精密控制網(wǎng)施工復(fù)測及加密技術(shù)設(shè)計(jì)方案

京滬高速鐵路JHTJ-1標(biāo)精測網(wǎng)施工加密測量技術(shù)設(shè)計(jì)方案 1概述 1.1任務(wù)概述新建蘭州至重慶鐵路蘭州東至夏官營、廣元至重慶段土建工程和蘭州東至重慶鋪架工程LYS-14標(biāo)段精測網(wǎng)CPI、CPII控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)間距較大，不能滿足施工放樣需要。故需在CPI基礎(chǔ)控制網(wǎng)和設(shè)計(jì)三等水準(zhǔn)點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行施工加密測量。 1.2任務(wù)范圍、內(nèi)容（1）任務(wù)范圍京滬高速鐵路工程JHTJ-1標(biāo)DK5+280.13DK238+470.17。（2）工作內(nèi)容施工加密測量：選點(diǎn)、埋設(shè)標(biāo)石，進(jìn)行平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)外業(yè)觀測及平差計(jì)算。 1.3預(yù)計(jì)完成期限 計(jì)劃完成期限：二八年三月二十日至二八年五月三十一日。 2工程概述 2.1地理位置 京滬高速鐵路JHTJ-1標(biāo)段起訖里程為DK5+280.13DK238+470.17，正線長度223.944km，線路自北京南站西端引出，沿既有西黃線而行，在黃村跨京山線，沿既有京山線南側(cè)經(jīng)廊坊至天津南站，修建聯(lián)絡(luò)線引入天津西站并將其改造為高速始發(fā)站；正線線路繼續(xù)向南與京滬高速公路大體平行，過滄州西，跨南運(yùn)河主河道至104國道處。 2.2地形地貌線路主要穿行于冀魯平原區(qū)，北京至廊坊為沖、洪積平原，地勢由西北向東南緩傾；廊坊至武清及滄州至標(biāo)段終點(diǎn)為沖積平原，廊坊至武清地勢由西北向東南緩傾；武清至滄州為近海沖積平原，地勢由西 緩傾，其中天津市區(qū)及其以南團(tuán)泊洼一帶地勢低洼，溝渠坑塘密布；滄州至標(biāo)段終點(diǎn)由西南向東北緩傾。 2.3地質(zhì)條件標(biāo)段地層主要為第四系沖積層、沖洪積層、海積層，一般以黏性土、粉土、砂類土為主，僅北京附近分布有厚層卵石土和圓礫土，城區(qū)、村莊及局部坑塘分布有厚度不等的填土。北京黃村至標(biāo)段終點(diǎn)普遍分布松軟層，松軟層底板埋深618m。北京至滄州地震動峰值加速度0.10g，分布有地震可液化層，液化層以飽和的粉、細(xì)砂及粉土為主。本線部分地段經(jīng)過的大部分地區(qū)因地下水超采形成漏斗區(qū)，存在地面沉降等現(xiàn)象，特別是廊坊、天津等地區(qū)。 2.4地震參數(shù)根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）劃分，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查及工點(diǎn)情況確定測區(qū)地震動峰值加速度（地震基本烈度）如下：DIK0+000DIK65+000 0.20gDIK65+000DK174+000 0.15gDK174+000DK242+000 0.10g 2.5河流水系本標(biāo)段線路經(jīng)過地區(qū)的河流分屬海河水系，沿線河流密布，水利設(shè)施眾多，經(jīng)過的主要河流有老龍河、永定河、子牙河、獨(dú)流堿河、子牙新河、馬廠堿河、南運(yùn)河等。 2.6氣象條件本標(biāo)段屬暖溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明。春天干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季秋高氣爽，冬季寒風(fēng)凜冽。大風(fēng)多集中在3、4月份，年平均降雨量在560800mm左右，70%的降雨主要集中在7、8月份，年平均溫度在1114，極端最高氣溫為40，最冷月平均氣溫在-4左右，沿線土壤最大凍結(jié)深度0.80.5m。 2.7主要工程項(xiàng)目 正線橋梁23座，總長208.395km，占全長的93%，箱梁6065孔，各種特殊結(jié)構(gòu)69處；路基15.549km，占全長的7%；無碴軌道256.41雙線公里，占95%；正線鋪軌269.959雙線公里；聯(lián)絡(luò)線鋪軌22.877單線公里，站線鋪軌13.091km；道岔46組。 3既有資料情況3.1鐵三院提供的京滬高速鐵路北京至徐州段精密控制測量技術(shù)文件；3.2鐵三院現(xiàn)場交接平面（CP、CP）控制樁和高程控制樁及技術(shù)資料； 4主要技術(shù)依據(jù)客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2006189號）精密工程控制測量及線下工程變形監(jiān)測技術(shù)方案設(shè)計(jì)客運(yùn)專線鐵路無碴軌道鋪設(shè)條件評估技術(shù)指南（鐵建設(shè)2006158號）精密工程測量規(guī)范（GB/T15314-94）國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范（GB12897-2006）全球定位系統(tǒng)（GPS）鐵路測量規(guī)程（TB10054-1997）全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GB/T18314-2001）京滬高速鐵路精密工程控制測量及線下工程變形監(jiān)測可行性研究京滬高速鐵路JHTJ-1標(biāo)精測網(wǎng)施工加密測量技術(shù)設(shè)計(jì)方案 5坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng) 5.1坐標(biāo)系統(tǒng)該標(biāo)段施工復(fù)測采用的坐標(biāo)系統(tǒng)為：中央子午線經(jīng)度11645，投影面大地高0.0m，X 方向加常數(shù)0km，Y方向加常數(shù)500km。采用WGS-84 橢球參數(shù)。 5.2高程系統(tǒng)采用1985國家高程系統(tǒng)。 6加密測量技術(shù)方案 6.1工作流程本標(biāo)段加密測量線路長達(dá)223.944km ，測量任務(wù)大，精度要求高。按照工區(qū)劃分為十個測段加密,具體分工見表1。 表1測段工區(qū)起訖里程測量人員加密方法備注1一工區(qū)DK5+280.13DK20+476工程師1人助工2人測工10人GPS2二、 三工區(qū)DK20+476DK43+400工程師2人助工2人測工10人導(dǎo)線3四、五工區(qū)DK43+400DK60+978工程師1人助工1人測工8人GPS4六工區(qū)DK60+978DK67+168工程師1人測工8人導(dǎo)線5七工區(qū)DK67+168DK85+887工程師1人助工1人測工8人導(dǎo)線6八工區(qū)DK85+887DK102+161工程師2人助工1人測工15人導(dǎo)線7九工區(qū)DK102+161DK120+833.46工程師1人助工1人測工8人導(dǎo)線8十、十一工區(qū) DK120+833.46DK156+899工程師3人助工2人測工20人導(dǎo)線9十二、十三工區(qū) DK156+899DK190+370.11工程師2人助工1人測工16人導(dǎo)線10十四至十七工區(qū)DK190+370.11DK238+470.17高工1人,工程師4人,助工2人測工20人導(dǎo)線 6.2布網(wǎng)要求和選點(diǎn)、埋石6.2.1布網(wǎng)要求(1)在CPI、CPII、及勘測水準(zhǔn)點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行加密。(2)點(diǎn)位選在距線路中線較近、穩(wěn)固可靠且不易被施工破壞的范圍內(nèi)，便于長期保存，方便測設(shè)中線。 (3)點(diǎn)間距離在300m左右為宜，且點(diǎn)間相互通視。6.2.2施工加密控制網(wǎng)選點(diǎn)要求：由技術(shù)負(fù)責(zé)人會同相關(guān)人員在線路平面圖上進(jìn)行控制網(wǎng)的方案設(shè)計(jì)、圖上選布點(diǎn)位、編號。選點(diǎn)、埋石人員按設(shè)計(jì)好的點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場選點(diǎn)、埋石工作。但要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況按布網(wǎng)設(shè)計(jì)原則靈活確定點(diǎn)位，并在圖上修改標(biāo)示。 加密點(diǎn)布設(shè)應(yīng)充分考慮即將施工的影響，布設(shè)在不易被破壞的范圍內(nèi)。對高路基、橋梁等段落，盡量考慮將加密點(diǎn)布設(shè)于線路一側(cè)，避免因施工后造成點(diǎn)間不通視現(xiàn)象，以方便施工使用。使用GPS加密時，點(diǎn)間距250350m，所選點(diǎn)位應(yīng)相互通視，加密點(diǎn)一般應(yīng)選在距線路中線50100m，便于安置儀器。周圍應(yīng)視野開闊，對天通視情況良好，高度角15以上無障礙物阻擋衛(wèi)星信號；遠(yuǎn)離高于安置天線高度的樹木、建筑物等阻擋衛(wèi)星信號的障礙物。為了避免電磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾，點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源、高壓輸電線；在點(diǎn)位附近避免有大面積水域，以避免多路徑效應(yīng)的影響；點(diǎn)位應(yīng)布設(shè)于交通方便，基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于保存，有利于導(dǎo)線聯(lián)測的地方；注意避免季節(jié)變換后，植被生長可能引起的不通視問題。加密點(diǎn)用導(dǎo)線法測量時，點(diǎn)間距宜為250350m，所選點(diǎn)位應(yīng)相互通視，應(yīng)選在距線路中線50100m，穩(wěn)固可靠，且不易被施工破壞的范圍內(nèi)，導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)便于長期保存和測設(shè)中線。6.2.3加密點(diǎn)埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)加密的平面控制點(diǎn)和高程點(diǎn)盡量共用,加密控制點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與精測網(wǎng)CPII控制點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)規(guī)格及要求相同。 6.3測量方案6.3.1平面控制網(wǎng)加密測量實(shí)施方案（1）測量方法和等級GPS測量；測量等級為C級。（2）技術(shù)指標(biāo) CPII加密GPS測量的精度指標(biāo)應(yīng)符合表2的規(guī)定。 GPS測量的精度指標(biāo) 表2基線邊方向中誤差最弱邊相對中誤差1.71/（3）GPS施工加密測量作業(yè)的基本要求a.CPII加密GPS測量作業(yè)的基本要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。 GPS測量作業(yè)的基本要求 表3項(xiàng) 目CP加密靜態(tài)測量衛(wèi)星高度角（）15有效衛(wèi)星總數(shù)4時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間（min）20時段長度（min）60觀測時段數(shù)1數(shù)據(jù)采樣間隔（S）15PDOP 或GDOP8b.天線應(yīng)嚴(yán)格整平對中，對中誤差 1mm。每時段開機(jī)前和關(guān)機(jī)后各量一次天線高，三個方向天線高互差不大于2mm，取平均值作為最后的天線高；c.觀測時詳細(xì)記錄測站點(diǎn)號、日期、時段、天線高、觀測者、記錄者等；d.開機(jī)后應(yīng)檢查有關(guān)指示燈與儀表；e.觀測中應(yīng)查看測站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、數(shù)據(jù)記錄信號燈等情況，保證接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確；f.觀測中在接收機(jī)10m內(nèi)禁止使用對講機(jī)和手機(jī)；g.每日觀測結(jié)束后，當(dāng)天及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計(jì)算機(jī)硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。 （4）GPS測量數(shù)據(jù)處理a各獨(dú)立閉合環(huán)坐標(biāo)分量閉合差均符合下式的規(guī)定：； 環(huán)全長閉合差應(yīng)滿足： 式中：W為環(huán)閉合差，n為獨(dú)立環(huán)中的邊數(shù)；b同步環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差均符合下式的規(guī)定：； ； ；式中：W為環(huán)閉合差，n為同步環(huán)中的邊數(shù)；c重復(fù)基線的長度較差小于。d無約束平差中基線分量的改正數(shù)絕對值均滿足下式： Vx3， Vy3， VZ3GPS基線長度精度用下式表示：式中：中誤差（mm）； d相鄰點(diǎn)間距離（km）6.3.2平面控制網(wǎng)導(dǎo)線加密測量實(shí)施方案（1）測量方法和等級導(dǎo)線測量；測量等級為四等。（2）技術(shù)指標(biāo)導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表4的規(guī)定。 四等導(dǎo)線測量主要技術(shù)要求 表4附合長度（km）邊長（m）測距中誤差（mm）測角中誤差（）相鄰點(diǎn)位坐標(biāo) 中誤差（mm）導(dǎo)線全長相對 閉合差限差方位角閉合差限差（）425035052.5101/400005 （3）施工加密導(dǎo)線測量作業(yè)的基本要求 a.導(dǎo)線測量應(yīng)起閉于CPI控制點(diǎn)，并聯(lián)測CPII控制點(diǎn)。按四等導(dǎo)線精度，采用標(biāo)稱精度不低于2測距精度不低于2mm+2ppm的全站儀進(jìn)行施測。 b.覘標(biāo)采用儀器配套棱鏡和覘標(biāo)組合，光學(xué)對中器對中，對中誤差小于1mm。水平角和距離觀測應(yīng)在大氣穩(wěn)定和成像清晰的氣象條件下進(jìn)行觀測，視線超越的高度及旁離障礙物的距離均不宜小于1.5m。c.用于氣象改正的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，在每一測站測定一次，并在觀測手簿上做好記錄。氣壓計(jì)、溫度計(jì)與周圍環(huán)境一致，避免日光暴曬和輻射。測距邊氣象改正、加常數(shù)改正通過全站儀設(shè)置自動進(jìn)行，輸入數(shù)據(jù)應(yīng)認(rèn)真核對。導(dǎo)線邊長測量，讀數(shù)至0.1毫米。距離和豎直角往返各觀測3測回（測距的一個測回指照準(zhǔn)一次讀若干數(shù)，讀數(shù)一般為四次。），豎角指標(biāo)差15，外業(yè)采用豎直角計(jì)算平距。各項(xiàng)限差應(yīng)滿足表5的要求。導(dǎo)線測量水平角觀測應(yīng)滿足表6的技術(shù)要求。 d.導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)使用光電記錄手簿記錄。e.聯(lián)測CP時，如果有兩個以上通視方向時應(yīng)對所有通視方向進(jìn)行觀測。f.當(dāng)導(dǎo)線平均邊長較短時，應(yīng)控制導(dǎo)線邊數(shù)，但不得超過表3的導(dǎo)線長度和平均邊長算得的邊數(shù)。 距離和豎直角觀測限差 表5儀器精度等 級測距中誤差（mm）同一測回各次讀數(shù)互差（mm）測回間讀數(shù)較差（mm）豎直角指標(biāo)差較差豎直角測回間較差往返測平距較差55710102mD 注：mD =(a+bD) ，為儀器標(biāo)稱精度。式中：a儀器標(biāo)稱精度中的固定誤差(mm)b比例誤差系數(shù)（mm/km）D測距邊長度（km） 導(dǎo)線測量水平角觀測技術(shù)要求 表6儀器等級測回?cái)?shù)半測回歸零差2C較差同一方向各測回間較差DJ14696DJ268139 （4）導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)處理 a起算數(shù)據(jù)為CPI控制點(diǎn)，導(dǎo)線應(yīng)在方位角閉合差及導(dǎo)線全長閉合差滿足要求后，用專業(yè)平差軟件（南方平差易，武漢大學(xué)科傻平差軟件）平差。 b 控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差應(yīng)滿足mx、my15mm,導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)成果保留到0.1mm。 6.3.3高程控制網(wǎng)加密測量實(shí)施方案 （1）測量方法 高程控制網(wǎng)加密測量按二等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行施測。 （2）精密水準(zhǔn)測量精度要求 單位：mm水準(zhǔn)測量等 級每千米水準(zhǔn)測量 偶然中誤差M限 差往返測不符值附合路線或環(huán)線閉合差左右路線高差不符值精密水準(zhǔn)2.0884 注：表中L為往返測程，附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度，單位為km。 （3）精密水準(zhǔn)測量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準(zhǔn)儀等級水準(zhǔn)尺觀 測 次 數(shù)往返較差或閉合差（mm）與已知點(diǎn)聯(lián)測附合或環(huán)線精密水準(zhǔn)4200DS1銦瓦往返往返4 注：表中L為往返測段、附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長度，單位km。（4）精密水準(zhǔn)觀測主要技術(shù)要求等級水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)儀等級視距（m）前后視距差 （m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）精密水準(zhǔn)銦瓦DS05652.04.0下絲讀數(shù)0.3DS160 讀數(shù)和記錄取位：采用DS05 或DS1級儀器時，應(yīng)讀記至0.05mm或0.1mm；采用數(shù)字水準(zhǔn)儀時，應(yīng)讀記至0.01mm；采用區(qū)格式木尺應(yīng)讀記至1mm。（5）精密水準(zhǔn)測量計(jì)算取位規(guī)定見下表：等級往（返）測距離總和（km）往（返）測距離中數(shù)（km）各測站高差（mm）往（返）測高差總和（mm）往（返）測高差中數(shù)（mm）高程（mm）二等、精密水準(zhǔn)0.010.10.010.010.10.1（6）二等水準(zhǔn)測量質(zhì)量保障措施。 二等水準(zhǔn)測量應(yīng)進(jìn)行測段往返觀測，觀測順序?yàn)椋和鶞y：奇數(shù)站為后前前后，偶數(shù)站為前后后前返測：奇數(shù)站為前后后前，偶數(shù)站為后前前后 測量時應(yīng)保證前后視距盡可能相等，前后視距差不符值應(yīng)滿足規(guī)范要求。 用撐竿輔助安置水準(zhǔn)尺，確保水準(zhǔn)尺在觀測時處于豎直狀態(tài)。 水準(zhǔn)測量時，將尺墊安放在堅(jiān)實(shí)的地方，防止尺墊下沉