新建吉林至珲春铁路
CPⅢ轨道控制网测量
技术方案
中铁工程设计咨询集团有限公司
测绘资质 甲级 11002031 综合勘察 甲级 0106-kj
2013年4月 北京
文件编写单位:中铁工程设计咨询集团有限公司
编 写:复 核:审 核:审 批:航测遥感研究院
张银虎 张 江 张大春 张金龙
目 录
一、概 述 ......................................................................................... 1 1.1 编制依据 ................................................................................... 1 1.2 工作范围 ................................................................................... 1 1.3 工程概况 ................................................................................... 1 1.4 既有精测网概况 ....................................................................... 2 二、工作内容 ...................................................................................... 4 三、执行的技术规范与依据 ............................................................... 4 四、采用的平面坐标系与高程系统 .................................................... 5 4.1 平面坐标系 ............................................................................... 5 4.2 高程系统 ................................................................................... 6 五、测量单位资质及人员要求 ........................................................... 6 六、线上CPⅡ加密点测量 .................................................................. 6 6.1 线上CPⅡ加密点的布设 ........................................................... 6 6.2 线上CPⅡ加密点的埋设 ........................................................... 7 6.3 外业测量 ................................................................................... 9 6.4 数据处理及网平差 .................................................................. 12 七、线上水准加密点测量 ................................................................. 14 7.1 线上水准加密点的布设 .......................................................... 14 7.2 线上水准加密点的埋设 .......................................................... 14 7.3 外业测量 ................................................................................. 16 7.4 数据处理及网平差 .................................................................. 18 八、CPⅢ控制网测量 ........................................................................ 19
8.1 CPⅢ点的布设 ......................................................................... 19 8.2 CPⅢ点的埋设 ......................................................................... 29 8.3测量仪器设备及软件 ............................................................... 35 8.4 CPⅢ控制网平面测量 .............................................................. 36 8.5 CPⅢ控制网高程测量 .............................................................. 42 8.6 CPⅢ控制网成果表 .................................................................. 46 九、CPⅢ控制网的复测与维护 ......................................................... 46 9.1 CPⅢ控制网的复测 .................................................................. 46 9.2 CPⅢ网的维护 ......................................................................... 47 十、成果资料整理与提交 ................................................................. 48 10.1 数据整理归档 ....................................................................... 48 10.2 成果资料提交 ....................................................................... 50
新建吉林至珲春铁路CPIII轨道控制网测量技术方案
新建吉林至珲春铁路 CPⅢ轨道控制网测量技术方案
一、概 述 1.1 编制依据
根据新建吉林至珲春铁路工程施工进展,按照《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)、《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》(铁建设[2009]20号)等技术文件要求,对新建吉林至珲春铁路CPⅢ轨道控制网测量技术方案进行编制。
1.2 工作范围
项目工作范围为吉林至珲春,线路全长3.947km。具体分段为: (1)吉林至威虎岭段(DK0+000~DK120+000及联络线),线路长度120km;
(2)威虎岭至安图段(DK120+000~DK240+000),线路长度120km; (3)安图至珲春段(DK240+000~终点),线路长度125km。
1.3 工程概况
新建吉林至珲春铁路(简称“吉图珲铁路”)项目位于吉林省境内,西起吉林市,东至延边朝鲜族自治州珲春市,途经吉林市辖的昌邑区、龙潭区、蛟河市,延边自治州辖的敦化市、安图县、延吉市、
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图们市、珲春市等。西端通过吉林铁路枢纽与长(春)图(们)铁路、吉(林)舒(兰)铁路、沈(阳)吉(林)铁路以及长吉城际铁路相连,东端与牡(丹江)图(们)铁路、图(们)珲(春)铁路、图们至朝鲜口岸铁路、珲春至俄罗斯口岸铁路等相连,中部地区有拉(法)(哈尔)滨铁路、朝(阳川)开(山屯)铁路以及多条林区专用线等。
线路全长360.602km,其中吉林市境内正线建筑长度113.922km,延吉市境内正线建筑长度246.680km。桥梁总长92.717km/118座,占线路总长度的25.71%,最大连续梁为第二松花江特大桥的(55.75+96+96+55.75)m预应力混凝土连续梁;隧道总长度为155.637km/84座,占线路总长度的43.16%,最长隧道为拉法山隧道10.035km;桥隧占线路总长度的68.87%;路基长度为112.248km,占全线总长度的31.13%,新建车站8座。
季节性冻土:本区处于严寒地区,为重度季节冻土区。沿线季节性冻土层厚度1.67~1.92m,每年从10月开始冻结,翌年4月开始融化。
吉珲线项目位于东经126°15′~130°30′,北纬42°50′~44°00′范围内,属六度带的第22带,三度带的第42、43带。
旅客列车设计行车速度:250km/h,基础设施预留提速条件。全线铺设有砟轨道。
1.4 既有精测网概况
吉图珲铁路工程既有精测网由中铁工程设计咨询集团于2010年7月至12月完成了测设工作,主要技术依据为《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)。
1、既有平面控制网情况
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吉图珲铁路工程既有平面控制网分三级布设,包括框架平面控制网、基础平面控制网CPⅠ和线路平面控制网CPⅡ。
(1)既有平面坐标系
既有精测网的平面坐标系采用2000国家GPS大地控制网大地坐标系,参考椭球为WGS-84椭球,参考框架为ITRF97,参考历元为2000.0。按照投影变形不大于10mm/km精度要求建立了工程坐标系,全线共划分9个投影带。
(2)既有平面控制网
框架平面控制网点沿线路方向每隔50公里左右布设一座,全线布设点位8座。首级平面控制网采用高铁CP0级GPS网的技术要求施测,以联测的国家A、B级GPS点进行平差计算。
既有基础平面控制网CPⅠ控制点每隔4公里布设一个,长大桥梁及隧道两端加密布设,全线共布设CPI点200个。CPI控制网按照高铁二等GPS网的技术要求施测,并联测框架平面控制网点进行平差计算。
既有线路平面控制网CPⅡ在CPⅠ网的基础上每600~800m布设一点,相邻点一个方向以上通视。全线共布设CPⅡ点138个。CPⅡ控制网是按照高铁三等GPS控制网的技术要求施测,并联测CPI点进行平差计算。
2、既有高程控制网情况
既有高程控制网包括基岩水准点和普通线路水准基点。基岩水准点每50km左右布设一座,软土路基段加密布设,全线共布设10座;普通线路水准基点沿线路每隔2km左右布设了一个水准点,全线共布设175个水准基点。既有高程控制网按照国家二等水准测量的技术要求施测,共联测13个国家I、II等水准点。
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3、既有精测网评价和利用
既有平面和高程控制网坐标系统、点位布设、测量等级和成果精度都能够满足《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)的相关技术要求,可以作为CPⅢ轨道控制网的测量起算控制网。
为了满足CPⅢ控制网的测设,依据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009),在CPⅢ控制网测量前对既有精测网进行复测,并需要在复测合格的平面和高程控制网的基础上进行线上CPII加密点和线上水准加密点测设工作。
二、工作内容
根据吉图珲铁路工程工作计划安排,CPⅢ轨道控制网测量工作主要包括如下几项内容:
(1)线上CPII加密点布设及测量; (2)线上水准加密点布设及测量; (3)CPⅢ轨道控制网布设; (4)CPⅢ轨道控制网平面测量; (5)CPⅢ轨道控制网高程测量。
三、执行的技术规范与依据
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、《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 127-2006); 4、《铁路工程卫星定位测量规范》(TB100-2010);
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5、《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》(铁建设[2009]20号);
6、《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);
7、既有精测网技术资料。
四、采用的平面坐标系与高程系统 4.1 平面坐标系
为保证三网合一,CPⅢ控制网平面坐标系统采用与既有精测网相同的工程坐标系统。
全线采用2000国家GPS大地控制网大地坐标成果作为坐标基准,参考框架为ITRF97,参考历元为2000.0。按照投影变形不大于10mm/km精度要求建立了工程坐标系。具体划分如下表4.1-1:
表4.1-1 吉图珲铁路工程坐标系分段表 投影面平均高最大变形子午坐标系名称 大地高程异常起讫里程(m) 值 线( °) (m) (m) (mm/km) 第一坐标系 126.400 235 23 DK0+000 DK52+000 9.8 第二坐标系 127.483 357 23 DK52+000 DK90+000 -9.8 第三坐标系 127.248 410 23 DK90+000 DK119+800 9.9 第四坐标系 128.200 570 23 DK119+800 DK176+500 -9.6 第五坐标系 129.030 450 23 DK176+500 DK216+500 9.7 第六坐标系 129.050 355 23 DK216+500 DK247+000 -8.6 第七坐标系 129.600 236 23 DK247+000 DK293+000 9.3 第八坐标系 130.100 140 23 DK293+000 DK350+500 -8.6 第九坐标系 130.300 126 23 DK350+500 DK362+234 8.7 注:1、2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下: 长半轴a=6378137m ; 扁 率f=1/298.257222101 ;
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4.2 高程系统
高程系统采用既有精测网高程系统,即1985国家高程系统。
五、测量单位资质及人员要求
CPⅢ控制网测量应由专业测量队伍实施。施测单位及作业人员必须具有测绘资质证书,作业人员须有高速铁路CPⅢ控制网测量经验或通过专业的CPⅢ控制网数据采集及数据处理培训。
六、线上CPⅡ加密点测量 6.1 线上CPⅡ加密点的布设
为满足CPⅢ网测量的要求,应按照“线路两侧200m 范围内CPⅡ点具有500~650m的点间距”要求在既有CPⅡ控制网基础上进行线上CPⅡ加密点测量。线上CPⅡ加密点应至少有一个方向与相邻的CPⅡ点(CPⅡ加密点)或CPⅠ点通视。CPⅢ网分区段测量时,在区段的头尾以及用于接边的六对CPⅢ点的头尾应各布设一个CPⅡ加密点。
1、桥梁段CPⅡ加密点布设
桥梁段CPⅡ加密点应布设在桥上,沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座(纵横向均固定)顶端的防护墙顶,且不能与CPⅢ点共桩。
2、路基段CPⅡ加密点布设
路基段CPⅡ加密点应左右交替布设在征地界范围内便于CPⅢ网联测的地方,一般布设在CPⅢ点专用控制桩顶。
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3、隧道段CPⅡ加密点布设
隧道段CPⅡ加密点应布设在隧道电缆槽顶面上。
对于长度大于2km隧道,CPⅡ加密网需按导线网方式进行测设,CPⅡ加密点应成对布设,点对间距300~500m。
6.2 线上CPⅡ加密点的埋设
1、CPⅡ加密点的标志
CPⅡ加密点采用强制对中标志。强制对中标志包括预埋件、测量仪器连接盘两部分,如图6.2-1所示。
预埋件为埋入现场的部分,为不锈钢材料加工而成。测量仪器连接盘底端螺丝可以直接安装到预埋件上,顶端螺丝用于连接测量基座。通过仪器连接盘及测量基座,可以直接安装测量仪器、GPS 天线或棱镜,对中精度优于0.1mm。
预埋件
图6.2-1 CPⅡ加密点预埋件及测量仪器连接盘
2、CPⅡ加密点标志的埋设
CPⅡ加密点标志埋设时,首先在桥梁防护墙顶、路基CPIII专用控制桩顶、隧道电缆槽顶选定位置处打孔,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
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成的埋设临时支架(图6.2-2左图)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6.2-2右图)。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分。
CPⅡ加密点埋设完成后应在点位旁边清晰、明显地设置点号标识。
图6.2-2 强制对中标志预埋件埋设(左)和埋设完成的预埋件(右)
3、CPⅡ加密点的编号规则
CPⅡ加密点按照公里数递增进行编号,编号统一为七位数,具体规则为:××××(里程整公里数)+P2(表示CPⅡ加密点)+×(该公里段流水号,从小里程向大里程方向顺次编号)。
例如0256P21,其中“0256”代表里程数,“P2”代表CPⅡ平面控制点,“1”代表1号点。
4、CPⅡ加密点点之记
CPⅡ加密点埋设完成后,应按既有CPII网要求绘制点之记。点之记包含点号、概略经纬度(现场采集)、所在地、交通情况、交通略图、点位通视情况及点位略图、选点情况及埋石情况。
绘制时要符合要求,要素齐全,标识点位的距离用皮尺现场实测,交通路线图指向要齐全、清楚。点之记应按照既有精测网控制点点之记的格式在CAD下绘制整理。
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6.3 外业测量
6.3.1主要技术要求
1、采用GPS测量方法进行CPⅡ加密点测量时,主要技术要求如 表6.3-1所示。
表6.3-1 CPⅡ加密点测量主要技术要求 等 级 三等GPS网
固定误差a 比例误差系数b (mm) (mm/km) ≤5 ≤1 基线方位角 约束点间的 中误差 边长相对中误差 (″) 1.7 1/180000 约束平差后最弱边 边长相对中误差 1/100000 注:当基线长度短于500m时,三等边长中误差应小于5mm。 2、采用导线测量方法进行隧道段CPⅡ加密点测量时,主要技术要求如 表6.3-2所示。
表6.3-2 洞内CPII加密点测量的主要技术要求 控制网附合长度级别 (km) CPⅡ CPⅡ CPⅡ L≤2 边长 (m) 300~600 测距 测角 相邻点位导线全长 方位角闭合对应导线 中误差中误差 坐标中误相对闭合差限差 等级 (mm) (″) 差(mm) 差限差 (″) 3 3 3 1.8 1.8 1.3 7.5 7.5 5 1/55 000 1/55 000 ±3.6n ±3.6n 三等 三等 隧道二等 备注 单导线 导线网 导线网 2<L≤7 300~600 L>7 300~600 1/100 000 ±2.6n 当同一测区内,导线环(段)数超过20个的时候导线测角中误差按下式计算:
m1ff[] Nn; f——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;
6.3.2 作业方法
1、采用GPS方法进行CPⅡ加密点测量
①、CPⅡ加密点测量应采用双频GPS接收机观测,仪器的标称
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精度不低于5mm+1ppm。
②、CPⅡ加密点采用GPS测量方法施测,起闭于经复测合格的既有CPⅠ、CPⅡ控制点,测量等级和精度要求应满足表6.3-3的技术要求。
表6.3-3 CPⅡ加密点GPS测量的技术要求 级别 项目 等级 卫星截止高度角 同时观察有效观测卫星数 有效时段长度(min) 观测时段数 数据采样间隔(s) 接收机类型 PDOP或GDOP CPⅡ加密点GPS测量 三等GPS ≥15° ≥4 ≥60 1-2 15 双频 ≤8 ③、CPⅡ加密点测量采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网。每加密1个CPⅡ加密点应联测不少于2个CPⅠ点及部分CPⅡ点,且加密点要位于所联测的CPⅠ、CPⅡ点所构成的网形中部。观测前要对网形进行设计,保证CPⅡ点间的基线长度不小于300m,并尽可能多地联测既有精测网点,以保证与既有精测网系统的统一。
④、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。
2、采用导线测量方法进行CPⅡ加密点测量
①、CPⅡ加密点测量按表6.3-2的要求采用导线测量方法进行测设,起闭于既有CPI点、CPⅡ点或CPⅡ加密点。当采用导线网进行测量时,构网方法如图6.3-1所示。
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图6.3-1 CPⅡ加密点导线网测量示意图
②、CPⅡ导线观测应采用标称精度不低于(1″、2mm+2ppm)的全站仪施测。观测前应先将仪器开箱放置20分钟左右,让仪器与洞内温度基本一致。
③、洞口测站观测宜在夜晚或阴天进行,隧道洞内观测应充分通风,无施工干扰,避免尘雾。目标棱镜人工观测时应有足够的照明度,受光均匀柔和、目标清晰,避免光线从旁侧照射目标。采用自动观测时应尽量减少光源干扰。
④、水平角观测要求
水平角观测各项技术指标,按表6.3-4、表6.3-5中技术规定执行。
表6.3-4 导线网测量的技术指标 测回数 等级 测角中误测距相对中方位角闭合差导线全长相差(″) 误差 (″) 对闭合差 0.5″级仪器 1.8 1/150000 ±3.6n 1/55000 4 1″级2″级仪6″级仪仪器 器 器 6 10 -- 三等 注:1、表中n为测站数。
2、当边长短于500m时,二等边长中误差应小于2.5mm,三等边长中误差应小于3.5mm。
表6.3-5 水平角方向观测法的技术要求 等级 三等 仪器等级 0.5″级仪器 1″级仪器 半测回归零差(″) 4 6 一测回内2c 互差(″) 8 9 同一方向值各测回互差(″) 4 6 注:当观测方向的垂直角超过±3°的范围时,该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较,其值应满足表中一测回内2C互差的限值。
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⑤、边长测量技术要求
边长测量技术要求按表6.3-6中技术要求执行。测距边的斜距应进行气象改正和仪器常数改正。气象改正应该将观测时记录的气压、气温输入仪器,仪器自动进行气象改正。
表6.3-6 边长测量技术要求 使用测等级 距仪精度等级 三等 Ⅰ Ⅱ 每边测回数 往测 2 4 返测 2 4 一测回读数较差测回间较差限值 往返观测平距限值(mm) (mm) 较差限值 2 5 3 7 2mD 注: 测距仪精度等级划分如下
Ⅰ级 ∣mD∣≤2mm Ⅱ级 2 mm<∣mD∣≤5mm 其中 mD=a+b×D,为仪器标称精度
式中: a----标称精度中的固定误差(mm)
b----标称精度中的的比例系数(mm/km) D----测距长度(km)
3、区段接边测量要求
CPⅡ加密点测量可分区段进行测量,分区段测量时应联测上一区段至少二个CPⅡ加密点进行接边重复测量。
6.4 数据处理及网平差
6.4.1 GPS基线解算
GPS网基线向量解算采用LGO软件进行,采用静态相对定位模式进行解算。用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于10米,计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。解算后按表6.4-1的要求进行基线质量检核和分析。
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表6.4-1 基线质量检验限差表 限 差 要 求 检验项目 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 Wx3n Wy3n Wz3n W33n ds≤ 22 ,本项目a=5mm,b=1ppm。d取基线或环平均边长(以km计)。
注:
a2(b.d)26.4.2 GPS网平差
1、GPS网平差采用经鉴定合格的商用软件进行,本线采用武汉大学开发的COSA GPS数据处理软件进行网平差计算。
2、在GPS网整体平差前,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起算点。
3、GPS网基线的质量检核符合要求后,以一个点的WGS-84三维坐标为起算数据进行无约束平差,求出各控制点WGS-84坐标系下的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数以及其精度信息。无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要求:
VΔX≤3σ VΔY≤3σ VΔZ≤3σ
4、无约束平差精度满足要求后,采用所联测的CPⅠ、CPⅡ点作为已知点进行二维约束平差,按相关技术要求进行约束平差精度评定,平差后CPⅡ点的点位精度应小于10mm。
5、CPⅡ加密点网平差分区段进行时,平差时应采用一个区段内所有联测的原精测网CPI、CPⅡ点和重复联测的上一区段的CPⅡ加密点作为已知点进行二维约束平差。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。
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6.4.3 导线网数据处理
CPⅡ加密点导线网在测量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,平差采用经过鉴定合格的专用平差软件。在角度闭合差、方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后,进行严密的平差计算。CPⅡ加密点点位中误差应满足mx、my≤±10mm。
分区段测量平差时应首先检核区段接边CPⅡ加密点的重复测量精度,检核合格后以既有CPI、CPⅡ点以及重复测量的CPⅡ加密点为约束点进行平差计算。
七、线上水准加密点测量 7.1 线上水准加密点的布设
为满足CPⅢ控制网高程测量的需要,沿线线路水准基点应满足以下要求:
(1)路基段每2km一个线路水准基点;
(2)桥梁段线路水准基点应加密到桥上,点间距不超过2km; (3)隧道段线路水准基点点间距不应超过1km;
对不满足以上条件的区段需在既有线路水准基点的基础上进行线上水准加密点测量。
7.2 线上水准加密点的埋设
1、线上水准加密点应埋设在线路附近稳定可靠、不易破坏的地方,且能够满足CPⅢ控制网高程测量的要求。
(1)路基段水准加密点布设在接触网基础顶面,钻孔埋设水准
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点专用测量标志,如图7.2所示。
图7.2 线上水准加密点专用测量标志
(2)桥梁段水准加密点布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方,钻孔埋设水准点专用测量标志;
(3)隧道段水准加密点布设在电缆沟及边墙交接处且方便立尺、便于保存的地方,钻孔埋设水准点专用测量标志。
2、线上水准加密点按照公里数递增进行编号,编号统一为七位数,具体规则为:××××(里程整公里数)+H2(表示高程加密点)+×((该公里段流水号,从小里程向大里程方向顺次编号)。
如0056H21,其中“0056”代表里程数,“H2”代表水准加密点,“1”代表1号点。
3、水准加密点埋设完成后应在点位旁边清晰、明显地设置点号标识。
4、水准加密点埋设完成后,应按既有线路水准基点要求绘制点之记。点之记包含点号、概略经纬度(现场采集)、所在地、交通情况、交通略图、点位通视情况及点位略图、选点情况及埋石情况。绘制时要符合要求,要素齐全,标识点位的距离用皮尺现场实测,交通路线图指向要齐全、清楚。点之记应按照既有精测网控制点点之记的格式在CAD下绘制整理。
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7.3 外业测量
1、线上水准加密点按照国家二等水准测量标准施测,以原精测网的线路水准基点为起算点,进行严密平差计算。
2、水准加密点测量时,水准路线必须联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。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。
3、外业测量使用型号不低于DS1的精密电子水准仪及配套的2m或3m铟瓦条码水准尺进行观测。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。
4、采用单路线往返观测,一条路线的往返测必须使用同一类型仪器和转点尺垫,沿同一路线进行。观测时,按二等水准测量的相关技术要求进行,每一测段应为偶数测站。由往测转为返测时,两支水准标尺应互换。
5、跨越较大河流或水域时,应按《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 127-2006)中跨河水准测量有关技术要求执行。
6、测量技术要求如表7.3-1、表7.3-2、表7.3-3、表7.3-4所示。
表7.3-1 线路水准基点加密测量的主要技术标准 路线长度 水准仪 水准尺 观测次数 (km) 最低型号 ≤400 DSZ1、DS1
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等级 二等水准 因瓦 往返 新建吉林至珲春铁路CPIII轨道控制网测量技术方案
表7.3-2 二等水准测量的精度要求 水准测量每千米高差偶然中误差M△ ≤1.0 每公里高差全中误差Mw ≤2.0 限差 检测已测段高差之差(mm) ±6L 往返测高差不符值(mm) ±4L 附和线路左右线路高或环线闭合差(mm) 差不符值 ±4L -- 等级 二等 表7.3-3 水准观测主要技术要求 水准仪等级 最低型号 水准尺类型 视距 (m) 测段的前后前后视距视距累积差差(m) (m) 视线高度(m) 光学(下丝读数) ≥0.3 数字水准仪重复测量次数 光学 数字 光学 数字 光学 数字 因瓦 ≤50 ≥3且≤1.0 ≤1.5 ≤3.0 ≤6.0 ≤50 数字 ≤2.8且≥0.55 二等 DS1 ≥2次 表7.3-4 水准测量的测站限差 等 级 二等 项 目 两次读数之差(mm) 0.5 两次读数 所测高差之差(mm) 0.7 检测间歇点 上下丝读数平均值高差之差与中丝读数之差(mm) (mm) 1 -- 7、当桥面与地面间高差大于3m时,采用不量仪器高和棱镜高的中间设站光电测距三角高程测量法传递,如图7.3-1所示。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。
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图7.3-1 中间法三角高程方法施测示意图
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中间设站光电测距三角高程测量外业观测应满足表7.3-5的规定。仪器与棱镜的距离一般不大于100m,最大不得超过150m,前后视距差不应超过5m。观测时,要准确测量温度、气压值,以便进行边长改正。
表7.3-5 中间设站光电测距三角高程测量外业观测技术要求 垂直角测量 测回数 4 指标差较差 5.0″ 测回间较差 5.0″ 距离测量 测回数 测回内较差 测回间较差 4 2.0 mm 2.0 mm 中间设站光电测距三角高程测量应进行2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。
8、水准加密点可以分区段测量,分区段测量时应联测上一区段至少一个水准加密点进行接边重复测量。
7.4 数据处理及网平差
1、水准加密点测量数据计算、平差处理,应以稳定的既有线路水准基点为起算点,采用经鉴定合格的商用软件进行严密平差计算,并按技术规范要求进行精度评定。
2、水准加密点分区段测量平差时,首先检核区段接边水准加密点的重复测量精度,检核合格后以既有二等线路水准基点以及重复测量的水准加密点为约束点进行平差计算。
3、水准加密点测量平差计算取位应满足表7.4-1的要求。
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表7.4-1 二等水准测量计算取位 等 级 往(返)测距往(返)测距各测站高离总和(km) 离中数(km) 差(mm) 往(返)往(返)测测高差总高差中数和(mm) (mm) 0.01 0.1 高程 (mm) 二等水准 0.01 0.1 0.01 0.1 八、CPⅢ控制网测量 8.1 CPⅢ点的布设
根据本项目特点与长吉公司的要求,路基CPⅢ布点主要采用接触网立柱布设(方案一),特殊情况也可以采用接触网基础扩大设置专用控制桩布设(方案二);桥梁采用防护墙中顶部竖向布设;隧道采用边墙内衬横向布设,车站采用站台檐廊横向布设。 8.1.1 主要技术要求
CPⅢ控制网布设的技术要求如表8.1-1所示。
表8.1-1 CPⅢ控制网布网要求 控制网级别 测量方法 自由测站 CPⅢ 边角交会 不大于80m 10~20m 纵向网点间距 50~70m一对, 最大备 注 横向点间距 8.1.2 路基段CPⅢ点的布设(方案一)
1、路基段CPⅢ网点成对布设在路基上接触网杆上,点位选择接触网杆靠近线路一侧,高度距支柱基础顶面不小于1.1m。
2、对于H型钢柱接触网杆,CPⅢ点在H型钢柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,距离支柱边缘不小于
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6cm,具体位置如图8.1.2-1所示。
图8.1.2-1 H型钢柱上CPⅢ点布设位置图及安装图(单位:mm)
3、对于圆型钢柱接触网杆,CPⅢ点在圆型钢柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,宜布设在圆型钢柱中线位置,具体位置如图8.1.2-2所示。
图8.1.2-2 圆型钢柱上CPⅢ点布设位置图及安装图 (单位:mm)
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4、对于混凝土圆柱接触网杆,CPⅢ点在混凝土圆柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,宜布设在混凝土圆柱中线位置,具体位置如图8.1.2-3所示。
图8.1.2-3 混凝土圆柱上CPⅢ点布设位置示意图 (单位:mm)
8.1.3 路基段CPⅢ点的布设(方案二)
1、路基段CPⅢ网点成对布设在路基上设置的专用控制点桩上,专用控制点桩必须具有稳定的基础。
2、专用控制点桩布设于接触网杆基础大里程端线路中线一侧,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。若发生冲突,专用控制点桩就要布设在接触网杆基础小里程一侧,此时应将接触网基础上的接地端子移至大里程一侧。
3、专用控制点桩设于接触网杆基础旁的扩大基础上,即沿线路方向将接触网杆基础扩大35cm、埋深在冻土层以下30cm。
4、专用控制点桩桩高1.2m,直径25cm,立柱施工时应加4根直径为12mm的螺纹钢,并在中部布设两道8mm圆钢箍筋,外套PVC管,
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并应竖直埋设,以便于施工浇筑。
5、CPⅢ点布设在控制点桩内侧,距桩顶面距离不小于10cm。 6、为保证CPⅢ点的稳定性,扩大基础应与接触网基础同时浇筑。 7、路基段CPⅢ网点布设具体实施方案如下:
(1)H型钢柱及混凝土支柱的基础是圆形基础,圆形基础的CPIII控制桩扩大基础要求见图8.1.3-1;
(2)硬横跨钢管柱的基础是正方形基础,正方形基础图的CPIII控制桩扩大基础要求见图8.1.3-2;
(3)路基段CPⅢ扩大基础埋设要求见图8.1.3-3;
(4)扩大基础的配筋采用12mm螺纹钢,具体要求分别见图8.1.3-4、图8.1.3-5和图8.1.3-6所示,其中扩大基础每25cm左右布设一层横筋。
图8.1.3-1 路基段CPⅢ点扩大基础埋设图(单位:mm)
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图8.1.3-2 路基段CPⅢ点扩大基础埋设图(单位:mm)
图8.1.3-3 路基段CPⅢ点扩大基础埋设图(剖面图)(单位:mm)
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图8.1.3-4 CPⅢ点扩大基础配筋图(适用H型钢及混凝土支柱基础)(单位:mm)
图8.1.3-5 CPⅢ点扩大基础配筋图(适用硬横跨钢管柱基础)(单位:mm)
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图8.1.3-6 路基段CPⅢ点扩大基础埋设配筋图(主视)(单位:mm)
8、对于接触网基础已施工完成的区段,CPIII点专用控制点桩扩大基础需在已完成的接触网基础上进行浇筑。浇筑前应将与CPIII控制桩基础相接的接触网基础部分凿毛,钻孔(孔深8~10cm)植入扩大基础钢筋,并用环氧树脂等材料填充固定,钻孔时严禁碰触接触网基础钢筋。扩大基础底部埋深为65cm,底部为斜面设计,且应在基础下铺设2~3cm厚保温缓冲层。CPIII控制桩扩大基础配筋采用12mm螺纹钢,立柱竖筋采用12mm螺纹钢、箍筋采用8mm圆钢筋,具体埋设及配筋要求如图8.1.3-7所示。
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图8.1.3-7 接触网基础已施工路基段CPⅢ点扩大基础埋设配筋图(单位:mm)
9、路基段CPIII点埋设样例实图如下图8.1.3-8、图8.1.3-9所示。
图8.1.3-8 路基段接触网扩大基础及CPⅢ点专用控制点桩样图
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图8.1.3-8 路基段CPⅢ点及点号标注样图
8.1.4 桥梁段CPⅢ点的布设
桥梁段CPⅢ点成对布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方的防护墙顶中部竖向埋设,相邻两对CPⅢ点纵向距离50~70m。桥梁段CPⅢ点布设具体位置如图8.1.4-1、图8.1.4-2所示。
(1)简支梁部分
对于24m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)连续梁部分
对于连续梁,CPⅢ点应优先布设于固定端上方。本项目最大连续梁跨度为96m,中间可不再布设CPⅢ点,其余CPⅢ点应选择桥墩上方稳定的位置进行布设,且尽可能在同等条件下使用,使用前并应复核。
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图8.1.4-1 桥梁段CPⅢ点的布设位置
图8.1.4-2 桥梁段CPⅢ点的布设实图
8.1.5 隧道段CPⅢ点的布设
隧道段CPⅢ点成对布设在电缆槽顶面以上30cm的边墙内衬上,横向埋设。隧道段相邻两对CPⅢ点纵向距离约60m。隧道段CPⅢ点布设具体位置如图8.1.5所示。
图8.1.5 隧道段CPⅢ点的布设
0.3m 0.3m
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8.1.6 既有车站内CPⅢ点的布设
既有车站内贯通线一般埋设在站台廊檐上,测量标志横向埋设,如图8.1.6所示。
图8.1.6 既有车站内CPⅢ点的布设
8.2 CPⅢ点的埋设
8.2.1 CPⅢ点的棱镜组件
CPⅢ点棱镜组件采用精加工元器件,用不易生锈及腐蚀的不锈钢材料制作,CPⅢ控制点标志重复安置精度和互换安装精度X、Y、Z三方向应分别小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。CPⅢ点棱镜组件由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆、测量棱镜四部分组成。本项目推荐采用中铁咨询自主研发插拔式“单轴CPIII标志”,具体如下所示。
(1)预埋件
预埋件在CPⅢ网测量前进行埋设,用于连接棱镜杆或高程杆,进行后续平面或高程测量工作,并带有防冻防胀设计的保护盖,如图8.2.1-1、图8.2.1-2所示。
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图8.2.1-1 (方案一)路基段CPIII预埋件(内含磁铁柱)
图8.2.1-2 (方案二)路基段及隧道段CPIII预埋件(内含磁铁柱)
图8.2.1-3 桥梁段CPIII预埋件(内无磁铁柱)
(2)棱镜测量杆
棱镜测量杆用于连接CPⅢ点测量棱镜,与Leica GPR121精密棱镜配套使用的棱镜测量杆如图8.2.1-3所示。
图8.2.1-3 Leica GPR121棱镜配套使用的棱镜测量杆(底部含磁铁柱)
(3)水准测量杆
水准测量杆用于CPⅢ点高程测量,如图8.2.1-4所示。
图8.2.1-4 水准测量高程杆(底部含磁铁柱)
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(4)精密棱镜
由于CPⅢ控制网测量要求精度较高,全线尽量统一采用一种棱镜。本线CPⅢ网测量统一采用反射面大、精度高的Leica GPR121原装精密棱镜。如图8.2.1-5所示。
图8.2.1-5 Leica GPR121型精密棱镜
8.2.2 CPⅢ点的埋设
1、路基段(方案一)CPIII点埋设 (1)H型及圆型钢柱上CPIII点埋设
为保证H型及圆型钢柱上CPIII点的埋设,需在H型及圆型钢柱制造时,在选定位置预留带内螺纹的横向安装孔,安装螺纹孔规格为16mm。安装时,首先将“(方案一)路基段CPIII预埋件”安放孔中,并采用专用工具将预埋件拧紧固定,然后涂抹专用胶进一步固定,防止拧动。安装完成后对标志进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。
(2)混凝土圆柱上CPIII点埋设
为保证混凝土圆柱上CPIII点的埋设,需在混凝土圆柱制造时,在选定位置预留横向安装孔(通孔),安装孔直径为24mm。埋设时首先将“(方案一)路基段CPIII预埋件”安放孔中,应注意预埋件应尽量水平并略微上倾,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使螺纹部分全部埋入圆孔内,六棱部分紧贴孔口,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝
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固后进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。
2、路基段(方案二)、桥梁段及隧道段CPIII点埋设 (1)横向埋设预埋件
预埋件横向埋设时,首先在选定位置水平并略微上倾钻孔,采用30mm左右直径钻头,钻深60mm。埋设时应注意预埋件应尽量水平并略微上倾,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使其管口平行于水泥面且外露出3mm左右,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝固后进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。
(2)竖向埋设预埋件
预埋件竖向埋设时,首先在选定位置大致竖立钻孔,采用30mm左右直径钻头,钻深60mm。埋设时应注意预埋件应尽量竖直,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使其管口平行于水泥面且高于防护墙顶面3mm左右,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝固后进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。
图8.2.2 桥梁段CPIII点埋设钻孔图
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8.2.3 CPⅢ点编号规则
CPⅢ点按照公里数递增进行编号,其编号反映里程数。位于线路里程增大方向左侧的CPⅢ点编号为奇数,位于线路里程增大方向右侧的CPⅢ点编号为偶数,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(表示CPⅢ)+××(该公里段序号)。例如0056301,其中“0056”代表里程数,“3”代表CPⅢ,“01”代表1号点。具体编号说明如表8.2-1所示。
表8.2-1 CPⅢ编号示例说明表 点编号 0056301 含义 表示线路里程DK0056范围内线路里程增大方向左侧的CPⅢ第1号点,“3”代表“CPⅢ” 表示线路里程DK0056范围内线路里程增大方0056302 向右侧的CPⅢ第1号点,“3”代表“CPⅢ” 点的位置 (线路左侧)奇数1、3、5、7、9、11等 (线路右侧)偶数2、4、6、8、10、12等 8.2.4 CPⅢ点点号标注
CPⅢ控制点编号全线统一采用字高6cm的正楷字体标绘于点位下部,用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。
CPⅢ点编号应明显、清晰的标在CPⅢ点专用控制桩上、桥梁防护墙内侧或隧道边墙上,同一路段点号标志高度应统一。点号标志字号应采用统一规格字模,字高6cm正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色反光油漆喷写点号。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,如图8.2.4-1所示。严禁采用手写标识。可参照图8.2.4-2所示长吉城际CPIII点编号模板制作本线CPIII编号模具。
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0056301 图8.2.4-1 CPⅢ点编号标注示意图(单位mm)
图8.2.4-2 CPⅢ点编号标注模板及实物样图
8.2.5 CPⅢ点棱镜组件的使用
1、CPⅢ控制网测量时,应把棱镜测量杆或水准测量杆螺丝旋进预先安置好的预埋件中,使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测量杆。
2、平面测量时,在将棱镜安装在棱镜测量杆插头上后,应旋转棱镜头正对全站仪。
3、测量完成后,应及时用保护盖将预埋件盖上。
4、CPⅢ棱镜组件在搬运、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。
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5、每三个月检查一次预埋件和保护盖是否损坏,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。
8.3测量仪器设备及软件
8.3.1 CPⅢ网测量使用的全站仪及棱镜
1、CPⅢ网测量使用的全站仪标称精度必须满足以下要求:
角度测量精度:≤± 1″ 距离测量精度:≤± 1mm +2ppm
2、全站仪应使用具有自动目标搜索、自动照准(ATR)、自动观测、自动记录功能的智能型全站仪。如Leica TS30、Leica TCRP1201+等。
3、观测前需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。
4、CPⅢ测量棱镜采用Leica GPR121高精度金属外壳棱镜,棱镜相位中心稳定。每台全站仪宜配13个棱镜,使用前应对棱镜进行必要的重复性和互换性检核。 8.3.2 CPⅢ网测量使用的水准仪
水准仪不低于DS1级,推荐使用天宝DINI03和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。 8.3.3 CPⅢ网测量使用的软件
为保证CPⅢ控制网的测量精度和平差接边精度,数据采集和数据处理软件应全线统一,且采用的软件必须为鉴定合格的专业软件并经高铁项目验证稳定可靠。
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8.4 CPⅢ控制网平面测量
由于路基段CPⅢ设置主要采用接触网立柱布设,而立柱有一个安装到固定的调试过程。为保证CPⅢ网测量数据的可靠性,应在立柱安装完成并固定后方可开展CPⅢ外业平面测量工作,在立柱没有固定的情况下测得的CPⅢ成果无法用于轨道施工。 8.4.1 主要技术要求
1、CPⅢ控制网平面测量应在线下工程竣工且通过沉降变形评估后施测。
2、施测前应对全线的CPⅠ、CPⅡ控制网进行复测和加密,并采用合格的CPⅠ、CPⅡ及加密点成果进行CPⅢ控制网测设。
3、CPⅢ控制网平面测量主要技术要求如表8.4.1所示。
表8.4.1 CPⅢ平面测量的主要技术要求 控制点 CPⅢ 平面网 测量方法 方向观测 中误差 1.8〃 距离观测 中误差 1.0 mm 相邻点的相对中误差 自由测站边角交会测量 1.0 mm 8.4.2 作业方法
1、CPⅢ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点的最远距离不应大于180m。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,具体测量方法如图8.4.2-1、图8.4.2-2所示。
自由测站编号统一为六位,沿线路里程增加方向编号。具体规则为:Z+×××(里程整公里数)+××(该公里段序号)。
120m60m图8.4.2-1 CPⅢ网平面测量网形示意图
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图8.4.2-2 CPⅢ网平面测量现场图
2、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8.4.2-3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。
图8.4.2-3 测站间距为60m的CPⅢ网平面测量网形示意图
3、CPⅢ网平面测量水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。水平方向观测应满足表8.4.2-1的规定。
表8.4.2-1 CPⅢ网平面测量水平方向观测技术要求 控制网 名称 CPⅢ平面网 1″ 3 6″ 9″ 6″ 15″ 仪器等级 0.5″ 测回数 2 半测回 归零差 6″ 不同测回同一方向2C互差 9″ 同一方向归零后 2C值 方向值较差 6″ 15″ 中铁工程设计咨询集团有限公司 - 37 -
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4、CPⅢ网平面测量距离观测采用多测回距离观测法,应满足表8.4.2-2的规定。边长观测应实时地在全站仪中输入温度和气压进行气象元素改正,温度读数精确至0.2℃,气压读数精确至0.5hPa。
表8.4.2-2 CPⅢ平面网距离观测技术要求 控制网名称 CPⅢ平面网 测回数 ≥2 半测回间距离较差 ±1mm 测回间距离较差 ±1mm 5、CPⅢ网平面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。
6、CPⅢ控制网对控制点间的相对精度有相当高的要求,因此采用全站仪进行CPⅢ网外业数据采集时,必须高度重视外部观测条件对测量精度的影响。在CPⅢ网外业观测时,应保证测量作业现场无明显震动、灰尘和施工干扰,观测视线方向无遮挡物。
7、CPⅢ网平面测量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。区段接头不应位于车站和道岔范围内。 8.4.3 与CPⅠ、CPⅡ控制点的联测
1、CPⅢ控制网平面测量时应每隔600m左右联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点。与CPⅠ、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8.4.3-1所示。联测CPⅠ、CPⅡ控制点时观测视距不宜大于300m。
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图8.4.3-1 与CPⅠ、CPⅡ控制点联测示意图
(2)联测CPⅠ、CPⅡ控制点时也可采取如图8.4.3-2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8.4.3-2 CPⅠ或者CPⅡ点上设站联测的CPⅢ测量网形示意图
8.4.4 连续梁段CPⅢ网的测量
对于连续梁段CPⅢ网,由于梁体变形使CPⅢ在不同时间、环境及荷载的情况下测量时坐标会存在一定的差异,故在测量中要注意采取以下措施:
(1)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;
(2)测量CPⅢ的时间和使用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;
(3)使用的时间段要和测量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。
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8.4.5 外业记录
每次测量开始应填写自由测站记录表,记录每个测站的温度、气压以及测量点等。自由测站记录格式如表8.4.5所示。
表8.4.5 CPⅢ平面测量自由测站测量记录表
线 段 第 页 共 页 测量单位: 天气: 测量日期: 年 月 日 自由测站编号 CPⅢ点编 备温 度 CPⅢ点编号 气 备注 自由测站、CPⅢ点编号示意图 说明:将自由测站编号、CPⅢ点编号在以上示意图上标记出来 司镜: 记录: 测量时间: 时 分
8.4.6 内业数据处理
1、数据检查
外业观测前,应将各项技术指标输入CPⅢ数据采集程序,并检查全站仪中气象参数、棱镜常数等设置是否正确,然后方可进行数据采集,若测站观测数据超限,则应立即现场重测。搬站前,检查测站记录表是否已正确填写。
2、数据计算与平差
(1)CPⅢ控制网平面测量后先采用自由网平差,再采用复
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测合格的CPⅠ、CPⅡ及加密点成果进行固定约束平差。
(2)CPⅢ控制网平面测量自由网平差时,按表8.4.6-1的规定对各项技术指标进行统计分析,检核控制网自由网平差的精度。
表8.4.6-1 CPⅢ平面网自由网平差后的主要技术要求 控制网名称 CPⅢ平面网 方向改正数 ±3″ 距离改正数 ±2 mm (3)CPⅢ网平面自由网平差满足表8.4.6-1要求后,应进行平面约束平差,并按表8.4.6-2的规定对各项技术指标进行统计分析,检核控制网约束平差的精度。
表8.4.6-2 CPⅢ平面网约束网平差后的主要技术要求 与CPⅠ、CPⅡ联测 控制网方向 名称 改正数 CPⅢ平±4.0″ 面网 ±4mm ±3.0″ ±2mm ±1.8″ ±1mm 2mm ±1mm 改正数 改正数 改正数 距离 方向 距离 中误差 中误差 中误差 中误差 与CPⅢ联测 方向观测距离观测点位 对点位 相邻点相 (4)CPⅢ平面控制网的平差计算取位,应按表8.4.6-3中的规定执行。
表8.4.6-3 CPⅢ平面网平差计算取位 水平方向观水平距离观方向改正数等级 测值(″) 测值(mm) CPⅢ平面网 0.1 0.1 (″) 0.01 (mm) 0.01 (mm) 0.01 (mm) 0.1 距离改正数点位中误差点位坐标 3、区段之间衔接时,前后区段平差重叠点坐标差值应≤±3mm。满足该条件后,后一区段CPⅢ网平差,应采用本区段联测的CPⅠ、CPⅡ控制点及重叠段前一区段的1~3对CPⅢ点作为约束点进行平差计算,平差后其余未约束的重叠CPⅢ点前后区段坐标差值应≤±1mm,最后重叠点坐标成果采用上一区段成果。对于不满足
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≤±1mm条件的CPⅢ点应对其稳定性进行分析,确认点位变化后,坐标采用本次测量成果。
4、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、CPⅡ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。两套坐标成果都应该满足上面的精度要求。提供两套坐标的CPⅢ测段长度不应小于800m。
8.5 CPⅢ控制网高程测量
由于路基段CPⅢ设置主要采用接触网立柱布设,而立柱有一个安装到固定的调试过程。为保证CPⅢ网测量数据的可靠性,应在立柱安装完成并固定后方可开展CPⅢ外业高程测量工作,在立柱没有固定的情况下测得的CPⅢ成果无法用于轨道施工。 8.5.1 主要技术要求
1、CPⅢ控制网高程测量等级要求
表8.5.1-1 CPⅢ网高程测量等级要求 控制网级别 CPⅢ控制点 测量等级 精密水准测量 纵向点间距 50~70米一对 2、精密水准测量水准路线的精度要求
表8.5.1-2 精密水准测量水准路线的精度要求(mm) 每千米水准每千米水准水准测量 测量偶然中测量全中误检测已测段等 级 误差M△ 精密水准 ≤2.0 差MW ≤4.0 高差之差 8L 不符值 8L 环线闭合差 高差不符值 8往返测 附合路线或 左右路线 限 差 L 6L 注:1、表中L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度,单位km。
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3、精密水准测量的观测方法
表8.5.1-3 精密水准测量的观测方法 等级 精密水准 路线长度(km) ≤3 水准仪等级 DS1 水准尺 因瓦 往返(联测水准基点) 观 测 次 数 单程(CPⅢ点间) 4、精密水准测量观测的主要技术要求
水准尺 等级 类型 精密水准 因瓦 等级 DS1电子水准仪 (m) ≥3且 ≤2.0 ≤60 ≤6.0 ≥0.3 (m) 距累积差(m) 表8.5.1-4 精密水准观测测站的技术要求 水准仪 视距 前后视距差测段的前后视视线高度(m) 5、精密水准测量测站限差要求(单位:mm)
表8.5.1-5 水准观测的测站限差 项 目 等 级 精密水准 两次读数之差 两次读数 所测高差之差 0.7 检测间歇点 上下丝读数平均值高差之差 与中丝读数之差 1 ---- 0.5 6、 CPⅢ控制点水准测量应对相邻4个CPⅢ点所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。 8.5.2 作业方法
1、CPⅢ网高程测量应在线下工程竣工且沉降和变形评估通过后施测。施测前应对全线的水准基点进行复测,构网联测测区内复测合格的水准基点。
2、CPⅢ网高程测量采用精密水准测量的方法施测,附合于线路水准基点上,水准路线闭合长度不得大于3km。
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3、CPⅢ网高程测量采用采用如图8.5.2-1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。矩形法水准测量闭合环的情况如图8.5.2-2所示。
与测区内水准基点的联测采用往返精密水准测量的方法进行,每2公里左右联测一个水准基点。
图8.5.2-1 矩形法CPⅢ高程网测量原理示意图
图8.5.2-2 CPⅢ控制网闭合水准测量路线示意图
图8.5.2-3 CPⅢ控制网水准测量现场图
4、对于连续梁段,由于梁体变形使CPⅢ在不同时间、环境及荷载的情况下测量时高程会存在一定的差异,故在测量中要注意采取与CPⅢ控制网平面测量相同的措施。
5、CPⅢ网高程测量可根据施工需要分段测量,分段测量的区段
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长度不宜小于4km,区段间重复观测不应少于2对CPⅢ点。区段接头不应位于车站和道岔范围内。 8.5.3 内业数据处理
1、数据检查
观测数据存储之前,应对观测数据作各项限差检验。检验合格时,进行数据整理,计算与检核者签名后存储。检验不合格时,对不合格测段进行重测。
2、数据计算与网平差
CPⅢ控制网高程测量应对相邻4个CPⅢ点所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。
CPⅢ控制网高程测量应以线路水准基点为起算数据进行严密固定数据约束平差,并按技术要求进行精度检核。平差后相邻CPⅢ点间高差中误差不应大于±0.5mm。平差计算取位应满足表8.5.3的要求。
表8.5.3 精密水准测量计算取位 往(返)测往(返)测距等级 离总和(km) (km) 精密水准 0.01 0.1 0.01 距离中数(mm) 和(mm) 0.01 (mm) 0.1 0.1 各测站高差测高差总高差中数(mm) 往(返)往(返)测高程 3、区段间接边处理
区段之间衔接时,前后区段平差重叠点高程差值应≤±3mm。满足该条件后,后一区段CPⅢ网平差,应采用本区段联测的线路水准基点及重叠段前一区段连续的1~2对CPⅢ点高程成果进行约束平差计算。平差后其余未约束的重叠CPⅢ点前后区段高程较差应≤±1mm,最后重叠点高程成果采用上一区段成果。对于不满足≤±1mm条件的CPⅢ点应对其稳定性进行分析,确认点位变化后,高
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程采用本次测量成果。
8.6 CPⅢ控制网成果表
CPⅢ控制网平差完成后,按表8.6-1进行坐标成果整理和提交。
表8.6-1 CPⅢ控制网测量成果表
吉图珲铁路**标段CPⅢ控制测量成果表
**至**段(DK**+***.*~DK**+***.*)标志球棱镜中心顶高程 高程
***椭球 子午线经度:***度**分,1985高程基准 投影面大地高程:**米 高程异常:**米 X0=**km;Y0=**km 点号 工程坐标 X(m) Y(m) 位置描述 备注 H1(m) H2(m) 线路里程 连续里程 点位描述 九、CPⅢ控制网的复测与维护 9.1 CPⅢ控制网的复测
为了保证吉图珲铁路后期轨道铺设及精调,在施工过程中应根据轨道施工需要及时安排CPⅢ网的复测和维护工作。
吉图珲铁路CPⅢ网在长轨精调和静态验收前应进行复测。CPⅢ网测量完成一个月内即开展长轨精调,并且CPⅢ网保护良好的区段可不再进行CPⅢ网的复测工作。复测的技术要求和作业方法均按照初次测量时的标准进行。 9.1.1 平面网复测
CPⅢ平面网复测采用的网形和精度指标均应与原测相同。CPⅢ点复测与原测成果的坐标较差应≤±3mm,且相邻点的复测与原测坐标
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增量较差应≤±2mm。坐标增量较差按下式计算:
△Xij=(Xj–Xi)复–(Xj–Xi)原 △Yij=(Yj–Yi)复–(Yj–Yi)原
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超限原因,确认复测成果无误后,应对超限的CPⅢ点采用“同精度内插方式”更新成果。
采用“同精度内插方式”更新超限点坐标成果时,应以超限点附近至少六个稳定的CPⅢ点为起算数据进行约束平差,计算超限点的平面坐标。 9.1.2 高程网复测
CPⅢ高程网复测网形和精度指标均应与原测相同。CPⅢ点复测与原测成果的高程较差应≤±3mm,且相邻点的复测高差与原测高差较差应≤±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超限原因,确认复测成果无误后,应对超限的CPⅢ点采用“同精度内插方式”更新成果。
采用“同精度内插方式”更新超限点高程成果时,应以超限点附近至少三个稳定的CPⅢ点为起算数据进行约束平差,计算超限点的高程。
9.1.3 连续梁段CPIII网复测
对于连续梁段CPIII点,由于其结构的特殊性,CPIII点的稳定性不好,因此建议在使用前应首先进行CPIII网局部复测,采用复测后的成果数据进行轨道工程施工。
9.2 CPⅢ网的维护
CPⅢ网布设于桥梁防护墙、路肩接触网基础及隧道边墙内衬上,容易受线下工程稳定性和工程施工的影响,应加强对CPⅢ点的保护。
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为确保CPⅢ点成果的准确可靠,在使用CPⅢ点进行后续轨道施工测量时,需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。
对丢失和破损较严重的CPⅢ点应按原测标准在原标志附近重新补设。
(1)补设CPⅢ点的埋设
补设CPⅢ点应按原测标准在原标志附近重新埋设。补设CPⅢ点的点号参考原点号,通过修改原点号中的第五位得到。例如原点号第五位为“3”,第一次补设第五位为“4”,第二次补设第五位为“5”,依次类推。
(2)补设CPⅢ点外业测量及数据处理
当有CPⅢ点丢失时,应补测此点临近至少四对CPⅢ点,采用同精度内插的方式进行坐标计算。
平差时首先选择两端各一个稳定的CPⅢ点(桥梁段作为约束点的CPⅢ点应稳定可靠,且是位于墩台顶部桥梁固定支座端正上方的CPⅢ点)进行平差计算,平差后其余未约束的CPⅢ点成果与原测成果的较差应≤±3mm。满足要求后,平面平差应以补设点附近至少六个稳定的CPⅢ点为起算数据进行约束平差;高程平差应以补设点附近至少三个稳定的CPⅢ点为起算数据进行约束平差。
十、成果资料整理与提交 10.1 数据整理归档
CPⅢ网数据整理包括平面和高程两大部分,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,各标段必须按照以下统一的方式进行管理,以备存档、检查、评估提交时使用。
一级文件夹以标段+工区号命名例如“吉图珲铁路一标一工
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区”;
二级文件夹以测量各段落的里程数命名(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,不包括测段之间衔接段未提交数据的里程);
三级文件夹包括“测量成果”、“工程项目”、“技术报告”和三个文件夹:
“测量成果”中包括“CPⅡ网加密测量成果”、 “CPⅢ网测量成果”和“二等水准加密成果”三个四级文件夹。
“工程项目”中包括“CPⅡ网加密测量项目”、 “CPⅢ网测量项目”和“二等水准加密项目”三个四级文件夹。
“技术报告”中包括“吉图珲铁路*标段(起止里程)CPⅢ网测量技术报告.doc”文件。
详细的资料整理格式见下图:
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吉图珲铁路 标段 工区段落里程测量成果工程项目技术报告CPII 加密测量成果CPIII网测量成果二等水准加密成果CPII网 加密测量项目CPIII 网测量项目二等水准 加密 项目CPIII网测量技术报告.docCPII加密点成果 .xlsCPII加密点之记 .dwg基线文件 .ascCPIII测量成果 .xls水准加密点之记 .dwg水准加密点成果 .xlsRinex数据TGO/LGO项目Cosa GPS项目CPIII平差桥下水准联测桥上水准联测上桥三角高程整网平差项目*.GSI*.in1*.GSI*.in1原始数据*.in2高差统计.in1CPIIIDAS项目 图10.1 CPⅢ控制网测量数据整理示意图
10.2 成果资料提交
1、项目实施方案(电子,纸质文档); 2、平面控制网联测示意图(电子,纸质文档); 3、平面外业观测原始数据和记录手簿(电子); 4、平面控制网平差计算手簿(电子,纸质文档); 5、平面控制网成果(平面、高程)表(电子,纸质文档); 6、水准路线示意图(电子,纸质文档); 7、水准外业观测的原始数据(电子);
8、测段高差统计表、水准路线闭合差统计表(电子,纸质文档); 9、仪器检定资料(电子,纸质文档);
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10、CPⅢ标志检查记录(电子,纸质文档); 11、测量技术总结报告,技术总结应包含以下内容: (1)测区概况、技术依据;
(2)测量日期、作业方法、人员、设备情况;
(3)CPⅡ加密及二等水准加密测量(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; (5)CPⅢ控制网测量精度统计分析:
① 自由网平差距离及方向改正数统计分析; ② 约束网平差距离及方向改正数统计分析; ③ 约束网平差相邻CPⅢ点相对精度统计分析;
④ 自由网和约束网平差后的验后单位权中误差统计分析; ⑤ 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。
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