1、客运专线铁路工程CPIII轨道控制网测量施工作业指导书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月 xx股份xx客专xx段项目部CPIII测量作业指导书1 工程概况xx标段起讫里程为DKxxDKxx全长xxkm，主要工程量有xx大桥0.5座，长度为35.355km，该桥上部结构主要为32和24米两种预应力混凝土简支箱梁和32+48+32，40+56+40，40+64+40，60+100+60五种预应力混凝土连续梁，预应力混凝土简支箱梁1042孔；无砟轨道70.709km。2 编制依据客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定2、xx铁路客运专线（xx段）CPIII轨道控制网测量技术方案3 工作内容涉及到的主要内容如下：准备工作（1） 线下工程沉降和变形评估；（2） CPI、CPII控制网复测；（3） CPII控制网加密。CPIII控制网测量的具体工作（1）CP平面控制网测量；（2）CP高程控制测量。4 CPII控制网加密目的和要求4.1 加密的目的为了满足轨道控制网CPIII的建立和维护，针对桥梁、隧道和特殊路基结构工程的施工控制网，应在CPI或CPII基础上加密。当加密网的精度不能满足施工测量的精度要求时，应建立更高精度等级的独立控制网。4.2 CPII加密的要求（1）为满足CPIII测量数据处理的各项限差要求，C3、PIII测量前，应对CPII点和二等水准点进行加密，确保沿线可用的CPI或（加密）CPII点间距在600米左右，可用的（加密）线路水准基点在1000米左右。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，对丢失和破损比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，CPII加密测量时观测两个时段，每个时段不少于60分钟，加密一个CPII点时应联测不少于两个CPI及不少于两个CPII点，且加密点位于所联测CPI/CPII点构成的网形中部。4.3 GPS加密CPII网的技术要求（1）选点埋石CPII加密点应4、采用强制对中标，对桥梁部分CPII加密点需上桥，可与CPIII点共桩，并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端正上方防撞墙顶部；必须保证加密CPII点埋设稳定可靠，同时须满足必要的GPS观测条件和与CPIII点的联测条件，沿线路前进方向左右交替埋设.（2）观测CPII加密点要求同精度网原网要求，观测、数据处理均与原测CPII相同。观测前要求对网形进行设计，保证CPII加密点间的极限长度在600米左右，并且要尽可能多的联测原精测网中的CPI或CPII点，以保证梁上与梁下的平面坐标系统统一。（3）数据处理在对CPII加密点进行整体平差前应对网中原CPI和CPII点的稳定性进行分析，不满足精度要5、求的原CPI和CPII进行剔除，满足要求的全部作为起算点。5 CPIII平面控制网测量5.1 CPIII平面控制点布设5.1.1 CP控制点的元器件：由于CP控制网网点间的相对精度高达1mm，而且CP控制网的服务期限从轨道粗调开始，到线路竣工时的全线轨道线形竣工测量，以及竣工后线路运营期间的轨道维护，因此CP控制网的测量标志必须达到以下要求：具有强制对中、能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、价格适中、重复安置精度满足同一套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差应该小于0.5mm，分解到X、Y、Z 方向的重复安装偏差三方向应均小于0.3mm。xx客运专线(xx段)全线从CPIII 6、控制网建网、轨道施工粗调、精测、轨道线形竣工测量、运营期间的轨道维护均必须使用相同型号CP控制网测量标志。xx客运专线(xx段)全线统一的CPIII 标志如下图所示,棱镜采用德国进口的Sinning 棱镜，并要求有海关到货清单。5.1.2 CPIII 控制点的埋设CP控制点的布设应兼顾施工及运营维护，埋点应满足以下要求：CPIII 控制点距离布置一般为60 m 左右一对，且不应大于80 m, 相邻CPIII 控制点应大致等高，布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。桥梁上一般布置在桥梁固定支座端上方防撞墙顶端，埋设立式基座，如下图：直接在防撞墙顶面成对开凿铅垂方向的安装孔(孔径30 毫米，孔7、深60 毫米)，然后使用云石胶埋设立式基座，相邻两对CPIII 点在里程上相距约60 米，基座埋设完成后，基座外露部分不高于基桩顶面2 毫米。5.1.3 CPIII 控制网标记点的编号CP III 控制点编号定义如下：CP III 点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。所有处于里程增大方向左侧的标记点，编号为奇数，处于里程增大方向右侧的标记点编号为偶数，在有长短链地段应注意编号不能重复。举例如下：观测时、自由设站点编号按“Z03601，Z03602”沿线路里程增加方向编号。5.1.4 CPIII 控制点的定位精度要求CPIII 控制点的定位精度要求表（mm）5.2 CPIII平面控制网观8、测CPIII 控制网建网前应根据高等级控制点联测需要进行CPII 控制网加密，采用CPI 约束或CPII 同精度插点方式，加密CPII 控制网精度必须满足客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定要求，加密CPII成果应通过评审以后方可使用。5.2.1 仪器要求全站仪必须满足如下精确度要求：角度测量精度： 1距离测量精度： 1mm +2ppm使用带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪，如：xx （xx）系列的： TCA2003、TCA1201 及天宝全站仪TRIMBLES6、S8 等5.2.2 测量方法CP控制网采用自由设站交会网（暂规称为“后方交会网”）的方法测量，自由测站的测量，从9、每个自由测站，将以2x6 个 CP III-点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3 次，测量方法见下图。CPIII 控制点对间距离为60 m 左右，且不应大于80 m，CP III 施测时自由设站点距CPIII 控制点距离为一般应小于120 m 左右，最大不超过180m，距高等级已知点最大不超过300m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量至少3 组完整的测回。水平角测量的精度应按如下要求进行：（1）标称精度为一测回方向观测的中误差0.5、测距中误差（1mm+1ppm）的全站仪，用于CP控制网自由测站观测的测回数不少于3 测回；标称精度为一测回方向观测10、的中误差1、测距中误差（1mm+2ppm）的全站仪，用于CP控制网自由测站观测的测回数不少于3 测回。（2） 方向观测各项限差根据精密工程测量规范（ GB/T15314-1994）的要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。方向测量法水平角测量精度表（3）观测时边长必须进行温度、气压改正，温度量测精度应为0.5，气压量测精度应为5hpa。（4）距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。（5）CP平面网应附合于CP、CP控制点上，每600m 左右（400800m）应联测一个CP或CP控制点，自由测站至CP、CP控制点的距离不宜大于300m。当CP点位密度和位置不满足CP11、联测要求时，应按同精度扩展方式增设CP控制点。与上一级CPI、CP II 控制点联测时，应通过2 个或3 个线路上的自由测站进行联测，见下图。5.2.3 为了使相邻重合测段能够满足CPIII 控制网的测量高均匀性和高精确度，每个重合测段至少重复观测6 对CP III 点（约300 米）进行平差，每个测段一般为48km，最短不宜小于3km。5.2.4 每一CPIII 平差测段首尾必须封闭，且保证每个CPIII 点被相邻自由设站点观测三次。5.3 CPIII平面控制网数据处理5.3.1 在自由设站CPIII 测量中，应采用能使全站仪自动照准、观测、记录的数据采集专用软件。外业数据存储之前，必须对观12、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，及时进行重测，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。现场测量时必须记录各测站的实际情况，它是测量中的重要数据，在进行外业测量时，应如实填写测站表。CPIII 平面控制网平差应采用铁道部评审通过的CPIII 专用平差软件，并进行CPIII 网平差精度检核。CPIII 控制网精度指标如下：5.3.3 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CP网平差，应采用本测段13、联测的CP、CP控制点及重叠段前测段CP点坐标成果（不少于连续的2 对CPIII点）进行固定约束平差。6 CPIII高程控制网测量6.1 CPIII高程控制点布设CPIII 高程控制点与平面控制点共桩，在进行棱镜中心高程水准测量时，只需直接水准测量轴插入套筒内即可测量。通过减去水准轴球形半径差值即可方便的获得球型棱镜中心所代表的测量点的精确高程。每一测段应至少与3 个二等水准点进行联测，形成检核。测量方式可采取下面两种方式：（4） CP点与CP点之间的水准路线，宜采用下图所示的水准路线形式进行。这样的水准路线，可保证每相邻的四个CP点之间都构成一个闭合环。（2）也可采用往测时以轨道一侧的CP水14、准点为主线贯通水准测量，另一侧的CP水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CP水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。往测示意如下：返测水准路线如下图所示：6.2 CPIII 高程控制网观测CPIII 控制点高程测量起闭于二等水准基点。CPIII 高程控制水准测量应按客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定第4.1 节有关精密水准测量要求施测。6.2.1 CP高程控制点精度要求精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm），配套因瓦尺。使用仪器设备必须在鉴定有效期内，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准。水准观测第一周每15、天作业前应采用仪器自带的软件进行检验和校准，若检验指标满足要求并稳定，后续作业前可不进行该项检验，但应每月进行仪器指标检验。（1）精密水准测量精度要求精密水准测量精度要求表（mm）因水准路线较短，故不设间歇点。使用双摆位自动安平水准仪时，不计算基辅分划读数差。对于数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差的差。6.2.2 精密水准观测水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：A 水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1 级不应超过15；B 水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺，不应超过0.5mm；C 二等16、水准测量采用补偿式自动安平水准仪时，其补偿误差a 不应超过0.2。观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1 级仪器应读记至0.05mm 或0.1mm，使用数字水准仪应读记至0.01mm。6.2.3 每个水准环四个高差应进行独立观测，即每观测一个高差应重新变换仪器位置或高度。6.3 连续桥梁上下二等水准高程传递按客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定要求，精密水准路线一般2km 左右应附合二等水准控制点上。因此，为满足精密水准闭合要求，在2km 以上连续桥梁应采用三角高程传递法将二等水准点高程传递至桥上。具体作业过程为：二等水准高程传递采用不量仪器高、棱镜高的三角高程中视测量方法，根据石武17、客专特点，在高程传递点附近分别在桥墩底和对应墩桥梁固定支座端挡砟墙埋设CPIII 专用标志。观测过程中用电子水准仪按精密水准作业要求将高差分别抄到挡砟墙和墩底CPIII 高程标志杆，再用全站仪进行挡砟墙和墩底CPIII 平面标志杆高差传递。CPIII 平面及高程标志杆均为标准件，高程传递点A、B 使用CPIII 平面、高程标志间高差相同。因此，A、B 两CPIII 高程标志间高差为全站仪观测的三角高程高差，不需量测全站仪和棱镜高。光电测距三角高程传递应进行两组独立观测，两组高差较差应不大于2mm，满足限差要求后，取两组高差平均值作为传递高差。6.4 CP控制点高程数据处理在数据存储之前，必须对18、观测数据作各项限差检验。检验合格时，进行必要顺序整理，计算与检核者签名后进行存储。检验不合格时，对不合格测段整体重测，至合格为止。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M；当水准网的环数超过20 个时，还应按环线闭合差计算Mw。M和Mw 应符合表暂规中精密水准测量精度的要求，否则应对较大闭合差的路线进行重测。M和Mw 应按下列公式计算：CP控制点高程测量应严密平差，平差计算取位下表中精密水准测量的规定执行。7 CPIII存在的主要问题及建议7.1 分段CPIII控制网的衔接建设工期所迫，局部地段沉降未稳定即开展CPIII 控制网建网和无砟轨道铺设，对今后CPII19、I 控制网平面、高程衔接及铁路运营前长轨精调带来一定难度。原则上应等沉降评估通过，桥梁、路基段沉降量稳定后再开展CPIII 控制网建网工作，同时尽量加长每段CPIII 控制网段长度，一般48km 比较理想，减少相邻衔接段。衔接段的测量应满足如下技术要求：（1）CPIII控制网两端必须起止于上一级控制网点，应保证有三个连续的自由设站与上一级控制点联测；（2）水准与上一级控制点联测的数量不得少于3个；（3）相邻区段间，至少有5对CPIII点作为公共点，公共点在两个区段内均要求观测，计算，单独平差的成果应满足CPIII的精度要求；（4）公共点在两区段的平差计算成果（X、Y、H）较差应小于3mm；（520、）在上述要求达到后，还要再次对后一区段的CPIII网数据进行平差，除使用上一级控制点作约束外，还应至少使用一对前一区段的公共点作为约束，使其他公共点两次区段坐标差小于1mm。7.2 加密CPII控制点的保护因原高等级平面控制点CPI、CPII 受施工影响或距线位本身较远，CPIII 控制网建网时联测不方便，必须进行CPII 控制点加密。为保证相邻段CPIII 控制网衔接、将来CPIII 控制网复测联测相同高等级控制点以及方便运营维护单位使用，应加强对加密CPII 控制桩的保护与成果整理、归档工作。7.3 平面数据采用过程气象元素改正问题CPIII 测量精度要求高，其测量方法与传统的测量方法不同21、，全站仪测距过程中必须要进行温度、气压等气象元素改正。在一般的气象条件下，在1km 的距离上，温度变化1 度所产生的测距误差为0.95mm，气压变化1mmHg 所产生的测距误差为0.37mm，湿度变化1mmHg 所产生的测距误差为0.05mm。湿度的影响很小，可以忽略不计，当在高温、高湿的夏季作业时，就应考虑湿度改正。因此、外业数据采集过程中必须高度重视温度、气压改正。建议测定气温应使用测量专用通风干湿温度计，测定气压采用空盒气压表。7.4 已破坏CPIII控制桩恢复问题建议对已破坏的CPIII 控制点，重新埋设控制桩后，应采用周围至少4 对（8 个）CPIII 控制点作为约束点进行同精度扩展方式进行加密，恢复已破坏的CPIII 控制桩，以满足无砟轨道铺轨要求。7.5 特殊桥跨CPIII测量及使用问题特殊桥跨的CPIII 测量及无砟轨道的铺设应在相同的外部环境下进行。8 上交成果资料8.1 CPIII 控制点平面、高程成果表；8.2 CPIII 平面、高程控制观测手簿及计算表；8.3 加密CPII 及二等水准控制点点之记、成果、平差计算报告；8.4 CPIII 平面、高程观测网图；8.5 CPIII 测量技术方案；8.6 CPIII 控制网技术总结；8.7 上述文件内容的磁盘文件。