精密控制网施工复测及加密技术设计方案（14页）.pdf

1、京沪高速铁路JHTJ-1 标精测网施工加密测量技术设计方案1 概 述1.1 任 务 概 述新建兰州至重庆铁路兰州东至夏官营、广元至重庆段土建工程和兰州东至重庆铺架工程LYS-14标段精 测 网 CPI、CPII 控制 点 和 水准点 间距较大，不 能满 足 施 工放 样 需 要。故 需 在 CPI 基础 控 制 网和 设 计 三等水 准 点 基础 上 进 行施 工 加 密测 量。1.2 任 务 范 围、内 容（1）任务范围京 沪 高速 铁路 工程 JHTJ-1 标 DK5+280.13DK238+470.17。（2）工作内容施 工 加 密测 量：选点、埋 设 标 石，进 行 平 面 控 制点

2、和 高 程 控制点 外 业 观测 及 平 差计 算。1.3 预 计 完 成 期 限计划 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 沪 高 速 铁 路JHTJ-1标 段 起 讫 里 程 为DK5+280.13DK238+470.17，正 线 长 度 223.944km，线 路 自北 京 南 站西 端 引 出，沿既 有 西 黄 线而 行，在黄 村 跨 京山 线，沿 既有 京 山 线南 侧 经 廊 坊1 至天 津 南 站，修 建联 络 线 引入 天 津 西站 并 将 其改 造 为 高速 始 发 站；正线 线 路 继 续向 南

3、 与 京沪 高 速 公路 大 体 平 行，过 沧 州西，跨 南 运河主 河 道 至 104 国 道处。2.2 地 形 地 貌线路 主 要 穿行 于 冀 鲁平 原 区，北 京 至 廊坊 为 冲、洪积 平 原，地势 由 西 北 向东 南 缓 倾；廊 坊 至武 清 及 沧 州至 标 段 终点 为 冲 积 平原，廊 坊 至 武清 地 势 由西 北 向 东南 缓 倾；武清 至 沧 州为 近 海 冲 积平原，地 势由 西缓 倾，其 中天 津 市 区及 其 以 南团 泊 洼 一带 地 势 低洼，沟 渠 坑塘 密 布；沧 州 至 标段 终 点 由西 南 向东 北缓 倾。2.3 地 质 条 件标段 地 层 主要

4、 为 第 四系 冲 积 层、冲 洪 积层、海 积 层，一 般 以黏性 土、粉 土、砂 类 土为 主，仅北 京 附 近 分布 有 厚 层卵 石 土 和 圆砾土，城 区、村 庄 及局 部 坑 塘分 布 有 厚度 不 等的 填土。北京 黄 村 至标 段 终 点普 遍 分 布松 软 层，松 软 层 底 板埋 深618m。北京 至 沧 州地 震 动 峰值 加 速 度0.10g，分布 有 地震 可液 化 层，液化 层 以 饱和 的 粉、细 砂 及 粉土 为 主。本线 部 分 地段 经 过 的大 部 分 地区 因 地 下水 超 采 形 成漏 斗 区，存在 地 面 沉降 等 现 象，特 别 是廊 坊、天津 等

5、 地 区。2.4 地 震 参 数根 据 中 国 地震 动 参 数 区划 图 （GB18306-2001）划 分，结合现 场 调 查 及工 点 情 况确 定 测 区地 震 动 峰 值加 速 度（地 震 基 本 烈2 度）如 下：DIK0+000 DIK65+000 0.20g DIK65+000 DK174+000 0.15g DK174+000 DK242+000 0.10g 2.5 河 流 水 系本标 段 线 路经 过 地 区的 河 流 分属 海 河 水系，沿 线 河流 密 布，水利 设 施 众 多，经 过 的主 要 河 流有 老 龙 河、永 定 河、子 牙 河、独流碱 河、子牙 新 河、马

6、 厂 碱 河、南 运 河等。2.6 气 象 条 件本标 段 属 暖温 带 亚 湿润 季 风 气候 区，四季 分 明。春天 干 燥 多风，夏 季 炎 热多 雨，秋季 秋 高 气爽，冬 季 寒风 凛 冽。大 风 多 集 中在 3、4 月 份，年 平 均降 雨 量 在 560 800mm 左 右，70%的 降 雨 主要集 中 在7、8 月 份，年 平 均温 度 在 11 14，极 端 最高 气 温 为40，最 冷月 平 均 气温 在-4 左 右，沿 线 土 壤最 大 冻 结深 度 0.8 0.5m。2.7 主 要 工 程 项 目正线 桥 梁 23 座，总 长 208.395km，占 全长 的 93%

7、，箱 梁 6065孔，各 种 特殊 结 构 69 处；路基 15.549km，占 全 长 的 7%；无碴 轨 道 256.41 双 线 公 里，占 95%；正 线 铺轨 269.959 双 线公里；联 络 线 铺 轨 22.877 单 线 公里，站 线 铺 轨 13.091km；道 岔 46组。3 3 既 有 资 料 情 况3.1 铁 三 院 提供 的 京 沪高 速 铁 路北 京 至 徐州 段 精 密控 制 测 量技术 文 件 ；3.2 铁三 院 现 场交 接 平 面（CP、CP）控 制 桩 和高 程 控 制桩及 技 术 资料；4 主 要 技 术 依 据 客 运 专 线 无 碴 轨 道 铁 路

8、 工 程 测 量 暂 行 规 定 （铁 建 设2006189号）精 密 工 程控 制 测 量及 线 下 工程 变 形 监测 技 术方 案设 计 客 运 专 线 铁路 无 碴 轨 道铺 设 条 件评 估 技 术 指南 （铁 建 设2006158号）精 密 工 程测 量 规 范（GB/T15314-94）国 家 一、二 等 水 准测 量 规 范（GB12897-2006）全 球 定 位系 统（GPS）铁路 测 量 规程 （TB10054-1997）全 球 定 位系 统（GPS）测量 规 范 （GB/T18314-2001）京 沪 高 速铁 路 精 密工 程 控 制测 量 及 线下 工 程 变 形监

9、 测 可 行性研 究 京 沪 高 速铁 路JHTJ-1标 精测 网 施 工加 密 测 量 技术 设 计 方案5 坐 标 系 统 和 高程 系 统5.1 坐 标 系 统该 标 段施 工 复 测采 用 的 坐标 系 统 为：中 央 子 午线 经 度 11645，4 投影 面 大 地高 0.0m，X 方 向 加常 数 0km，Y 方向 加 常 数 500km。采用 WGS-84 椭球 参 数。5.2 高 程 系 统采 用 1985 国 家 高程 系 统。6 加 密 测 量 技 术 方 案6.1 工 作 流 程本 标 段加 密 测 量线 路 长 达 223.944km，测 量任 务 大，精 度 要求高

10、。按 照工 区 划 分为 十 个 测段 加 密,具 体 分工 见 表 1。表 1 测 段工 区起 讫 里 程测 量 人 员加 密 方 法备 注1 一 工 区DK5+280.13 DK20+476 工 程 师 1人 助 工 2 人 测 工10 人GPS2 二、三 工 区DK20+476DK43+400工 程 师 2人 助 工 2 人 测 工10 人导 线3 四、五 工 区DK43+400DK60+978工 程 师 1人 助 工 1 人 测 工8人GPS4 六 工 区DK60+978DK67+168工 程 师 1人 测 工 8人导 线5 七 工 区DK67+168DK85+887工 程 师 1人

11、助 工 1 人 测 工8人导 线6 八 工 区DK85+887DK102+161工 程 师 2人 助 工 1 人 测 工15 人导 线7 九 工 区DK102+161 DK120+833.46 工 程 师 1人 助 工 1 人 测 工8人导 线8 十、十 一 工 区DK120+833.46DK156+899工 程 师 3人 助 工 2 人 测 工20 人导 线9 十 二、十 三 工 区DK156+899DK190+370.11工 程 师 2人 助 工 1 人 测 工16 人导 线5 10 十 四 至 十 七 工区DK190+370.11DK238+470.17 高 工 1人,工 程 师 4人,

12、助工 2 人 测 工 20 人导 线6.2 布 网 要 求和 选 点、埋 石6.2.1 布 网要 求(1)在 CPI、CPII、及 勘 测水 准 点 基础 上 进 行加 密。(2)点 位 选 在距 线 路 中线 较 近、稳 固 可 靠且 不 易 被 施工 破 坏 的范围 内，便于 长 期 保存，方 便测 设 中 线。(3)点 间距 离在 300m 左 右为 宜，且点 间 相 互通 视。6.2.2 施 工加 密控 制 网 选点 要 求：由 技 术 负责 人 会 同 相 关 人 员 在 线 路 平 面图 上 进 行 控 制 网 的 方案设 计、图 上选 布 点 位、编 号。选 点、埋 石人 员 按

13、 设计 好 的 点 位进行 现 场 选 点、埋 石 工作。但 要根 据 现 场 实际 情 况 按布 网 设 计 原则灵 活 确 定点 位，并在 图 上 修改 标 示。加 密 点 布设 应 充 分 考 虑 即 将 施 工 的 影 响，布 设 在 不 易 被 破 坏的范 围 内。对高 路 基、桥 梁 等 段落，尽 量 考虑 将 加 密点 布 设 于 线路一 侧，避免 因 施 工后 造 成 点间 不 通 视现 象，以方 便 施 工使 用。使 用 GPS 加密 时，点间 距 250350m，所选 点 位 应相 互 通 视，加密 点 一 般应 选 在 距线 路 中 线 50100m，便 于安 置 仪 器

14、。周 围 应视野 开 阔，对 天 通 视情 况 良 好，高 度 角 15以 上 无 障 碍物 阻 挡 卫星信 号；远 离高 于 安 置天 线 高 度的 树 木、建筑 物 等 阻挡 卫 星 信 号的障 碍 物。为 了 避 免电 磁 场 对 GPS 卫星 信 号 的干 扰，点位 应 远 离大功 率 无 线 电发 射 源、高 压 输 电线；在 点 位附 近 避 免有 大 面 积 水域，以 避 免 多路 径 效 应的 影 响；点 位 应 布 设于 交 通 方便，基 础 稳6 定，易 于 保 存，有 利 于导 线 联 测的 地 方；注意 避 免 季节 变 换 后，植被 生 长 可能 引 起 的不 通 视

15、 问题。加 密 点 用导 线 法 测量 时，点间 距 宜 为250 350m，所 选 点 位应相 互 通 视，应 选 在距 线 路 中线 50 100m，稳 固 可 靠，且 不 易被施工 破 坏 的范 围 内，导 线 点 应便 于 长 期保 存 和测 设中 线。6.2.3 加 密点 埋设 标 准加 密 的平 面 控 制 点和 高 程 点尽 量 共 用,加 密控 制 点 标石 埋 设 标准应 与 精 测网 CPII 控 制 点 标石 埋 设 规格 及 要 求相 同。6.3测量方案6.3.1 平 面控 制网 加 密测 量 实 施方 案（1）测量 方 法 和等 级GPS 测 量；测 量 等级 为 C

16、 级。（2）技术 指 标CPII 加 密 GPS 测 量 的 精度 指 标 应符合 表 2 的 规 定。GPS测量的精度指标表 2 基线边方向中误差最弱边相对中误差1.7 1/100000（3）GPS 施工 加 密 测量 作 业 的基 本 要 求a.CPII 加 密 GPS 测量作 业 的基 本 要 求应 符 合 表 3 的 规 定。GPS 测 量 作业 的 基 本要 求表 3项目CP加密静态卫星高度角（）157 测量有效卫星总数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数据采样间隔（S）15 PDOP 或 GDOP 8b.天线 应 严 格整 平 对 中，对中

17、 误 差1mm。每时 段 开机 前 和 关机后 各 量 一次 天 线 高，三 个 方向 天 线 高互 差 不 大于 2mm，取 平 均值作 为 最 后的 天 线 高；c.观 测 时 详细 记 录 测站 点 号、日 期、时段、天 线高、观 测者、记录 者 等；d.开机 后 应 检查 有 关 指示 灯 与 仪表；e.观测 中 应 查看 测 站 信息、接收 卫 星数、数据 记 录 信号 灯 等 情况，保 证 接收 机 工 作正 常，数据 记 录 正确；f.观 测 中在 接 收 机 10m 内 禁 止 使用 对 讲 机和 手 机；g.每 日 观 测结 束 后，当 天 及 时将 数据 转 存至 计 算

18、机硬、软 盘上，确 保 观测 数 据 不丢 失。（4）GPS 测量 数 据 处理a 各 独 立 闭合 环 坐 标分 量 闭合 差 均 符合 下 式 的规 定：nWX3；nWY3；nWZ3环全 长闭 合差 应 满足：nW338 式 中：W 为环 闭 合 差，222ZYXWWWW，n 为独 立环 中 的 边数；b 同 步 环 的 坐 标 分 量 闭 合 差 和 全 长 闭 合 差 均 符 合 下 式 的 规定：5nWx；5nWy；5nWz；53nW式 中：W 为 环 闭合 差，222ZYXWWWW，n 为 同 步 环中的 边 数；c 重 复 基 线的 长 度 较差 小 于22。d无 约 束 平 差

19、 中 基 线 分 量 的 改 正 数 绝 对 值 均 满 足 下 式：Vx3，Vy3，VZ3GPS 基 线长 度 精 度用 下 式 表示：22)(dba式 中：中 误 差（mm）；d 相 邻 点间 距 离（km）6.3.2 平 面控 制网 导 线加 密 测 量实 施 方 案（1）测量 方 法 和等 级导 线 测量；测 量等 级 为 四等。（2）技术 指 标导 线 测量 的 主 要技 术 要 求应 符 合 表 4 的 规 定。四等导线测量主要技术要求表 4 附合长度（km）边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（mm）导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差（）9 4 250

20、 350 5 2.5 10 1/40000 5n（3）施 工加 密 导 线测量 作业的 基 本 要求a.导 线测 量 应 起闭 于 CPI 控 制点，并 联 测 CPII控 制 点。按 四等 导 线 精 度，采 用 标 称 精 度 不 低 于2 测 距 精 度 不 低 于2mm+2ppm的全 站 仪 进行 施 测。b.觇 标 采用 仪 器 配套 棱 镜 和 觇标 组 合，光 学 对 中器 对 中，对中误 差 小 于 1mm。水平 角 和距 离 观 测应 在 大 气稳 定 和 成像 清 晰 的气象 条 件 下 进行 观 测，视 线 超 越的 高 度 及 旁离 障 碍 物的 距 离 均 不宜小 于

21、 1.5m。c.用 于 气象 改 正 的温 度、气 压 数 据，在每 一 测 站 测 定 一 次，并在 观 测 手 簿上 做 好 记录。气 压计、温 度 计与 周 围 环境 一 致，避免日 光 暴 晒 和辐 射。测距 边 气 象改 正、加 常数 改 正 通过 全 站 仪 设置 自动 进 行，输 入 数 据 应认 真 核 对。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（测 距的 一 个 测回 指 照 准一次 读 若 干 数，读 数 一般 为 四 次。），竖 角 指标 差 15，外 业 采用竖 直 角 计算 平 距。各 项 限 差应 满 足 表 5

22、的 要求。导 线测 量 水 平角观 测 应 满足 表 6 的技 术 要 求。d.导 线 测量 数 据 使用 光 电 记录 手 簿记 录。e.联 测 CP 时，如 果 有两 个 以 上通 视 方 向时 应 对 所有 通 视 方向进 行 观 测。f.当 导线 平 均 边长 较 短时，应 控制 导 线边 数，但 不 得 超过 表 3的导 线 长 度和 平 均 边长 算 得 的边 数。10 距离和竖直角观测限差表 5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）竖直角指标差较差竖直角测回间较差往返测平距较差5 5 7 10102mD注：mD=(a+bD)，为仪器标称精

23、度。式中：a仪器标称精度中的固定误差(mm)b比例误差系数（mm/km）D测距边长度（km）导线测量水平角观测技术要求表 6 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DJ1 4 696DJ2 6 8139（4）导 线测 量数 据 处理a 起 算 数据 为 CPI 控 制点，导 线应 在 方 位角 闭 合 差及 导 线 全长闭 合 差 满 足要 求 后，用 专 业 平差 软 件（南方 平 差 易，武 汉 大 学科傻 平 差 软件）平 差。b 控制 点的 点位 中误 差应满 足 mx、my 15mm,导线 点 坐 标成果 保 留 到 0.1mm。6.3.3 高 程控 制网 加密 测量

24、实 施方 案（1）测量 方 法高程 控 制 网加 密 测 量按 二 等 水准 测 量 方法 进 行 施测。（2）精密水准测量精度要求单位：mm 水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M限差11 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精密水准 2.0 8L8L4L注：表中L 为往返测程，附合或环线的水准路线长度，单位为km。（3）精密水准测量的技术标准等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观 测 次 数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线精密水准4 200 DS1铟瓦往返往返4L注：表中L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。（4）精密水准

25、观测主要技术要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）精密水准铟瓦DS05 65 2.0 4.0 下丝读数0.3 DS1 60 读数和记录取位：采用DS05 或 DS1 级仪器时，应读记至0.05mm 或 0.1mm；采用数字水准仪时，应读记至0.01mm；采用区格式木尺应读记至1mm。（5）精密水准测量计算取位规定见下表：等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）二等、精密水准0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1（6）二等水准测量

26、质量保障措施。二等水准测量应进行测段往返观测，观测顺序为：往测：奇数站为后前前后，偶数站为前后后前返测：奇数站为前后后前，偶数站为后前前后12 测量时应保证前后视距尽可能相等，前后视距差不符值应满足规范要求。用撑竿辅助安置水准尺，确保水准尺在观测时处于竖直状态。水准测量时，将尺垫安放在坚实的地方，防止尺垫下沉。选择观测时间，避开中午炎热时段。（7）数据处理 1）水准点间满足限差要求的情况下，以联测的深埋水准点为起算点，用专 业 平 差软 件（武汉 大 学 科傻 平 差 软件）进行严密平差计算。2）水准测量野外作业结束后，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，M 1.0mm。M

27、应按下列公式计算：41LnM式中：测段往返高差不符值（mm）；L 测段长（km）；n 测段数；7 精 测 网 加 密 测 量 应 交 成 果 资 料7.1 精 测 网 施 工 加密 测 量 技 术 设 计 方 案7.2 加 密 成 果 报 告 内 容7.2.1 任 务依 据、技 术标 准、测 量 日 期、作 业方 法、人 员 设 备、数据 处 理 方 法、控 制 网测 量 精 度、控 制 点 现状 分 析、加 密 测 量 结论等。7.2.2 同 步环，独 立 环闭 合 情 况及 精 度 统计。7.2.3 起 算点 的点 号、坐 标。13 7.2.4 平面 加 密控 制点 坐标 成果，包 括 点

28、 号、平面 坐标、坐 标中误 差、点 位中 误 差、点 对 的 坐标 方 位 角 及精 度、平面 边 长 及 精度、重 复 基线、加 密坐 标 成 果和 CPII 与 设 计 成果 的 比 较。7.2.5 导 线测 量精 度 和平 差 结 果。7.2.6 高程 加 密 控 制 网高差 和 高差 成 果，包 括点 号、距 离、往返测 高 差、往 返 测 不符 值、每千 米 偶 然中 误 差。7.3 加 密 测 量 报 告 的 附 件（1）平 面：基 线 报 告、闭 合 环 报 告、约 束和 无 约 束平 差 报 告；导线 平 差 报告。（2）高程：水 准测 量 原 始观 测 数 据；（3）GPS 测 量 和水 准 测 量的 观 测 手簿。（4）GPS、水 准 仪 等设 备 的 鉴定 证 书。（5）施测 单 位 的测 绘 资 质证 书。（6）人员 资 质 证书。