CPIII控制网及轨道精调测量方案设计+乌鲁木齐1号线.docx
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CPIII控制网及轨道精调测量方案设计+乌鲁木齐1号线
1工程概况
1.1工程概况
1.乌鲁木齐轨道交通1号线是乌鲁木齐轨道交通网中南北向骨干线路，连接老城区、新市区和主要对外交通枢纽，该工程线路全长27.615km。
乌鲁木齐轨道交通1号线轨道安装工程01标由我项目承建，标段由燕儿窝停车场开始，终点至铁路局车站，经过14个车站，均为地下线车站，平均站间距1.339km，最大站间距1.553km，位于王家梁～八楼区间，最小站间距802m，位于大西沟～中营工区间。
正线线路平面最小曲线半径400m，配线最小曲线半径200m，最大坡度28‰。
本标段共设置四个铺轨基地，即燕儿窝停车场铺轨基地、南湖广场铺轨基地、南湖北路铺轨基地及八楼铺轨基地。
2.正线双线合计铺轨长32.042km，燕儿窝停车场及出入场线合计铺轨长7.043km。
其中正线一般道床15.654km，钢弹簧浮置板道床4.897km，梯形轨枕道床10.376km，活动断裂带道砟固化道床1.115km，停车场碎石道床1.850km，壁式检查坑整体道床0.155km，柱式检查坑整体道床2.17km，短枕式整体道床0.192km，出入场线整体道床2.676km。
道岔铺设29组，其中60kg/m钢轨9号单开道岔9组（含1组钢弹簧浮置板道岔），60kg/m钢轨9号4.4m间距单渡线1组（由2组单开道岔及中间线路组成），60kg/m钢轨9号5m间距单渡线2组（每组单渡线由2组单开道岔及中间线路组成），60kg/m钢轨9号5m间距减振器单渡线1组（由2组单开道岔及中间线路组成），60kg/m钢轨9号5m间距交叉渡线1组。
50kg/m钢轨7号单开道岔14组，50kg/m钢轨7号5m交叉渡线1组。
2工作范围与内容
2.2工作范围
乌鲁木齐轨道交通1号线正线含配线工作范围为Y（Z）DK0+000～Y（Z）DK16+000；出入场线工作范围为：
C/RDK0+000～C/RDK1+396.868；停车场工作范围为C/RDK1+396.868～运用库和洗车库线路终点。
2.2工作内容
本项目测量工作主要包括如下几项内容：
（1）与相关单位对隧道贯通测量平差后的控制点进行移交。
（2）CPIII控制网的选点、埋设；
（3）CPIII控制网外业测量；
（4）CPⅢ平面网、水准网内业数据处理，并对测量成果进行评价、分析，确定最终成果；
（5）轨排铺设前的基标放样
（6）轨道施工过程中的精调及数据采集
3主要技术依据
（1）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008；
（2）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-2003；
（3）《城市测量规范》CJJ/T8-2011；
（4）《地铁施工测量工作统一作业技术标准》（2012年版）；
（5）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
（6）《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009
（7）《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）；
（8）《地下铁道工程施工验收规范》GB50299-1999（2003年版）;
（9）《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）；
（10）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；
（11）《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）；
（12）铺轨综合图及有关设计文件。
4平面坐标系与高程系统
为保证控制网坐标系统的一致性，CPIII控制网平面坐标系及高程系统应采用与既有平面控制网相同的坐标系统及高程系统。
5CPIII控制网测量
5.1测量准备工作
5.1.1人员配置
现场派遣项目负责人、技术负责人1名、现场安全负责人1名、现场作业测量技术人员6名，并根据工作需要适时增派技术人员。
CPIII控制网测量由专业测量队伍实施。
施测单位具有测绘甲级资质证书，作业人员均通过专业的CPIII控制网数据采集及数据处理、轨道精调、基标放样培训并具有同类项目作业经验，所有人员均熟练掌握测量流程及工作要点。
表5.1.1本工程主要测量人员情况汇总表
序号
姓名
性别
年龄
学历
专业
专业技术职称
拟任职务或岗位
1
张成杰
男
26
大专
铁路工程测量
工程师、技师
测量项目负责人
2
魏虎平
男
26
大专
铁路工程测量
技术员
轨道精调负责人
3
伏王斌
男
25
大专
建筑施工技术
测量工
测量员
4
邵武斌
男
22
大专
工程测量
测量工
测量员
5
杨力军
男
24
大专
工程测量
测量工
测量员
6
余东东
男
25
大专
工程测量
测量工
测量员
7
赵小康
男
23
大专
工程测量
测量工
测量员
8
马杰
男
23
大专
工程测量
测量工
测量员
5.1.2仪器设备配置
每个测量组配备的设备及其精度要求如表5.1.2所示，所使用的仪器设备具有相应的检定证书，并且在检定有效期内。
CPIII控制网数据采集和数据处理软件为铁一院自主研发的高速铁路轨道控制网数据处理与平差软件，已通过相关部门评审与鉴定，并在北京、上海、宁波、广州等地铁项目中应用。
表5.1.2测量仪器设备配置表
设备名称
精度指标
数量
全站仪（包括内存卡、内置电池等）
测角精度
≤1＂
3台
测距精度
≤1mm+2ppm
电子水准仪
≤0.3mm/km
1台
水准标尺
铟瓦条码水准标尺及适配器
1副
测量目标组件
X、Y、Z三个方向的重复性与互换性分别为0.4mm、0.4mm、0.2mm
8个
轨道检测仪
0.1mm
4套
温度计
读取精度
≤0.5℃
1个
气压计
读取精度
≤0.5hpa
1个
测量棱镜
LeicaGPR121精密棱镜
13个
三脚架
与全站仪相配
6个
外挂电源
与全站仪相配
2个
三角测量棱镜基座
精度同测量目标组件
2只
5.1.3外业测量条件的要求
1）仪器设备的检查
仪器及配套棱镜要定期检校，状态良好方可进行外业测量，仪器的测量模式、单位、取位、限差，温度、气压改正，加乘常数改正等均要正确设置。
每个自由测站测量前，均应量测温度和气压，并实时输入全站仪对距离进行气象改正。
温度和气压量测误差应分别不大于0.5℃和50Pa。
2）测量环境
观测时尽量避免施工干扰，注意视线方向不能有强光直射，视线不要贴近建筑物，以减弱视线的折射，棱镜内不能有任何遮挡，观测期间视场空气介质均匀，自由测站附近不能有震动干扰。
大雾大风天气不适宜观测，有阳光的天气应该撑伞作业，夜间观测应避免强热光源对观测的影响。
测量时保证仪器及观测标志稳定，特别注意棱镜已知点基座的安置。
5.2CPIII控制点的布设
5.2.1主要技术要求。
点位布直线段按60m间距成对布设轨道基础控制点，因地铁隧道净空及曲线半径均较小，为了保证测量时能够标准的自由设站控制网型，需对曲线半径较小的地段缩短轨道控制点布设间距，具体布设间距原则如下表5.2.1所示：
编号
曲线半径R
轨道基础控制点间距（m）
1
R≥3000
60
2
3000＞R≥2000
50
3
2000＞R≥1200
45
4
1200＞R≥700
36
5
R＜700
30
表5.2.1CPIII控制点布设技术要求
5.2.2地下隧道区间段控制点布设
在地下隧道区间段，CPIII控制点应埋设在隧道侧墙上。
控制点布设时应根据限界图中应急平台、消防水管、电缆支架的设计位置进行综合比选，选择结构稳定、高度合适、便于控制网测量的位置进行布点。
（1）在地下岛式或侧式车站，站台一侧控制点应埋设在站台廊檐侧面，且应避开屏蔽门及塞拉门位置，点位埋设位置距离站台顶面不宜小于10cm，确保后续橡胶条安装不破坏轨道控制网点，另一侧轨道控制点应对应埋设在隧道侧墙上且高于电缆支架5cm左右且须低于广告牌的位置。
地下岛式或侧式车站CPⅢ点布设示意图
（2）在地下隧道区间段，轨道基础控制网点应埋设在隧道侧墙上。
控制点布设时应根据限界图中应急平台、消防水管、电缆支架的设计位置进行综合比选，选择结构稳定、高度合适、便于控制网测量的位置进行布点。
控制点成对布设在隧道侧墙上，疏散平台侧高于轨道面1.2-1.3米，非疏散平台侧高于轨道面1.2米，布设时应注意避开消防水管、信号机等设备且应高于消防水管。
地下隧道段任意设站轨道控制网点布设位置如下图所示。
地下矩形隧道段CPⅢ点布设示意图
地下马蹄形隧道段CPⅢ点布设示意图
5.2.3车站控制点布设
在地下岛式或侧式车站，站台一侧控制点应埋设在站台廊檐侧面，且应避开屏蔽门及塞拉门位置，点位埋设位置距离廊檐顶面不宜小于10cm，确保后续橡胶条安装不破坏CPIII控制点；另一侧控制点应对应埋设在隧道侧墙上且高于电缆支架5cm左右的位置。
5.3控制点的埋设
5.3.1测量组件
CPIII控制点测量组件采用精加工元器件，由1Cr18Ni9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、H三方向分别小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。
控制点测量组件由预埋件、专用平面测量棱镜、高程测量杆三部分组成。
（1）预埋件
预埋件在CPIII控制网测量前进行埋设，用于连接专用平面测量棱镜或高程测量杆，进行后续平面或高程测量工作，如图5.3-1所示。
图5.3-1预埋件
（2）平面测量杆与测量棱镜
平面测量时采用平面测量杆安装在预埋件中，测量棱镜采用反射面大、精度高的LeicaGPR121原装精密棱镜，如图5.3-2、5.3-3所示。
图5.3-2平面测量棱镜
图5.3-3平面测量杆
（3）高程测量杆
高程测量时采用高程测量杆安装在预埋件中，如图5.3-4所示。
图5.3-4高程测量杆
5.3.2控制点的埋设
CPIII控制点应设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方，并应防冻、防沉降、防震动和抗移动。
预埋件埋设时，首先在选定位置大致水平钻孔，采用30mm左右直径钻头，钻深70mm。
埋设时应注意清孔干净、保证预埋件应尽量水平，采用速凝水泥或锚固剂填充孔位，然后安放预埋件。
速凝水泥或锚固剂凝固后进行检查，预埋件须稳固，标志内及标志顶面须无任何异物，并检查保护盖是否正常
在车站段埋设预埋件时，其外边缘应与车站廊檐侧面齐平，以免影响限界，严禁侵入限界。
使用锚固剂应满足《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）要求，锚固措施必须使得预埋件牢固，以确保长期稳固。
预埋件埋设完成及不使用时，应加设保护盖，以防止异物进入预埋件内影响预埋件正常使用及安装精度。
5.3.3控制点编号规则
CPIII控制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控制点编号为奇数，位于线路里程增大方向右侧的控制点编号为偶数（在有长短链地段应注意编号不能重复）。
控制点编号统一为六位数，具体规则为：
×（上下行标识S或X）+××（里程整公里数）+3（表示CPIII控制点）+××（该公里段序号）。
例如X26301，其中“X”代表下行，“26”代表里程数，“3”代表CPIII控制点，“01”代表1号点。
5.3.4控制点点号标注
CPIII控制点编号应明显、清晰地标在桥梁上冀缘内侧、隧道侧壁或车站廊檐上，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、控制点编号、"严禁破坏"，每行居中排列，严禁采用手写标识。
图5.3-5CPIII控制点编号标注示意图（单位mm）
5.3.5控制点测量组件使用注意事项
（1）平面测量时，在将棱镜安装在预埋件上后，应旋转棱镜头正对全站仪。
（2）测量完成后，应及时用保护盖将预埋件盖上。
（3）测量组件在搬运、运输过程中应用纸包裹，防止相互碰撞、磨损。
（4）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，则用高压气枪吹净。
5.4测量仪器设备及软件
5.4.1测量使用的全站仪及棱镜
1、CPIII控制网平面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。
本项目使用全站仪为LeicaTS50。
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、每台全站仪应配9个棱镜，使用前应对棱镜进行必要的重复性和互换性检核。
5.4.2测量使用的水准仪
CPIII控制网高程测量使用的水准仪不低于DS1级，一般使用天宝DINI03和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺，本项目使用天宝DNA03。
5.4.3外业测量使用的软件
为保证CPIII控制网的测量精度和成果质量，数据采集和数据处理软件全线统一，采用的软件为的高速铁路轨道控制网数据处理与平差软件采用自主研发的通过相关部门评审和鉴定FSDI-GDPAS数据采集软件和FSDI-GDPAS数据处理与平差系统软件。
5.5CPIII控制网平面测量
5.5.1主要技术要求
CPIII控制网平面测量主要技术要求如表5.5-1所示。
表5.5-1CPIII控制网平面测量的主要技术要求
控制网
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控制网平面测量
自由测站边角交会测量
1.8〃
1.0mm
1.0mm
5.5.2外业测量方法
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4对控制点，测站间重复观测3对控制点。
每个控制点有四个自由测站的方向和距离观测量，具体测量方法如图5.5-1所示。
图6.4-1平面测量网形示意图
图5.5-1CPIII控制网平面测量示意图
2、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：
X（上下行标识S或X）+××（里程整公里数）+3（右线为4）+××（该公里段序号）。
3、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5.5-2的规定。
表5.5-2平面测量水平方向观测技术要求
控制网
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
2C互差
CPIII控制网
0.5″
2
6″
9″
6″
9″
1″
3
6″
9″
6″
9″
4、平面测量距离观测采用多测回距离观测法，应满足表5.5-3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5.5-3平面测量距离观测技术要求
控制网
测回数
半测回间距离较差
测回间距离较差
CPIII控制网
≥2
±1mm
±1mm
5、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、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一个区间，区段间重复观测不应少于3对控制点。
5.5.3与平面起算点的联测
CPIII控制网平面测量时应以既有的调线调坡导线控制点为平面起算点，应至少通过三个或三个以上自由测站进行联测，如图5.5-2所示。
图5.5-2与既有导线控制点联测示意图
平面起算点联测时，需对平面起算点进行稳定性分析和精度检核，剔除带有粗差的起算点，当稳定的平面及高程皆起算点不少于2个时，以稳定的起算点进行约束平差计算。
当确认既有导线控制点的稳定性欠佳、或精度不符合规定要求时，应由相关施测单位对既有导线控制点的成果进行复核改正。
5.5.4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5.5-4所示。
表5.5-4CPIII控制网平面测量自由测站测量记录表
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测量单位：
天气：
测量日期：
年月日
自由测站编号
温度
气压
控制点编号
备注
控制点编号
备注
自由测站、控制点编号示意图
说明：
将自由测站编号、控制点编号在以上示意图上标记出来
仪器编号：
司镜：
记录：
测量时间：
时分
5.5.5内业数据处理
1、数据检查
外业观测前，应将表5.5-2、表5.5-3各项技术指标输入数据采集程序，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，检查表5.5-4是否已正确填写。
2、数据计算与平差
（1）平面测量后先采用独立自由网平差，再采用合格的平面起算点进行固定约束平差。
（2）平面测量自由网平差时,应按下表5.5-5的要求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5.5-5平面测量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控制网平面测量
±3″
±2mm
（3）自由网平差满足要求后，应进行平面约束平差，并按表5.5-6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。
为保证控制网成果质量，约束平差前应对采用的平面起算点进行精度检核，采用检核合格的起算点进行约束平差计算。
（4）内业人员需有相关测量内业和外业经验，并能熟练掌握计算平差软件，内业计算必须由第二人进行复核，确保数据精确、无误。
表5.5-6平面测量约束网平差后的主要技术要求
控制网
与起算点联测
CPIII控制点联测
方向观测中误差
距离观测中误差
点位
中误差
相邻点
相对点位
中误差
方向
改正数
距离
改正数
方向
改正数
距离
改正数
CPIII控制网平面测量
±4.0″
±4mm
±3.0″
±2mm
±1.8″
±1mm
3mm
±1mm
（5）控制网平面测量的平差计算取位，应按表5.5-7中的规定执行。
表5.5-7平面测量平差计算取位
控制网
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）
点位坐标（mm）
CPIII控制网平面测量
0.1
0.1
0.01
0.01
0.01
0.1
3、区段间衔接处理
区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点坐标差值应≤±3mm。
满足该条件后，采用余弦平滑方法进行区段接边处理。
5.6CPIII控制网高程测量
5.6.1主要技术要求
1）CPIII控制网高程测量可采用几何水准测量的观测方法，也可采用自由测站三角高程测量方法与平面测量合并进行。
2）几何水准测量应执行如表5.6.1、表5.6.2的技术要求。
表5.6.1几何水准测量的观测方法
表5.6.2几何水准测量水准线路的精度要求（mm）
注：
L—线路长度（km）
3）自由测站三角高程测量应执行表5.6.1、表5.6.2的技术要求。
CPIII控制网高程测量利用平面测量的边角观测值，采用自由测站三角高程测量方法与平面测量合并进行，具体技术要求如表5.6-3、表5.6-4所示。
相邻点需有三个高差值，且互差小于3mm。
表5.6-3自由测站三角高程外业观测的主要技术要求
全站仪标称精度
测回数
测回间距离较差
测回间竖盘指标差互差
测回间竖直角互差
≤1″,1mm+1ppm
≥3
≤1mm
≤10″
≤6″
表5.6-4三角高程网平差后的精度指标
高差改正数
高差观测值的中误差
高程中误差
平差后相邻点高差中误差
≤1mm
≤1mm
≤2mm
±1mm
5.6.2外业测量方法
1、CPIII控制网高程测量应附合于既有的线路水准控制点、调线调坡高程控制点或地下高程控制点上，宜每1公里左右联测一个高程控制点，水准路线闭合长度不宜大于2km。
2、CPIII控制网测量时应联测每个车站布设的地下高程起算点。
3、采用水准测量方法进行高程测量时，外业观测采用矩形法水准路线形式进行，每相邻的两对控制点之间都构成一个闭合环。
矩形法高程测量原理示意图
4、采用自由测站三角高程测量方法进行高程测量时，应采用不同测站所测得的相邻点的高差，按图5.6-1进行构网。
图5.6-1单个测站自由测站三角高程网示意图
5、与既有线路水准控制点、调线调坡高程控制点或地下高程起算点的联测采用独立往返水准测量的方法进行。
6、高程测量可根据需要分段测量，分段测量的区段长度不应小于2km，区段间重复观测不应少于3对控制点。
5.6.3高程数据处理
观测数据均合格之后，进行数据存储。
CPIII控制网高程测量以联测的高程控制点为起算数据进行约束平差。
平差后高程中误差不大于±2mm，相邻点高差中误差不大于±1mm。
区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应≤±3mm，满足该条件后，采用余弦平滑方法进行区段接边处理。
6CPIII控制网的复测与维护
6.1CPIII控制网的复测
为了保证轨道施工的精度，在施工过程中应定期对CPIII控制网进行复测。
复测的技术要求和作业方法均应按照初次测量时的标准进行，如遇到平面、高程控制点破坏或不稳定时，应选用该点附近稳定的CPIII控制点参与平差计算。
CPIII控制点复测与原测成果的平面坐标较差应≤±3mm，且相邻点的复测与原测坐标增量较差应≤±2mm。
较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的控制点采用同精度内插方式更新成果。
CPIII控制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。
较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的控制点采用同精度内插方式更新成果。
6.2CPIII控制网的维护
CPIII控制点布设于隧道侧墙、中隔墙、桥梁上冀缘或站台廊檐上，容易受工程施工的影响，应加强对CPIII控制点的保护。
为确保CPIII控制点成果的准确可靠，在使用CPIII控制点进行后续轨道施工测量时，需要与周围其它点进行校核。
对丢失和破损较严重的CPIII控制点应按原测标准在原标志附近重新补设。
1、补设CPIII控制点的埋设
补设CPIII控制点应按原测标准在原标志附近重新埋设。
补设CPIII控制点的点号参考原点号，通过修改原点号中的第四位得到，第一次补设第四位为“J”，第二次补设第四位为“K”，第三次补设第四位为“L”依次类推。
2、补设CPIII控制点外业测量及数据处理
当有CPIII控制点丢失时，应补测此点临近至少四对CPIII控制点，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控制点进行平差计算，平差后其余未约束的CP
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