客運專線鐵路工程CPIII軌道控制網測量施工作業指導書.doc
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編號:902042
2024-03-20
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1、客運專線鐵路工程CPIII軌道控制網測量施工作業指導書編 制: 審 核: 批 準: 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制: 審 核: 批 準: 發 布: 二XX年X月 xx股份xx客專xx段項目部CPIII測量作業指導書1 工程概況xx標段起訖里程為DKxxDKxx全長xxkm,主要工程量有xx大橋0.5座,長度為35.355km,該橋上部結構主要為32和24米兩種預應力混凝土簡支箱梁和32+48+32,40+56+40,40+64+40,60+100+60五種預應力混凝土連續梁,預應力混凝土簡支箱梁1042孔;無砟軌道70.709km。2 編制依據客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定2、xx鐵路客運專線(xx段)CPIII軌道控制網測量技術方案3 工作內容涉及到的主要內容如下:準備工作(1) 線下工程沉降和變形評估;(2) CPI、CPII控制網復測;(3) CPII控制網加密。CPIII控制網測量的具體工作(1)CP平面控制網測量;(2)CP高程控制測量。4 CPII控制網加密目的和要求4.1 加密的目的為了滿足軌道控制網CPIII的建立和維護,針對橋梁、隧道和特殊路基結構工程的施工控制網,應在CPI或CPII基礎上加密。當加密網的精度不能滿足施工測量的精度要求時,應建立更高精度等級的獨立控制網。4.2 CPII加密的要求(1)為滿足CPIII測量數據處理的各項限差要求,C3、PIII測量前,應對CPII點和二等水準點進行加密,確保沿線可用的CPI或(加密)CPII點間距在600米左右,可用的(加密)線路水準基點在1000米左右。加密測量采用的方法、使用的儀器和精度應符合相應等級的規定。所采用儀器經過檢定,并在有效檢定期內。(2)加密測量前應檢查聯測標石的完好性,對丟失和破損比較嚴重的標石應按原測標準用同精度擴展方法恢復或增補,CPII加密測量時觀測兩個時段,每個時段不少于60分鐘,加密一個CPII點時應聯測不少于兩個CPI及不少于兩個CPII點,且加密點位于所聯測CPI/CPII點構成的網形中部。4.3 GPS加密CPII網的技術要求(1)選點埋石CPII加密點應4、采用強制對中標,對橋梁部分CPII加密點需上橋,可與CPIII點共樁,并且沿線路前進方向左右交替埋設于橋梁的固定端正上方防撞墻頂部;必須保證加密CPII點埋設穩定可靠,同時須滿足必要的GPS觀測條件和與CPIII點的聯測條件,沿線路前進方向左右交替埋設.(2)觀測CPII加密點要求同精度網原網要求,觀測、數據處理均與原測CPII相同。觀測前要求對網形進行設計,保證CPII加密點間的極限長度在600米左右,并且要盡可能多的聯測原精測網中的CPI或CPII點,以保證梁上與梁下的平面坐標系統統一。(3)數據處理在對CPII加密點進行整體平差前應對網中原CPI和CPII點的穩定性進行分析,不滿足精度要5、求的原CPI和CPII進行剔除,滿足要求的全部作為起算點。5 CPIII平面控制網測量5.1 CPIII平面控制點布設5.1.1 CP控制點的元器件:由于CP控制網網點間的相對精度高達1mm,而且CP控制網的服務期限從軌道粗調開始,到線路竣工時的全線軌道線形竣工測量,以及竣工后線路運營期間的軌道維護,因此CP控制網的測量標志必須達到以下要求:具有強制對中、能夠長期保存、不變形、體積小、結構簡單、安裝方便、價格適中、重復安置精度滿足同一套測量標志在同一點重復安裝的空間位置偏差應該小于0.5mm,分解到X、Y、Z 方向的重復安裝偏差三方向應均小于0.3mm。xx客運專線(xx段)全線從CPIII 6、控制網建網、軌道施工粗調、精測、軌道線形竣工測量、運營期間的軌道維護均必須使用相同型號CP控制網測量標志。xx客運專線(xx段)全線統一的CPIII 標志如下圖所示,棱鏡采用德國進口的Sinning 棱鏡,并要求有海關到貨清單。5.1.2 CPIII 控制點的埋設CP控制點的布設應兼顧施工及運營維護,埋點應滿足以下要求:CPIII 控制點距離布置一般為60 m 左右一對,且不應大于80 m, 相鄰CPIII 控制點應大致等高,布設高度應與軌道面高度保持一致的高度間距。橋梁上一般布置在橋梁固定支座端上方防撞墻頂端,埋設立式基座,如下圖:直接在防撞墻頂面成對開鑿鉛垂方向的安裝孔(孔徑30 毫米,孔7、深60 毫米),然后使用云石膠埋設立式基座,相鄰兩對CPIII 點在里程上相距約60 米,基座埋設完成后,基座外露部分不高于基樁頂面2 毫米。5.1.3 CPIII 控制網標記點的編號CP III 控制點編號定義如下:CP III 點按照公里數遞增進行編號,其編號反映里程數。所有處于里程增大方向左側的標記點,編號為奇數,處于里程增大方向右側的標記點編號為偶數,在有長短鏈地段應注意編號不能重復。舉例如下:觀測時、自由設站點編號按“Z03601,Z03602”沿線路里程增加方向編號。5.1.4 CPIII 控制點的定位精度要求CPIII 控制點的定位精度要求表(mm)5.2 CPIII平面控制網觀8、測CPIII 控制網建網前應根據高等級控制點聯測需要進行CPII 控制網加密,采用CPI 約束或CPII 同精度插點方式,加密CPII 控制網精度必須滿足客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定要求,加密CPII成果應通過評審以后方可使用。5.2.1 儀器要求全站儀必須滿足如下精確度要求:角度測量精度: 1距離測量精度: 1mm +2ppm使用帶馬達驅動、自動照準和數據自動記錄功能的現代化全站儀,如:xx (xx)系列的: TCA2003、TCA1201 及天寶全站儀TRIMBLES6、S8 等5.2.2 測量方法CP控制網采用自由設站交會網(暫規稱為“后方交會網”)的方法測量,自由測站的測量,從9、每個自由測站,將以2x6 個 CP III-點為測量目標,每次測量應保證每個點測量3 次,測量方法見下圖。CPIII 控制點對間距離為60 m 左右,且不應大于80 m,CP III 施測時自由設站點距CPIII 控制點距離為一般應小于120 m 左右,最大不超過180m,距高等級已知點最大不超過300m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表,每一站測量至少3 組完整的測回。水平角測量的精度應按如下要求進行:(1)標稱精度為一測回方向觀測的中誤差0.5、測距中誤差(1mm+1ppm)的全站儀,用于CP控制網自由測站觀測的測回數不少于3 測回;標稱精度為一測回方向觀測10、的中誤差1、測距中誤差(1mm+2ppm)的全站儀,用于CP控制網自由測站觀測的測回數不少于3 測回。(2) 方向觀測各項限差根據精密工程測量規范( GB/T15314-1994)的要求不應超過下表的規定,觀測最后結果按等權進行測站平差。方向測量法水平角測量精度表(3)觀測時邊長必須進行溫度、氣壓改正,溫度量測精度應為0.5,氣壓量測精度應為5hpa。(4)距離的觀測應與水平角觀測同步進行,并由全站儀自動進行。(5)CP平面網應附合于CP、CP控制點上,每600m 左右(400800m)應聯測一個CP或CP控制點,自由測站至CP、CP控制點的距離不宜大于300m。當CP點位密度和位置不滿足CP11、聯測要求時,應按同精度擴展方式增設CP控制點。與上一級CPI、CP II 控制點聯測時,應通過2 個或3 個線路上的自由測站進行聯測,見下圖。5.2.3 為了使相鄰重合測段能夠滿足CPIII 控制網的測量高均勻性和高精確度,每個重合測段至少重復觀測6 對CP III 點(約300 米)進行平差,每個測段一般為48km,最短不宜小于3km。5.2.4 每一CPIII 平差測段首尾必須封閉,且保證每個CPIII 點被相鄰自由設站點觀測三次。5.3 CPIII平面控制網數據處理5.3.1 在自由設站CPIII 測量中,應采用能使全站儀自動照準、觀測、記錄的數據采集專用軟件。外業數據存儲之前,必須對觀12、測數據的質量進行檢核。包括如下內容:儀器高、棱鏡高;觀測者、記錄者、復核者簽名;觀測日期、天氣等氣象要素記錄。檢核方法可以采用手工或程序檢核。觀測數據經檢核不滿足要求時,及時進行重測,經檢核無誤并滿足要求時,進行數據存儲,提交給數據計算、平差處理。現場測量時必須記錄各測站的實際情況,它是測量中的重要數據,在進行外業測量時,應如實填寫測站表。CPIII 平面控制網平差應采用鐵道部評審通過的CPIII 專用平差軟件,并進行CPIII 網平差精度檢核。CPIII 控制網精度指標如下:5.3.3 測段之間銜接時,前后測段獨立平差重迭點坐標差值應滿足3mm。滿足該條件后,后一測段CP網平差,應采用本測段13、聯測的CP、CP控制點及重疊段前測段CP點坐標成果(不少于連續的2 對CPIII點)進行固定約束平差。6 CPIII高程控制網測量6.1 CPIII高程控制點布設CPIII 高程控制點與平面控制點共樁,在進行棱鏡中心高程水準測量時,只需直接水準測量軸插入套筒內即可測量。通過減去水準軸球形半徑差值即可方便的獲得球型棱鏡中心所代表的測量點的精確高程。每一測段應至少與3 個二等水準點進行聯測,形成檢核。測量方式可采取下面兩種方式:(4) CP點與CP點之間的水準路線,宜采用下圖所示的水準路線形式進行。這樣的水準路線,可保證每相鄰的四個CP點之間都構成一個閉合環。(2)也可采用往測時以軌道一側的CP水14、準點為主線貫通水準測量,另一側的CP水準點在進行貫通水準測量擺站時就近觀測。返測時以另一側的CP水準點為主線貫通水準測量,對側的水準點在擺站時就近聯測。往測示意如下:返測水準路線如下圖所示:6.2 CPIII 高程控制網觀測CPIII 控制點高程測量起閉于二等水準基點。CPIII 高程控制水準測量應按客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定第4.1 節有關精密水準測量要求施測。6.2.1 CP高程控制點精度要求精密水準測量采用滿足精度要求的電子水準儀(電子水準儀每千米水準測量高差中誤差為0.3mm),配套因瓦尺。使用儀器設備必須在鑒定有效期內,每年必須對測量儀器精確度進行一次校準。水準觀測第一周每15、天作業前應采用儀器自帶的軟件進行檢驗和校準,若檢驗指標滿足要求并穩定,后續作業前可不進行該項檢驗,但應每月進行儀器指標檢驗。(1)精密水準測量精度要求精密水準測量精度要求表(mm)因水準路線較短,故不設間歇點。使用雙擺位自動安平水準儀時,不計算基輔分劃讀數差。對于數字水準儀,同一標尺兩次讀數差不設限差,兩次讀數所測高差的差執行基輔分劃所測高差的差。6.2.2 精密水準觀測水準測量所使用的儀器及水準尺,應符合下列規定:A 水準儀視準軸與水準管軸的夾角,DS1 級不應超過15;B 水準尺上的米間隔平均長與名義長之差,對于因瓦水準尺,不應超過0.15mm,對于雙面水準尺,不應超過0.5mm;C 二等16、水準測量采用補償式自動安平水準儀時,其補償誤差a 不應超過0.2。觀測讀數和記錄的數字取位:使用DS05 或DS1 級儀器應讀記至0.05mm 或0.1mm,使用數字水準儀應讀記至0.01mm。6.2.3 每個水準環四個高差應進行獨立觀測,即每觀測一個高差應重新變換儀器位置或高度。6.3 連續橋梁上下二等水準高程傳遞按客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定要求,精密水準路線一般2km 左右應附合二等水準控制點上。因此,為滿足精密水準閉合要求,在2km 以上連續橋梁應采用三角高程傳遞法將二等水準點高程傳遞至橋上。具體作業過程為:二等水準高程傳遞采用不量儀器高、棱鏡高的三角高程中視測量方法,根據石武17、客專特點,在高程傳遞點附近分別在橋墩底和對應墩橋梁固定支座端擋砟墻埋設CPIII 專用標志。觀測過程中用電子水準儀按精密水準作業要求將高差分別抄到擋砟墻和墩底CPIII 高程標志桿,再用全站儀進行擋砟墻和墩底CPIII 平面標志桿高差傳遞。CPIII 平面及高程標志桿均為標準件,高程傳遞點A、B 使用CPIII 平面、高程標志間高差相同。因此,A、B 兩CPIII 高程標志間高差為全站儀觀測的三角高程高差,不需量測全站儀和棱鏡高。光電測距三角高程傳遞應進行兩組獨立觀測,兩組高差較差應不大于2mm,滿足限差要求后,取兩組高差平均值作為傳遞高差。6.4 CP控制點高程數據處理在數據存儲之前,必須對18、觀測數據作各項限差檢驗。檢驗合格時,進行必要順序整理,計算與檢核者簽名后進行存儲。檢驗不合格時,對不合格測段整體重測,至合格為止。水準測量作業結束后,每條水準路線應按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差M;當水準網的環數超過20 個時,還應按環線閉合差計算Mw。M和Mw 應符合表暫規中精密水準測量精度的要求,否則應對較大閉合差的路線進行重測。M和Mw 應按下列公式計算:CP控制點高程測量應嚴密平差,平差計算取位下表中精密水準測量的規定執行。7 CPIII存在的主要問題及建議7.1 分段CPIII控制網的銜接建設工期所迫,局部地段沉降未穩定即開展CPIII 控制網建網和無砟軌道鋪設,對今后CPII19、I 控制網平面、高程銜接及鐵路運營前長軌精調帶來一定難度。原則上應等沉降評估通過,橋梁、路基段沉降量穩定后再開展CPIII 控制網建網工作,同時盡量加長每段CPIII 控制網段長度,一般48km 比較理想,減少相鄰銜接段。銜接段的測量應滿足如下技術要求:(1)CPIII控制網兩端必須起止于上一級控制網點,應保證有三個連續的自由設站與上一級控制點聯測;(2)水準與上一級控制點聯測的數量不得少于3個;(3)相鄰區段間,至少有5對CPIII點作為公共點,公共點在兩個區段內均要求觀測,計算,單獨平差的成果應滿足CPIII的精度要求;(4)公共點在兩區段的平差計算成果(X、Y、H)較差應小于3mm;(520、)在上述要求達到后,還要再次對后一區段的CPIII網數據進行平差,除使用上一級控制點作約束外,還應至少使用一對前一區段的公共點作為約束,使其他公共點兩次區段坐標差小于1mm。7.2 加密CPII控制點的保護因原高等級平面控制點CPI、CPII 受施工影響或距線位本身較遠,CPIII 控制網建網時聯測不方便,必須進行CPII 控制點加密。為保證相鄰段CPIII 控制網銜接、將來CPIII 控制網復測聯測相同高等級控制點以及方便運營維護單位使用,應加強對加密CPII 控制樁的保護與成果整理、歸檔工作。7.3 平面數據采用過程氣象元素改正問題CPIII 測量精度要求高,其測量方法與傳統的測量方法不同21、,全站儀測距過程中必須要進行溫度、氣壓等氣象元素改正。在一般的氣象條件下,在1km 的距離上,溫度變化1 度所產生的測距誤差為0.95mm,氣壓變化1mmHg 所產生的測距誤差為0.37mm,濕度變化1mmHg 所產生的測距誤差為0.05mm。濕度的影響很小,可以忽略不計,當在高溫、高濕的夏季作業時,就應考慮濕度改正。因此、外業數據采集過程中必須高度重視溫度、氣壓改正。建議測定氣溫應使用測量專用通風干濕溫度計,測定氣壓采用空盒氣壓表。7.4 已破壞CPIII控制樁恢復問題建議對已破壞的CPIII 控制點,重新埋設控制樁后,應采用周圍至少4 對(8 個)CPIII 控制點作為約束點進行同精度擴展方式進行加密,恢復已破壞的CPIII 控制樁,以滿足無砟軌道鋪軌要求。7.5 特殊橋跨CPIII測量及使用問題特殊橋跨的CPIII 測量及無砟軌道的鋪設應在相同的外部環境下進行。8 上交成果資料8.1 CPIII 控制點平面、高程成果表;8.2 CPIII 平面、高程控制觀測手簿及計算表;8.3 加密CPII 及二等水準控制點點之記、成果、平差計算報告;8.4 CPIII 平面、高程觀測網圖;8.5 CPIII 測量技術方案;8.6 CPIII 控制網技術總結;8.7 上述文件內容的磁盤文件。