京沪指导书.docx
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京沪指导书
新建铁路
京沪高速铁路
CPⅢ控制网测量作业指导书
铁道第三勘察设计院集团有限公司
2009年9月
文件编制单位
：
铁三院航遥测绘分院
编写
：
李新增
复核
：
王兵海
审核
：
张冠军
目录
1概述1
1.1工程概述1
1.2线路基本情况错误！
未定义书签。
2技术依据3
3测量范围及内容3
3.1测量范围3
3.2测量内容3
4坐标和高程系统3
4.1平面坐标系3
4.2高程基准3
5CPII精测网加密4
5.1平面控制网加密技术要求4
5.2高程控制网加密技术要求5
5.2.1测量方案5
5.2.2技术要求5
5.3线下工程沉降评估6
5.4GPS加密CPII网6
5.5导线加密CPII网6
5.6水准点的加密6
6CPⅢ点的埋标与布设6
6.1CPⅢ标志7
6.1.1CPⅢ标志及安装7
6.1.2CPⅢ标志联接件的使用7
6.1.3CPⅢ标志日常管理和养护7
6.1.4检验方法7
6.2CPⅢ点和自由设站编号7
6.3CPⅢ点的布设8
6.3.1桥梁段CPⅢ点的布设错误！
未定义书签。
6.3.2路基段CPⅢ点的布设8
6.3.3隧道段CPⅢ点的布设错误！
未定义书签。
7CPⅢ网测量与数据处理8
7.1CPⅢ网网形9
7.2CPⅢ网平面测量9
7.2.1观测要求9
7.2.2主要技术指标10
7.2.3CPⅢ网分段与测段衔接11
7.2.4外业记录11
7.2.5内业数据处理13
7.3CPⅢ网高程测量13
7.3.1联测网形13
7.3.2主要技术要求14
7.3.3桥面高程传递错误！
未定义书签。
7.3.4内业数据处理错误！
未定义书签。
8数据整理16
9CPⅢ网的复测与维护16
9.1CPⅢ网的复测16
9.2CPⅢ网的维护16
10成果资料16
兰新铁路第二双线（新疆段）路基试验段
CPIII网技术方案
2010年10月
京沪高速铁路CPⅢ控制网测量作业指导书
1概述
工程概述
3
3
3
3
3
3
4
4
5
5
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6
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17
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17
18
18
八标路基试验段里程范围DK1793+150～DK1793+650,全长500m,采用冲击碾压方式进行地基处理。
工点位于山前洪积倾斜平原，地形平坦开阔，地势大致由北向南微倾斜。
地表为戈壁滩，地表散布固定沙丘，沙丘表面生长骆驼刺、梭梭。
红柳等植物，植被覆盖率30%~50%。
根据《高速铁路工程测量规范》第3.5.12条的技术要求，“CPIII平面网客根据施工需要分段测量，分段测量的区段长度不宜小于4km”，由于试验段长度都没有达到规范的要求，特制定本方案以解决CPIII测量问题。
技术依据
（1）《高速铁路工程测量规范》TB10601—2009）；
（2）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；
（3）《时速200公路及以上铁路工程基桩控制网（CPIII）测量管理办法》（铁建设【2008】80号）；
（4）《客运客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设【2008】158号）；
（5）铁道部和兰新铁路新疆有限公司的其他相关规定。
测量范围及内容
测量范围
达坂城试验段：
DK1793+150～DK1793+650，共500米。
测量内容
（1）CPII控制网加密；
（2）线路二等水准控制点加密；
（3）CPIII平面、高程控制测量。
坐标和高程系统
4.1平面坐标系
为保证三网合一，平面坐标系统采用国家2000大地坐标系，高程系统为国家85高程基准。
本标段投影带，具体见下表：
序号
分界里程范围
中央子午线经度
投影面正常高（m）
投影面大地高（m）
1
DK1792+400-DK1794+400
87°50′
1130
1070
4.2高程基准
高程系统采用1985国家高程基准。
CPII精测网加密
I
（1）为满足CPIII测量联测的需要，本段CPIII测量前对测量范围内的CPI、CPII及二等水准网进行复测。
本次复测可以只复测测量区段附近的CPI和CPII点，但必须联测相邻的2个稳定CPI点，且该CPI点应作为相邻段CPIII测设时（包括CPI、CPII及二等水准网复测、加密及CPIII测量时的公共点）。
（2）当点位的位置和密度不能满足CPIII建网时的联测需要时，对CPII点和二等水准点进行同精度加密测量，确保试验段两端有可用的CPI或CPII（加密）点。
（3）加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补，统一观测、统一平差，与相邻段落的CPII加密网衔接2个或2个以上的控制点。
CPII（加密）点应均匀分布于线路两侧，且试验段正线两端需布置2个CPII
（加密）点。
该点应加强保护，以备后续使用。
试验段两端靠近试验段的位置布设2个CPII（加密）点。
全面布置4个CPII（加密）点，以备相互检核。
条件允许的情况下，测量CPII时应联测附近的所有CPII点，以增强网型强度。
路基试验段两端需保证有CPII（加密）点；
试验段加密点尽量布置于挡风墙内侧，以方便后续施工。
JM1～JM2,JM3～JM4的距离在300～350m之间，且应保证至少有两测站CPIII可同该JM1、JM4联测，联测距离宜小于300m。
CPII加密测量时观测两个时段，每个时段不少于90分钟（因基线较短，条件允许时应尽量延长观测时段提高观测质量），加密CPII点时应联测与不少于2个CPI点以及相邻的CPII点，且加密点应位于所联测CPI/CPII点构成的网形中部，以确保以后和相邻区段的衔接。
CPII加密控制网应附合到CPI上，并采用固定数据平差。
平差前，对CPII加密点进行整体平差前应先对网中的原CPI和CPII点的稳定性进行分析。
对不满足精度要求的原CPI和CPII进行剔除，满足要求的全部作为起算点。
平差后，各项限差值应能满足《高速铁路工程测量规范》及《兰新铁路第二双线（新疆段）CPIII测量技术手册》中的相关规定。
平面控制网加密技术要求
1、加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定。
所采用仪器应经过检定，并在有效检定期内。
2、加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损较严重的标石应按原测标准用同精度扩展方法恢复或增补。
3
高程控制网加密技术要求
测量方案
高程点加密应采用不低于DS1的水准仪，须经过检定，并处于检定有效期内。
高程控制网加密时，对于沉降区水准线路必须联测到两个以上水准基点上，以检验联测水准点是否发生显著沉降；对于非沉降区水准路线必须联测两个以上水准点或深埋桩。
高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行，
作业前及作业过程中检查i角均应不超过15″；水准尺须采用辅助支撑进行安置，测量转点应安置尺垫，尺垫选择坚实的地方并踩实以防尺垫的下沉。
水准线路采用往返观测，并沿同一路线进行。
每一测段均采用偶数站结束，往返观测在一日的不同时间段进行。
水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择，宜优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。
技术要求
表5.3二等水准测量精度要求（mm）
水准测量等级
每千米水准测量偶然中误差
每千米水准测量全中误差
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
平原
山区
二等
≤1.0
≤2.0
6
4
0.8
4
——
表5.4二等水准测量主要技术要求
等级
水准仪最低型号
水准尺类型
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）
数字水准仪重复测量次数
光学
数字
光学
数字
光学
数字
光学
（下丝读数）
数字
二等
DSZ1、DS1
因瓦
≤50
≥3且≤50
≤1.0
≤1.5
≤3.0
≤6.0
≥0.3
≤2.8且≥0.55
≥2次
表5.5水准测量的主要技术标准
等级
路线长度
（km）
水准仪
最低型号
水准尺
观测次数
二等水准
≤400
DSZ1、DS1
因瓦
往返
二等水准线路跨越长江、黄河等特大河流时，应按现行《国家一、二等水准测量规范》跨河水准测量有关规定执行。
线下工程沉降评估
无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CPⅢ的控制网测量应在线下工程沉降评估之后进行。
1.1.1GPS加密CPII网
考虑到既有CPI和CPII的情况，应优先采用GPS进行CPII的加密工作。
1、选点
CPII加密点应尽量直接采用CPIII观测标或采用强制对中标，在桥梁部分CPII加密点上桥，在路基部分埋设于基础网基础上，加密CPII埋设要求与原CPII埋设要求一样。
当直接采用CPIII观测标作为加密CPII点时，应确认此CPIII标预埋件是否铅直。
如果不铅直在加工GPS联接杆时应采取相应措施，保证棱镜中心至棱镜测量杆的外接杆底部的距离等于GPS相位中心至GPS测量杆的外接杆底部的距离。
当直接埋设普通强制对中标作为CPII加密点时，应注意埋设于桥梁固定端顶端，标志应注意不要露出挡墙顶面2mm以上。
另外，由于受距离影响以及测段间需重叠六对标的要求，在重叠段不适宜采用CPIII观测标作为加密CPII点。
并且在梁下埋设的点如果不能与梁上直接通视，则必须保证在梁下埋设两个相互通视的CPII点。
2、观测
静
态
测
量
卫星高度角（°）
≥15
有效卫星总数
≥4
时段中任一卫星有效观测时间（min）
≥20
时段长度（min）
≥60
观测时段数
1～2
数据采样间隔（S）
15
PDOP或GDOP
≤8
重复设站
2
3、数据处理
为保证CPIII联测精度，平差时以相邻CPI及CPII为约束点进行局部分段平差，注意做好分段网间的衔接。
在整体平差前应先对网中的CPI和CPII的稳定性进行分析：
（1）基线质量检验：
表5.7基线质量检验限差表
检验项目
限差要求
X坐标分量闭合差
Y坐标分量闭合差
Z坐标分量闭合差
环线全长闭合差
独立环（附合路线）
1.1.1.1.1.1.1.1.1重复观测基线较差
≤
，本项目a=5mm,b=1ppm。
（2）在基线的质量检验符合要求后，应以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其相应的方差—协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS—84的三维坐标为起算数据，进行无约束平差。
无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求：
V△x≤3σ，V△y≤3σ，V△z≤3σ
（3）GPS网无约束平差合格后，应引入网中联测的CPI和CPII点坐标进行三维约束平差，引入的已知数据应进行稳定性评定。
约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足下式要求：
dV△x≤2σ，dV△y≤2σ，dV△z≤2σ
平差后加密点CPII的点位精度应小于10毫米，基线边方向中误差≤1.7″，最弱边相对中误差限差为1/100000。
1.1.2导线加密CPII网
CPII控制点采用TCA2003、TC1800等同精度的全站仪施测。
加密导线点的埋设要求同CPII点埋设要求。
1、TCA2003仪器测角精度为0.5″，测距精度为1mm+1ppm×S，S为导线边长；TC1800仪器测角精度为1″，测距精度为1mm+2ppm×S，S为导线边长。
点间距宜不大与500米。
2、导线测量水平角观测技术要求
表5.8导线测量水平角观测技术要求
控制网等级
仪器等级
测回数
半测回归零差（″）
2C较差（″）
同一方向各测回间较差（″）
CPⅡ
TCA2003
3
6
8
6
TC1800
4
6
9
6
导线边长测量，读数至0.1毫米。
距离和竖直角往返各观测3测回，竖角指标差≤15″，外业采用竖直角计算平距。
各项限差应满足下表的要求。
表5.9导线边长测量限差
仪器精度
等级
测距中误差（mm）
同一测回各次读数互差（mm）
测回间读数较差（mm）
往返测平距
较差
Ⅰ
<5
5
2mD
3、导线测量数据使用电子手簿记录，导线边应离开障碍物1m以上，数据微机传输整理。
4、距离经归算和投影改化后进行平差计算。
起算数据为CPI或CPIIGPS点，平差采用清华大学的控制网平差软件NASEW智能图文网平差软件包或其他专业平差软件。
计算测角中误差≤±2″，导线全长相对闭合差≤1/50000，方位角闭合差≤n4位。
CPII控制点的绝对精度应满足点位误差mx、my≤±10mm，相对点位精度≤±8mm。
水准点的加密
1、埋点
加密水准点埋设在线路附近稳定且不易被破坏的地方。
尽量保证在梁上下联关系时不用再进行水准测量。
水准点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。
2、观测
水准网的观测应按照国家二等水准施测。
仪器使用LeicaNA3003/TrimbleDini12等不低于DS1级的精密电子水准仪用配套2m或3m铟瓦条码水准尺、尺垫。
水准仪与水准尺在使用前，必须检校合格。
自动观测记录，采用单路线往返观测，一条路线的往返测必须使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。
观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）有关要求执行。
观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0m，前后视距累积差≤3.0m，视线高度≥0.3m；测站限差：
两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6mm，检测间歇点高差之差≤1.0mm；观测时，按奇数站后-前-前-后、偶数站前-后-后-前的顺序进行，每一测段应为偶数测站。
一组往返测宜安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，应互换前后尺再进行观测；晴天观测时应给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时应借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。
跨越较大河流或水域时，应按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）跨河水准测量有关技术要求执行。
3、数据处理
1）首级水准网按照国家二等水准测量标准施测，以联测的基岩点为起算点，进行整体严密平差计算，采用清华山维NASEW智能图文网平差软件包、科傻平差或其他专业平差软件平差。
高程成果保留到0.1mm。
2）水准测量作业结束后，每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差MΔ；当水准网的环数超过20个时，还应按环线闭合差计算Mw。
MΔ和Mw应符合表5.3的规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。
MΔ和Mw应按下列公式计算：
CPⅢ点的埋标与布设
CPⅢ标志
1.1.3CPⅢ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，平面（X，Y）和高程（H）三个方向上的重复性安装误差和互换性安装误差应不大于±0.4。
单轴CPⅢ标志为中铁四院申请国家专利产品,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标志组各个部件的单独加工精度为0.02mm，棱镜测量杆和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。
单轴CPⅢ标志组的主要部件均采用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料，它们具有不怕雨、雪和太阳的防锈蚀性能，和因温差变化过大所引起的施工问题，特别适合用于野外露天作业。
1.各标志的尺寸如下：
a、单轴CPⅢ标志组中套管预埋件的标准尺寸为下图：
图6.1
套管预埋件尺寸：
外径：
20mm；长度：
100mm；
内径：
14.00mm～14.025mm。
b、单轴CPⅢ标志组中棱镜测量杆的标准尺寸为下图：
图6.2
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。
c、单轴CPⅢ标志组中水准测量杆的标准尺寸为下图：
图6.3
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）防撞墙顶CPⅢ标联接件套筒的安装：
打孔
在桥防撞墙上，每隔60米左右设置一对CPⅢ标套筒，每一对标允许的最大里程差为3米。
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。
安装
A检查轴心和套筒间隙，轴芯全部插入套筒后套筒沿口应和轴芯突出横截面密接有异常情况的套筒不能使用。
B用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭套筒后端筒口，插口要用窄透明胶带纸沿套筒前端洞口缠绕一圈，封堵套管口，防止锚固剂或胶水流入套管。
C将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔。
D调制锚固剂成软滑粘稠可堆积状况（如黄油），然后塞入洞孔。
E竖立安装调整套管，让套管口平行于水泥面或略微低一点，锚固剂沿套筒外壁四周被挤出。
F插口式小心清理干净进入水平槽的锚固剂。
（2）路基标志桩CPⅢ标联接件套筒的安装：
打孔：
应在路基标志桩距基础80厘米左右（此处需高于轨顶30cm）高处预钻直径2.5厘米的孔，孔深11厘米左右。
安装
A检查轴心和套筒间隙，轴芯全部插入套筒后套筒沿口应和轴芯突出横截面密接。
如有异常情况的套筒不能使用。
B在套筒外表均匀涂抹粘胶，小心不让胶水流入套筒和水平槽。
C将长轴（专用与套筒安装和水准测量的轴芯）插入套筒，用套筒封口端对准洞口，使轴心平面朝上插入洞孔。
套管定位从水平到向上倾斜方向。
D小心清理干净进入水平槽的粘胶剂。
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标联接件套筒的安装：
（与路基标志方法相同）
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。
安装
A检查轴心和套筒间隙，轴芯全部插入套筒后套筒沿口应和轴芯突出横截面密接。
如有异常情况的套筒不能使用。
C将长轴（专用与套筒安装和水准测量的轴芯）插入套筒，用套筒封口端对准洞口，使轴心平面朝上插入洞孔。
套管定位从水平到向上倾斜方向。
D小心清理干净进入水平槽的粘胶剂。
建议:
安装时优先考虑使用水泥而不是锚固剂，既节约成本，又效果显著。
CPⅢ标志联接件的使用
1.平面测量
A和已安装的套筒一致，选择插口的短轴芯12根。
B把轴芯插入预先安置好的套筒,使轴的突出横截面和套筒口严密连接。
忌用扳手、锤子等工具强力安装轴芯。
C将棱镜安装在轴芯奶头插头上。
D旋转棱镜头认真对准全站仪。
E测量完将塑料套筒盖盖上。
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和已安装的套筒一致，选择4根插口的长轴芯。
B应先取出塑料套筒盖。
C把轴芯插入预先安置好的套筒,使轴的突出横截面和套筒口沿密接。
忌用扳手、锤子等工具强力安装轴芯。
D测量完将塑料套筒盖盖上。
CPⅢ标志日常管理和养护
1．搬运、运输过程中应用纸包裹轴芯，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．每三个月检查一次套筒和塞子是否损坏，用小毛刷刷除套筒内灰尘。
竖立的套管如果灰尘积太厚，则用水冲洗。
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（需要考虑加工精度和仪器测量精度）。
1.1.4
1.1.5
0.
CPⅢ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，上行线轨道左侧的标记点，编号为奇数，处于上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。
点位描述可附在成果表里。
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（或其内侧临时基础）；桥梁地段宜标绘于挡砟墙，标志正下方0.2m；隧道地段宜标绘于标志正上方1.2m。
点号标志字号应采用统一规格字模，字高为6cm的正楷字体刻绘。
点号铭牌白色抹底规格为40cm×30cm，红色油漆应注明CPⅢ编号，工程线名简称，施测单位名简称，如下图所示。
京沪高速铁路CPIII
0356301
XXX单位
图6.4CPⅢ标识。
2）自由设站编号
CPⅢ测量过程中的自由设站点编号根据日期和测量组号等相关信息来进行编制，如090102A01。
前6位为日期，第7位为CPⅢ测量组编号（各标段自行分配，标段连接处相邻标段的CPⅢ测量组编号不应相同），第8、9位为流水号，01～99号数循环。
CPⅢ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，并应与设计轨道高程面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，应采用快干砂浆或者锚固剂进行固定，确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
路基段CPⅢ点的布设
路基段使用钢筋混凝土成对浇筑CPⅢ基础。
CPⅢ基础直径不小于20cm，顶面高于设计轨道面至少30cm。
待基础稳定后，在基础使用快干砂浆或锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。
图
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