定義CP控制點的測量標志由直立套管預埋件及球形棱鏡組成，CP控制點定義為安置在直立套管預埋件上的球形棱鏡中心，即球形棱鏡中心既是CP控制點的平面點位又是CP控制點的高程點位。7.2 CP測量標志的加工和安裝精度要求CP控制點的預埋件、球形棱鏡均應采用抗腐蝕、耐磨的材料制成， CP測量標志的加工和安裝精度要求見下表7.2。表7.2 CP測量標志的加工和安裝精度要求CP測量標志幾何尺寸的加工誤差重復性安裝誤差互換性安裝誤差精度指標0.01mm0.14、05mm0.3mm0.3mm注： CP測量標志應滿足“鐵建設200880號”文的相關要求，CP測量標志重復性安裝誤差和互換性安裝誤差，指的是X、Y、H三方向的誤差應均小于0.3mm。7.3 CP控制點編號原則CP控制點編號的標注應全線統一采用大小為4cm的正楷字體刻繪，并用白色油漆抹底，綠色油漆填寫編號字體。CP的點號由七位數組成，從左到右前四位數表示CP點所在里程的整公里數，第五位是“3”表示是CP網點，后兩位數字表示點的順序號，點的順序號為單數表示該點在里程增加方向的左側，點的順序號為雙數表示該點在里程增加方向的右側，當里程不足千、百、拾公里時，加“0”填充以保證CP的點號都是七位數齊全。15、如下圖所示:點編號含義數字代碼在里程內點的位置0356301表示線路里程DK356范圍內線路前進方向左側的CP第1號點，“3”代表“CP”0356301（軌道左側）奇數1、3、5、7、9、11等0356302表示線路里程DK356范圍內線路前進方向右側的CP第1號點，“3”代表“CP”0356302（軌道右側）偶數2、4、6、8、10、12等自由設站點編號按“Z035601，Z035602”沿線路里程增加方向編號?！癦”表示設站點，“0356”表示里程，“01”、“02”表示該里程的設站號。7.4.1 埋樁材料準備埋設前應準備的材料有：CP控制點預埋件、200的白色PVC管（路基段施工輔助立柱16、）、150的白色PVC管（橋梁段施工輔助立柱）。埋設注意事項1) 臨時立柱施工時應作好防護工作，防止立柱混凝土還沒有凝固時遭到外力破壞。2) 安裝接觸網桿時，應作好對臨時立柱的防護工作，嚴禁吊裝作業時碰動立柱。3) 施工臨時立柱施工時，宜同時埋設立式套筒，并將頂面抹平，縱坡過大的地段，應將頂面設置成斜面，防止立柱邊沿遮擋球棱鏡視線。埋設預埋件時候應在立柱上標明點號及“嚴禁碰撞”等警示語。7.5 CP平面控制網測量7.5.1 CP平面控制網的主要技術指標表7.5.1 CP控制點的定位精度要求 (mm)控制點測量方法相對點位精度方向中誤差同精度復測較差限差CP邊角交會網11.837.5.2 CP平17、面控制網的測量設備與方法(1) 測量設備CP平面控制網測量的全站儀，應具有自動目標照準和程序控制自動測量的功能，其標稱精度應滿足：方向測量中誤差不大于1，距離測量中誤差不大于（1mm+2ppm）。我們選取萊卡1202+儀器。每臺儀器應至少配14個棱鏡，其重復性安裝誤差和各標志點之間的互換性安裝誤差，在X、Y、H三方向的誤差應均小于0.3mm。用于進行氣象改正的溫度計，其測量精度應不低于0.5。用于進行氣象改正的氣壓計，其測量精度應不低于5hpa。(2) 測量方法CP控制網采用自由設站邊角交會網（客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定稱為“后方交會網”）的方法測量。自由設站的設站距離為120m時，18、每個自由設站應觀測12個CP點，全站儀前方和后方各6個（3對）CP點，每次測量應保證每個CP點被測量3次以上。測量方法見下圖所示。對于自由設站測量較為困難的地區（如曲線隧道），自由設站的設站距離可以為60m，每個自由設站應觀測8個CP點，全站儀前方和后方各4個（2對）CP點，每次測量應保證每個CP點被測量4次以上。CP控制點距離為60 m左右，且不應大于70 m，觀測CP點允許的最遠的目標距離為150 m左右，最大不超過180m。測量前應記錄每個測站的溫度、氣壓，并將溫度、氣壓輸入儀器進行改正。對于線路有長短鏈時，應注意區分重復里程及標記的編號。(3) 水平方向觀測CP平面控制網的水平方向觀測19、，應滿足下表的規定。 水平方向觀測的技術要求控制網等級儀器等級測回數半測回歸零差同一測回各方向2C互差同一方向歸零后方向值較差2C誤差CP053696151469615(4) 距離觀測CP平面控制網的距離測量，應采用以下的多測回距離觀測法：盤左和盤右分別對同一個CP點進行距離測量，把盤左和盤右距離測量的平均值作為一測回的距離測量值；每個CP點距離測量的測回數應與水平方向相同，各測回測量的距離較差應1.0mm。在全圓方向觀測的同時，對CP點進行距離測量。7.6 與CP、CP控制點聯測CP平面控制網測量前，應確保線路兩側50m范圍內控制點的密度達到500m800m，否則應按CP控制點精度要求采用G20、PS測量方法進行輔助點的加密。(1) 與CP、CP控制點聯測，一般情況下應通過3個或以上線路上的自由設站進行聯測，見下圖所示。聯測高等級控制點時，應最少觀測3個完整測回數據。60mCPCPCPCPCP(2) 與CP、CP控制點聯測較為困難時，應至少通過2個線路上的自由設站進行聯測，見下圖所示。CPI、CP II 控制點與CP、CP控制點聯測示意圖(3) 不能直接觀測的CP點建議用GPS測量按CP等級精度加密。7.7 現場記錄采用全站儀自動觀測數據采集軟件進行外業數據的采集、記錄和保存，所有觀測數據應進行備份存儲。現場測量時，必須按“自由測站記錄表” 記錄各測站的實際情況，它是測量中的重要數據。21、自由測站記錄表哈大鐵路客運專線 標 第 頁 共 頁測量單位： 天氣：自由測站編號儀器高溫 度氣 壓測量點編號棱鏡高備注測量點編號棱鏡高備注測量點標記示意圖線路里程方向說明：將自由測站編號、CP軌道標記點編號應在該示意圖上標記出來7.8 CP高程控制網測量7.8.1 CP高程控制網主要技術要求(1) 精密水準測量的精度要求表7.8.1-1 精密水準測量的精度要求（mm）水準測量等 級每千米水準測量偶然中誤差M每千米水準測量全中誤差MW限 差檢測已測段高差之差往返測不符值附合路線或環線閉合差左右路線高差不符值精密水準2.04.012884注：表中L為往返測段、附合或環線的水準路線長度，單位km。(22、2) 精密水準測量的主要技術標準要求表7.8.1-2 精密水準測量的主要技術標準等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀 測 次 數往返較差或閉合差（mm）與已知點聯測附合或環線精密水準42DS1因瓦往返往返8注：結點之間或結點與高級點之間，其路線的長度，不應大于表中規定的0.7倍。 L為往返測段、附合或環線的水準路線長度，單位km。(3) 精密水準觀測應符合以下要求表7.8.1-3 精密水準觀測主要技術要求等級水準尺類型水準儀等級視距（m）前后視距差（m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）精密水準因瓦DS1602.04.0下絲讀數0.3DS0565注：L為往返測23、段、附合或環線的水準路線長度，單位km。 DS05表示每千米水準測量高差中誤差為0.5mm。在觀測數據存儲之前，必須對觀測數據作各項限差檢驗。檢驗不合格時，對不合格測段整體重測，至合格為止。7.8.2 CP高程控制網的測量設備與方法(1) 測量設備用于CP高程控制網測量的水準儀，標稱精度應滿足每公里水準測量往返測高差中數測量的中誤差不低于1.0mm/km。使用儀器為天寶DINI03、DINI12。水準尺應采用整體因瓦水準標尺，與水準儀配套的尺墊，其重量應不低于3kg。與水準儀配套的腳架，應采用木質腳架。(2) 測量方法CP點與CP點之間的水準路線，采用下圖所示的水準路線形式進行。CP點與CP點24、之間的水準路線示意圖電子水準儀觀測順序：奇數測站照準標尺分劃順序為：后視標尺、前視標尺、前視標尺、后視標尺；偶數測站照準標尺分劃順序為：前視標尺、后視標尺、后視標尺、 前視標尺。測站數為偶數，往測時按上圖從左至右順時針觀測水準閉合環，由往測轉為返測時，兩支標尺應互換位置，并應重新整置儀器，并按上圖從右至左反時針觀測水準閉合環。7.8.3 精密水準測量計算取位按照下表的要求執行:表7.8.3 外業計算取位表計算項目取位計算項目取位往（返）測距離總和0.01km往（返）測高差總和0.01mm測段距離中數0.1km測段高差中數0.1mm各測站高差0.01mm水準點高程0.1mm7.8.4 二等水準點25、上橋測量（1）測量原理當橋面與地面間高差大于3m時，地面二等水準點高程無法直接傳遞到橋面CP控制點上，選擇橋面與地面間高差較小的地方進行CP控制點高程上橋測量。高程上橋測量采用不量儀器高、棱鏡高的短視距三角高程測量進行傳遞。將二等水準點引測至上橋點附近，并設置臨時水準點，測量時最長視線應小于100m，測量示意如下圖。 不量儀器高、棱鏡高三角高程上橋測量示意圖圖中，B點為橋下引測的二等水準點，F為橋面水準點，固定棱鏡高度為，先觀測儀器中心至后視棱鏡中心之間的高差，保持棱鏡桿高度不變，將棱鏡桿移至前視觀測儀器中心至前視棱鏡中心之間的高差。按（1）式即可求得B點至F點間的高差： (1)式（2）觀測技26、術要求采用測角精度1、測距精度1mm+2ppm的全站儀觀測，前后視距應小于100m，觀測豎直角小于28， 豎直角觀測4測回，測回互差應小于2，測回間指標差互差小于3；斜距觀測2測回，每測回讀4次，讀數互差小于2mm，測回互差小于2mm，豎直角讀、記、計算取位至0.1，距離讀、記、計算取位至0.1mm，測量時應對距離進行溫度、氣壓改正。變換儀器高度測量2次，兩次測量高差互差1mm時取平均值。八、 CP控制網數據處理CP控制網平面高程控制網采用嚴密平差，數據處理采用鐵道第一勘測設計院CP控制網測量專業軟件進行處理，該軟件通過了鐵道部相關部門的正式鑒定。CP平面網平差后的精度應滿足下表的規定。CP平27、面網平差后主要的技術要求控制網名稱與CP、CP聯測與CP聯測距離中誤差點位中誤差方向改正數距離改正數方向改正數距離改正數CP5.44mm3.62mm1mm2mm8.1 CP控制網的觀測條件8.1.1 CP控制網外業觀測應待線下工程沉降和變形滿足要求、無砟軌道鋪設條件評估通過后進行。8.1.2 CP觀測應在氣象條件相對比較穩定的天氣下進行（溫差變化較小，濕度較小，如陰天），夜間觀測應避免強熱光源對觀測的影響。8.1.3 CP觀測時測程內不能有任何遮擋物。8.1.4 CP觀測時，場內不得有人體可以感受到的任何震動。8.2 相鄰施工區段之間的搭接測量由于各作業區段受路基沉降評估、架梁時間及工期等因素28、的制約，各作業區段的CP控制網不可能一次整體布設和測量，CP控制網的布設只能隨鋪板安排分段布設和測量。8.2.1 CPI、CP、二等水準點復測搭接測量CPI、CP、二等水準點復測時，相鄰作業區段應共同復測一條CP（或CPI）共用邊作為平面搭接，共同復測一個二等水準點作為高程搭接。8.2.2 不同作業區段CP控制網搭接測量（1）區段搭接網形及長度為了滿足CP控制網的高均質性和高精確度，確保各作業段落之間搭接平順，各作業面貫通搭接時，后測量的單位應聯測至相鄰施工區段內4對CP點（約 180 米的重合），并且搭接測量一個相同的CPI（或CPII）控制點，搭接測量觀測如下圖所示： 區段之間搭接測量觀測示意圖（2）區段搭接網平差原則CP網區段與區段之間，至少應該有四對（8個）CP點作為公共點在相鄰的兩區段中都要測量；這些點在各自區段中的觀測和平差計算，應該滿足CP網的精度要求；除此之外，還要滿足各自區段平差后的公共點X、Y、H坐標較差應小于2mm的要求；在達到上述要求后，前一區段CP網的平差結果不變，后一區段的CP網要再次平差，再次平差時除要約束本區段的上一級控制網點外，還要約束前一區段公共點中至少一個公共點的坐標；這樣其他未約束的公共點在兩個區段分別平差后的坐標差值應1mm，以確保CP網的整體精度。最后公共點的坐標，應該采用前一區段CP網的平差結果 - 23 -