cpiii建網(wǎng)測量

1、CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)與施測中交一公局一公司雙城制梁場宋寶歡摘要：在無砟軌道施工中，鋪軌控制基樁不僅是加密基樁的基準點，也是無砟軌道鋪設(shè)的控制點，它的精確測設(shè)是保證軌道施工質(zhì)量的關(guān)鍵。布設(shè)CPIII網(wǎng)的目的就在于準確地測設(shè)鋪軌控制基樁，確保無砟軌道施工滿足線路平順性要求。關(guān)鍵詞：CPIII控制網(wǎng) 測設(shè) 精度要求一、 工程概況 哈大客運專線是國家重點工程項目。自大連DK0+681.9起，至于哈爾濱站DK931+800,正線全長903正線公里，雙線運行。中交一公局一公司負責(zé)DK856+117.31DK883+226.24段的CPIII控制網(wǎng)的建網(wǎng)及測設(shè)工作。二、技術(shù)依據(jù) 1、客運專線無砟軌道鐵路工程

2、測量暫行規(guī)定鐵建設(shè)2006189號。2、全球定位系統(tǒng)(GPS)鐵路規(guī)范（GB/T18314-2001）3、國家一、二等水準測量規(guī)范（GB128971991）4、精密工程測量規(guī)范（GB/T153141994）5、鐵道部有關(guān)規(guī)定、標準及有關(guān)設(shè)計資料。三、無砟軌道CP控制網(wǎng)測量的時機在施工期間布設(shè)了精密測量控制網(wǎng)，用于施工放樣，目前線下工程正在緊鑼密鼓的進行中，面對工期緊張的局面，無砟軌道的鋪設(shè)顯得尤其重要，而CP控制網(wǎng)的測量工作則成了最緊迫、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)；由于無砟軌道對線下基礎(chǔ)工程的工后沉降要求非常嚴格，CP的控制網(wǎng)測量應(yīng)待線下工程沉降和變形滿足要求，且無砟軌道鋪設(shè)條件評估通過后進行，對竣工的線下

3、工程在鋪設(shè)無砟軌道前首先應(yīng)進行線下精密控制網(wǎng)復(fù)測，以提前處理施工放樣引起的誤差超限，為鋪設(shè)無砟軌道奠定良好的基礎(chǔ)。四、線下精密控制網(wǎng)復(fù)測CP的控制網(wǎng)施測前，施工單位應(yīng)對線下精密控制網(wǎng)（CP控制點、CP控制點、水準基點、加密點）進行復(fù)測，確保CP控制網(wǎng)測量基準準確可靠。(一)平面復(fù)測哈大鐵路客運專線TJ-3標，地勢較為平坦，地面高桿農(nóng)作物長勢良好，通視條件較差。線下精密控制網(wǎng)平面復(fù)測易采用GPS測量。 1、各級平面控制網(wǎng)技術(shù)要求控制網(wǎng)級別測量方法測量等級CPGPSB級CP、加密點GPSC級2、GPS測量的精度指標控制網(wǎng)級別基線邊方向中誤差最弱邊相對中誤差CP1.31/170 000CP、加密點1

4、.71/100 0003、GPS接收機的精度指標 級別B C a（mm）810b（mm/km）15注：a固定誤差（mm）；b比例誤差系數(shù)。各級GPS網(wǎng)相鄰點間弦長精度用下式表示：式中 中誤差（mm）；d相鄰點間距離（km）。4、GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求 級別項目BC靜態(tài)測量衛(wèi)星高度角(°)1515有效衛(wèi)星總數(shù)54時段中任一衛(wèi)星有效觀測時間(min)3020時段長度(min)9060觀測時段數(shù)212數(shù)據(jù)采樣間隔(S)15601560PDOP或GDOP68天線的對中精度為1mm，每時段觀測前后分別量取天線高，誤差不大于2mm，取兩次平均值作為最終結(jié)果。5、GPS測量網(wǎng)形設(shè)計GPS網(wǎng)以

5、CP對點作為聯(lián)結(jié)邊，采用邊聯(lián)式構(gòu)網(wǎng)，控制網(wǎng)以大地四邊形為基本圖形組成帶狀網(wǎng)。每個控制點至少有3個以上的基線方向。6、復(fù)測限差要求CP控制點、CP控制點、加密點的復(fù)測應(yīng)滿足X、Y坐標差值不大于±2cm。(二)高程復(fù)測高程復(fù)測按二等水準測量的方法進行測量，復(fù)測相鄰水準點間的高差。1、水準測量精度要求水準測量等 級每千米水準測量偶然中誤差M每千米水準測量全中誤差MW限 差檢測已測段高差之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二等水準1.02.0644注：單位（mm）。2、水準測量的技術(shù)標準等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀 測 次 數(shù)往返較差或閉

6、合差（mm）與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線二等2400DS1因瓦往返往返4注：表中L為往返測段、附合或環(huán)線的水準路線長度，單位km。3、水準觀測主要技術(shù)要求等級水準尺類型水準儀等級視距（m）前后視距差（m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）二等因瓦DS1501.03.0下絲讀數(shù)0.3觀測讀數(shù)和記錄的數(shù)字取位：使用DS05 或DS1級儀器，應(yīng)讀記至0.05mm或0.1mm；使用數(shù)字水準儀應(yīng)讀記至0.01mm；使用區(qū)格式木尺應(yīng)讀記至1mm。4、水準測量計算取位應(yīng)符合下表的規(guī)定：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

7、）高程（mm）二等、精密水準0.010.10.010.010.10.1水準測量作業(yè)結(jié)束后，每條水準路線應(yīng)按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差M；當水準網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時，還應(yīng)按環(huán)線閉合差計算Mw。M和Mw應(yīng)符合規(guī)定，否則應(yīng)對較大閉合差的路線進行重測。M和Mw應(yīng)按下列公式計算： 式中： 測段往返高差不符值（mm）； L 測段長（km）； n 測段數(shù)； W 經(jīng)過各項修正后的水準環(huán)線閉合差（mm）； N 水準環(huán)數(shù)。5、保證水準測量精度的操作要點（1）二等水準測量應(yīng)進行往返觀測，觀測順序如下：往測：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 （2）測量時應(yīng)保證前后視距

8、盡可能相等，前后視距差滿足規(guī)范要求。（3）用竹竿輔助安置水準尺，確保水準尺在觀測時處于豎直狀態(tài)。（4）水準測量時，將尺墊安放在堅實的地方，防止尺墊下沉。6、高程復(fù)測限差要求 高程復(fù)測限差要求應(yīng)滿足6，L為側(cè)段長度，單位為km。五、CP控制網(wǎng)測量（一）、CPIII控制點的測量標志CP控制點的測量標志由測量棱鏡與直立套筒組成，測量棱鏡應(yīng)有相應(yīng)的資質(zhì)認證，球形棱鏡外徑應(yīng)為45mm；直立套筒應(yīng)采用抗腐蝕、耐磨的材料制成，且需易于保護。CP測量標志的加工和安裝精度要求見下表1。表1 CP測量標志的加工和安裝精度要求CP測量標志幾何尺寸的加工誤差重復(fù)性安裝誤差互換性安裝誤差精度指標±0.01mm

9、±0.05mm±0.3mm±0.3mm注：1 、CP測量標志應(yīng)滿足“鐵建設(shè)200880號” 文的相關(guān)要求。2、 CP測量標志重復(fù)性安裝誤差和互換性安裝誤差，指的是X、Y、H三方向的誤差應(yīng)均小于±0.3mm。（二）、CPIII控制點的埋設(shè)與編號1、CPIII控制點的埋設(shè)CP控制點應(yīng)沿線路布置在路基兩側(cè)的接觸網(wǎng)桿或基礎(chǔ)、橋梁防撞墻、隧道側(cè)壁上，當CP控制點布置在橋梁防撞墻上時，點位應(yīng)設(shè)置在橋墩固定支座端上方的防撞墻上。CP控制點沿線路布置時縱向間距宜為60m左右，且不應(yīng)大于70 m、橫向間距不超過結(jié)構(gòu)寬度。各CP點應(yīng)大致等高，其高度應(yīng)在設(shè)計軌道頂面以上30c

10、m的地方。2、CPIII控制點的編號CP控制點編號的標注應(yīng)全線統(tǒng)一采用大小為4cm的正楷字體刻繪，并用白色油漆抹底，綠色油漆填寫編號字體。CP控制點的編號定義如下：CP的點號由七位數(shù)組成，從左到右前四位數(shù)表示CP點所在里程的整公里數(shù)，第五位是“3”表示是CP網(wǎng)點，后兩位數(shù)字表示點的順序號，點的順序號為單數(shù)表示該點在里程增加方向的左側(cè)，點的順序號為雙數(shù)表示該點在里程增加方向的右側(cè)，當里程不足千、百、拾公里時，加“0”填充以保證CP的點號都是七位數(shù)齊全。CP網(wǎng)測量的自由設(shè)站點號也由七位數(shù)組成，從左到右第一位為大寫英文字母“Z”表示測站，第二、三、四、五位數(shù)為CP點所在里程的整公里數(shù)，第六、七位數(shù)字

11、表示測站的序號。當里程不足千、百、拾公里時，加“0”填充以保證CP的自由設(shè)站號都是七位數(shù)齊全。(三)、CPIII控制網(wǎng)區(qū)段的劃分和區(qū)段之間的連接CP控制網(wǎng)的區(qū)段定義為在上一級控制網(wǎng)點約束下進行本次平差計算的CP網(wǎng)的范圍。CP控制網(wǎng)（包括平面網(wǎng)和高程網(wǎng)）可分區(qū)段分別進行觀測和平差計算，區(qū)段的長度不宜低于4km。CP平面網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級控制網(wǎng)點（CP或CP）上，而且應(yīng)保證有連續(xù)的三個自由設(shè)站與上一級控制網(wǎng)點聯(lián)測。CP高程網(wǎng)要滿足區(qū)段中聯(lián)測的上一級水準點的數(shù)量不得少于3個，而且CP高程網(wǎng)區(qū)段的兩端必須起止在上一級水準點上。CP網(wǎng)區(qū)段與區(qū)段之間，至少應(yīng)該有四對（8個）CP點作為公共點在相鄰

12、的兩區(qū)段中都要測量；這些點在各自區(qū)段中的觀測和平差計算，應(yīng)該滿足CP網(wǎng)的精度要求；除此之外，還要滿足各自區(qū)段平差后的公共點X、Y、H坐標較差應(yīng)小于±2mm的要求；在達到上述要求后，前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果不變，后一區(qū)段的CP網(wǎng)要再次平差，再次平差時除要約束本區(qū)段的上一級控制網(wǎng)點外，還要約束前一區(qū)段公共點中至少一個公共點的坐標；這樣其他未約束的公共點在兩個區(qū)段分別平差后的坐標差值應(yīng)1.0mm，以確保CP網(wǎng)的整體精度。最后公共點的坐標，應(yīng)該采用前一區(qū)段CP網(wǎng)的平差結(jié)果。（四）、平面控制網(wǎng)測量1、CPIII平面控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標表2 CP控制點的定位精度要求 (mm)控制點測量方法相對點

13、位精度同精度復(fù)測較差限差CP自由設(shè)站邊角交會網(wǎng)132、CPIII平面控制網(wǎng)的測量設(shè)備與方法(1) 測量設(shè)備CP平面控制網(wǎng)測量的全站儀，應(yīng)具有自動目標照準和程序控制自動測量的功能，其標稱精度應(yīng)滿足：方向測量中誤差不大于±1，距離測量中誤差不大于±（1mm+2ppm）。每臺儀器應(yīng)至少配14個棱鏡，其重復(fù)性安裝誤差和各標志點之間的互換性安裝誤差，在X、Y、H三方向的誤差應(yīng)均小于±0.3mm。用于進行氣象改正的溫度計，其測量精度應(yīng)不低于±0.5。用于進行氣象改正的氣壓計，其測量精度應(yīng)不低于±5pa。(2) 測量方法CP控制網(wǎng)采用自由設(shè)站邊角交會網(wǎng)（客運

14、專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定稱為“后方交會網(wǎng)”）的方法測量。自由設(shè)站的設(shè)站距離為120m時，每個自由設(shè)站應(yīng)觀測12個CP點，全站儀前方和后方各6個（3對）CP點，每次測量應(yīng)保證每個CP點被測量3次以上。測量方法見下圖1所示。 測站（自由站點） CP控制點 向CP點進行的測量（方向、角度和距離）圖1 CP控制網(wǎng)自由設(shè)站邊角交會網(wǎng)示意圖對于自由設(shè)站測量較為困難的地區(qū)（如曲線隧道），自由設(shè)站的設(shè)站距離可以為60m，每個自由設(shè)站應(yīng)觀測8個CP點，全站儀前方和后方各4個（2對）CP點，每次測量應(yīng)保證每個CP點被測量4次以上。CP控制點距離為60 m左右，且不應(yīng)大于70 m，觀測CP點允許的最遠的目標

15、距離為150 m左右，最大不超過180m。測量前應(yīng)記錄每個測站的溫度、氣壓，并將溫度、氣壓輸入儀器進行改正。對于線路有長短鏈時，應(yīng)注意區(qū)分重復(fù)里程及標記的編號。(3) 水平方向觀測CP平面控制網(wǎng)的水平方向觀測，應(yīng)滿足下表3的規(guī)定。表3 水平方向觀測的技術(shù)要求控制網(wǎng)等級儀器等級測回數(shù)半測回歸零差同一測回各方向2C互差同一方向歸零后方向值較差2C誤差CP053696±1514696±15(4) 距離觀測CP平面控制網(wǎng)的距離測量，應(yīng)采用以下的多測回距離觀測法：盤左和盤右分別對同一個CP點進行距離測量，把盤左和盤右距離測量的平均值作為一測回的距離測量值；每個CP點距離測量的測回數(shù)應(yīng)

16、與水平方向相同，各測回測量的距離較差應(yīng)1.0mm。在全圓方向觀測的同時，對CP點進行距離測量。3、與CPI CPII點的聯(lián)測CP平面控制網(wǎng)測量前，應(yīng)確保線路兩側(cè)50m范圍內(nèi)CP控制點的密度達到500m800m，否則應(yīng)同精度用GPS測量的方法加密CP控制點；(1) 與CP、CP控制點聯(lián)測，一般情況下應(yīng)通過3個或以上線路上的自由設(shè)站進行聯(lián)測，見下圖2所示。聯(lián)測高等級控制點時，應(yīng)最少觀測3個完整測回數(shù)據(jù)。60mCPCPCPCPCP 測站（自由站點） CP控制點 向CP點進行的測量（方向、角度和距離）圖2 與CP、CP控制點聯(lián)測示意圖(2) 與CP、CP控制點聯(lián)測較為困難時，應(yīng)至少通過2個線路上的自由

17、設(shè)站進行聯(lián)測，見下圖3所示。CPI、CP II 控制點 測站（自由站點） CP控制點 向CP點進行的測量（方向、角度和距離）圖3 與CP、CP控制點聯(lián)測示意圖（3）不能直接觀測的CP點建議用GPS測量按CP等級精度加密（五）、CPIII平面控制點的數(shù)據(jù)處理CP平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理可采用專業(yè)軟件進行處理，采用的軟件必須通過鐵道部相關(guān)部門正式鑒定。對于測量數(shù)據(jù)的整理和保存，必須保證數(shù)據(jù)信息能夠從測量一直到評估驗收和存檔都完整一致，手工校驗的修正參數(shù)，必須記錄在案。CP平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果不能滿足“表2 CP控制點的定位精度要求” 的指標時，應(yīng)進行返工測量。表4 CP平面控制網(wǎng)平差計算取位等級水平方

18、向觀測值（）水平距離觀測值（mm）方向改正數(shù)（）距離改正數(shù)（mm）點位中誤差（mm）點位坐標（mm）CP平面網(wǎng)0.10.10.010.010.010.1（六）、CPIII高程控制點的測量1、CPIII高程控制網(wǎng)測量的主要技術(shù)要求(1) 精密水準測量的精度要求表5 精密水準測量的精度要求（mm）水準測量等 級每千米水準測量偶然中誤差M每千米水準測量全中誤差MW限 差檢測已測段高差之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2.04.012884注：表中L為往返測段、附合或環(huán)線的水準路線長度，單位km。(2) 精密水準測量的主要技術(shù)標準要求表6 精密水準測量的主要技術(shù)標準等級每千

19、米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀 測 次 數(shù)往返較差或閉合差（mm）與已知點聯(lián)測附合或環(huán)線精密水準42DS1因瓦往返往返8注：結(jié)點之間或結(jié)點與高級點之間，其路線的長度，不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍。 L為往返測段、附合或環(huán)線的水準路線長度，單位km。(3) 精密水準觀測應(yīng)符合以下要求表7 精密水準觀測主要技術(shù)要求等級水準尺類型水準儀等級視距（m）前后視距差（m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）精密水準因瓦DS1602.04.0下絲讀數(shù)0.3DS0565注：L為往返測段、附合或環(huán)線的水準路線長度，單位km。 DS05表示每千米水準測量高差中誤差為±0.5m

20、m。在觀測數(shù)據(jù)存儲之前，必須對觀測數(shù)據(jù)作各項限差檢驗。檢驗不合格時，對不合格測段整體重測，至合格為止。2、CPIII高程控制網(wǎng)測量的設(shè)備與方法(1) 測量設(shè)備用于CP高程控制網(wǎng)測量的水準儀，標稱精度應(yīng)滿足每公里水準測量往返測高差中數(shù)測量的中誤差不低于±1.0mm/km。水準尺應(yīng)采用整體因瓦水準標尺，與水準儀配套的尺墊，其重量應(yīng)不低于3kg。與水準儀配套的腳架，應(yīng)采用木質(zhì)腳架。(2) 測量方法方法一：往測時以軌道一側(cè)的CP水準點為主線貫通水準測量，另一側(cè)的CP水準點在進行貫通水準測量擺站時就近觀測；返測時以另一側(cè)的CP水準點為主線貫通水準測量，對側(cè)的水準點在擺站時就近聯(lián)測。往測水準路線

21、如下圖4所示：圖4 往測水準路線示意圖返測水準路線如下圖5所示：圖5 返測水準路線示意圖觀測順序：1) 光學(xué)水準儀觀測奇數(shù)測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺基本分劃；B 中視標尺基本分劃；C 前視標尺基本分劃；D 前視標尺輔助分劃；E 中視標尺輔助分劃；F 后視標尺輔助分劃。偶數(shù)測站照準標尺分劃順序為：G 前視標尺基本分劃；H 中視標尺基本分劃；I 后視標尺基本分劃；J 后視標尺輔助分劃；K 中視標尺輔助分劃；L 前視標尺輔助分劃。2) 數(shù)字水準儀觀測奇數(shù)測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺；B 前視標尺；C 中視標尺；D 前視標尺；E 中視標尺；F 后視標尺。偶數(shù)測站照準標尺分劃順序為：G

22、 前視標尺；H 中視標尺；I 后視標尺；J 后視標尺；K 中視標尺；L 前視標尺。方法二：CP點與CP點之間的水準路線，采用下圖6所示的水準路線形式進行。圖6 CP點與CP點之間的水準路線示意圖觀測順序：1) 光學(xué)水準儀觀測奇數(shù)測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺基本分劃；B 前視標尺基本分劃；C 前視標尺輔助分劃；D 后視標尺輔助分劃。偶數(shù)測站照準標尺分劃順序為：E 前視標尺基本分劃；F 后視標尺基本分劃；G 后視標尺輔助分劃；H 前視標尺輔助分劃。2) 數(shù)字水準儀觀測奇數(shù)測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺；B 前視標尺；C 前視標尺；D 后視標尺。偶數(shù)測站照準標尺分劃順序為：E 前視標尺；F 后視標尺；G 后視標尺；H 前視標尺。測站數(shù)為偶數(shù)，一般為6或8個。由往測轉(zhuǎn)為返測時，兩支標尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。（七）、CP