新建铁路太兴铁路静游至兴县段二青山隧道复测报告.docx
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新建铁路太兴铁路静游至兴县段二青山隧道复测报告
新建铁路
太兴铁路静游至兴县段二青山隧道
精密工程控制测量网
复测报告
TXJX-2标段
（DK132+290～DK148+155）
中铁隧道勘测设计院有限公司
2014年
第一章．复测总体概况
1．任务来源及测量范围
受中铁二十二局集团有限公司新建太兴铁路静游至兴县段TXJX-2标段委托，中铁隧道勘测有限公司对新建太兴铁路静游至兴县段TXJX-2标段标段二青山隧道精测网控制点进行复测。
2．测区概况
二青山隧道穿越吕梁山山脉北段，属中山区，进口位于岚县境内，出口位于兴县境内。
隧道进口里程DK132＋295，出口里程DK148＋146，隧道全长15.851km，属单线特长隧道，也是本项目控制工期的工程。
隧道中部最大埋深600m左右，出口端埋深较浅，约25～60m。
隧道区进口段（岚县端）为山间黄土盆地，洞身段及出口段为褶皱断裂中山区，“V”、“U”字形沟谷发育。
隧道穿越地层除进、出口浅埋段为第四系黄土层外，其余均为太古界、元古界的变质岩地层。
隧道进口17.47m直线段后接半径R=1200m的曲线，曲线长度为1119.47m，中部为直线，至DK146＋825.91接一半径R＝2000m的曲线，曲线长899.44m，洞身线路纵坡为单面坡，自进口至出口依次为4‰/1205m、5‰/13250m和3‰/1396m的下坡。
3．测区控制点概况
新建太兴铁路静游至兴县段TXJX-2标段标段二青山隧道精测网共复测C02、GPS233、XJ2-1、J01、XJ4-3、C04、XJ4-1、XJ3-3、XJ3-2、XJ1-3-1、XJ1-2、J03、J02、XJ2-3等14个点位，桩点保存完好。
4．测量技术依据及采用的资料
《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）
《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）
《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
5．坐标系统
由于设计坐标系统为独立坐标，采用北京54椭球，中央子午线为111°55′，投影面大地高920m（正常高885m）。
该变形值大于规范中“线路设计高程面上的投影长度变形值不宜大于10mm/Km”的规定，故采用与施工时一致的北京54椭球，中央子午线为111°55′，投影面正常高1126m。
6．测量作业技术要求
CPI点GPS测量作业的基本技术要求
级别
项目
CPI
静
态
测
量
卫星高度角（°）
≥15
有效卫星总数
≥4
时段长度（min）
≥90
观测时段数
2
数据采样间隔（S）
15
PDOP或GDOP
≤6
接收机类型
双频
天线的对中采用精密对点器，对点精度小于1mm，每时段观测前后分别量取天线高，误差不大于2mm，取两次平均值作为最终结果。
GPS测量的精度指标
控制网级别
基线边方向中误差
最弱边相对中误差
CPⅠ
≤1.3″
1/180000
GPS接收机的精度指标
级别
二等
a（mm）
≤5
b（mm/km）
≤1
a—接收机固定误差（mm）；b—接收机比例误差系数。
采用GPS复测CPⅠ控制点时，复测成果与原测成果较差应满足下表的规定。
CPⅠ控制点复测限差
控制网类型
GPS等级
坐标较差限差（mm）
CPⅠ
二等
20
注：
表中坐标较差限差指X、Y坐标分量较差
7．测量人员及设备
本次复测投入技术人员8人，工程师2人，助理工程师2人，技术员4人。
投入的设备如下：
序号
设备名称
仪器型号
仪器精度
数量（台）
备注
1
GPS接收机
中海达（H32）
5mm+1ppm
6
已检定
测量仪器经测绘仪器计量检定单位鉴定合格，并在有效期内，可用于相应等级精度要求的测量工作。
8．注意事项
（1）施工单位应以经本次复测确认正确、稳固的设计单位提供测量成果为依据，进行施工加密及放样工作，使用测量控制点前应进行常规检核，确认资料无误、点位稳固后方可使用。
（2）对于易损毁的控制点，施工单位应妥善保护及时设置护桩。
（3）施工放样时应严格执行测量双检制。
第二章控制网复测
1．平面控制网复测
1.1平面控制网的外业观测
1.1.1平面控制网复测构网
复测CPⅠ控制网布设为大地四边形，形成边连式带状网，每个同步环由6个测站组成。
CPⅠ控制网如下图所示
1.1.2平面控制网复测观测
（1）观测严格执行调度计划，按规定时间进行同步观测作业。
（2）CPⅠ同步观测2个时段，每个时段观测时间大于90分钟。
（3）作业前按要求进行仪器检校。
对中设备采用精密对点器，对中精度小于1mm，在作业前及作业过程中对基座水准器、光学对点器进行检校，确保其状态正常。
（4）作业过程中，天线安置严格整平、对中。
（5）卫星高度角设定为≥15°。
（6）数据采样间隔设定为15秒。
（7）同步观测有效卫星总数≥4颗。
（8）PDOP值≤6。
（9）每时段观测前后分别量取天线高，误差小于2mm，取两次平均值作为最终结果。
（10）作业中使用对讲机，离GPS接收机10m以外。
（11）一个时段观测结束后，重新对中整平仪器，再进行第二时段的观测。
（12）观测过程中按规定填写了观测手簿，对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者姓名均进行了详细记录。
1.2平面控制网复测GPS数据处理及精度分析
GPS网基线解算与网平差采用商业软件。
基线解算采用广播星历，使用软件为Leica公司随机商用软件LGO7.0，网平差软件采用武汉大学《COSAGPS后处理软件》进行平差处理。
基线处理时，应严格遵循下列要求
（1）基线解算时，卫星星历统一采用广播星历，卫星高度角为15度。
（2）任一时段同步观测时间，CPⅠ控制网观测时间大于90分钟，任一时段有效卫星数大于4颗。
（3）基线解算满足要求后，对GPS观测数据进行独立环、重复基线进行计算检核。
及时进行观测数据的处理和质量分析，检查其是否符合规范和技术设计要求。
对所有基线进行解算并进行精度分析，约束平差时对基线进行选取，组成独立环进行平差。
1.2.1CPⅠ控制网基线解算结果及平差精度分析
CPⅠ网复测共观测14个点。
经采用LGO软件进行基线解算和检查，所有基线向量的各项质量指标均满足规范的要求。
（1）基线向量独立环闭合差
基线向量独立环闭合差是检验基线向量网质量的一项重要技术指标，当满足限差要求时，能说明组成基线向量网的所有基线解算质量合格、成果可靠。
按《铁路工程测量规范》要求GPS控制基线向量网所有独立环闭合差应符合下式规定：
Wx≤3
*σ；Wy≤3
*σ；Wz≤3
*σ；W≤3
*σ
n为闭合环边数,σ为标准差，即基线向量弦长中误差（mm），
，a为固定误差取5mm，b为比例误差取1mm/km，d为平均弦长、单位为km。
本标段CPⅠ控制网复测基线向量异步环闭合差最大值见下表：
中央子午线111°55′投影面正常高1126m
线路点号
DX闭合差（mm）
DY闭合差（mm）
DZ闭合差（mm）
长度闭合差（mm）
环总长度（m）
相对闭合差（ppm）
备注
J02、GPS233、J03
7.10
-4.80
7.50
11.39
1401.6654
8.13
合格!
由附后的基线向量异步环闭合差统计数据可知：
本标段CPⅠ控制网复测基线向量所有异步环闭合差均满足限差要求，所有基线质量合格。
（2）重复基线较差
按《铁路工程测量规范》要求，同一边不同观测时段基线较差应满足GPS接收机标准差ds≤2
σmm。
本标段CPⅠ复测网重复基线最大较差值见下表:
中央子午线111°55′投影面正常高1126m
序号
起点
终点
DX（m）
DY（m）
DZ（m）
S（m）
限差/差值（mm）
备注
21
GPS233
XJ3-3
8898.0298
4705.6645
-1189.1444
10135.6932
31.9665
24
GPS233
XJ3-3
8898.0298
4705.6672
-1189.1186
10135.6779
-15.2929
合格
由附后的重复观测基线较差计算表可知：
CPⅠ控制网复测所有重复观测向量较差均满足规范限差要求，基线解算成果可靠。
（3）三维无约束平差结果
经三维无约束平差计算后的精度统计如下表。
CPⅠ三维无约束平差精度统计表
中央子午线111°55′投影面正常高1126m
最弱边
No.
FROM
TO
S（m）
MS（cm）
MS:
S
ppm
37
J01
J03
480.992
0.19
1/251000
3.98
最弱点
NO.
Name
X（m）
Y（m）
Z（m）
Mx（cm）
My（cm）
Mz（cm）
Mp（cm）
12
J01
-1835148.3143
4674041.5356
3921793.2731
0.28
0.50
0.38
0.69
由CPⅠ控制网三维无约束平差精度统计数据可知：
CPⅠ控制网的基线向量网自身的内符合精度高，基线向量没有明显系统误差和粗差，基线向量网的质量是可靠的，在此基础上可以进行二维约束平差。
（4）CPⅠ控制点二维约束平差
在确认复测精度满足要求时的前提下，进行GPS控制网的二维约束平差，做到和设计时施工控制网的平差方案基本一致为好，包括中央子午线的确定，投影面的选择等，以便成果的比较和分析。
固定经检验精度满足要求的的C02、GPS233、XJ2-1、J01在中央子午线为111度55分带,投影面正常高为1126m的北京54坐标系二维坐标，对CPⅠ控制网进行二维约束平差，计算得到CPⅠ控制点平面坐标。
CPⅠ复测网经采用二维约束平差计算后，最弱点和最弱边精度见下表：
中央子午线111°55′投影面正常高1126m
最弱点坐标点位精度
NO.
Name
X（m）
Y（m）
Mx（cm）
My（cm）
Mp（cm）
5
XJ4-3
4225898.5606
444439.2770
0.18
0.14
0.23
最弱边边长、方位角精度
No.
FROM
TO
A（dms）
MA（s）
S（m）
MS（cm）
MS:
S
ppm
114
XJ4-1
XJ4-3
13.08370
0.62
491.7782
0.18
1/266000
3.75
由上可知，CPⅠ复测网的各项指标均满足规范要求，达到二等GPS控制网的精度要求。
2．复测结论
2.1控制网复测成果判别方法
按照《铁路工程测量规范》TB10101-2009中关于CPⅠ的规定，根据CPⅠ复测网的独立环、重复基线差、无约束平差基线向量各分量改正数及无约束与约束平差基线向量改正数较差、坐标点位精度的统计，首先确认CPⅠ复测网精度满足二等GPS网精度规定后，应进行复测与原测成果的分析比较，满足要求时应采用设计单位勘测成果。
2.2CPⅠ控制网复测结论
通过复测坐标与原测坐标比较可以看出，除XJ2-3外其他CPI控制点复测与原测坐标满足X、Y坐标差值小于±20mm的要求，施工单位应采用复测合格的原测坐标成果进行施工放样及加密工作。
2.3复测坐标成果
北京54参考椭球,中央子午线111°55′00″，投影面正常高1126米，X0=0km；Y0=500km。
序号
点名
X坐标（m）
Y坐标（m）
备注
1
C02
4227534.4627
442512.1999
设计成果
2
GPS233
4227724.2375
457804.1938
设计成果
3
XJ2-1
4226838.8529
454311.0773
设计成果
4
J01
4227931.4385
457851.9009
设计成果
5
XJ4-3
4225898.5451
444439.2670
设计成果
6
C04
4226912.1942
441947.6154
设计成果
7
XJ4-1
4225419.6688
444327.4525
设计成果
8
XJ3-3
4226144.4205
447793.9381
设计成果
9
XJ3-2
4225869.1419
447314.5034
设计成果
10
XJ1-3-1
4227607.2657
456857.1217
设计成果
11
XJ1-2
4228030.7971
456578.9102
设计成果
12
J03
4227485.3421
458031.6740
设计成果
13
J02
4227893.6809
458338.0703
设计成果
14
XJ2-3
4227141.7499
453984.8157
复测成果
第三章网平差报告
1．CPⅠ控制网复测重复基线长度差值比较
重复基线长度差值比较,每部分第一行为参考基线及长度差限差（mm），后续为重复基线及其与参考基线的差值）
----------------------------------------------------------------------------------------------------
序号起点终点DX（m）DY（m）DZ（m）S（m）限差/差值
----------------------------------------------------------------------------------------------------
1C02XJ4-3-2184.3344267.4484-1244.79282528.310615.8474
10C02XJ4-3-2184.3318267.4396-1244.81092528.31635.7343合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
2C02C04400.1404516.3392-532.3935842.710714.3416
6C02C04400.1435516.3319-532.4035842.71403.3169合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
3C02XJ4-1-2182.5852561.9634-1639.67642787.116716.1909
8C02XJ4-1-2182.5808561.9594-1639.68422787.11710.3367合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
4C02XJ3-3-5280.2621-1022.5066-964.25065464.107120.9488
9C02XJ3-3-5280.2562-1022.5215-964.27285464.10811.0045合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
5C02XJ3-2-4891.7592-704.1661-1196.27645084.902720.1705
7C02XJ3-2-4891.7436-704.1975-1196.30755084.8993-3.3423合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
6C02C04400.1435516.3319-532.4035842.714014.3416
2C02C04400.1404516.3392-532.3935842.7107-3.3169合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
7C02XJ3-2-4891.7436-704.1975-1196.30755084.899320.1705
5C02XJ3-2-4891.7592-704.1661-1196.27645084.90273.3423合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
8C02XJ4-1-2182.5808561.9594-1639.68422787.117116.1909
3C02XJ4-1-2182.5852561.9634-1639.67642787.1167-0.3367合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
9C02XJ3-3-5280.2562-1022.5215-964.27285464.108120.9488
4C02XJ3-3-5280.2621-1022.5066-964.25065464.1071-1.0045合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
10C02XJ4-3-2184.3318267.4396-1244.81092528.316315.8474
1C02XJ4-3-2184.3344267.4484-1244.79282528.3106-5.7343合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
11C04XJ4-3-2584.4753-248.8909-712.39962692.391616.0621
18C04XJ4-3-2584.4750-248.8903-712.40582692.39291.2971合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
12C04XJ4-1-2582.726145.6242-1107.28322810.450516.2231
16C04XJ4-1-2582.723645.6275-1107.28042810.4471-3.3470合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
13C04XJ3-3-5680.4030-1538.8533-431.86165900.978921.8763
17C04XJ3-3-5680.3984-1538.8529-431.86875900.9749-4.0127合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
14C04XJ3-2-5291.9006-1220.5051-663.88315471.250820.9637
15C04XJ3-2-5291.8858-1220.5292-663.90355471.2443-6.4633合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
15C04XJ3-2-5291.8858-1220.5292-663.90355471.244320.9637
14C04XJ3-2-5291.9006-1220.5051-663.88315471.25086.4633合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
16C04XJ4-1-2582.723645.6275-1107.28042810.447116.2231
12C04XJ4-1-2582.726145.6242-1107.28322810.45053.3470合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
17C04XJ3-3-5680.3984-1538.8529-431.86875900.974921.8763
13C04XJ3-3-5680.4030-1538.8533-431.86165900.97894.0127合格!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
18C04XJ4-3-2584.47
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