深圳轨道交通11号线BT项目11310标轨道基础控制网测量技术方案.docx
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深圳轨道交通11号线BT项目11310标轨道基础控制网测量技术方案
深圳地铁11号线BT项目11310标
轨道基础控制网测量
施工方案
编制：
复核：
审批:
中铁上海工程局集团有限公司
深圳地铁11号线BT项目11310标项目经理部
二〇一四年十一月二十三日
一、编制依据
（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》（GB50299-1999）；
（3）《城市测量规范》（CJJ8-2011）；
（4）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）；
（5）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）；
（6）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
（7）国内高速铁路及客运专线无砟轨道的轨道控制网（CPⅢ）测量相关经验；
（8）铁道部有关规程规范、规则和标准以及相关验收规范等。
二、工程概况
深圳轨道交通11号线线路起于深南大道北侧福田枢纽，终于莞深交界以南（深圳侧）碧头站。
线路起点预留了向东延伸的条件，终点预留了向北延伸至东莞，与东莞轨道交通接驳换乘的条件。
在松岗站接轨设松岗车辆段1座，在福永站接轨设机场北停车场1座。
本标段为深圳市城市轨道交通11号线11310标，起至机场站道岔岔前小里程YK31+422，终于碧头站大里程YK51+532，共有10站9区间，其中YK38+550～YK45+630段为高架段，正线铺轨总长度共计20.095双线公里。
道床型式有：
双块式轨枕整体道床、短轨枕整体道床、现浇隔振垫式整体道床和预制隔振垫道床。
沿线共设有机场北和沙后明挖段两个铺轨基地。
工期目标：
2014年12月开始铺轨，2015年6月底全线“短轨通”2015年9月底全线“长轨通”，2016年6月30日开通运营。
三、主要工作内容
本标段轨道基础控制网测量主要包括如下几项内容：
（1）轨道基础控制网布点与埋设；
（2）轨道基础控制网平面测量；
（3）轨道基础控制网高程测量；
（4）轨道基础控制网成果解算。
四、平面坐标系与高程系统
4.1平面坐标系
为保证控制网坐标系统的一致性，轨道基础控制网平面坐标系应采用与既有平面控制网相同的坐标系统。
4.2高程系统
轨道基础控制网高程系统采用与既有高程控制网相同的高程系统。
五、轨道基础控制网测量
5.1轨道基础控制网测量准备工作
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。
轨道基础控制网测量由专业测量队伍实施。
施测单位及作业人员具有测绘资质证书，作业人员通过专业的轨道基础控制网数据采集及数据处理培训或具备无砟轨道CPⅢ控制网测量经验。
所有人员均熟练掌握轨道基础控制网测量流程及要点。
5.1.2仪器配置
每个测量组需配备的设备及其精度要求如表5.1.2-1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。
数据采集和数据处理软件为中铁咨询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。
表5.1.2-1轨道基础控制网测量每测量组人员及仪器设备配置要求
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＂
1台
测距精度
≤1mm+2ppm
电子水准仪
≤0.3mm/km
1台
水准标尺
整体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
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
高精度、原装精密棱镜（LeicaGPR121）
8个
木脚架
与全站仪相配的、要求稳定性好
1个
外挂电源
与全站仪相配的
1个
三角座测量棱镜
精度同测量目标组件
1只
外挂电源
与全站仪相配的
1个
5.1.3线下工程沉降和变形要求
轨道基础控制网测量应在桥梁线下工程施工完成后，且沉降和变形稳定后开展。
5.1.4外业测量条件的要求
由于轨道基础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轨道基础控制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。
（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。
5.2控制点的布设
5.2.1主要技术要求
轨道基础控制点应沿线路成对布设，点位布设应满足表5.2.1-1的要求。
表5.2.1-1轨道基础控制点布设的技术要求
名称
纵向间距
高度
备注
轨道基础控制点
30～60m
高于轨面
0.7～1.5m左右
成对布设在隧道侧墙、中隔墙或站台廊檐上
5.2.2地下隧道区间段控制点布设
在地下隧道区间段，轨道基础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线路设备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。
本项目联络通道地段轨道基础控制点布设位置如图5.2.2-1所示。
图5.2.2-1联络通道地段轨道基础控制点布置图
直线段单圆隧道轨道基础控制点布设位置如图5.2.2-2所示。
图5.2.2-2直线段单圆隧道轨道基础控制点布置图
曲线段单圆隧道轨道基础控制点布设位置如图5.2.2-3、图5.2.2-4所示。
图5.2.2-3曲线段单圆隧道轨道基础控制点布置图
（一）
图5.2.2-4曲线段单圆隧道轨道基础控制点布置图
（二）
区间直线段双线矩形隧道限界图（有中隔墙）轨道基础控制点布设位置如图5.2.2-5所示。
图5.2.2-5区间直线段双线矩形隧道限界图（有中隔墙）轨道基础控制点布置图
5.2.3高架段控制点布设
区间直线段双线高架桥轨道基础控制点布设位置如图5.2.3-1所示。
图5.2.3-1区间直线段双线高架桥轨道基础控制点布置图
5.2.4车站控制点布设
直线段岛式站台车站矩形隧道区间轨道基础控制点布设位置如图5.2.4-1所示。
图5.2.4-1直线段岛式站台车站矩形隧道区间轨道基础控制点布置图
直线段岛式站台车站高架桥轨道基础控制点布设位置如图5.2.4-2所示。
图6.2-8直线段岛式站台车站高架桥轨道基础控制点布置图
5.2.5出入场线控制点布设
区间直线段双线敞开段轨道基础控制点布设位置如图5.2.5-1所示。
图6.2.5-1区间直线段双线敞开段轨道基础控制点布置图
5.3控制点的埋设
5.3.1测量组件
轨道基础控制点测量组件采用精加工元器件，由1Cr18Ni9不锈钢材料制作。
轨道基础控制点标志重复安置精度和互换安装精度X、Y、Z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
预埋件在轨道基础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5.3.1-1所示。
图5.3.1-1预埋件
（2）平面测量采用精密棱镜
1）采用与地下段轨道基础控制网平面测量时相同的测量杆，反射面大、精度高的LeicaGPR121原装精密棱镜（棱镜常数为0），该测量杆可以方便插入预埋件中，确保预埋件埋设不侵入界限，如图5.3.1-2、5.3.1-3所示。
图5.3.1-2平面测量棱镜
图5.3.1-3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5.3.1-4所示。
图5.3.1-4高程测量杆
5.3.2控制点的埋设
轨道基础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。
桥梁段轨道基础控制点成对布设在桥梁固定支座端，对于大跨或多跨连续梁部分点可布设在活动端。
预埋件埋设时，首先在选定位置大致水平钻孔，采用25mm左右直径钻头，钻深55mm。
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，使速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。
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。
在高架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
轨道基础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）+G（表示轨道基础控制点）+××（该公里段序号）。
例如X26G01，其中“X”代表下行，“26”代表里程数，“G”代表轨道基础控制点，“01”代表1号点。
5.3.4控制点点号标注
轨道基础控制点编号应明显、清晰地标在桥梁上冀缘内侧或车站廊檐上，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，如图6.3-5所示。
严禁采用手写标识。
图5.3.4-1轨道基础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）轨道基础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。
如LeicaTCA2003、LeicaTCRP1201+、LeicaTS30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）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
轨道基础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。
5.4.3外业测量使用的软件
为保证轨道基础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，采用的软件为通过相关部门评审和鉴定的高速铁路轨道控制网数据处理与平差软件。
5.5轨道基础控制网平面测量
5.5.1主要技术要求
轨道基础控制网平面测量主要技术要求如表5.5.1-1所示。
表5.5.1-1轨道基础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
轨道基础控制网平面测量
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）轨道基础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5.5.2-1所示。
图5.5.2-1轨道基础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：
Z+×（上下行标识S或X）+××（里程整公里数）+××（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5.5.2-1的规定。
表5.5.2-1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值
轨道基础控制网
0.5″
2
6″
9″
6″
15″
1″
3
6″
9″
6″
15″
（4）平面测量距离观测采用多测回距离观测法，应满足表5.5.2-2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5.5.2-2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
轨道基础控制网
≥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
轨道基础控制网平面测量时应在两端至少各联测1个导线控制点，与导线控制点或调线调坡点联测时，应至少通过三个或三个以上自由测站进行联测。
若区间距离太长时，平面控制网中间段需增加导线点的联测。
如图5.5.3-1所示。
图5.5.3-1与平面起算点联测示意图
当以既有导线控制点（调线调坡导线）等高等级的线路控制点为已知点时，须对联测的平面及高程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。
若上一级控制点的稳定性欠佳或原测量精度未能满足轨道基础控制网的精度要求，则该控制点不能作为轨道基础控制网约束平差的起算点。
当确认上一级控制点的稳定性欠佳、或精度不符合规定要求时，应与设计单位协商，由设计单位对上一级控制点的成果进行改正。
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5.5.4-1所示。
表5.5.4-1轨道基础控制网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
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5.5.2-1、表5.5.2-2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5.5.4-1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，再采用合格的高架上调线调坡导线点进行固定约束平差。
2）平面测量自由网平差时,应按下表5.5.5-1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5.5.5-1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
轨道基础控制网平面测量
±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5.5.5-2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。
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5.5.5-2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
轨道基础控制点联测
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
轨道基础控制网平面测量
±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5.5.5-3中的规定执行。
表5.5.5-3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）
轨道基础控制网平面测量
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。
5.6轨道基础控制网高程测量
5.6.1主要技术要求
（1）轨道基础控制网高程测量的观测方法：
表5.6.1-1高程测量的观测方法
测量方法
路线长度（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
水准测量
≤3
DS1
因瓦
单程（轨道基础控制点间）
往返（联测既有水准网点）
（2）高程测量水准路线的精度要求：
表5.6.1-:
2高程测量水准路线的精度要求（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
8
8
8
6
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
（3）高程测量水准观测测站的技术要求：
表5.6.1-3高程测量水准观测测站的技术要求
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电子水准仪
≥3且
≤60
≤2.0
≤6.0
≥0.3
（4）高程测量水准观测测站的限差要求：
表5.6.1-4高程测量水准观测测站限差（单位：
mm）
项目
等级
两次读数之差
两次读数
所测高差之差
检测间歇点
高差之差
上下丝读数平均值与中丝读数之差
精密水准
0.5
0.7
1.0
----
5.6.2外业测量方法
（1）轨道基础控制网高程测量采用水准测量的方法施测，附合于既有的调线调坡高程控制点上，水准路线闭合长度不得大于3km。
（2）高程测量采用如图5.6.2-1所示的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，如图5.6.2-2所示。
图5.6.2-1矩形法高程测量原理示意图
图5.6.2-2闭合水准测量路线示意图
（3）与调线调坡高程控制点的联测采用独立往返水准测量的方法进行，每1公里左右联测一个既有高程控制点。
（4）高程测量可根据需要分段测量，分段测量的区段长度不宜小于1个区间，区段间重复观测不应少于2对控制点。
（5）高程测量时应注意扶铟瓦尺人员安全，不允许爬上应急平台和吸音板上面立尺。
5.6.3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
高程测量应对相邻4个控制点所构成的水准闭合环进行环闭合差检核，相邻控制点的水准环闭合差不得大于1mm。
高程测量应以联测的既有的调线调坡高程控制点为起算数据进行严密平差，且相邻轨道基础控制点间高差中误差不应大于±0.5mm。
平差计算取位应满足表5.6.3-1的要求。
表5.6.3-1高程测量计算取位
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）
精密水准
0.01
0.1
0.01
0.01
0.1
0.1
（3）区段间接边处理
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。
六、轨道基础控制网的复测与维护
6.1轨道基础控制网的复测
为了保证轨道施工的精度，在施工过程中应定期对轨道基础控制网进行复测。
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轨道基础控制点参与平差计算。
轨道基础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。
轨道基础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。
6.2轨道基础控制网的维护
轨道基础控制点布设于应急平台、吸音板或站台廊檐上，容易受工程施工的影响，应加强对轨道基础控制点的保护。
为确保轨道基础控制点成果的准确可靠，在使用轨道基础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轨道基础控制点应按原测标准在原标志附近重新补设。
（1）补设轨道基础控制点的埋设
补设轨道基础控制点应按原测标准在原标志附近重新埋设。
补设轨道基础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）补设轨道基础控制点外业测量及数据处理
当有轨道基础控制点丢失时，应补测此点临近至少四对轨道基础控制点，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轨道基础控制点进行平差计算，平差后其余未约束的轨道基础控制点成果
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