轨道控制网测量技术方案

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1、新建吉林至珲春铁路CP轨道控制网测量技术方案中铁工程设计咨询集团有限公司测绘资质 甲级 综合勘察 甲级 010654-kj2013年4月 北京文件编写单位:中铁工程设计咨询集团有限公司航测遥感研究院编 写: 张银虎复 核: 张 江审 核: 张大春审 批: 张金龙目 录一、概 述11.1 编制依据11.2 工作范围11.3 工程概况11.4 既有精测网概况2二、工作内容4三、执行的技术规范与依据4四、采用的平面坐标系与高程系统54.1 平面坐标系54.2 高程系统6五、测量单位资质及人员要求6六、线上CP加密点测量66.1 线上CP加密点的布设66.2 线上CP加密点的埋设76.3 外业测量96

2、.4 数据处理及网平差12七、线上水准加密点测量147.1 线上水准加密点的布设147.2 线上水准加密点的埋设147.3 外业测量167.4 数据处理及网平差18八、CP控制网测量198.1 CP点的布设198.2 CP点的埋设298.3测量仪器设备及软件358.4 CP控制网平面测量368.5 CP控制网高程测量428.6 CP控制网成果表46九、CP控制网的复测与维护469.1 CP控制网的复测469.2 CP网的维护47十、成果资料整理与提交4810.1 数据整理归档4810.2 成果资料提交50新建吉林至珲春铁路CP轨道控制网测量技术方案一、概 述1.1 编制依据根据新建吉林至珲春铁

3、路工程施工进展,按照高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)、关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知(铁建设200920号)等技术文件要求,对新建吉林至珲春铁路CP轨道控制网测量技术方案进行编制。1.2 工作范围项目工作范围为吉林至珲春,线路全长364.947km。具体分段为:(1)吉林至威虎岭段(DK0+000DK120+000及联络线),线路长度120km;(2)威虎岭至安图段(DK120+000DK240+000),线路长度120km;(3)安图至珲春段(DK240+000终点),线路长度125km。1.3 工程概况新建吉林至珲春铁路(简称“吉图珲铁路”)项目位于吉林省境

4、内,西起吉林市,东至延边朝鲜族自治州珲春市,途经吉林市辖的昌邑区、龙潭区、蛟河市,延边自治州辖的敦化市、安图县、延吉市、图们市、珲春市等。西端通过吉林铁路枢纽与长(春)图(们)铁路、吉(林)舒(兰)铁路、沈(阳)吉(林)铁路以及长吉城际铁路相连,东端与牡(丹江)图(们)铁路、图(们)珲(春)铁路、图们至朝鲜口岸铁路、珲春至俄罗斯口岸铁路等相连,中部地区有拉(法)(哈尔)滨铁路、朝(阳川)开(山屯)铁路以及多条林区专用线等。 线路全长360.602km,其中吉林市境内正线建筑长度113.922km,延吉市境内正线建筑长度246.680km。桥梁总长92.717km/118座,占线路总长度的25.

5、71%,最大连续梁为第二松花江特大桥的(55.75+96+96+55.75)m预应力混凝土连续梁;隧道总长度为155.637km/84座,占线路总长度的43.16%,最长隧道为拉法山隧道10.035km;桥隧占线路总长度的68.87%;路基长度为112.248km,占全线总长度的31.13,新建车站8座。季节性冻土:本区处于严寒地区,为重度季节冻土区。沿线季节性冻土层厚度1.671.92m,每年从10月开始冻结,翌年4月开始融化。 吉珲线项目位于东经1261513030,北纬42504400范围内,属六度带的第22带,三度带的第42、43带。 旅客列车设计行车速度:250km/h,基础设施预留

6、提速条件。全线铺设有砟轨道。1.4 既有精测网概况吉图珲铁路工程既有精测网由中铁工程设计咨询集团于2010年7月至12月完成了测设工作,主要技术依据为高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)。1、既有平面控制网情况吉图珲铁路工程既有平面控制网分三级布设,包括框架平面控制网、基础平面控制网CP和线路平面控制网CP。(1)既有平面坐标系既有精测网的平面坐标系采用2000国家GPS大地控制网大地坐标系,参考椭球为WGS-84椭球,参考框架为ITRF97,参考历元为2000.0。按照投影变形不大于10mm/km精度要求建立了工程独立坐标系,全线共划分9个投影带。(2)既有平面控制网框架平面控制

7、网点沿线路方向每隔50公里左右布设一座,全线布设点位8座。首级平面控制网采用高铁CP0级GPS网的技术要求施测,以联测的国家A、B级GPS点进行平差计算。既有基础平面控制网CP控制点每隔4公里布设一个,长大桥梁及隧道两端加密布设,全线共布设CPI点200个。CPI控制网按照高铁二等GPS网的技术要求施测,并联测框架平面控制网点进行平差计算。既有线路平面控制网CP在CP网的基础上每600800m布设一点,相邻点一个方向以上通视。全线共布设CP点138个。CP控制网是按照高铁三等GPS控制网的技术要求施测,并联测CPI点进行平差计算。2、既有高程控制网情况既有高程控制网包括基岩水准点和普通线路水准

8、基点。基岩水准点每50km左右布设一座,软土路基段加密布设,全线共布设10座;普通线路水准基点沿线路每隔2km左右布设了一个水准点,全线共布设175个水准基点。既有高程控制网按照国家二等水准测量的技术要求施测,共联测13个国家I、II等水准点。3、既有精测网评价和利用既有平面和高程控制网坐标系统、点位布设、测量等级和成果精度都能够满足高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)的相关技术要求,可以作为CP轨道控制网的测量起算控制网。为了满足CP控制网的测设,依据高速铁路工程测量规范(TB10601-2009),在CP控制网测量前对既有精测网进行复测,并需要在复测合格的平面和高程控制网的基础

9、上进行线上CPII加密点和线上水准加密点测设工作。二、工作内容根据吉图珲铁路工程工作计划安排,CP轨道控制网测量工作主要包括如下几项内容:(1)线上CPII加密点布设及测量;(2)线上水准加密点布设及测量;(3)CP轨道控制网布设;(4)CP轨道控制网平面测量;(5)CP轨道控制网高程测量。三、执行的技术规范与依据1、高速铁路工程测量规范TB10601-2009;2、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);3、国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006);4、铁路工程卫星定位测量规范(TB10054-2010);5、关于进一步规范铁路工程测量控制网管理

10、工作的通知(铁建设200920号);6、关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见(铁建设2008246号);7、既有精测网技术资料。四、采用的平面坐标系与高程系统4.1 平面坐标系为保证三网合一,CP控制网平面坐标系统采用与既有精测网相同的工程独立坐标系统。全线采用2000国家GPS大地控制网大地坐标成果作为坐标基准,参考框架为ITRF97,参考历元为2000.0。按照投影变形不大于10mm/km精度要求建立了工程独立坐标系。具体划分如下表4.1-1:表4.1-1 吉图珲铁路工程独立坐标系分段表坐标系名称中央子午线( )投影面大地高(m)平均高程异常(m)起讫里程(m)最大变形值(mm/k

11、m)第一坐标系126.400 23523DK0+000DK52+0009.8 第二坐标系127.483 35723DK52+000DK90+000-9.8 第三坐标系127.248 41023DK90+000DK119+8009.9 第四坐标系128.200 57023DK119+800DK176+500-9.6 第五坐标系129.030 45023DK176+500DK216+5009.7 第六坐标系129.050 35523DK216+500DK247+000-8.6 第七坐标系129.600 23623DK247+000DK293+0009.3 第八坐标系130.100 14023DK2

12、93+000DK350+500-8.6 第九坐标系130.300 12623DK350+500DK362+2348.7 注:1、2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下: 长半轴a6378137m ; 扁 率f1/298.1 ; 4.2 高程系统高程系统采用既有精测网高程系统,即1985国家高程系统。五、测量单位资质及人员要求CP控制网测量应由专业测量队伍实施。施测单位及作业人员必须具有测绘资质证书,作业人员须有高速铁路CP控制网测量经验或通过专业的CP控制网数据采集及数据处理培训。六、线上CP加密点测量6.1 线上CP加密点的布设为满足CP网测量的要求,应按照“线路两侧200m 范围内C

13、P点具有500650m的点间距”要求在既有CP控制网基础上进行线上CP加密点测量。线上CP加密点应至少有一个方向与相邻的CP点(CP加密点)或CP点通视。CP网分区段测量时,在区段的头尾以及用于接边的六对CP点的头尾应各布设一个CP加密点。1、桥梁段CP加密点布设桥梁段CP加密点应布设在桥上,沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座(纵横向均固定)顶端的防护墙顶,且不能与CP点共桩。2、路基段CP加密点布设路基段CP加密点应左右交替布设在征地界范围内便于CP网联测的地方,一般布设在CP点专用控制桩顶。3、隧道段CP加密点布设隧道段CP加密点应布设在隧道电缆槽顶面上。对于长度大于2km隧道,CP加密网

14、需按导线网方式进行测设,CP加密点应成对布设,点对间距300500m。6.2 线上CP加密点的埋设1、CP加密点的标志CP加密点采用强制对中标志。强制对中标志包括预埋件、测量仪器连接盘两部分,如图6.2-1所示。预埋件为埋入现场的部分,为不锈钢材料加工而成。测量仪器连接盘底端螺丝可以直接安装到预埋件上,顶端螺丝用于连接测量基座。通过仪器连接盘及测量基座,可以直接安装测量仪器、GPS 天线或棱镜,对中精度优于0.1mm。预埋件图6.2-1 CP加密点预埋件及测量仪器连接盘2、CP加密点标志的埋设CP加密点标志埋设时,首先在桥梁防护墙顶、路基CPIII专用控制桩顶、隧道电缆槽顶选定位置处打孔,将预

15、埋孔注入1:16(水:干料)的桥梁支座灌浆料,灌浆料比孔口低12cm,利用铁丝弯折成的埋设临时支架(图6.2-2左图)将预埋件缓缓吊入预埋孔,将灌浆料挤出。预埋件顶面比孔口高出1mm 左右(图6.2-2右图)。因悬吊作用,预埋件自然整平,30分钟左右,灌浆料凝固,可拆除临时支架。预埋件整平精度约48分。CP加密点埋设完成后应在点位旁边清晰、明显地设置点号标识。图6.2-2 强制对中标志预埋件埋设(左)和埋设完成的预埋件(右)3、CP加密点的编号规则CP加密点按照公里数递增进行编号,编号统一为七位数,具体规则为:(里程整公里数)+P2(表示CP加密点)+(该公里段流水号,从小里程向大里程方向顺次

16、编号)。例如0256P21,其中“0256”代表里程数,“P2”代表CP平面控制点,“1”代表1号点。4、CP加密点点之记CP加密点埋设完成后,应按既有CPII网要求绘制点之记。点之记包含点号、概略经纬度(现场采集)、所在地、交通情况、交通略图、点位通视情况及点位略图、选点情况及埋石情况。绘制时要符合要求,要素齐全,标识点位的距离用皮尺现场实测,交通路线图指向要齐全、清楚。点之记应按照既有精测网控制点点之记的格式在CAD下绘制整理。6.3 外业测量6.3.1主要技术要求1、采用GPS测量方法进行CP加密点测量时,主要技术要求如 表6.3-1所示。表6.3-1 CP加密点测量主要技术要求等级固定

17、误差a(mm)比例误差系数b(mm/km)基线方位角中误差()约束点间的边长相对中误差约束平差后最弱边边长相对中误差三等GPS网511.71/1800001/100000注:当基线长度短于500m时,三等边长中误差应小于5mm。2、采用导线测量方法进行隧道段CP加密点测量时,主要技术要求如 表6.3-2所示。表6.3-2 洞内CPII加密点测量的主要技术要求控制网级别附合长度(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()对应导线等级备注CPL230060031.87.5 1/55 0003.6三等单导线CP2L730060

18、031.87.5 1/55 0003.6三等导线网CPL730060031.351/100 0002.6隧道二等导线网当同一测区内,导线环(段)数超过20个的时候导线测角中误差按下式计算: 导线环(段)的角度闭合差(); 导线环(段)的测角个数;导线环(段)的个数;6.3.2 作业方法1、采用GPS方法进行CP加密点测量、CP加密点测量应采用双频GPS接收机观测,仪器的标称精度不低于5mm+1ppm。、CP加密点采用GPS测量方法施测,起闭于经复测合格的既有CP、CP控制点,测量等级和精度要求应满足表6.3-3的技术要求。表6.3-3 CP加密点GPS测量的技术要求 级别项目CP加密点GPS测

19、量等级三等GPS卫星截止高度角15同时观察有效观测卫星数4有效时段长度(min)60观测时段数1-2数据采样间隔(s)15接收机类型双频PDOP或GDOP8、CP加密点测量采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网。每加密1个CP加密点应联测不少于2个CP点及部分CP点,且加密点要位于所联测的CP、CP点所构成的网形中部。观测前要对网形进行设计,保证CP点间的基线长度不小于300m,并尽可能多地联测既有精测网点,以保证与既有精测网系统的统一。、全部仪器、光学对中基座作业前都必须按要求进行检校合格后才能投入使用。2、采用导线测量方法进行CP加密点测量、CP加密点测量按表6.3-2的

20、要求采用导线测量方法进行测设,起闭于既有CPI点、CP点或CP加密点。当采用导线网进行测量时,构网方法如图6.3-1所示。图6.3-1 CP加密点导线网测量示意图、CP导线观测应采用标称精度不低于(1、2mm+2ppm)的全站仪施测。观测前应先将仪器开箱放置20分钟左右,让仪器与洞内温度基本一致。、洞口测站观测宜在夜晚或阴天进行,隧道洞内观测应充分通风,无施工干扰,避免尘雾。目标棱镜人工观测时应有足够的照明度,受光均匀柔和、目标清晰,避免光线从旁侧照射目标。采用自动观测时应尽量减少光源干扰。、水平角观测要求水平角观测各项技术指标,按表6.3-4、表6.3-5中技术规定执行。表6.3-4 导线网

21、测量的技术指标等级测角中误差()测距相对中误差方位角闭合差()导线全长相对闭合差测回数0.5级仪器1级仪器2级仪器6级仪器三等1.81/1500003.61/550004610-注:1、表中n为测站数。2、当边长短于500m时,二等边长中误差应小于2.5mm,三等边长中误差应小于3.5mm。表6.3-5 水平角方向观测法的技术要求等级仪器等级半测回归零差()一测回内2c互差()同一方向值各测回互差()三等0.5级仪器4841级仪器696注:当观测方向的垂直角超过3的范围时,该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较,其值应满足表中一测回内2C互差的限值。、边长测量技术要求边长测量技术要求按表6.

22、3-6中技术要求执行。测距边的斜距应进行气象改正和仪器常数改正。气象改正应该将观测时记录的气压、气温输入仪器,仪器自动进行气象改正。表6.3-6 边长测量技术要求等级使用测距仪精度等级每边测回数一测回读数较差限值(mm)测回间较差限值(mm)往返观测平距较差限值往测返测三等22232mD4457注: 测距仪精度等级划分如下级 mD2mm级 2 mmmD5mm其中 mD=a+bD,为仪器标称精度式中: a-标称精度中的固定误差(mm)b-标称精度中的的比例系数(mm/km)D-测距长度(km)3、区段接边测量要求CP加密点测量可分区段进行测量,分区段测量时应联测上一区段至少二个CP加密点进行接边

23、重复测量。6.4 数据处理及网平差6.4.1 GPS基线解算GPS网基线向量解算采用LGO软件进行,采用静态相对定位模式进行解算。用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于10米,计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。解算后按表6.4-1的要求进行基线质量检核和分析。 表6.4-1 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)重复观测基线较差 注:,本项目a=5mm,b=1ppm。d取基线或环平均边长(以km计)。6.4.2 GPS网平差1、GPS网平差采用经鉴定合格的商用软件进行,本线采用武汉大

24、学开发的COSA GPS数据处理软件进行网平差计算。2、在GPS网整体平差前,应先对网中的原CPI和CP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。3、GPS网基线的质量检核符合要求后,以一个点的WGS-84三维坐标为起算数据进行无约束平差,求出各控制点WGS-84坐标系下的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数以及其精度信息。无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要求:VX3 VY3 VZ34、无约束平差精度满足要求后,采用所联测的CP、CP点作为已知点进行二维约束平差,按相关技术要求进行约束平差精度评定,平差后CP点的点位精度应小于1

25、0mm。5、CP加密点网平差分区段进行时,平差时应采用一个区段内所有联测的原精测网CPI、CP点和重复联测的上一区段的CP加密点作为已知点进行二维约束平差。平差前需检核已知点间的兼容性,对兼容性不好的已知点进一步分析原因,必要时进行重新测量。6.4.3 导线网数据处理CP加密点导线网在测量距离经高程和高斯投影改化后进行平差计算。起算数据为CPI或CP点,平差采用经过鉴定合格的专用平差软件。在角度闭合差、方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后,进行严密的平差计算。CP加密点点位中误差应满足mx、my10mm。分区段测量平差时应首先检核区段接边CP加密点的重复测量精度,检核合格后以既有CPI、

26、CP点以及重复测量的CP加密点为约束点进行平差计算。七、线上水准加密点测量7.1 线上水准加密点的布设为满足CP控制网高程测量的需要,沿线线路水准基点应满足以下要求:(1)路基段每2km一个线路水准基点;(2)桥梁段线路水准基点应加密到桥上,点间距不超过2km;(3)隧道段线路水准基点点间距不应超过1km;对不满足以上条件的区段需在既有线路水准基点的基础上进行线上水准加密点测量。7.2 线上水准加密点的埋设1、线上水准加密点应埋设在线路附近稳定可靠、不易破坏的地方,且能够满足CP控制网高程测量的要求。(1)路基段水准加密点布设在接触网基础顶面,钻孔埋设水准点专用测量标志,如图7.2所示。图7.

27、2 线上水准加密点专用测量标志(2)桥梁段水准加密点布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方,钻孔埋设水准点专用测量标志;(3)隧道段水准加密点布设在电缆沟及边墙交接处且方便立尺、便于保存的地方,钻孔埋设水准点专用测量标志。2、线上水准加密点按照公里数递增进行编号,编号统一为七位数,具体规则为:(里程整公里数)+H2(表示高程加密点)+(该公里段流水号,从小里程向大里程方向顺次编号)。如0056H21,其中“0056”代表里程数,“H2”代表水准加密点,“1”代表1号点。3、水准加密点埋设完成后应在点位旁边清晰、明显地设置点号标识。4、水准加密点埋设完成后,应按既有线路水准基点要求绘制点之记。点之记包

28、含点号、概略经纬度(现场采集)、所在地、交通情况、交通略图、点位通视情况及点位略图、选点情况及埋石情况。绘制时要符合要求,要素齐全,标识点位的距离用皮尺现场实测,交通路线图指向要齐全、清楚。点之记应按照既有精测网控制点点之记的格式在CAD下绘制整理。7.3 外业测量1、线上水准加密点按照国家二等水准测量标准施测,以原精测网的线路水准基点为起算点,进行严密平差计算。2、水准加密点测量时,水准路线必须联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。对于沉降区水准线路必须联测到线路两端各两个以上线路水准基点上,以检验联测水准点是否发生显著沉降。3、外业测量使用型号不低于DS1的精密电子水准仪及配套的2m或3m

29、铟瓦条码水准尺进行观测。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。4、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。观测时,按二等水准测量的相关技术要求进行,每一测段应为偶数测站。由往测转为返测时,两支水准标尺应互换。5、跨越较大河流或水域时,应按国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006)中跨河水准测量有关技术要求执行。6、测量技术要求如表7.3-1、表7.3-2、表7.3-3、表7.3-4所示。表7.3-1 线路水准基点加密测量的主要技术标准等级路

30、线长度(km)水准仪最低型号水准尺观测次数二等水准400DSZ1、DS1因瓦往返表7.3-2 二等水准测量的精度要求水准测量等级每千米高差偶然中误差M每公里高差全中误差Mw限差检测已测段高差之差(mm)往返测高差不符值(mm)附和线路或环线闭合差(mm)左右线路高差不符值二等1.02.0644-表7.3-3 水准观测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DS1因瓦503且501.01.53.06.00.32.8且0.552次表7.3-4 水准测量的测站限差项

31、 目等 级两次读数之差(mm)两次读数所测高差之差(mm)检测间歇点高差之差(mm)上下丝读数平均值与中丝读数之差(mm)二等0.50.71-7、当桥面与地面间高差大于3m时,采用不量仪器高和棱镜高的中间设站光电测距三角高程测量法传递,如图7.3-1所示。中间法三角高程测量实施时,可选择在桥下桥墩侧面和桥上挡墙外侧各埋设一个水准转点,转点标志和埋设方法与CP点相同。图7.3-1 中间法三角高程方法施测示意图中间设站光电测距三角高程测量外业观测应满足表7.3-5的规定。仪器与棱镜的距离一般不大于100m,最大不得超过150m,前后视距差不应超过5m。观测时,要准确测量温度、气压值,以便进行边长改

32、正。表7.3-5 中间设站光电测距三角高程测量外业观测技术要求垂直角测量距离测量测回数指标差较差测回间较差测回数测回内较差测回间较差45.05.042.0 mm2.0 mm中间设站光电测距三角高程测量应进行2组独立观测,两组高差较差不应大于2mm,满足限差要求后,取两组高差平均值作为传递高差。8、水准加密点可以分区段测量,分区段测量时应联测上一区段至少一个水准加密点进行接边重复测量。7.4 数据处理及网平差1、水准加密点测量数据计算、平差处理,应以稳定的既有线路水准基点为起算点,采用经鉴定合格的商用软件进行严密平差计算,并按技术规范要求进行精度评定。2、水准加密点分区段测量平差时,首先检核区段

33、接边水准加密点的重复测量精度,检核合格后以既有二等线路水准基点以及重复测量的水准加密点为约束点进行平差计算。3、水准加密点测量平差计算取位应满足表7.4-1的要求。表7.4-1 二等水准测量计算取位等 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)二等水准0.010.10.010.010.10.1八、CP控制网测量8.1 CP点的布设根据本项目特点与长吉公司的要求,路基CP布点主要采用接触网立柱布设(方案一),特殊情况也可以采用接触网基础扩大设置专用控制桩布设(方案二);桥梁采用防护墙中顶部竖向布设;隧道

34、采用边墙内衬横向布设,车站采用站台檐廊横向布设。8.1.1 主要技术要求CP控制网布设的技术要求如表8.1-1所示。表8.1-1 CP控制网布网要求控制网级别测量方法纵向网点间距备 注CP自由测站边角交会5070m一对, 最大不大于80m横向点间距1020m 8.1.2 路基段CP点的布设(方案一)1、路基段CP网点成对布设在路基上接触网杆上,点位选择接触网杆靠近线路一侧,高度距支柱基础顶面不小于1.1m。2、对于H型钢柱接触网杆,CP点在H型钢柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,距离支柱边缘不小于6cm,具体位置如图8.1.2-1所示。图8.1.2-1 H型钢柱上CP

35、点布设位置图及安装图(单位:mm)3、对于圆型钢柱接触网杆,CP点在圆型钢柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,宜布设在圆型钢柱中线位置,具体位置如图8.1.2-2所示。图8.1.2-2 圆型钢柱上CP点布设位置图及安装图 (单位:mm)4、对于混凝土圆柱接触网杆,CP点在混凝土圆柱靠近线路一侧横向埋设,高度距接触网基础顶面不小于1.1m,宜布设在混凝土圆柱中线位置,具体位置如图8.1.2-3所示。 图8.1.2-3 混凝土圆柱上CP点布设位置示意图 (单位:mm)8.1.3 路基段CP点的布设(方案二)1、路基段CP网点成对布设在路基上设置的专用控制点桩上,专用控制点桩

36、必须具有稳定的基础。2、专用控制点桩布设于接触网杆基础大里程端线路中线一侧,埋设应特别注意不能与接触网补偿下锚坠砣及电力开关操作箱冲突。若发生冲突,专用控制点桩就要布设在接触网杆基础小里程一侧,此时应将接触网基础上的接地端子移至大里程一侧。3、专用控制点桩设于接触网杆基础旁的扩大基础上,即沿线路方向将接触网杆基础扩大35cm、埋深在冻土层以下30cm。4、专用控制点桩桩高1.2m,直径25cm,立柱施工时应加4根直径为12mm的螺纹钢,并在中部布设两道8mm圆钢箍筋,外套PVC管,并应竖直埋设,以便于施工浇筑。5、CP点布设在控制点桩内侧,距桩顶面距离不小于10cm。6、为保证CP点的稳定性,

37、扩大基础应与接触网基础同时浇筑。7、路基段CP网点布设具体实施方案如下:(1)H型钢柱及混凝土支柱的基础是圆形基础,圆形基础的CPIII控制桩扩大基础要求见图8.1.3-1;(2)硬横跨钢管柱的基础是正方形基础,正方形基础图的CPIII控制桩扩大基础要求见图8.1.3-2;(3)路基段CP扩大基础埋设要求见图8.1.3-3;(4)扩大基础的配筋采用12mm螺纹钢,具体要求分别见图8.1.3-4、图8.1.3-5和图8.1.3-6所示,其中扩大基础每25cm左右布设一层横筋。图8.1.3-1 路基段CP点扩大基础埋设图(单位:mm)图8.1.3-2 路基段CP点扩大基础埋设图(单位:mm)图8.

38、1.3-3 路基段CP点扩大基础埋设图(剖面图)(单位:mm)图8.1.3-4 CP点扩大基础配筋图(适用H型钢及混凝土支柱基础)(单位:mm)图8.1.3-5 CP点扩大基础配筋图(适用硬横跨钢管柱基础)(单位:mm)图8.1.3-6 路基段CP点扩大基础埋设配筋图(主视)(单位:mm)8、对于接触网基础已施工完成的区段,CPIII点专用控制点桩扩大基础需在已完成的接触网基础上进行浇筑。浇筑前应将与CPIII控制桩基础相接的接触网基础部分凿毛,钻孔(孔深810cm)植入扩大基础钢筋,并用环氧树脂等材料填充固定,钻孔时严禁碰触接触网基础钢筋。扩大基础底部埋深为65cm,底部为斜面设计,且应在基

39、础下铺设23cm厚保温缓冲层。CPIII控制桩扩大基础配筋采用12mm螺纹钢,立柱竖筋采用12mm螺纹钢、箍筋采用8mm圆钢筋,具体埋设及配筋要求如图8.1.3-7所示。 图8.1.3-7 接触网基础已施工路基段CP点扩大基础埋设配筋图(单位:mm)9、路基段CPIII点埋设样例实图如下图8.1.3-8、图8.1.3-9所示。图8.1.3-8 路基段接触网扩大基础及CP点专用控制点桩样图图8.1.3-8 路基段CP点及点号标注样图8.1.4 桥梁段CP点的布设桥梁段CP点成对布设在墩台顶部桥梁固定支座端上方的防护墙顶中部竖向埋设,相邻两对CP点纵向距离5070m。桥梁段CP点布设具体位置如图8

40、.1.4-1、图8.1.4-2所示。(1)简支梁部分对于24m或32m简支梁每2孔布设一对CP点,相邻两对CP点相距约为64m、56m或48m。对于连续24m简支梁,根据实际情况也可每三孔布设一对CP点。(2)连续梁部分对于连续梁,CP点应优先布设于固定端上方。本项目最大连续梁跨度为96m,中间可不再布设CP点,其余CP点应选择桥墩上方稳定的位置进行布设,且尽可能在同等条件下使用,使用前并应复核。图8.1.4-1 桥梁段CP点的布设位置图8.1.4-2 桥梁段CP点的布设实图8.1.5 隧道段CP点的布设隧道段CP点成对布设在电缆槽顶面以上30cm的边墙内衬上,横向埋设。隧道段相邻两对CP点纵

41、向距离约60m。隧道段CP点布设具体位置如图8.1.5所示。0.3m图8.1.5 隧道段CP点的布设8.1.6 既有车站内CP点的布设既有车站内贯通线一般埋设在站台廊檐上,测量标志横向埋设,如图8.1.6所示。图8.1.6 既有车站内CP点的布设8.2 CP点的埋设8.2.1 CP点的棱镜组件CP点棱镜组件采用精加工元器件,用不易生锈及腐蚀的不锈钢材料制作,CP控制点标志重复安置精度和互换安装精度X、Y、Z三方向应分别小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。CP点棱镜组件由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆、测量棱镜四部分组成。本项目推荐采用中铁咨询自主研发插拔式“单轴CPIII标志”,具体如下所

42、示。(1)预埋件预埋件在CP网测量前进行埋设,用于连接棱镜杆或高程杆,进行后续平面或高程测量工作,并带有防冻防胀设计的保护盖,如图8.2.1-1、图8.2.1-2所示。图8.2.1-1 (方案一)路基段CPIII预埋件(内含磁铁柱)图8.2.1-2 (方案二)路基段及隧道段CPIII预埋件(内含磁铁柱)图8.2.1-3 桥梁段CPIII预埋件(内无磁铁柱)(2)棱镜测量杆棱镜测量杆用于连接CP点测量棱镜,与Leica GPR121精密棱镜配套使用的棱镜测量杆如图8.2.1-3所示。图8.2.1-3 Leica GPR121棱镜配套使用的棱镜测量杆(底部含磁铁柱)(3)水准测量杆水准测量杆用于C

43、P点高程测量,如图8.2.1-4所示。图8.2.1-4 水准测量高程杆(底部含磁铁柱)(4)精密棱镜由于CP控制网测量要求精度较高,全线尽量统一采用一种棱镜。本线CP网测量统一采用反射面大、精度高的Leica GPR121原装精密棱镜。如图8.2.1-5所示。图8.2.1-5 Leica GPR121型精密棱镜8.2.2 CP点的埋设1、路基段(方案一)CPIII点埋设(1)H型及圆型钢柱上CPIII点埋设为保证H型及圆型钢柱上CPIII点的埋设,需在H型及圆型钢柱制造时,在选定位置预留带内螺纹的横向安装孔,安装螺纹孔规格为16mm。安装时,首先将“(方案一)路基段CPIII预埋件”安放孔中,

44、并采用专用工具将预埋件拧紧固定,然后涂抹专用胶进一步固定,防止拧动。安装完成后对标志进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。(2)混凝土圆柱上CPIII点埋设为保证混凝土圆柱上CPIII点的埋设,需在混凝土圆柱制造时,在选定位置预留横向安装孔(通孔),安装孔直径为24mm。埋设时首先将“(方案一)路基段CPIII预埋件”安放孔中,应注意预埋件应尽量水平并略微上倾,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使螺纹部分全部埋入圆孔内,六棱部分紧贴孔口,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝固后进行复核,预埋件须稳固,

45、不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。2、路基段(方案二)、桥梁段及隧道段CPIII点埋设(1)横向埋设预埋件预埋件横向埋设时,首先在选定位置水平并略微上倾钻孔,采用30mm左右直径钻头,钻深60mm。埋设时应注意预埋件应尽量水平并略微上倾,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使其管口平行于水泥面且外露出3mm左右,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝固后进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。(2)竖向埋设预埋件预埋件竖向埋设时,首先在选定位置大致竖立钻孔,采用30mm左右直径钻

46、头,钻深60mm。埋设时应注意预埋件应尽量竖直,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件。调整预埋件使其管口平行于水泥面且高于防护墙顶面3mm左右,速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待速凝水泥或锚固剂凝固后进行复核,预埋件须稳固,不可晃动,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。图8.2.2 桥梁段CPIII点埋设钻孔图8.2.3 CP点编号规则CP点按照公里数递增进行编号,其编号反映里程数。位于线路里程增大方向左侧的CP点编号为奇数,位于线路里程增大方向右侧的CP点编号为偶数,在有长短链地段应注意编号不能重复。CP编号统一为七位数,具体规则为:(里程整公里数)+3(表示

47、CP)+(该公里段序号)。例如0056301,其中“0056”代表里程数,“3”代表CP,“01”代表1号点。具体编号说明如表8.2-1所示。表8.2-1 CP编号示例说明表点编号含义点的位置0056301表示线路里程DK0056范围内线路里程增大方向左侧的CP第1号点,“3”代表“CP”(线路左侧)奇数1、3、5、7、9、11等0056302表示线路里程DK0056范围内线路里程增大方向右侧的CP第1号点,“3”代表“CP”(线路右侧)偶数2、4、6、8、10、12等8.2.4 CP点点号标注CP控制点编号全线统一采用字高6cm的正楷字体标绘于点位下部,用白色油漆抹底,红色油漆喷写编号。CP

48、点编号应明显、清晰的标在CP点专用控制桩上、桥梁防护墙内侧或隧道边墙上,同一路段点号标志高度应统一。点号标志字号应采用统一规格字模,字高6cm正楷字体刻绘,并用白色油漆抹底,红色反光油漆喷写点号。点号铭牌白色抹底规格为40cm30cm,红色油漆应注明工程线名简称、CP编号、“严禁破坏”,每行居中排列,如图8.2.4-1所示。严禁采用手写标识。可参照图8.2.4-2所示长吉城际CPIII点编号模板制作本线CPIII编号模具。图8.2.4-1 CP点编号标注示意图(单位mm) 图8.2.4-2 CP点编号标注模板及实物样图8.2.5 CP点棱镜组件的使用1、CP控制网测量时,应把棱镜测量杆或水准测

49、量杆螺丝旋进预先安置好的预埋件中,使测量杆的突出横截面和预埋件管口严密连接,禁用扳手、锤子等工具强力安装测量杆。2、平面测量时,在将棱镜安装在棱镜测量杆插头上后,应旋转棱镜头正对全站仪。3、测量完成后,应及时用保护盖将预埋件盖上。4、CP棱镜组件在搬运、运输过程中应用纸包裹棱镜(水准)测量杆,防止相互碰撞、磨损。5、每三个月检查一次预埋件和保护盖是否损坏,用小毛刷刷除预埋件内灰尘。竖立的预埋件如果灰尘积太厚,则用高压气枪吹净。8.3测量仪器设备及软件8.3.1 CP网测量使用的全站仪及棱镜1、CP网测量使用的全站仪标称精度必须满足以下要求:角度测量精度: 1距离测量精度: 1mm +2ppm2

50、、全站仪应使用具有自动目标搜索、自动照准(ATR)、自动观测、自动记录功能的智能型全站仪。如Leica TS30、Leica TCRP1201+等。3、观测前需按要求对全站仪及其棱镜进行检校,作业期间仪器须在有效检定期内。4、CP测量棱镜采用Leica GPR121高精度金属外壳棱镜,棱镜相位中心稳定。每台全站仪宜配13个棱镜,使用前应对棱镜进行必要的重复性和互换性检核。8.3.2 CP网测量使用的水准仪水准仪不低于DS1级,推荐使用天宝DINI03和徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。8.3.3 CP网测量使用的软件为保证CP控制网的测量精度和平差接边精度,数据采集和数据处理软件应全

51、线统一,且采用的软件必须为鉴定合格的专业软件并经高铁项目验证稳定可靠。8.4 CP控制网平面测量由于路基段CP设置主要采用接触网立柱布设,而立柱有一个安装到固定的调试过程。为保证CP网测量数据的可靠性,应在立柱安装完成并固定后方可开展CP外业平面测量工作,在立柱没有固定的情况下测得的CP成果无法用于轨道施工。8.4.1 主要技术要求1、CP控制网平面测量应在线下工程竣工且通过沉降变形评估后施测。2、施测前应对全线的CP、CP控制网进行复测和加密,并采用合格的CP、CP及加密点成果进行CP控制网测设。3、CP控制网平面测量主要技术要求如表8.4.1所示。表8.4.1 CP平面测量的主要技术要求控

52、制点测量方法方向观测中误差距离观测中误差相邻点的相对中误差CP平面网自由测站边角交会测量1.81.0 mm1.0 mm8.4.2 作业方法1、CP控制网采用自由测站边角交会的方法测量,每个自由测站观测12个CP点。自由测站间距一般约为120m,观测CP点的最远距离不应大于180m。每个CP点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量,具体测量方法如图8.4.2-1、图8.4.2-2所示。自由测站编号统一为六位,沿线路里程增加方向编号。具体规则为:Z+(里程整公里数)+(该公里段序号)。 图8.4.2-1 CP网平面测量网形示意图图8.4.2-2 CP网平面测量现场图2、受施工影响通视条件困难时

53、,CP平面控制网的外业观测可采用图8.4.2-3所示的网形进行。此时自由测站间距约为60m,每个测站应该观测8个CP点,每个CP点至少应保证有四个方向和四个距离的交会。 图8.4.2-3 测站间距为60m的CP网平面测量网形示意图3、CP网平面测量水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。水平方向观测应满足表8.4.2-1的规定。表8.4.2-1 CP网平面测量水平方向观测技术要求控制网名称仪器等级测回数半测回归零差不同测回同一方向2C互差同一方向归零后方向值较差2C值 CP平面网0.526961513696154、CP网平面测量距离观测采用多测回距离观测法,应满足表8.4.2-2的规定。边长观测

54、应实时地在全站仪中输入温度和气压进行气象元素改正,温度读数精确至0.2,气压读数精确至0.5hPa。表8.4.2-2 CP平面网距离观测技术要求控制网名称测回数半测回间距离较差测回间距离较差CP平面网21mm1mm5、CP网平面测量应在气象条件相对比较稳定的天气(温差变化较小,湿度较小)下进行,尽量选择无风的阴天或夜晚无风的时段施测。应完全避开日出、日落、日中天的前后1个小时的时段观测。夜间观测应注意避开强光源对观测的影响。6、CP控制网对控制点间的相对精度有相当高的要求,因此采用全站仪进行CP网外业数据采集时,必须高度重视外部观测条件对测量精度的影响。在CP网外业观测时,应保证测量作业现场无

55、明显震动、灰尘和施工干扰,观测视线方向无遮挡物。7、CP网平面测量可根据施工需要分段测量,分段测量的区段长度不宜小于4km,区段间重复观测不应少于6对CP点。区段接头不应位于车站和道岔范围内。8.4.3 与CP、CP控制点的联测1、CP控制网平面测量时应每隔600m左右联测一个CP或CP控制点。与CP、CP控制点联测时,应至少通过两个或两个以上自由测站进行联测,如图8.4.3-1所示。联测CP、CP控制点时观测视距不宜大于300m。图8.4.3-1 与CP、CP控制点联测示意图(2)联测CP、CP控制点时也可采取如图8.4.3-2所示的测量网形,即在CP或者CP点上设站,尽可能多地观测控制网中

56、的CP点,至少应联测三个以上的CP网点,观测视距不应大于300m。图8.4.3-2 CP或者CP点上设站联测的CP测量网形示意图8.4.4 连续梁段CP网的测量对于连续梁段CP网,由于梁体变形使CP在不同时间、环境及荷载的情况下测量时坐标会存在一定的差异,故在测量中要注意采取以下措施:(1)整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量;(2)测量CP的时间和使用的时间尽量相隔时间要短,且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化,要进行重新复测后使用;(3)使用的时间段要和测量CP的时间、温度、环境要一致。如尽量在夜间或阴天温度变化较小的时间段内进行。8.4.5 外业记录每次测量开始应填写自由测站记录表,记录每个测站的温度、气压以及测量点等。自由测站记录格式如表8.4.5所示。表8.4.5 CP平面测量自由测站测量记录表 线 段 第 页 共 页测量单位: 天气: 测量日期: 年 月 日自由测站编号温 度气 压CP点编号备注CP点编号备注自由测站、CP点编号示意图说明:将自由测站编号、CP点编号在以上示意图上标记出来司镜: 记录: 测量时间: 时 分8.4.6 内业数据处理1、数据检查外业观测前,应将各项技术指标输入CP数据采集程序,并检查全站仪中气象参数、棱镜常数等设置是否正确,然后方可进行数据采集,若测站观测数据超

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