双块式无砟轨道精密测量控制技术总结.docx
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双块式无砟轨道精密测量控制技术总结
沪昆高速铁路客运专线长昆湖南段
CKTJ-Ⅱ标段
（起讫桩号：
DK55+068～DK74+373）
双块式无砟轨道精密测量控制
路桥建设股份沪昆客专长昆湖南段第一项目分部
二〇一三年十一月
目录
1CPIII建网测设1
1.1CPⅢ标志1
1.2CPⅢ点和自由设站编号5
1.3CPⅢ点的布设6
1.3.1桥梁段CPⅢ点的布设6
1.3.2路基段CPⅢ点的布设7
1.3.3隧道段CPⅢ点的布设7
1.4CPⅢ网测量与数据处理7
1.4.1CPⅢ网网形8
1.4.2测站网型图8
1.5CPⅢ网平面测量9
1.5.1仪器设备要求9
1.5.2仪器检验和校正9
1.5.3观测要求10
1.5.4主要技术指标11
1.5.5CPⅢ网分段与测段衔接12
1.5.6外业记录13
1.5.7内业数据处理15
1.6CPⅢ网高程测量18
1.6.1联测网形18
1.6.2主要技术要求19
1.6.3桥面高程传递20
1.6.4内业数据处理21
1.6.5CPⅢ高程区段接边处理22
1.6.6CPⅢ高程成果的取用22
2双块式无砟道床施工23
2.1轨道粗调23
2.1.1轨排横向调整23
2.1.2轨排高程调整23
2.2轨道精调24
2.2.1全站仪操作24
2.2.2精调轨检小车测量25
2.2.3第一次精调25
2.2.4第二次精调26
2.2.5GRP人工补偿26
2.2.6浇注后复测27
3长轨精调27
3.1要素输入27
3.2测量前设备校准28
3.3精调时设站注意事项28
3.4测量前现场环境检测28
3.5内业数据处理28
3.6数据输出以及后处理31
4结束语31
双块式无砟轨道精密测量控制技术总结
作者：
陈永环王林单位：
沪昆客专
1CPIII建网测设
1.1CPⅢ标志
1.1.1CPⅢ标志及安装
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。
单轴CPⅢ标志为中铁四院的国家专利产品，专利号为：
ZI200820066038.9。
单轴CPⅢ标志组由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆等三部分组成。
单轴CPⅢ标志组的主要部件均采用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料。
单轴CPⅢ标志组各个部件的单独加工精度为0.02mm，棱镜（水准）测量杆插入预埋件后，引起的平面误差最大为0.168mm，高程误差最大为0.161mm。
1.各标志的尺寸如下：
预埋件尺寸：
外径：
20mm；长度：
100mm；
内径：
14.010mm～14.025mm。
棱镜测量杆尺寸：
内插杆外径:
13.960mm～13.975mm;
外接杆长度：
110.000mm～110.050mm。
棱镜套管内径：
10.000mm～10.025mm。
水准测量杆尺寸：
内插杆外径:
13.960mm～13.975mm;
外接杆长度（至球心）：
149.950mm～150.050mm。
外接杆长度（至球顶）：
159.950mm～160.050mm。
2.安装要求及方法
（1）桥梁部分CPⅢ标志组中预埋件的安装：
①打孔
在桥防撞墙上，每隔60米左右设置一对CPⅢ标预埋件，并且要求每对CPⅢ之间的连线应与此处铁轨的延伸方向大致垂直。
在桥梁挡砟墙顶设标，大致竖立钻孔，采用25厘米以上直径钻头，钻深11厘米。
②安装
A检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。
B用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进入预埋件。
C将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞入洞孔。
D竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点，锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。
E整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。
（2）路基部分CPⅢ标志组中预埋件的安装：
①打孔：
应在路基标志桩距基础80厘米左右（此处需高于轨顶50cm）处预钻直径2.5厘米的孔，孔深11厘米左右。
②安装
A检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。
B用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进入预埋件。
C将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或其它锚固剂等塞入洞孔。
D预埋件定位从水平到向上倾斜方向。
E整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准
注：
由于路基段CPⅢ控制点布设在接触网基础上的临时辅助立柱上，因此需扩大接触网基础承台布设辅助立柱。
CPⅢ点埋设立柱的直径为250mm，高度为1200mm，基础承台扩大部分高度设为500mm，具体情况由各接触网基础类型和轨道标高确定。
（3）隧道内CPⅢ标联接件预埋件的安装：
①打孔：
应在隧道内边墙上，距离电缆槽约30-80厘米高处预钻直径2.5厘米的孔，孔深11厘米左右。
②安装
A检查平面（水准）和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。
B用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进入预埋件。
C将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞入洞孔。
D预埋件定位从水平到向上倾斜方向。
E整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。
1.1.2CPⅢ标志的使用
1.平面测量
A和已安装的预埋件配套一致，选择棱镜测量杆12根。
B把棱镜测量杆插入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。
C将棱镜安装在棱镜测量杆插头上。
D旋转棱镜头正对准全站仪。
E测量完将预埋件塑料盖盖上。
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
A和已安装的预埋件配套一致，选择4根水准测量杆。
B把水准测量杆插入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。
C将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上。
D测量完将预埋件塑料盖盖上。
1.1.3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塞子盖上。
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，则用水冲洗。
1.1.4检验方法
采用内径和外径千分尺检测，达到加工尺寸范围为合格，并保留检测记录。
1.2CPⅢ点和自由设站编号
1）CPⅢ点编号：
采用7位编号形式（0000300），具体要求如下：
为避免长短链地段编号重复的问题，前4位采用四位连续里程的公里数，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，下行线轨道前进方向左侧的标记点编号为奇数，处于下行线轨道右侧的标记点编号为偶数。
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）、线路的左、右侧、外移距离、桩类型、具体设置位置和其它需要说明的情况等。
点位描述附在成果表里。
丢失或破坏后补埋点，新点号一般可通过修改原点号中的第5位得到。
CPⅢ点编号路基地段宜标绘于接触网杆（或临时基础内侧），标志正下方0.02m；桥梁地段宜标绘于挡砟墙内、外侧，顶面下方0.02m；隧道地段宜标绘于标志正上方0.02m。
点号标志字号应采用统一规格字模刻绘，“长昆客专CPⅢ”和测量采用黑体字，CPⅢ点号采用Arial字体，每行居中排列。
点号铭牌采用白底红字，白色抹底规格为40cm×30cm。
长昆客专CPIII066328测量标志严禁破坏
2）自由设站编号
CPⅢ测量过程中的自由设站点编号根据连续里程和测站号等相关信息来进行编制，如0613C101。
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1代表第一次测量，第7位和第8位代表测站顺序编号，01～99号数循环。
测站顺序编号由各标段自行分配，但标段连接处相邻标段应进行协调，保证CPⅢ测站编号不重复。
1.3CPⅢ点的布设，CPⅢ点应成对布设，距离布置一般约为60m，埋设于接触网杆或其基础、桥梁防撞墙、隧道边墙等位置。
CPⅢ点布设高度应大致等高，并
应设在设计轨道高程面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，应采用快干砂浆、水泥或者锚固剂等进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
1.3CPⅢ点的布设
1.3.1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。
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64m，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，应在跨中部分布设一对CPⅢ点，该对CPⅢ点应尽可能在同等条件下使用，使用前并应复核。
如：
32+48+32m；40+64+40m；40+56+40m；40+72+40m；40+80+40m；64+100+64m；64+80+64m；64+128+64m；32+48+32m；40+64+40m；40+56+40m；40+72+40m；40+80+40m；64+100+64m；64+80+64m；64+128+64m。
3）大跨连续梁和特殊结构
大胜关长江大桥和黄河特大桥等大跨桥梁和特殊结构的CPⅢ点布设方案根据工程结构特点和轨道型式单独制定。
1.3.2路基段CPⅢ点的布设
路基段使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ辅助立柱（参见附件11.1）。
CPⅢ辅助立柱直径为25cm，顶面高于设计轨道面至少30cm。
待基础定后，在CPⅢ辅助立柱上使用快干砂浆或锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。
1.3.3隧道段CPⅢ点的布设
隧道里一般布置在设计轨道顶面以上30~50cm的边墙内衬上，相邻CPⅢ点对相距60m左右.
1.4CPⅢ网测量与数据处理
CPⅢ控制网应采用自由设站边角交会法施测。
CPⅢ平面网应附合于CPⅠ、CPⅡ控制点上，每600m左右应联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点。
1.4.1CPⅢ网网形
因遇施工干扰或观测条件稍差时，局部CPⅢ平面控制网可采用图2.2.1所示的构网形式，平面观测测站间距应为60m左右，每个CPⅢ控制点有四个方向交会。
1.4.2测站网型图
1.4.3联测CPⅠ和CPⅡ点
CPⅢ控制点测量方法及与上一级控制网的关系：
在自由站上测量CPⅢ点时，应同时观测满足联测要求的所有CPⅡ和CPⅠ点，CPⅠ和CPⅡ点必须采用与CPⅢ点一致的棱镜。
CPⅢ点与CPⅡ点联测置镜于CPⅡ点后视与其通视的CPⅡ点，CPⅡ点联测时至少与3个CPⅢ点进行联测，有可能时应尽可能多的联测CPⅢ点，联测长度控制在150-200米之内。
也可在自由设站观测站上直接联测CPⅡ点，联测不少于三个自由站。
各CPⅢ测量组中需使用同一种棱镜（含联测CPⅠ点、CPⅡ点和加密CPⅡ点），并做好棱镜常数等参数的设置工作。
联测CPⅠ、CPⅡ点采用的联测网形有以下四种，一般采用第一种。
除特别情况外，不采用最后2种。
（1）当采用在自由设站置镜观测CPⅠ、CPⅡ点时，应在3个或以上连续的自由测站上观测CPI、CPⅡ点。
（2）当采用在CPⅠ、CPⅡ点置镜观测CPⅢ点，应在CPⅠ、CPⅡ点置镜观测3个及以上CPⅢ点。
（3）在控制点上采用下图形式联测CPⅢ点。
（4）当梁上梁下不能直接通视时可以采用加临时站的方法。
1.5CPⅢ网平面测量
1.5.1仪器设备要求
用于CPⅢ测量的仪器设备应通过国家法定机构检定，并在检定有效期内。
1、全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能，其标称精度应满足：
方向测量中误差不大于±1″，测距中误差不大于±（1mm+2ppm）。
2、水准仪不低于DS1级的电子水准仪及其配套铟瓦尺。
3、配套的温度计量测精度不低于±0.5℃，气压计量测精度不低于±5hpa。
1.5.2仪器检验和校正
平面观测前，应对全站仪进行检验和和校正，主要包括以下内容：
（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）对中器的检验和校正。
对中误差不应大于1mm。
（10）测距加常数及棱镜常数的检验。
1.5.3观测要求
CPⅢ网采用自由设站边角交会法测量。
自由测站的测量，每个自由测站，一般以前后各3对CPⅢ点为测量目标，每个CPⅢ点至少从3个测站上分别联测。
一般应尽量选择无风的阴天进行或夜间进行观测，并准确测定每站测量时的温度和气压。
CPⅢ控制网观测的自由测站间距一般约为120m，自由测站到CPⅢ点的最远观测距离不应大于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。
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1.1CPⅢ平面网水平方向观测技术要求
仪器
等级
测回
数
半测回归零差
测回间同一方向2C互差差
同一方向归零
后方向值较
0.5″
2
6″
9″
6″
1″
3
6″
9″
6″
CPⅢ平面网距离测量应满足下表的规定。
表1.2CPⅢ平面网距离观测技术要求
测回数半测
回距离较差
盘左和盘右
测回间距离较差
2或3
±1mm
±1mm
注：
距离测量一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程。
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。
CPⅢ平面网与上一级CPⅠ、CPⅡ控制点联测时，应至少通过3个连续的自由测站或3个以上CPⅢ点进行联测。
1.5.4主要技术指标
CPⅢ平面网的主要技术指标应满足表2.3的规定。
表1.3CPⅢ平面网的主要技术指标
方向观测中误差
距离观测中误差
相邻点的相对点位坐标方向中误差
同精度复测坐标较差
1.8″
1.0mm
±1mm
±3mm
CPⅢ平面自由网平差后，方向改正数的限差为±3″，距离改正数的限差为±2mm。
CPIII平面约束平差后的精度指标应满足表2.4的规定，单位权中误
差宜为0.7~1.3，可靠性指标最小为0.15，平均为0.25。
表1.4CPⅢ平面网平差后的主要精度指标
控制网名称
与CPI、CPII联测
与CPIII联测
距离中
误差
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″
4mm
3″
2mm
1mm
2mm
CPⅢ平面网的平差计算取位，应按下表的规定执行。
表1.5CPⅢ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）
点位坐标
CPII平面网
0.1
0.1
0.01
0.01
0.01
0.1
1.5.5CPⅢ网分段与测段衔接
CPⅢ可以根据施工需要分段测量，分段测量的测段长度不宜小于
4km。
测段间应重复观测不少于6对CPⅢ点，作为分段重叠观测区域以便进行测段衔接。
区段搭接不应位于车站范围内。
施工时CPⅢ网两端应分别预留6对CPⅢ点区段，作为后续CPⅢ控制网连接区域。
测段之间衔接时，前后测段独立平差重迭点坐标差值应满足≤±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控制点及重叠段前测段2~6个CPⅢ点进行约束平差。
再次平差后，其他未约束的公共点在两个区段分别平差后的坐标差值应不大于1mm。
完成全部平差后，重叠点的坐标应采用前一区段CPⅢ网的平差结果。
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。
1.5.6外业记录
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，应在现场认真填写，在每段CPⅢ测量结束后装订后存档。
外业测量时，对于特殊情况在备注栏中加以说明。
对于填写不下的，另附纸张说明。
棱镜高也记录在备注栏中。
沪昆铁路CPⅢ测站信息表
土建标（工区/组）段第页（共页）
仪器型号和编号：
/
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
测
站
编号/点名
测站高
温度
气压
天气
时段
CP
III
（按观测顺序填写）
编号1
编号2
编号3
编号4
编号5
编号7
编号8
编号9
编号10
编号11
编号12
棱镜高
CPI/
CPII
点名
棱镜高
备注
组长：
复核：
监理：
日期：
1.5.7内业数据处理
CPⅢ点的平面数据处理软件采用铁道部评审通过的SYADJ软件，该软件系统主要由嵌入式全站仪机载测量软件、全站仪测量数据预处理软件、精密工程测量平差软件三部分组成。
该软件能够兼容目前主流的各型全站仪和各类CPⅢ标志，能够对外业观测数据对规范要求的各项精度指标进行检核，并提供合格的数据处理成果。
观测数据存储之前，必须对观测数据的质量进行检核。
包括如下内容：
仪器高、棱镜高；观测者、记录者、复核者签名；观测日期、天气等气象要素记录。
检核方法可以采用手工或程序检核。
观测数据经检核不满足要求时，及时提出重测，经检核无误并满足要求时，进行数据存储，提交给数据计算、平差处理。
数据计算、平差处理采用SYADJ平差软件，在计算报告中要说明软件名称。
自由设站点、CPⅢ点进行整体平差。
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
将外业全仪机载软件记录的数据传入计算机，进行数据整理、检查后，利用多测回测角测站平差计算软件（SYADJ），可对方向观测法和分组方向观测法的测站数据进行测站平差和观测数据检核。
测站观测文件的数据管理，全站仪观测时，观测文件名采用全站仪默认格式，传输至计算机进行数据处理时，应先备份原始数据，并复制原始数据进行处理，此时
应将文件名重新命名。
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。
测站平差报告应有文本和表格两种文件形式。
测站平差的成果应能满足平差软件直接读取数据的格式要求。
（2）坐标概算及距离改化
坐标概算是常规平差的首要任务，误差方程列立是基于待定点的近似坐标的。
计算近似坐标的方法有很多种，本程序主要采用：
导线推算，边长交会，方向交会共三种方法。
距离改化包括高斯投影距离改化和距离高程改化。
可在观测值预处理软件中进行改化，也可在概算后平差时改化。
（3）粗差的剔除使用Baarda粗差探测方法剔除所有含有粗差的观测值。
（4）边、角权比
使用Helmert方差分量估计的方法通过逐次平差确定两类观测量（边、角）的合理的权阵。
（5）起算点兼容性
约束平差之前进行一次拟稳平差，根据拟稳平差给出的已知点残差值进行兼容性分析。
对不兼容的已知点应进行外业复核，并对成果进行修正。
（6）平差计算平差计算对验后单位权中误差、观测值改正数与精度应进行检核。
（7）提交成果应提交相应段落的下列文件：
平差精度评定文件；平差后成果文件；控制网网形图；相邻CPⅢ控制点相对精度图；重叠点坐标比较表。
成果表格式参照表1.7。
表1.7CPⅢ控制测量成果表
×××线CPⅢ控制测量成果表
××至××段（DK××××-DK××××）
WGS84坐标系中央子午线经度:
116度45分，1985高程基准
投影面大地高程:
0m高程异常:
0mX0=0km；Y0=500km
序号
点号
X（m）
Y（m）
H（m）
位置描述
线路里程
连续里程
线路左右侧
外移距（m）
备注
计算：
复核：
监理：
日期：
1.6CPⅢ网高程测量
CPⅢ控制点水准测量可按1.6.1节中
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