施工测量方案总体.docx
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施工测量方案总体
测量方案
一、工程概况
武广客运专线是为了缓解我国铁路运输最繁忙的南北干线京广铁路运输能力的紧张状况，实现客货分线运输，形成大能力快速的客运通道而修建的，是国内第一条采用无碴轨道系统，时速高达350KM/h的高速铁路，第一工程总队管段为Ⅳ标段起点（DK1713+536.18）～杨家塘2#大桥广州台尾（DK1732+637.48），全长19.18KM；本段主要为低山丘陵区，地形波状起伏，相对高差为20～60m左右，部分地段为河流冲积平原及宽缓谷地区，主要有耒河冲积阶地等。
路线经过的主要河流有隶属于湘江水系的耒河。
衡阳属亚热带季风气候，四季变化明显、霜期较短、夏季湿热、冬季干寒。
管段内有特大桥6座、大桥11座、中桥1座，累计桥梁长度9117.11m，占正线长度的50.7%；隧道9座（1座在一总队管段内，8座在二总队管段内），累计隧道长度为1872m；涵洞26座；站场一座（新衡阳站）；路基长度9652m，占正线长度的50.5%；重点工程为竹山屋特大桥，耒河特大桥、杨家塘特大桥、新衡阳站。
耒河宽约210m，枯水季节水深9m～12m，耒河特大桥有5个墩位于水中，杨家塘特大桥跨越水库，水深2.5m～4m，6个墩位于水中，竹山屋特大桥跨越京广铁路等6股道及省道，新衡阳站距既有衡阳站8KM，站中心里程为DK1722+050，起址里程为DK1719+000～DK1723+500，长4.5KM，全站场土石方共194.15万方，填方148.16万方，挖方45.99万方。
我总队共有三条曲线（见曲线图表），曲线总长8625.21m，占线路总长的45.2%（JD71曲线长3226.95m、JD72曲线长2720.07m、JD73曲线长2678.19m），最大曲线半径9000m，最小曲线半径8000m，线路纵坡最大坡度为12‰，全线共有设计院移交的GPS点10个,水准点14个，自设GPS加密点67个（SJTK06未测），详见控制网与线路关系图。
二、测量技术要求
在控制测量与施工测量中，除满足武广客运专线对测量精度的要求之外，主要依据如下：
《京沪高速铁路测量暂行规定》铁建设[2003]13号；
《新建铁路工程测量规范》TB10101-99；
所有的规范；
设计图纸、通用图、交桩资料；
经监理、设计批复的《中铁三局武广客运专线（XXTJⅣ）标控制测量成果书》（复测报告）；
各客运专线分项工程施工规范中对测量的专门规定（要达到质量验收的标准）。
三、测量体系及设备配置
我总队管段内桥涵及软基处理工程较多，比例较大、工程规模庞大、工期紧，工程广泛采用了大量新技术、新工艺、新设备、新材料、新检测方法，特别是铺设无碴轨道，对路、桥、隧等线下工程提出了严格的控制工后沉降要求，而反映这些质量和数据的主要方式是通过高精度的测量来体现的，高速铁路的测量工作与传统的铁路测量有着较大的区别，业主、监理和上级各部门把施工测量作为施工控制的重点，提出了更高、更精密的要求，对测量控制网点布设、控制方法、精度等级的选定、测量设备的配置、测量人员的配置、误差分析及测量的组织实施等相应的技术研究极为关注和重视，为确保高精度的施工测量要求，我总队成立了精测组并配置了一台拓普康GTS-721P智能全站仪，该仪器的测角精度为1″级，测距精度为±（2mm+2ppm），一台拓普康DL-111C电子水准仪，该仪器每公里往返标准差为0.3mm，专门负责全总队管段内控制测量、复核测量、重点工程的施工放样、指导各工程队的施工测量，各分队也分别成立测量组，配置了2″级全站仪和自动安平水准仪，主要负责各工程队施工放样和沉降观测、控制桩布设等工作。
1.测量人员的配置
1.1总队精测组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
卢彦宏
男
46
高中
高级技师
2
徐培霞
女
23
本科
助工
3
邢宏科
男
22
大专
技术员
4
马占忠
男
35
技校
测量工
5
李东彪
男
31
技校
测量工
1.2综合工程队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
王彦军
男
28
中专
助工
2
张志钦
男
24
中专
助工
3
王成
男
30
技校
测量工
1.3路基一队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
庞云峰
男
31
中专
助工
2
朱林
男
22
大专
实习生
3
姚林
男
22
大专
实习生
1.4、路基二队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
钟宪伟
男
26
大专
助工
2
杨景文
男
22
大专
技术员
3
陈洪源
男
23
技校
测量工
4
杨勇
男
30
技校
测量工
1.5、桥梁一队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
史文刚
男
26
大专
助工
2
杨东四
男
33
技校
技术员
3
李晋南
男
32
技校
技师
1.6、桥梁二队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
张德方
男
28
本科
助工
2
张宇
男
24
中专
技术员
3
冯凯
男
24
本科
实习生
4
孙新明
男
23
大专
实习生
1.7、桥梁三队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
赵佳
男
25
中专
技术员
2
苏盛明
男
24
本科
实习生
3
梁超
男
23
大专
技术员
1.8、隧道队测量组人员表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
备注
1
刘志龙
男
30
大专
工程师
2
吴建威
男
28
大专
技术员
3
熊德芬
女
35
中专
工程师
4
孙爱军
男
35
技校
测量工
2、测量设备配置
序号
名称
规格型号
产地
数量
出厂时间
存放地点
承担工作
1
智能全站仪
拓普康GTS-7210P
日本
1
2005.1.18
总队
全总队控制测量
2
全站仪
SET210K
日本
1
2006.1.18
综合队
施工测量
3
全站仪
SET210K
日本
1
2006.1.16
桥二队
施工测量
4
全站仪
拓普康GTS-3010
日本
1
2000.8.19
路基二队
施工测量
5
全站仪
FaIdY-efz
苏州
1
2001.9.10
路基一队
施工测量
6
电子水准仪
拓普康DL-111C
日本
1
2005.12.30
总队
控制测量
7
经纬仪
010B
德国
1
2001.5.25
桥一队
施工测量
8
经纬仪
010B
德国
1
1999.2.15
桥二队
施工测量
9
经纬仪
010B
德国
1
1998.10.30
桥三队
施工测量
10
经纬仪
苏光J2
苏州
1
1999.10.20
隧道队
施工测量
11
经纬仪
TDJ2E
北京
1
2004.4.12
综合队
施工测量
12
经纬仪
TDJ2E
北京
1
2003.3.10
路基一队
施工测量
13
经纬仪
J2-1
苏州
1
2004.7.18
路基二队
施工测量
14
水准仪
NI025
德国
1
2003.5.8
综合队
施工测量
15
水准仪
DSZ2
苏州
1
2002.7.29
综合队
施工测量
16
水准仪
DSZ2
苏州
1
2001.11.12
桥一队
施工测量
17
水准仪
DSZ3
北京
1
1999.2.28
桥二队
施工测量
18
水准仪
NI025
德国
1
2001.4.16
桥二队
施工测量
19
水准仪
DSZ3
北京
1
2002.9.24
桥三队
施工测量
序号
名称
规格型号
产地
数量
出厂时间
存放地点
承担工作
20
水准仪
ATG6
日本
1
2004.3.2
路基一队
施工测量
21
水准仪
AL332
北京
1
2001.5.20
路基二队
施工测量
22
水准仪
NI020A
德国
1
2002.10.2
路基二队
施工测量
23
水准仪
DSZ2
苏州
1
2000.5.23
隧道队
施工测量
24
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
综合队
施工测量
25
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
路基一队
施工测量
26
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
桥一队
施工测量
27
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
路基二队
施工测量
28
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
桥二队
施工测量
29
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
桥三队
施工测量
30
水准仪
C32-Ⅱ
上海
1
2006.4.13
隧道队
施工测量
注：
仪器内的检定证书附后
四、控制测量的方法及精度
根据勘测设计院移交的GPS点、水准点及经理部测量中心已测量完毕的GPS控制点进行全线的贯通复核测量，并在各特大桥、大桥、隧道出入口建立平面控制网（三角网、边角网、导线网等）和高程控制网，并定期对平面控制网、高程控制网进行复核，保证控制网始终处于安全可靠的状态，同时对重点工程的重点部位进行专项控制和过程监控。
1.平面控制测量方法
1.1角度测量：
当采用GPS点作为已知控制点进行加密控制桩时。
角度测量宜采用方向观测法，并且不得少于4个测回，左右角各测两个测回，相互校核左右角测量的正确性，左右角之和与360°之差不得大于5″，每个水平角观测完后及时进行每个测站角中误差的计算。
在观测时要用适当的方法减少或避免望远镜调焦误差的影响，要选择良好的观测条件以消弱外界因素的不良影响，尽量减少仪器和目标偏心差的影响。
1.2水平角观测应在通视良好，成像清晰稳定时进行，仪器温度应与气温接近一致，并避免日晒，测站水平方向受旁折光影响时，应另选择有利观测时间进行观测，观测时，每一测回内不宜调焦，在照准标志时，微动螺旋只许“旋进”。
观测过程中随时保持气泡居中，最大不得超过1.5格。
1.3距离测量：
采用对向观测的方法，各进行4个测回，气象改正在每个测站进行一次（将气象条件输入仪器，让仪器自动进行气象改正），并对测距边进行测区平均高程面上的归化和高斯投影的改化。
1.3.1归算到测区同一高程面上测距长度应按下式计算：
S0=S[1-（H-H0）/R]
式中：
S0——测区平均高程面上的测距长度（m）；
S——反射镜高程面上的平距（m）；
H——反射镜站高程；
H0——测区平均高程（采用高程50m）；
R——地球平均曲率半径（采用6371000m）。
当往返测平距较差≤2mD（mD为仪器标称精度）时，边长采用往返测平均值。
1.3.2桥梁测距边应归算到墩顶（或轨底）高程面上并按下式计算：
DH=D·[1+（H2-H1）/R]
式中：
DH——墩顶（或轨底）平面高程面上的水平距离（m）；
H1——棱镜横轴的高程（m）；
H2——墩顶（或轨底）的平均高程（m）；
D——观测边的水平距离（m）；
R——地球平均曲率半径（采用6371000m）。
1.3.3对向观测的测距边长应按下式评定精度：
一次单向测量的观测值中误差：
m0=√[dd]/2n
一组对向观测的平均值中误差：
MD=m0/√2=1/2√[dd]/n
式中：
d——归算到同一高程面的一对平距之差（㎜）；
n——较差的个数。
1.4四个测回测角每次度盘读数配置：
仪器精度
第一测回
第二测回
第三测回
第四测回
1″级
0°0′07″
45°04′22″
90°08′37″
135°12′52″
2″级
0°01′15″
45°13′45″
90°26′15″
135°38′45″
1.5水平方向观测时观测各项限差符合下表规定
仪器精度
光学测微器两次重合读数之差
半测回归零差
各测回同方向两倍视轴（2C）的互差
各测回同方向值互差
1″级
1″
6″
9″
6″
2″级
3″
8″
13″
10″
2高程测量方法：
2.1水准测量可采用一组往返、两组单程进行，往返测（或两组单程）高差不符值在限差以内时采用平均值。
2.1.1往测:
奇数法：
后—前—前—后
偶数法：
前—后—后—前
2.1.2返测:
奇数法：
前—后—后—前
偶数法：
后—前—前—后
2.2水准测量应采用尺台作转点的尺承，工作间歇宜在水准点上。
否则，应选择2个可靠固定点作为间歇点，并作出标记。
间歇后工作应先检测，当2个固定点高差数小于5mm时，可继续观测，否则，必须从前一水准点起测。
观测应在标尺分划成像清晰稳定时进行，若成像欠佳，应酌情缩短视线长度。
测站的视线长度、视线高度应按下表执行：
等级
视线长度
前后视距差（m）
前后视距累计差（m）
视线高度（下丝读数）（m）
仪器型号
视距（m）
二
DS0.5
≦60
≦1.0
≦3.0
≧0.3
DS1
≦50
三
DS0.5、DS1
≦100
≦2.0
≦5.0
三丝能读数
DS3
≦75
四
DS1、DS3
≦100
≦3.0
≦10.0
三丝能读数
2.3跨河水准测量：
当跨河水准测量的跨河视线长度小于300m 时，可采用单线过河，否则应采用双线过河并按等精度在两岸联测，组成四边形闭合环。
跨河水准的选线及观测，应满足下列要求：
2.3.1跨河水准测量应选在桥址附近河面最窄处，并可利用河中洲渚。
应避免水准视线从沙丘、草丛、沙滩、芦苇的上方通过。
两岸置镜点高差不宜过大，至水边的距离应接近相等。
不宜东西向跨河和在交通频繁处设站。
当只能东西向设站时，应以人工反光使两岸尺上亮度基本接近。
2.3.2观测时间，晴天时应在日出后1h至上午10时，下午3时至日落前1h，或在阴天进行。
2.3.3跨河水准测量的测回数、组数，应符合下表规定：
等级
跨距（m）
三等
二等
双测回数
组数
双测回数
组数
≦300
2（或4单）
2
/
/
301～500
2
2
/
/
501～800
4
2
/
/
801～1200
/
/
6
4
1201～1500
/
/
8
6
1501～1700
/
/
10
8
1701～1800
/
/
12
8
1801～1900
/
/
14
8
1901～2000
/
/
16
8
3.测量精度要求
3.1平面测量
3.1.1测角中误差≦±2.5″；
3.1.2方位角闭合差≦±10√n″；
3.1.3测距较差≦2√2MD（㎜）；
3.1.4全长相对闭合差≦1/20000；
3.1.5检测较差≦15″；
3.1.6相对中误差≦1/50000；
3.1.7最弱边相对中误差≦1/40000；
3.1.8三角网中三角形闭合差≦9″。
3.2高程测量：
3.2.1水准测量等级和测量精度（㎜）。
注：
表中R为测段长度，L为附和路线长度，F为环线长度，均以km计。
4.精度评定
导线测量、高程测量完毕，及时计算出方位角闭合差、导线全长相互闭合差、
测角中误差、测距中误差、测距相对中误差、高程闭合差、高差中误差，评定各项指标的精度是否满足测规要求。
如不能满足精度必须重测，精度必须如下要求：
4.1平面控制测量
4.1.1方位角闭合差：
Fβ≦10√n。
4.1.2全导线相对闭合差：
1/f/s<1/20000。
4.1.3每个测站测角中误差：
m≦√[δδ]/（n-1）
式中m——测站的角度中误差（″）；
δ——角度平均值与每一测回测设值的差值；
n——测回数。
4.1.4导线测角中误差：
m=√1/N[fβ2/n]
式中fβ——导线环（段）的方位角闭合差；
N——导线环（段）的个数；
n——导线环（段）的角度个数。
4.1.5三角网（锁）的测角中误差：
m=√[WW]/3n
式中W——三角形角度闭合差（″）；
n——三角形个数。
4.2高程控制测量
a平坦地：
Fh测=±20√L
b山区或丘陵区：
Fh测=±40√n
式中：
L——视线长度；
n——测站数。
4.2.2平差前每条水准路线若分测段进行施测时，应按水准路线往返测段高差较差计算，每千米水准测量的高差偶然中误差，应按下式计算：
M△=√（1/4n）×（△△/L）
式中M△——高差偶然中误差（mm）；
△——水准路线测段往返高差不符值（mm）；
L——水准测段长度（KM）；
n——往返测的水准路线测段数。
4.2.3每条水准路线应按附和路线和环行闭合差计算，每千米水准测量高差全中误差，应按下式计算：
Mw=√（1/N）×（WW/L）
式中MW——高差全中误差（mm）；
W——闭合差（mm）；
L——计算各W时，相应的路线长度（KM）；
N——附和路线或闭合路线环的个数。
5.控制测量的技术要求
5.1平面控制测量
5.1.1平面控制应根据桥梁及隧道长度、平面形状、铁路通过地区的地形条件，采用导线测量、三角测量、边角测量及其综合使用。
5.1.2全站仪不得低于2″级，仪器的各项技术指标及轴系关系必须满足规范要求，对中误差不得大于1mm。
5.1.3导线点均布置在视野开阔、通视良好、地质坚实的地方，并应使视线高出地面和离开障碍物1.3m以上。
视线应避免通过受电、磁场干扰的地方，一般要求离开高压线2～5m，视线宜避免通过发热体（如散热塔、烟囱等）。
5.1.4选择桥梁控制点时，应尽可能使桥的轴线作为三角网的一个边，以利于提高桥轴线的精度，如不可能也应将桥轴线的两个端点纳入网内，以间接求算桥轴线长度，基线应与桥梁中线近与垂直，且不应少于两条。
5.1.5隧道每个洞口附近测设不少于三个平面控制点（包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点）和高程控制点，作为引线入洞的依据，并尽量将其纳入主网内，以加强点位稳定性和入洞方向的复核，尽量选择长边，减少三角形个数或导线边数，以减弱测角中误差对横向贯通精度的影响。
洞口投点应布设在便于施工中线的放样，联测洞外控制点以及向洞内测设导线之处，向洞内传算方位的起算边长度不宜小于300m。
投点桩的埋设高程，应与施工底面高程相适应，桩点应牢固可靠。
5.1.6组成三角或插角网的三角形，最大角度必须小于120°，最小角度必须大于30°。
5.1.7导线最短边长不宜小于300m，相邻边长的比不宜小于1：
3。
5.2高程控制网
5.2.1水准点应选在土质坚硬，便于长期保存和使用方便的地点，墙水准点应选设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。
5.2.2建立全线统一的高程控制网，按水准路线往返段高差较差计算，进行平差分配并计算高差中误差。
5.2.3水准点一般每隔1KM～2KM布设一个，重点工程（特大桥、大桥、隧道）地段应根据实际情况增设水准点，大桥两端（特大桥每间距400m应增设一个）、隧道出入口每端至少设置2个水准点。
5.2.4水准测量应在成像清晰稳定时进行往返观测，并应在仪器与外界气温接近一致后才开始观测，同时应防止日光照晒。
同一测站不得两次调焦，日出后与日落前0.5h、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变、雨雪、成像跳动难于照准时均应停止观测。
5.2.5当桥墩较高，两岸坡陡时，可在陡坡上一定高差内加设辅助水准点，其精度必须满足施工的要求
5.2.6水准点必须定期复核。
五、施工测量
根据控制网与线路的关系图，按照从“整体控制、分段测设、分段闭合”的测量原则，预先制定分段放样计划，即哪座特大桥（或大桥）、哪座隧道用哪些GPS点或加密控制桩进行定位测量和施工放样，哪座大桥各墩台、哪座隧道出入口及哪段路基用哪些控制点进行复核测量，哪个水准点控制哪些墩台、隧道、涵洞和路基。
外业测量的原始数据记录要清晰、完整，每次测量的数据都要有司镜、记录、计算、复核人员的签字，测量的数据要认真复核，未经总队测量工程师或工程队技术负责人签字的计算资料不得使用，外业测量必须采用不同的测量放样方法、采用不同的置镜点、后视点，或换人换仪器的多种复核方法，对工程项目的关键科目必须实行彻底换手的测量方法，即更换全部测量人员、仪器及计算资料，确保放样点准确无误。
复测时，必须与相邻标段或相邻管段闭合，平面控制桩应覆盖相邻标段或相邻管段2个，高程与相邻标段或相邻管段闭合，一个单位工程或一个路基工程完成后应及时恢复线路中线桩（直线每200m及曲线五大桩），并埋设固桩。
1.放样资料的计算
必须了解设计意图，认真熟悉施工图纸和通用图，校核起算数据、计算放样数据、编制放样计划、绘制施工放样图。
1.1曲线要素校核：
校核交点距、交点坐标、转向角α、切线长T、曲线长L、外矢距E、切曲差q是否正确。
1.2曲线常数的计算：
计算缓和曲线角β0、缓和曲线的总偏角δ0、切垂距m、圆曲线内移量p、曲线五大桩的坐标。
1.3计算曲线主点及夹直线上控制点的坐标：
曲线主点应从曲线起终点（ZH，HZ）分别向曲中计算，直线地段以重新计算的曲线ZH点和HZ点作为新的起闭点，由于投影变形量使得夹直线长度有所变化，应将变形量作为测量误差在夹直线段内消化（路基段内），确定新的断链点（DK1713+600.041=DK1713+600,长链0.041；DK1720+300.0702=DK1720+300，长链0.0702m；DK1729+102.8744=DIK1729+100，长链2.8744m；DK1733+153.6392=DIK1733+000,长链153.6392m），不得将误差带入桥梁中、站场内或隧道内去。
1.4计算构造物放样点的坐标
1.4.1桥梁墩台放样点的坐标计算
双线铁路均以左线控制，首先要按左线设计里程计算每个墩台的左线中心坐标和法线方位角（圆曲线墩台的梁缝线与法线重合，而缓和曲线的梁缝线是平分该点偏角的补角），再根据施工图已标定的左线与墩台中心的几何关系（包括预偏心、偏距、桥梁偏角、线间距）计算出墩台中心的坐标、承台轴线端点坐标和桩基础中心坐标、墩台身、墩台柱等部位放样点的坐标（曲线桥台均与相邻的桥梁工作线在一条直线
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