成都至重庆客运专线
CPⅢ控制网测量
技术方案
中铁二院工程集团有限责任公司
二〇一二年七月 成都
新 建 铁 路
成都至重庆客运专线
CPⅢ控制网测量
技术方案
中铁二院工程集团有限责任公司
二〇一二年七月 成都
成都至重庆客运专线
CPⅢ控制网测量作业指导书
1概述
1.1工程概述
新建铁路成都至重庆客运专线西起四川省成都市的成都东客站,向东经龙泉、简阳、资阳、资中、内江后进入重庆市境内,尔后经荣昌、大足、永川、璧山、大学城、沙坪坝后达本线终点重庆站。线路起点DK000+000,终点DK306+324,全长308.24km(运营长度309.47km)。无砟段采用CRTS Ⅰ型双块式轨道板设计,设计行车速度:250km/h;有砟段设计行车速度:100km/h。
成都至重庆铁路客运专线位于我国西南地区成渝经济圈,北经成都与在建的成绵乐城际客专相连,南经重庆与拟建的重庆至万州客专连接,形成川渝地区城际客运骨干网,是成渝间继既有成渝铁路、成遂渝铁路快速通道后第三条铁路通道,是一条联接西南地区两个特大中心城市的高速客运通道。并与既有成内渝铁路、成遂渝铁路、成渝高速公路、成遂渝高速公路共同构筑起成渝两地综合交通走廊,地理位置极其重要。
全线位于四川盆地内。所经地貌类型主要有冲积平原、丘陵、低山三种,龙泉山、华蓥山呈北东25°~30°延绵于盆地中,宏观上将盆地分为西部平原、中部丘陵及东部平行岭谷三大地貌景观。成都东客站~龙泉段,为成都冲积平原区,地势平坦、开阔,地形起伏相对较小。多次跨过城市道路,人口、房屋较密集,交通方便;龙泉~荣昌段,为四川盆地典型的红色丘陵景观,地势起伏相对较小;荣昌~重庆段,地处川东台褶带,属狭长条形低山山脉与丘陵槽谷沿区域构造线方向交替排列组成平行岭谷地貌,地势起伏较大。线路蜿蜒曲折穿越丘陵、低山的长江、沱江等大小江河,两岸零星分布河漫滩和河谷阶地。
1.2CPⅢ控制网测量的准备工作
1.2.1 线下工程沉降和变形评估
无砟轨道对线下基础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竣工并通过沉降评估后开展;
1.2.2 CPⅡ控制网加密
为了高效、准确地建立CPⅢ 基桩网,一般情况下都需要加密CPⅡ网。CPⅡ 的加密的主要目地是为了方便轨道控制网CPⅢ的观测,以及弥补被损毁的和无法利用的CPⅡ 点。在路基、桥梁地段CPⅡ加密可采用GPS测量在原精密平面控制网基础上按同精度内插方式加密;隧道地段应根据隧道长度布设相应精度要求的洞内CPⅡ控制网。
1.2.3 精测网全面复测
按《高速铁路工程测量规范》要求,CPⅢ测量前应对全线CPI、CPII及二等水准网进行复测。
1 采用GPS复测CPⅠ、CPⅡ控制点时,复测与原测成果较差应满足表1.2-1、表1.2-2的规定。
表1.2.-1 CPI、CPⅡ控制点复测坐标较差限差要求
控制点类型 | 坐标较差限差(mm) |
CPⅠ | 20 |
CPⅡ | 15 |
表1.2-2 GPS复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差
控 制 网 等 级 | 相邻点间坐标差之差的相对精度限差 |
CPⅠ | 1/130 000 |
CPⅡ | 1/80 000 |
式1.2.3
式中:△Xij=(Xj –Xi)复 –(Xj –Xi)原
△Yij=(Yj –Yi)复 –(Yj –Yi)原
△Zij=(Zj –Zi)复 –(Zj –Zi)原
s---相邻点间的二维平面距离或三维空间距离;
△Xij,△Yij— 相邻点i与j间二维坐标差之差(m);
△Zij— 相邻点i与j间Z方向坐标差之差,当只统计二维坐标差之差的相对精度时该值为零(m)。
2 水准点间的复测高差与原测高差之较差±。
2技术依据
1、《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
2、《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》(铁建设[2006]158号);
3、《全球定位系统(GPS)铁路测量规程》(TB10054-97);
4、《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》(铁建设[2008]246号)
3测量范围及内容
3.1测量范围
成都至重庆,起点DK000+000,终点DK306+324。线路全长308.454km(运营长度309.47km)。具体分段如下:
1、DK5+000~DK295+972.03,长度292.884km,无砟
2、DK295+972.03~DK297+290,长度1.318km,有砟
3、GDK297+290~GDK303+994.123,长度6.704km,无砟
4、GDK303+994.123相应于DK304+286,DK304+286~终点DK306+323.84,长度2.038km,有砟
5、中梁山右线绕行隧道YDK290+305~YDK294+424,长度4.119km,无砟
3.2测量内容
3.2.1 CPⅡ控制网加密;
3.2.2 二等水准加密(含桥上下三角高程传递);
3.2.3 CPⅢ布设;
3.2.4 CPⅢ平面、高程控制测量。
4坐标和高程系统
4.1平面坐标系
平面坐标系采用工程坐标系统:WGS-84参考椭球,高斯投影。工程椭球构建采用改变WGS-84椭球参数的方法(即参考椭球长半轴直接加投影面大地高并保持扁率和定向不变)。边长投影在抵偿高程面上,在对应的线路轨面设计高程面上投影长度的变形值不宜大于10mm/km,即投影长度变形(包括高程归化、高斯正投影变形之和)不宜大于1/100000。工程坐标系统投影带划分内容见表4.1.1,具体地段投影变形估算见附表。
表4.1.1 成渝客专工程坐标系设计表
投影分带序号 | 子午线经度 | 投影高程面正常高Hm(m) | 投影高程面大地高h(m) | 平均高程异常 (m) | 对应里程范围 | 最大投影长度变形值(mm/km) |
1 | 104° | 440 | 400 | -40 | DK0+000~DK33+000 | 11.4 |
2 | 104°30′ | 460 | 420 | -40 | DK33+000~DK74+600 | -9 |
3 | 105° | 340 | 300 | -40 | DK74+600~DK165+000 | -7.5 |
4 | 105°30' | 340 | 300 | -40 | DK165+000~DK219+500 | 10.4 |
5 | 106° | 320 | 280 | -40 | DK219+500~DK271+000 | 8.6 |
6 | 106°30' | 240 | 200 | -40 | DK271+000~DK306+324 | -8.4 |
高程系统采用1985国家高程基准。
5精测网加密
5.1一般规定
5.1.1加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。所采用仪器应经过检定,并在有效检定期内。
5.1.2加密测量前应检查联测标石的完好性,对丢失和破损的标石应按原测标准用同精度内插方法恢复或增补,CPⅡ加密测量时观测要求与建网时一致,加密1个CPⅡ点时应联测相邻的2个CPI或2个CPⅡ,且加密点位于已知点中间。
5.1.3 CPⅡ控制网应附合到CPⅠ上,并采用固定数据平差;
5.1.4各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定:
1 CPⅠ、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标应符合下表的规定;
表5.1-1 CPⅠ、CPⅡ控制网GPS测量的精度指标
控制网级别 | 基线边方向中误差 | 最弱边相对中误差 |
CPⅠ | ≤1.3″ | 1/180 000 |
CPⅡ | ≤1.7″ | 1/100 000 |
表5.1-2 CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求
控制网级别 | 附合长度(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 |
CPⅡ | ≤4 | 400~800m | 5 | 1.8 | 10 | 1/55 000 | ±3.6 | 三等 |
式中 fβ——导线环(段)的角度闭合差(″);
n——导线环(段)的测角个数;
N——导线环(段)的个数;
注: mD为仪器标称精度;
5.2GPS加密CPⅡ网
考虑到既有CPI和CPⅡ的情况,应优先采用GPS进行CPⅡ的加密工作。
5.2.1选点埋石
在具备条件的地段CPⅡ加密点可采用强制对中标。在桥梁部分CPⅡ加密点需上桥,并且沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座(纵横向均固定)顶端的防撞墙顶,因连接杆不同,CPⅡ加密点不可于线路CPⅢ点共桩,必须单独布设;路基段应在线路拉线基础上埋设加密桩,加密桩位置选择应保证CPⅢ网联测条件,埋设应满足《高速铁路工程测量规范》中CPⅡ控制桩要求,需埋设在稳固可靠,不影响GPS观测,不影响行车安全,并方便CPⅢ网联测的地方。
图5.2 加密CPⅡ及加密二等水准标志
5.2.2 观测
CPⅡ加密按三等GPS测量要求进行观测。观测前要对网形进行设计, CPⅡ加密点间的基线长度以600m左右为宜(不应短于400m),加密CPⅡ应与相邻的CPI或CPⅡ点联测。并执行下列指标:
表5.2-1 CPII加密GPS观测技术要求
级 别
项 目 | 三等 | |
静 态 测 量 | 卫星高度角(°) | ≥15 |
有效卫星总数 | ≥4 | |
时段中任一卫星有效观测时间(min) | ≥20 | |
时段长度(min) | ≥60 | |
观测时段数 | 2 | |
数据采样间隔(S) | 15 | |
PDOP或GDOP | ≤8 | |
重复设站 | 2 |
加密CPⅡ控制网原始观测数据应采用TBC或LGO进行基线向量解算,在对CPⅡ加密点进行整体平差前应先对网中的原CPI和CPⅡ点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原CPI和CPⅡ进行剔除,满足要求的全部作为约束点。
1基线质量检验:
表5.2-2 基线质量检验限差表
检验项目 | 限 差 要 求 | ||||
X坐标分量闭合差 | Y坐标分量闭合差 | Z坐标分量闭合差 | 环线全长闭合差 | ||
环(附合路线) | |||||
重复观测基线较差 | ≤ |
2在基线的质量检验符合要求后,应以所有基线构成控制网,以三维基线向量及其相应的方差—协方差阵作为观测信息,以一个点的WGS—84的三维坐标为起算数据,进行无约束平差。加密CPⅡ控制网平差应采用中铁二院与西南交大开发的CREEC GPS(工程版) 或COSA GPS数据处理软件进行网平差计算。
无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求:
V△x≤3σ,V△y≤3σ,V△z≤3σ
3 GPS网无约束平差合格后,应引入网中联测的CPI和CPⅡ点坐标进行三维约束平差,引入的已知数据应进行稳定性评定。约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足下式要求:
dV△x≤2σ,dV△y≤2σ,dV△z≤2σ
平差后加密点CPⅡ的点位精度应小于10mm,基线边方向中误差≤1.7″,最弱边相对中误差限差为1/100000。
5.3导线加密CPⅡ网
5.3.1 CPⅡ控制点采用测角精度不低于1″,测距精度不低于1mm+2ppm的全站仪施测。加密导线点的埋设要求同CPⅡ点埋设要求。
1、点间距宜不大于600m。
2、导线测量水平角观测技术要求
表5.3-1 导线测量水平角观测技术要求
控制网等级 | 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(″) |
CPⅡ | 0.5″级 | 3 | 6 | 9 | 6 |
1″级 | 4 | 6 | 9 | 6 |
表5.3-2 导线边长测量限差
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 |
Ⅰ | <5 | 5 | 2mD |
4、距离经高程和高斯投影改化后进行平差计算。起算数据为CPI或CPⅡ点,平差采用通过铁道部鉴定的中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust或COSA地面数据处理软件。计算测角中误差≤±1.8″,导线全长相对闭合差≤1/55000,方位角闭合差≤±3.6。 CPⅡ控制点的绝对精度应满足点位误差mx、my≤±10mm,相对点位精度≤±10mm。
5.4线路水准基点的加密
5.4.1 测量方案
加密线路水准基点埋设在线路附近稳定且不易被破坏的地方,桥梁部分应上桥埋设,尽量保证在梁上下联测关系时不用再进行水准测量。
线路水准基点的埋设可与加密CPⅡ共桩(采用加密CPⅡ相同预埋件),也可按线路水准基点埋石要求单独埋设。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。
5.4.2 技术要求
表5.4-1 二等水准测量精度要求(mm)
水准测量等级 | 每千米水准测量偶然中 误差 | 每千米水准测量全中误差 | 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 | |||||
平原 | 山区 | |||||||
二等 | ≤1.0 | ≤2.0 | 6 | 4 | 0.8 | 4 | —— |
等级 | 水准仪最低型号 | 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) | 数字水准仪重复测量次数 | ||||
光学 | 数字 | 光学 | 数字 | 光学 | 数字 | 光学 (下丝读数) | 数字 | ||||
二等 | DSZ1、 DS1 | 因瓦 | ≤50 | ≥3且≤50 | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤3.0 | ≤6.0 | ≥0.3 | ≤2.8且≥0.55 | ≥2次 |
等级 | 路线长度 (km) | 水准仪 最低型号 | 水准尺 | 观测次数 |
二等水准 | ≤400 | DSZ1、DS1 | 因瓦 | 往返 |
1 线路水准基点的加密应按照国家二等水准测量标准施测,以稳定的线路水准基点、深埋水准点或基岩水准点为起算点,进行整体严密平差计算,采用专业平差软件平差。高程成果保留到0.1mm。加密二等水准平差计算应采用中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust或COSA地面数据处理软件。
2 水准测量作业结束后,每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算每千米水准测量偶然中误差MΔ;当水准网的环数超过20个时,还应按环线闭合差计算Mw。MΔ和Mw应符合表5.4-1的规定,否则应对较大闭合差的路线进行重测。MΔ和Mw应按下列公式计算:
6CPⅢ测量仪器设备及软件
6.1CPⅢ测量使用的全站仪及棱镜
6.1.1CPⅢ测量采用的全站仪必须满足以下要求:
角度测量精度:≤± 1″
距离测量精度:≤± 1mm +2ppm
带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪,如:Leica (徕卡)系列的: TCA2003、TCA1201等;
观测前须按要求对全站仪及其棱镜进行检校,作业期间仪器须在有效检定期内。边长观测应进行温度、气压等气象元素改正,温度读数精确至0.2℃,气压读数精确至0.5hPa。平面观测前,应对全站仪进行以下检验和校正,鉴定材料宜包含以下内容:
1 望远镜光学性能的检验。
2 调焦镜运行正确性的检验。
3 照准部旋转是否正确的检验。照准部旋转轴正确,各位置气泡读数较差不应超过一格。
4垂直微动螺旋使用正确性的检验。
5照准部旋转时仪器底座稳定性的检验。
6 水平轴倾斜误差(水平轴不垂直于垂直轴之差)的检验,DJ1型仪器不应超过10″。
7 视准轴误差(2C,视准轴不与水平轴正交所产生的误差)的检验,DJ1型仪器不应超20″。
8竖盘指标差的检验,DJ1型仪器不应超8″。
9 测距加常数及棱镜常数的检验。
6.1.2 棱镜应采用Leica(徕卡)GPR121高精度金属外壳棱镜,棱镜相位中心稳定
6.1.3 水准仪不低于DS1级,推荐使用天宝DINI和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。
6.2CPⅢ数据采集及处理软件
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。
为便于CPⅢ数据管理及平差验收工作,成渝CPⅢ数据处理必须采用中铁二院与西南交通大学开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust数据处理系统。为保证平面坐标系不同投影带间坐标转换与原高等级平面控制网一致,平面坐标转换应统一采用我院开发GPS数据处理软件。
7无砟段CPⅢ点的埋标与布设
7.1CPⅢ标志
7.1.1CPⅢ预埋件及安装
1 CPⅢ点应设置强制对中标志,标志几何尺寸的加工误差应不大于0.05mm,CPⅢ标志棱镜组件安装精度应符合表7.1-1的要求:
表7.1-1 CPⅢ标志棱镜组件安装精度要求
CPⅢ标志 | 重复性安装误差(mm) | 互换性安装误差(mm) |
X | 0.4 | 0.4 |
Y | 0.4 | 0.4 |
H | 0.2 | 0.2 |
图7.1-1 CPⅢ、加密CPⅡ及加密二等水准点通用预埋件
预埋件尺寸:
外径:30mm;长度:55mm;
内径:18.mm;长度:30mm
连接采用螺丝紧扣。预埋件埋设要求及方法如下:
在路基段CPⅢ标志桩、桥梁段防撞墙、隧道电缆槽顶预留孔位或竖立钻孔,采用50mm左右直径钻头,钻深80mm。埋设时应注意预埋件应尽量竖直,采用水泥砂浆填充孔位,安放预埋件,竖立安装调整预埋件,让预埋件管口平行于结构物顶面,并清理干净沿预埋件外壁四周被挤出的水泥砂浆。待水泥砂浆凝固后进行复检,标志须稳固,不可晃动,标志内须无任何异物,并检查保护管是否正常。预埋件埋设完成及不使用时,必须加设防尘盖,以防异物进行预埋件内影响预埋件使用及其精度。
图7.1-2 通用预埋件防尘盖
7.1.2平面观测连接杆
图7.1-3 CPⅢ平面观测棱镜连接杆
棱镜测量杆尺寸:
内插杆外径:25mm螺丝杆,连接螺丝长30mm;
外接杆长度:90±0.01mm。
7.1.3高程观测连接杆
图7.1-4 CPⅢ高程观测连接杆
水准测量杆尺寸:
25mm螺丝杆,连接螺丝长30mm;
外接杆长度(至球心):150±0.02mm。
7.1.4 CPⅢ标志的使用
1.平面测量
(1)和已安装的预埋件配套一致,选择棱镜测量杆12根;
(2)把棱镜测量杆螺丝旋进预先安置好的预埋件,使棱镜测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装棱镜测量杆;
(3)将棱镜安装在棱镜测量杆插头上;
(4)旋转棱镜头正对准全站仪;
(5)测量完将用防尘盖将预埋件盖上。
注意CPⅢ平面测量点位随棱镜不同而变化,因此采用的仪器和棱镜必须配套,而且复测、精调也必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。
2.高程测量
(1)和已安装的预埋件配套一致,选择4根水准测量杆;
(2)把水准测量杆旋进预先安置好的预埋件,使水准测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装水准测量杆;
(3)将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上;
(4)测量完将用防尘盖将预埋件盖上。
7.1.5日常管理和养护
1.搬运、运输过程中应用纸包裹棱镜(水准)测量杆,防止相互碰撞、磨损。
2.安装完成后,每次测量完应及时将防尘盖盖上。
3.每三个月检查一次预埋件和塞子是否损坏,用小毛刷刷除预埋件内灰尘。竖立的预埋件如果灰尘积太厚,则用高压气吹净。
7.1.6检验方法
采用不同棱镜、高程、及加密CPⅡ或二等水准连接杆进行检测,螺丝稳固,无松动,连接顺畅。
7.2CPⅢ点的布设
CPⅢ点应成对布设,距离布置一般约为50~70 m,个别特殊情况下相邻点间距最短不小于40 m,最长不大于80m。CPⅢ控制点埋设于接触网杆旁加设CPⅢ桩柱顶、桥梁防撞墙顶、隧道边墙等位置。同一点对里程差不大于3m,CPⅢ点布设高度应大致等高,并应与设计轨道高程面0.3m以上。
CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设;对于后埋的,应采用水泥砂浆进行固定,确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
7.2.1 桥梁段CPⅢ点的布设
CPⅢ点宜布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。
图7.2-1 桥梁部分CPⅢ点布置图
1 简支梁部分
对于24或32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点,相邻两对CPⅢ点相距约为m,56m或48m。对于连续24m简支梁,根据实际情况也可每三孔布设一对CPⅢ点。
2普通连续梁
对于连续梁,CPⅢ应优先布设于固定端上方。对于跨度超过80m的连续梁,应在跨中50~80 m间均匀布设一对或几对CPⅢ点,对跨中CPⅢ点对应尽可能保证施测与使用的外部环境相同,使用前应对整个连续梁段进行复核。
3 大跨连续梁和特殊结构
结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同,按CPⅢ点对布设要求和间距进行布点,可适当增大相邻点对间距,但最长不超过90m。整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。测量CPⅢ的时间和铺板的时间尽量相隔时间要短,且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化,要进行重新复测后使用。铺板的时间段要和测量CPⅢ的时间、温度、环境要一致。如尽量在夜间或阴天温度变化较小的时间段内进行。
7.2.2 路基段CPⅢ点的布设
一般路基地段宜布置在专门的混凝土立柱上。待基础稳定后,在基础使用水泥砂浆埋设CPⅢ标志预埋部分。
图7.2-2 路基上CPⅢ点布置示意图
图7.2-3 路基上CPⅢ立柱布置示意图
图7.2-4 路基上CPⅢ立柱基础配筋示意示意图
图7.2-5 路基上CPⅢ立柱正视图
1 路基段CPⅢ一般布设于接触网杆基础大里程端侧线路方向,控制点纵向间距约50~70m左右布设一对,其基础须与接触网杆基础形成整体;埋设应特别注意不能与接触网补偿下锚坠砣及电力开关操作箱冲突。当冲突时,其基础应设置在线路小里程端;
2 施工完成后CPⅢ下部基础应与接触网杆基础顶面等高;
3施工中应采用钢模浇注混凝土,以使CPⅢ下部基础及CPⅢ立柱尺寸标准、统一,外观光滑、美观;
4若采用PVC管施工CPⅢ立柱,施工完成后应将PVC管拆除;
5 以上为路基段CPⅢ控制桩基础施工示意图,具体施工请参照《新建铁路成都至重庆铁路路基段CPⅢ控制桩基础施工图》及其补充说明。
7.2.3 隧道段CPⅢ点的布设
隧道里一般布置在距电缆槽顶部0.5m高的边墙上,隧道内布点时,左右线分修隧道需要布设,相邻CPⅢ点对相距60米左右,布置形式见下面示意图:
图7.2-6 隧道内CPⅢ控制点
7.3CPⅢ点和自由测站编号
7.3.1 CPⅢ点编号:采用7位编号形式(××××3××),具体要求如下:
为避免长短链地段编号重复的问题,前4位采用连续里程(贯通里程)的公里数,第5位正线部分为“3”,第6,7位为流水号,01~99号数循环。由小里程向大里程方向顺次编号,里程增大方向轨道左侧的标记点,末位编号为奇数,里程增大方向轨道右侧的标记点,末位编号为偶数。CPⅢ布点时要对点位进行详细描述,主要描述的内容包括位于线路里程(里程要准确,精确至米)、具体设置位置和其它需要说明的情况等。
丢失或破坏后补埋点,新点号在原点号末位加“0”(不可加字母,因为布板软件中点号不能识别字母)以示区别。
7.3.2 CPⅢ点编号路基地段宜标绘于CPⅢ标志柱内侧,标志正下方0.2m;桥梁地段宜标绘于挡砟墙内侧,侧面及顶面与防撞墙边缘齐;隧道地段宜标绘于标志正上方0.2m处。点号标志字号应采用统一规格字模,字高为6cm的正楷字体刻绘。点号铭牌白色抹底规格为40cm×30cm,红色油漆应注明工程线名简称,CPⅢ编号,严禁破坏,每行居中排列。严禁采用手写标识。
8无砟段CPⅢ平面网测量与数据处理
8.1CPⅢ平面控制网布设
8.1.1 CPⅢ平面网的主要技术要求应符合表8.1-1的规定:
表8.1-1 CPⅢ平面网的主要技术要求
控制网名称 | 测量方法 | 方向观测中误差 | 距离观测中误差 | 相邻点的相对中误差 |
CPⅢ平面网 | 自由测站边角交会 | ±1.8″ | ±1.0mm | ±1.0mm |
8.1.2自由测站距CPⅢ控制点距离为一般应小于120 m左右,最大不超过180m;自由测站距CPⅠ或CPⅡ控制点的距离不宜大于300m。每个CPⅢ点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。
1 一般情况下采用测站间距为120m的CPⅢ平面网型,每个CPⅢ控制点被3个自由测站观测;控制网形见下图8.1-1。
测站(自由站点)
CPⅢ控制点
向CPⅢ点进行的测量(方向、角度和距离)
图8.1-1测站间距为120m的CPⅢ平面网构网形式
图8.1-1说明:中间点表示自由置镜位置,由中间点引出的色方向线为由此测站须观测的CPⅢ点。
2 因遇施工干扰或观测条件稍差时, CPⅢ平面控制网可采用图8.1-2所示的构网形式,平面观测测站间距应为60m左右,每个CPⅢ控制点应有4个方向交会。
图8.1-2 测站间距为60m的CPⅢ平面网构网形式
8.1.3 CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系:
联测高等级控制点CPI、CPⅡ应采用以下联测网型:
当采用在自由设站置镜观测CPⅠ、CP Ⅱ控制点时,应在2个或以上连续的自由测站上观测CPⅠ、CP Ⅱ控制点,如图8.1-3。
图8.1-3 自由测站置镜联测高等级点
在自由站上测量CPⅢ的同时,将靠近线路的全部CPⅡ点进行联测,纳入网中。应确保线路两侧200m范围内可视的CPⅡ控制点密度达到400m~800m,否则应按同精度加密CPⅡ控制点。
每个CPⅢ测量组中需使用同一批棱镜(包含联测CPⅡ等控制点),并做好棱镜常数等参数的设置工作。
8.2CPⅢ平面网观测
8.2.1 CPⅢ控制网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。当观测方向较多时,也可以采用分组全圆方向观测法。全圆方向观测应满足下表的规定。
表8.2-1 CPⅢ平面网水平方向观测技术要求
控制网名称 | 仪器 等级 | 测回数 | 半测 回归零差 | 不同测回同一方向2C互差 | 同一方向归零后方向值较差 |
CPⅢ平面网 | 0.5″ | 3 | 6″ | 9″ | 6″ |
1″ | 3 | 6″ | 9″ | 6″ |
表8.2-2 CPⅢ平面网距离观测技术要求
控制网名称 | 测回 | 半测回间距离较差 | 测回间距离较差 |
CPⅢ平面网 | ≥3 | ±1 mm | ±1mm |
当CPⅢ平面网外业观测的水平方向和距离的技术要求不满足以上技术要求时,该测站外业观测值应部分或全部重测。
8.2.3自由测站编号
CPⅢ测量过程中的自由测站点编号根据连续里程(贯通里程)和测站号等相关信息来进行编制,如0613C01。前4位为里程,第5位C代表初次建网测量,B代表补测,F代表复测,J代表竣工测量,第6位和第7位代表测站编号(各标段自行分配,标段连接处相邻标段的CPⅢ测站编号不应相同),01~99号数循环。
8.2.4 CPⅢ平面网可根据施工需要分段测量,分段测量的区段长度不宜小于4km,区段间重复观测不应少于6对CPⅢ点,每一测段首尾必须封闭。区段接头不应位于车站范围内。CPⅢ平面网测段及测段衔接网型如图8.2-1。
图8.2-1 CPⅢ平面网测段首尾网型示意图
图8.2-2 CPⅢ平面网重叠测段衔接网型示意图
8.2.5 在CPⅢ自由测站边角交会法测量中,必须与平差软件兼容的数据采集软件进行自动记录,采集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。
8.2.6 外业记录须在现场测量时记录各测站的实际情况,它是CPⅢ测量的重要原始数据,应按表8.2-3格式填写,在每段CPⅢ测量结束后装订存档。
表8.2-3 CPⅢ测站信息表
成渝客运专线CPⅢ测站信息表
标( 工区/1组) DK0000+00-DK0000+00 段 第 页(共 页)
仪器型号和编号: /
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
测站 | 编号/点名 | Z0220F101 | Z0220F102 | Z0220F103 | Z0220F104 | Z0220F105 | Z0220F106 | Z0220F107 |
测站高 | 1.368 | 1.535 | 1.25 | 1.471 | 1.278 | 1.368 | 1.523 | |
温度℃ | 12.8 | 12.6 | 12.6 | 12.2 | 11.8 | 11.4 | 9.8 | |
气压mbar | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 | 1012 | |
天气 | 晴 | 晴 | 晴 | 晴 | 晴 | 晴 | 晴 | |
时段 | ||||||||
CPⅢ(按观测顺序填写) | 编号1 | 220314 | 220311 | 220311 | 220315 | 220319 | 220323 | 220327 |
编号2 | 220312 | 220313 | 220313 | 220317 | 220321 | 220325 | 220329 | |
编号3 | 220311 | 220315 | 220315 | 220319 | 220323 | 220327 | 220331 | |
编号4 | 220313 | 220317 | 220317 | 220321 | 220325 | 220329 | 721301 | |
编号5 | 220318 | 220319 | 220323 | 220327 | 220331 | 721303 | ||
编号6 | 220316 | 220321 | 220325 | 220329 | 721301 | 721305 | ||
编号7 | 220314 | 220322 | 220326 | 220330 | 721302 | 721306 | ||
编号8 | 220312 | 220320 | 220324 | 220328 | 220332 | 721304 | ||
编号9 | 220318 | 220322 | 220326 | 220330 | 721302 | |||
编号10 | 220316 | 220320 | 220324 | 220328 | 220332 | |||
编号11 | 220314 | 220318 | 220322 | 220326 | 220330 | |||
编号12 | 220312 | 220316 | 220320 | 220324 | 220328 | |||
棱镜高 |
CPI/CPⅡ | 点名 | 0220P21 | 0220P21 | 0220P21 | 0220P22 | 0220P22 | ||
棱镜高 | ||||||||
备注 |
8.3CPⅢ平面网数据处理
8.3.1 CPⅢ平面控制网平差应采用中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust(此软件为CPⅢ DAS的升级软件,包含了CPⅢ DAS软件的全部功能,并依据新规范增添了部分功能),并进行CPⅢ网的外业观测数据与网平差计算的精度检核。CPⅢ控制网精度指标如下:
1 CPⅢ平面自由网平差后应满足表8.3-1的规定
表8.3-1 CPⅢ平面网的主要技术指标
控制网名称 | 测量方法 | 方向观测中误差 | 距离观测中误差 | 相邻点的相对点位中误差 |
CPⅢ平面网 | 自由测站边角交会 | ±1.8″ | ±1.0mm | ±1.0mm |
表8.3-2 CPⅢ平面自由网平差后的主要技术要求
控制网名称 | 方向改正数 | 距离改正数 | |
CPⅢ平面网 | 3″ | 2 mm |
表8.3-3 CPⅢ平面网平差后的主要技术要求
控制网名称 | 与CPⅠ、CPⅡ联测 | 与CPⅢ联测 | 点位中误差 | ||
方向改正数 | 距离改正数 | 方向改正数 | 距离改正数 | ||
CPⅢ平面网 | 4.0″ | 4mm | 3.0″ | 2mm | 2mm |
8.3.3坐标换带处CPⅢ平面网计算时,应分别采用相邻两个投影带的CPⅠ、CP Ⅱ坐标进行约束平差,并分别提交相邻投影带两套CPⅢ平面网的坐标成果。分带投影测段之间衔接时,前后测段平差重迭点,通过坐标转换成相同坐标系的坐标差值应满足≤±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控制点及前测段所有CPⅢ点转换坐标成果进行固定约束平差。两套坐标成果都应满足表8.1-1、表8.3-1及第8.3-2条的要求。提供两套坐标的CPⅢ区段长度不应小于800m。
8.3.4 CPⅢ平面数据计算、平差处理采用中铁二院与西南交大联合开发的高速铁路通用平差软件Survey Adjust,在计算报告中要说明软件名称。自由设站点、CPⅢ点进行自由网及约束网整体平差。平差计算时,要对各项精度作出评定。平差处理流程及相关要求:
1 数据传输及预处理
将外业观测记录的数据传入计算机,进行数据整理、检查半测回归零差、不同测回同一方向2C互差、同一方向归零后方向值较差等规范指标是否满足要求;
2 编辑平面和高程已知数据
在平面数据处理前需要编辑好本测段的平面及高程已知点数据,以及本测段的投影面高程、高程异常等数据;
3 生成平差文件
生成平差文件时软件会提示是否进行两化改正,为了保证三网合一的原则,本线全线均采用两化改正,故在计算过程中会自动生成两个平差文件,一个为未进行任何改正、一个为进行两化改正后的数据,后续平差计算均采用两化改正后的平差文件进行。
4 闭合差检验;
此为CPⅢ网专用的闭合差检测功能,检测每一对CPⅢ点由不同测站测量后的兼容性,检测后CPⅢ点对环闭合环精度不应低于1/3500,此精度值仅作参考,不做作规范指标;
5 输出观测手簙
必要时或需要进行数据检查时使用,提交评估时可暂不进行此项工作;
6 设置平差参数;
7 解算概略坐标;
8 自由网平差校正;
此功能为检查已知点的兼容性及整网的内符合精度、尺度比等规范指标参数,如果有超过限差的观测数据,应对其原始数据进行检查,若确实因测量误差,应进行补测。
9 约束网平差;
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。
表8.3-4 CPⅢ平面网平差计算取位
控制网名称 | 水平方向观测值(″) | 水平距离观测值(mm) | 方向改正数(″) | 距离改正数(mm) | 点位中误差(mm) | 坐标、高程(mm) |
CPⅢ平面网 | 0.1 | 0.1 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.1 |
9.1CPⅢ高程测量技术要求及控制网布设
9.1.1CPⅢ控制点水准测量应附合于线路水准基点,按精密水准测量技术要求施测,水准路线附合长度不得大于3km。CPⅢ控制点水准测量按图9.1所示的矩形环单程水准网构网观测。CPⅢ水准网与线路水准基点联测时,按精密水准测量要求进行往返观测。
每个闭合环的四个高差均由两个测站完成,同一里程点对间高差应为相反方向,精密水准测量测站按照后-前-前-后或前-后-后-前的顺序测量。
图9.1
9.1.2 CPⅢ高程控制网精密水准测量应满足以下主要技术要求
1 精密水准测量主要技术要求
表9.1-1 精密水准测量的主要技术要求
附合路线长度(km) | 水准仪最低型号 | 水准尺 | 观测次数 | |
与已知点联测 | 环线 | |||
≤3 | DS1 | 因瓦 | 往返 | 单程 |
表9.1-2 精密水准测量精度要求表(mm)
水准测量
等 级 | 每千米水准测量偶然中误差M△ | 每千米水准测量全中误差MW | 限 差 | |||
线路方向CPⅢ点对高差之差 | 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 | ≤4.0 | 8 | 8 | 8 | 4 |
3 精密水准测量的主要技术标准要求
表9.1-3 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 | 往返较差 或闭合差 (mm) | ||
与已知点 联测 | 附合或环线 | |||||||
精密水准 | 4 | 2 | DS1 | 因瓦 | 往返 | 往返 | 8 |
②L为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km。
4 精密水准观测应符合以下要求
表9.1-4 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) | 测段的前后视距累积差(m) | 视线高度(m) |
精密水准 | 因瓦 | DS1 | ≤60 | ≤2.0 | ≤4.0 | 下丝读数 ≥0.3 |
DS05 | ≤65 |
DS05表示每千米水准测量高差中误差为±0.5mm。
5 CPⅢ控制点水准测量应对相邻4个CPⅢ点如图9.1所示构成的水准闭合环进行环闭合差检核,相邻CPⅢ点的水准环闭合差不得大于1mm。
9.2无砟段CPⅢ高程网观测
9.2.1在下列情况下,CPⅢ高程网的外业观测值应该部分或全部重测:
1当CPⅢ高程网水准测量的测站数据质量超过表9.1-4的要求时,该测站的数据应该重测;
2 当闭合环闭合差超限时重新观测该闭合环;
3当CPⅢ高程网水准路线的限差超过表9.1-2的要求时,该水准路线的数据应该重测。
4当根据闭合环闭合差计算的每千米水准测量的高差全中误差超限时,首先应对闭合差较大的闭合路线进行重测,重测后MW仍超限,则整个CPⅢ高程网水准测量的数据都应重测。
9.2.2水准测量所使用的仪器及水准尺,应符合下列规定:
1 水准仪视准轴与水准管轴的夹角,DS1级不应超过15″;DS3 级不应超过20″;
2 水准尺上的米间隔平均长与名义长之差,对于因瓦水准尺,不应超过0.15mm,对于双面水准尺,不应超过0.5mm;
3 二等水准测量采用补偿式自动安平水准仪时,其补偿误差△a不应超过0.2″。观测读数和记录的数字取位:使用DS05或DS1级仪器应读记至0.05mm或0.1mm,使用数字水准仪应读记至0.01mm。
9.3桥面高程传递
9.3.1当桥面与地面间高差大于3m,线路水准基点高程直接传递到桥面CPⅢ控制点上困难时,可采用不量仪器高和棱镜高的中间设站三角高程测量法传递。中间设站光电测距三角高程传递应进行两组观测,两组高差较差不应大于2mm,满足限差要求后,取两组高差平均值作为传递高差。
9.3.2中间设站三角高程测量方法,就是在没有仪器高和棱镜高量取误差的情况下,求出点A和点B的高差。其测量原理,见下图9.3-1所示。
图9.3-1 不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程测量原理示意图
也可在同一侧设置观测点,如图9.3-2。
图9.3-2 不量仪器高、棱镜高的中间设站三角高程测量原理示意图
9.3.3中间设站三角高程测量的主要技术要求,应满足表9.3-1的要求。观测时,棱镜高不变;仪器与棱镜的距离不宜大于100m,最大不应超过150m。前、后视距应尽量相等,一般距离差值不宜超过5m。观测时,要准确测量温度、气压值,以便进行边长改正。
表9.3-1 中间设站三角高程测量外业观测技术要求
垂直角测量 | 距离测量 | ||||||
测回数 | 测回间指标差互差 (″) | 测回间较差 (″) | 测回数 | 测回内较差 (mm) | 测回间较差 (mm) | ||
4 | 5.0 | 5.0 | 4 | 2.0 | 2.0 |
9.4.1 CPⅢ高程网外业观测成果的质量评定与检核的内容,应该包括:测站数据检核、水准路线数据检核,并计算每千米水准测量的高差偶然中误差,当CPⅢ水准网的附合(闭合环)数超过20个时还要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算。CPⅢ高程网内业平差计算和基础控制资料的选用,应满足下列原则:
1 CPⅢ高程网水准测量的外业观测数据全部合格后,方可进行内业平差计算。
2 CPⅢ高程网采用联测的稳定线路水准基点的高程作为起算数据进行固定数据平差计算。
表9.4-1 精密水准测量计算取位
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) |
0.01 | 0.1 | 0.01 | 0.01 | 0.1 | 0.1 |
9.5提交成果
平差计算完成后,若平差后精度指标均满足要求,即可形成最终成果,如有超限的应分析原因,并查找原因补测或重测,直到测量成果满足要求。应提交相应段落的下列文件:外业观测原始数据,外业观测数据检查文件,平面控制点文件,高程控制点文件,平差文件,闭合差检查文件,自由网平差文件,约束网平差文件,控制网形图,技术总结报告,成果表,计算表,重叠点坐标比较表(若有重叠段)。成果表格式见表9.5-1。
表9.5-1 CPⅢ控制测量成果表
×××线CPⅢ控制测量成果表
XX至XX段DKXXX-DKXXX 共 页第 页
×××坐标系 子午线经度:×××度 | ||||||
投影面大地高程:×××m 高程异常:××m X0=0km;Y0=500km | ||||||
点 号 | 工程坐标 | 标志球顶高程 | 棱镜中心高程 | 里 程 | 位置描述 | |
X(m) | Y(m) | H1(m) | H2(m) | |||
10有砟轨道段CPⅢ平面控制网测量
CPⅢ基桩控制网主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准,CPⅢ基桩控制测量应在基础平面控制网CPⅠ、线路控制网CPⅡ和高程控制网的基础上根据线下工程和轨道施工的需要进行布设和测量。
10.1有砟轨道CPⅢ平面控制网布设
10.1.1 有砟轨道CPⅢ平面控制点元器件
采用工厂精加工元器件,观测标志应用不易生锈及腐蚀的金属材料制作,能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便,标心为“+”,标心清晰,对中误差满足小于±1mm。
10.1.2 有砟轨道CPⅢ平面控制点的埋设
CPⅢ控制点的布设应兼顾施工及运营维护要求。埋点应满足以下要求:
(1)CPⅢ控制点的埋设基本要求
距线路中心2.5~3.5m,沿线路每隔150~200m,相邻点间必须相互通视,相邻点按左右侧交替埋设,。
(2)路基地段CPⅢ控制桩埋设
路基地段应埋设在接触网杆基座内侧方便架设全站仪的地方。埋设在接触网杆基座上的标志应采用混凝土取孔器取一直径不小于80mm,深不小于250mm的孔洞,再安置直径为10~16mm,长度不小于200mm的钢钉,最后用混凝土或强力粘合剂将测量标志固稳,标志头应比接触网杆基座顶高5~8mm;埋设在路肩上标志的尺寸应满足下图要求,一般距线路中心2.9m(接触网杆基座内侧联线)。
(3)桥梁地段CPⅢ控制桩埋设
桥梁地段CPⅢ平面控制桩设在挡碴墙顶端,安置强制对中器,点位应设于避车台处挡碴墙顶(避车台附近)。
(4)隧道地段CPⅢ控制桩埋设
隧道地段CPⅢ平面控制桩设在电缆槽底或电缆槽顶,安全稳固,不受干扰,便于保存的地方。洞内CPⅢ埋设时,采用冲击钻钻好孔,再埋设测量标志,最后用水泥或强力粘合剂将测量标志固稳。
10.1.3 CPⅢ导线测量起闭于CPI或CPⅡ控制点。采用符合单导线方式构网,每600m~1000m联测一次高等级CPI或CPⅡ,每4km左右进行一次方向闭合。
10.1.4有砟轨道段CPⅢ点点号编排有砟轨道段CPⅢ控制点的点号编排可按以下原则进行编号,xxxCPⅢ01,xxxCPⅢ02,“xxx”为线路里程,如K179至K180公里段1公里范围内按里程增长方向,CPⅢ控制点编号可为“179CPⅢ01,179CPⅢ02……”。CPⅢ控制点编号应清晰、明显地标在线路内侧,路基地段宜标绘于接触网杆;桥梁地段宜标绘于挡砟墙内侧标志正下方0.2m;隧道地段宜标绘于标志正上方1.2m。点号标志字号应采用统一规格字模,字高为6cm的正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。点号铭牌白色抹底规格为40cmX30cm,红色油漆应注明CPⅡ编号,工程线名简称,施测单位名简称。
10.2有砟CPⅢ导线测量技术要求
有砟轨道段在路基、桥梁架设及隧道贯通电缆槽施工完成后,可进行CPⅢ控制桩测量,CPⅢ导线网附合于高等级CPI或CPⅡ控制点上。
表10.2.1 CPⅢ导线测量主要技术要求
控制网级别 | 附合长度(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 |
CPⅢ | ≤1 | 150~200 | 3 | 4 | 5 | 1/20 000 | ±8 | 五等 |
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。
CPⅢ导线测量还应满足下列要求:
10.2.1导线测量应起闭于CPI或CPⅡ控制点上,采用标称精度不低于2″、5mm+5ppm的全站仪施测。全站仪测距作业时应符合下列要求:
(1)作业人员应对仪器各部件的性能、作用及操作程序、方法、技术要求等全面了解后,方能作业;作业过程中,作业人员不得离开仪器或棱镜;
(2)仪器要有专人保管,须放在稳固的地方,避免振动;
(3)测距前,应预先将仪器、气压表、温度计打开,使其与外界条件相适应,经过一段时间再观测;
(4)作业时,应在大气稳定和成像清晰的气象条件下进行,在雷雨前后、大雾、大风(4级以上)、雨、雪天和大气透明度很差时,不应进行观测;
(5)作业过程中,严禁有另外的反光镜位于测线或测线延长线上,对讲机应暂时停止通话。晴天作业时,应给全站仪、棱镜打伞,严禁将仪器照准头对准太阳。
10.2.2导线测量水平角观测应符合表10.2.2的规定。
表10.2.2 导线测量水平角观测技术要求
附合长度 | 仪器等级 | 测回数 | 半测回归零差 | 同一测回2C较差 | 同一方向 各测回间较差 |
≤1 | DJ1 DJ05 | 2 | 6″ | 9″ | 6″ |
DJ2 | 4 | 8″ | 13″ | 9″ |
表10.2.3 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 |
Ⅰ | <5 | 5 | 7 | 2mD |
Ⅱ | 5~10 | 10 | 15 |
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|≤5 mm
Ⅱ级:5 mm <|mD|≤10 mm
10.3内业数据处理
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,每个重合区域至少重复观测1到2段CPI或CP II点(约为1.5km的重合)进行平差,每个平差段不宜小于10公里。
在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。
11有砟轨道段CPⅢ高程控制网测量
CPⅢ控制点高程测量,应在CPⅢ平面测量完成后进行,并起闭于三等水准基点。CPⅢ控制点的高程建议采用数字水准仪测量,按照四等水准测量要求施测。
11.1有砟CPⅢ高程控制网布设
11.1.1有砟CPⅢ高程控制桩埋设
有砟轨道段CPⅢ高程控制桩原则上与平面控制桩共桩,也可单独设置,沿线路每隔150~200m左右设置一个。
11.1.2CPⅢ高程控制点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方。
11.1.3CPⅢ高程控制点点号编排
CPⅢ高程控制点与平面控制点共桩时不单独编号,直接采用CPⅢ平面控制点编号,如单独设置则按以下原则进行编号,xxxBM01,xxxBM02,“xxx”为线路里程,如K179至K180公里段1公里范围内按里程增长方向,CPⅢ高程控制点编号可为“179BM01,179BM02……”。
11.2有砟CPⅢ高程控制网测量
CPⅢ高程控制网测量采用水准测量方法,宜使用电子水准仪。
11.2.1CPⅢ高程控制测量主要技术指标
表11.2.1.1 四等水准测量精度要求(mm)
水准测量等级 | 每千米水准测量偶然中误差 M△ | 每千米水准测量全中误差Mww | 限 差 | |||
检测已测段高差之差 | 往返测高差不符值 | 附合路线 闭合差 | 左右路线高差不符值 | |||
四等 | ≤5.0 | ≤10.0 | ±30 | ±20 | ±20 | ±14 |
表11.2.1.2 四等水准观测的主要技术要求
等级 | 水准尺 类型 | 水准仪 等级 | 视距 (m) | 前后视距差(m) | 测段的前后视距累积差(m) | 视线高度(m) |
四等 | 双面 | DS3 | ≤80 | ≤3.0 | ≤10.0 | 三丝能读数 |
因瓦 | DS1 | ≤100 |
表11.2.1.3 四等水准测量计算取位
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) |
四等 | 0.01 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 1 |
四等水准测量应采用Leica DNA03或Trimble Dini12电子水准仪及条码水准标尺进行观测,电子水准仪与水准标尺在使用前均进行检校,并符合下列规定:
(1)水准仪视准轴应与水准管轴在竖直面上的夹角(i角)不超过15";
(2)当水准标尺位于垂直位置时水准标尺的圆水准器气泡应居中;
(3)四等电子水准作业同一测段可采用同二台仪器同步按左右路线观测,每一测回完成后应及时进行左右路线测高差不符值检验,当高差不符值检验在限差±14以内时应采用左右路线测段高差平均值进行平差。
(4)水准测量采用尺台作转点尺承,观测时标尺成像清晰稳定,四等水准测站观测顺序应按:后视—前视—前视—后视,在水准测量工作间歇时,首先应选择在水准点上结束观测,当在水准点上结束观测条件确实不好时,方可选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点作为间歇点。间歇后,先进行间歇点高差检测,只有当检测结果符合限差要求,方可从间歇点开始观测。否则,从前一水准点起测。
(5)四等水准测量采用电子水准仪的存储卡自动记录,利用电子水准仪的内置软件进行限差控制。
(6)观测成果的重测与取舍符合下列要求:
凡经检验超出规定限差均应进行重测;
左右路线测段高差不符值超限时,应首先对可靠性较小的左线或右线测段进行整段重测;
2组单程观测高差不符值超限时,可先重测1个单程,并与原测结果中符合限差的1个单程取中数作为采用值;当重测结果与原测2个单程均符合限差要求时,则取3个单程结果的中数作为采用值;当重测结果与原测2个单程结果都超限时,则应进行原因分析,再重测1个单程,直到符合限差要求为止;
当2组单程观测高差不符值计算的每千米水准测量的偶然中误差MΔ超限时,应重测测段高差不符值较大的测段,直到符合要求为止。
11.3有砟CPⅢ高程控制网测量数据处理
四等水准测量应在全线测量贯通后进行严密平差,起闭于二等或三等水准基点,采用固定数据平差。
水准测量作业结束后,每条水准路线应按左右路线测段高差不符值计算每公里水准测量偶然中误差MΔ;并计算附合或闭合环水准路线闭合差W,当构成水准网水准路线(环)超过20个时,还须按闭合差W计算每公里水准测量全中误差 Mw:
式中: △ —— 测段往返高差不符值(mm);
L —— 测段长(km);
n —— 测段数;
W —— 经过各项修正后的水准环线闭合差(mm);
N —— 水准环数;
F ——水准环线周长(km)。
12数据整理及成果提交要求
12.1数据整理要求
CPⅢ数据整理包括平面和水准两大部分,数据量非常庞大,所以做好基础的原始数据管理工作很重要,施测必须按照以下统一的方式进行管理,以备存单、检查、评估提交时使用:
一级文件夹以连续里程命名(注意各段的衔接处,此处里程为本段落所提数据的有效里程不包括衔接段未提交数据的里程);
二级文件夹以标段+工区号命名例如“土建X标X工区”;
三级文件夹中包括“1、技术总结报告”、“2、CPⅢ成果表”、“3、CPⅢ计算表”、“4、CPⅢ控制网平面水准联测示意图”、“5、CPⅡ与水准点点之记汇总” 、“6、外业观测测站信息表”共六个文件及一个“电子文档”的三级文件夹;
四级文件夹中包括“CPⅢ数据资料”、“CPⅡ加密(GPS)”、“加密二等水准点”共三个文件夹;
五级文件夹包含在“CPⅢ数据资料”文件夹下的“平面”“高程”、“CPⅡ加密(GPS)”下的“原始数据”“项目文件”“计算文件”及在“加密二等水准点下的“桥上水准点联测”“桥下水准点联测”“三角高程数据”“整网平差数据”共9个文件夹;
在五级文件夹下的“高程”文件夹下包含“原始观测数据及处理过程文件”及“高程测量成果电子表格”文件,在“平面”文件夹下包含“原始观测数据”“计算过程文件”文件夹及“平面测量成果电子表格”文件,在“GPS加密”的“原始文件夹”下为“Rinex”格式的原始观测数据及“项目文件”夹下的“TGO/LGO的项目文件”及“计算文件”夹下的“平差计算过程文件”,在“加密二等水准点”项目中包含的“桥上水准联测”“桥下水准联测”“三角高程数据”“整网平差数据”的原始数据与计算过程及成果文件;
详细的资料整理格式见下图:
12.2成果资料提交
1、技术方案设计书;
2、平面控制网联测示意图;
3、平面外业观测原始数据和记录手簿;
4、平面控制网平差计算手簿;
5、平面控制网成果(平面、高程)表;
6、水准路线示意图;
7、水准外业观测的原始数据文件电子文本
8、测段高差统计表、水准路线闭合差统计表;
9、仪器检定资料;
10、CPⅢ标志检查记录;
11、测量技术总结报告,技术总结应包含以下内容:
(1)任务依据、技术标准;
(2)测量日期、作业方法、人员、设备情况;
(3)加密CPⅡ及加密二等水准测量(含桥上下三角高程传递)过程及其精度分析;
(4)CPⅢ测量外业作业过程及内业数据处理方法、软件等(必须包含联测高等级控制点情况);
(5)CPⅢ控制网测量精度统计分析:
自由网平差距离及方向改正数统计分析;
约束网平差距离及方向改正数统计分析;
约束网平差相邻CPⅢ点相对精度统计分析;
自由网和约束网平差后的验后单位权中误差统计分析;
水准测量测段间往返测较差、附合水准路线及环高差闭合差、水准路线每千米高差偶然中误差统计;
(6)需说明的其他问题。
12、按文件管理要求整理的磁盘文件。
13CPⅢ网的复测与维护
13.1CPⅢ网复测
CPⅢ网测量完成与后续各工序(轨道基准点的测量、铺板和轨检)开始进行的时间不宜相隔太长,以减少桥梁或路基可能发生沉降对CPⅢ点精度的影响。
13.1.1 平面
1、平面控制网复测构网方式与建网测量时保持一致;
2、复测的段落划分应尽量与建网测量时保持一致,当不能和建网测量保持一致时,复测的段落两端也应该预留6对CPⅢ点作为搭接,且应有一个CPⅡ加密点位于预留的6对CPⅢ点中间;
3、联测上一级控制点CPI、CPⅡ的方法和数量应该与原测网相同;
4、相邻测段衔接测量时,重复观测的CPⅢ点对应与原测相同,数据处理方法上同原测相同;
5、不同投影带处的衔接测量,重复观测的CPⅢ点对应及联测的CPI、CPⅡ控制点应与原测相同。坐标系统换带处CPⅢ平面网计算时,应分别采用相邻两个投影带的CPI、CPⅡ坐标进行约束平差,并分别提供相邻两个投影带两套CPⅢ网平面坐标成果。两套坐标成果都应该满足CPⅢ测量精度要求,提供两套坐标的CPⅢ测段长度不小于800米。
6、CPⅢ点复测精度应满足表13.1.1的要求。
表13.1.1 CPⅢ平面网复测坐标比较表
测量方法 | 相邻点相对点位中误差 | 同精度复测坐标较差 |
自由测站边角交会 | ±1mm | ±3mm |
CPⅢ高程控制网复测应在平面网复测完成后进行,高程网复测按精密水准测量方法和技术指标进行,且应符合以下条件:
1、高程控制网复测水准路线与建网测量时保持一致;
2、联测上一级水准点的方法和数量应该与原测网相同;
3、相邻测段衔接测量时,重复观测的CPⅢ点对应与原测相同,数据处理方法上同原测相同;
4、外业观测限差在仪器里设置,观测超限时自动提示,并进行重测。
CPⅢ高程控制网挂观测完毕,应对外业数据作质量检核,主要包括往返测高差不符值、水准路线环闭合差、每公里水准测量偶然中误差和每公里全中误差的检验,限差满足表13.1.2要求。
表13.1.2 精密水准测量精度要求表(mm)
水准测量
等 级 | 每千米水准测量偶然中误差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 | ≤4.0 |
在上述各种限差满足要求后,采用与原测相同的软件和方法进行严密平差,约束平差后两次测量的CPⅢ点高程较差应小于±3mm。
13.1.3 成果选用
CPⅢ网复测与原测成果的坐标较差应≤±3mm,相邻点的复测与原测坐标增量较差应≤±2mm。较差超限时应结合线下工程结构和沉降评估结论进行分析判断,并根据分析结论采取补测或重测措施。坐标增量较差按下式计算:
CPⅢ点复测与原测成果的高程较差应≤±3mm,且相邻点的复测与原测高程成果增量较差应≤±2mm。高程增量较差应按下式计算:
复测完成后,应对CPⅢ网复测精度进行评价,满足要求后,对复测数据和原测数据进行对比分析和评价,对超限的点位认真进行原因分析。确认复测成果无误,为保证CPⅢ点位的相对精度,对超限的CPⅢ点应按照同精度内插的方式更新CPⅢ点的坐标。最终应选用合格的复测成果和更新成果进行后续作业。
13.1.4 成果报告要求
复测成果报告应包括以下内容:
1、任务依据、技术标准。
2、测量日期、作业方法、人员、设备情况。
3、复测控制点的现状及数量,复测外业作业过程及内业数据处理方法。
4、复测控制网测量精度统计分析:
(1)平面观测的距离和方向残差的统计;
(2)水准测量测段间往返测较差、附合水准路线高差闭合差、水准路线每千米高差偶然中误差统计。
5、复测与原测成果的对比分析:
(1)平面控制网复测与原测坐标成果较差;
(2)坐标增量较差按下式计算;
(3)相邻水准点复测与原测高差较差;
(4)高程成果增量较差。
6、复测后成果。
7、需说明的问题及结论、建议。
13.2 CPⅢ网的维护
由于CPⅢ网布设于桥梁防撞墙和路肩接触网基础上,线下工程的稳定性等原因的影响,为确保CPⅢ点的准确、可靠,在使用CPⅢ点进行后续轨道安装测量时,每次都要与周围其它点进行校核,特别是要与地面上稳定的CPⅠ、CPⅡ点进行校核,以便及时发现和处理问题;同时应加强对永久CPⅢ点的维护,为客运专线建成后的养护维修提供控制基准。
13.3 CPⅢ标志的保护
13.3.1由于CPⅢ成果为无砟轨道铺设及后期运营、维护的基准,各标段必须根据自身情况制定CPⅢ、加密CPⅡ、加密二等水准点保护措施,在施工过程中应经常加强CPⅢ标志的保护和维护工作。
13.3.2CPⅢ控制桩立柱施工时应作好防护工作,防止混凝土立柱遭到碰撞破坏。
13.3.3安装接触网杆时,应作好对CPⅢ控制桩立柱的防护工作,严禁吊装作业时碰动立柱。