CPIII測量作業(yè)指導書

xx股份xx客專xx段項目部CPIII測量作業(yè)指導書工程概況xx標段起訖里程為DKxx～DKxx全長xxkm，主要工程量有xx大橋0.5座，長度為35.355km，該橋上部結(jié)構(gòu)主要為32和24米兩種預應力混凝土簡支箱梁和32+48+32，40+56+40，40+64+40，60+100+60五種預應力混凝土連續(xù)梁，預應力混凝土簡支箱梁1042孔；無砟軌道70.709km。編制依據(jù)《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》《xx鐵路客運專線（xx段）CPIII軌道控制網(wǎng)測量技術(shù)方案》工作內(nèi)容涉及到的主要內(nèi)容如下：準備工作線下工程沉降和變形評估；CPI、CPII控制網(wǎng)復測；CPII控制網(wǎng)加密。CPIII控制網(wǎng)測量的具體工作（1）CPⅢ平面控制網(wǎng)測量；（2）CPⅢ高程控制測量。CPII控制網(wǎng)加密目的和要求4.1加密的目的為了滿足軌道控制網(wǎng)CPIII的建立和維護，針對橋梁、隧道和特殊路基結(jié)構(gòu)工程的施工控制網(wǎng)，應在CPI或CPII基礎(chǔ)上加密。當加密網(wǎng)的精度不能滿足施工測量的精度要求時，應建立更高精度等級的獨立控制網(wǎng)。4.2CPII加密的要求（1）為滿足CPIII測量數(shù)據(jù)處理的各項限差要求，CPIII測量前，應對CPII點和二等水準點進行加密，確保沿線可用的CPI或（加密）CPII點間距在600米左右，可用的（加密）線路水準基點在1000米左右。加密測量采用的方法、使用的儀器和精度應符合相應等級的規(guī)定。所采用儀器經(jīng)過檢定，并在有效檢定期內(nèi)。（2）加密測量前應檢查聯(lián)測標石的完好性，對丟失和破損比較嚴重的標石應按原測標準用同精度擴展方法恢復或增補，CPII加密測量時觀測兩個時段，每個時段不少于60分鐘，加密一個CPII點時應聯(lián)測不少于兩個CPI及不少于兩個CPII點，且加密點位于所聯(lián)測CPI/CPII點構(gòu)成的網(wǎng)形中部。4.3GPS加密CPII網(wǎng)的技術(shù)要求（1）選點埋石CPII加密點應采用強制對中標，對橋梁部分CPII加密點需上橋，可與CPIII點共樁，并且沿線路前進方向左右交替埋設(shè)于橋梁的固定端正上方防撞墻頂部；必須保證加密CPII點埋設(shè)穩(wěn)定可靠，同時須滿足必要的GPS觀測條件和與CPIII點的聯(lián)測條件，沿線路前進方向左右交替埋設(shè).（2）觀測CPII加密點要求同精度網(wǎng)原網(wǎng)要求，觀測、數(shù)據(jù)處理均與原測CPII相同。觀測前要求對網(wǎng)形進行設(shè)計，保證CPII加密點間的極限長度在600米左右，并且要盡可能多的聯(lián)測原精測網(wǎng)中的CPI或CPII點，以保證梁上與梁下的平面坐標系統(tǒng)統(tǒng)一。（3）數(shù)據(jù)處理在對CPII加密點進行整體平差前應對網(wǎng)中原CPI和CPII點的穩(wěn)定性進行分析，不滿足精度要求的原CPI和CPII進行剔除，滿足要求的全部作為起算點。CPIII平面控制網(wǎng)測量5.1CPIII平面控制點布設(shè)5.1.1CPⅢ控制點的元器件：由于CPⅢ控制網(wǎng)網(wǎng)點間的相對精度高達±1mm，而且CPⅢ控制網(wǎng)的服務(wù)期限從軌道粗調(diào)開始，到線路竣工時的全線軌道線形竣工測量，以及竣工后線路運營期間的軌道維護，因此CPⅢ控制網(wǎng)的測量標志必須達到以下要求：具有強制對中、能夠長期保存、不變形、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、價格適中、重復安置精度滿足同一套測量標志在同一點重復安裝的空間位置偏差應該小于±0.5mm，分解到X、Y、Z方向的重復安裝偏差三方向應均小于±0.3mm。xx客運專線(xx段)全線從CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)、軌道施工粗調(diào)、精測、軌道線形竣工測量、運營期間的軌道維護均必須使用相同型號CPⅢ控制網(wǎng)測量標志。xx客運專線(xx段)全線統(tǒng)一的CPIII標志如下圖所示,棱鏡采用德國進口的Sinning棱鏡，并要求有海關(guān)到貨清單。5.1.2CPIII控制點的埋設(shè)CPⅢ控制點的布設(shè)應兼顧施工及運營維護，埋點應滿足以下要求：CPIII控制點距離布置一般為60m左右一對，且不應大于80m,相鄰CPIII控制點應大致等高，布設(shè)高度應與軌道面高度保持一致的高度間距。橋梁上一般布置在橋梁固定支座端上方防撞墻頂端，埋設(shè)立式基座，如下圖：直接在防撞墻頂面成對開鑿鉛垂方向的安裝孔(孔徑30毫米，孔深60毫米)，然后使用云石膠埋設(shè)立式基座，相鄰兩對CPIII點在里程上相距約60米，基座埋設(shè)完成后，基座外露部分不高于基樁頂面2毫米。5.1.3CPIII控制網(wǎng)標記點的編號CPIII控制點編號定義如下：CPIII點按照公里數(shù)遞增進行編號，其編號反映里程數(shù)。所有處于里程增大方向左側(cè)的標記點，編號為奇數(shù)，處于里程增大方向右側(cè)的標記點編號為偶數(shù)，在有長短鏈地段應注意編號不能重復。舉例如下：觀測時、自由設(shè)站點編號按“Z03601，Z03602…”沿線路里程增加方向編號。5.1.4CPIII控制點的定位精度要求CPIII控制點的定位精度要求表（mm）5.2CPIII平面控制網(wǎng)觀測CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)前應根據(jù)高等級控制點聯(lián)測需要進行CPII控制網(wǎng)加密，采用CPI約束或CPII同精度插點方式，加密CPII控制網(wǎng)精度必須滿足《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》要求，加密CPII成果應通過評審以后方可使用。5.2.1儀器要求全站儀必須滿足如下精確度要求：角度測量精度：≤±1″距離測量精度：≤±1mm+2ppm使用帶馬達驅(qū)動、自動照準和數(shù)據(jù)自動記錄功能的現(xiàn)代化全站儀，如：Leica（徠卡）系列的：TCA2003、TCA1201及天寶全站儀TRIMBLES6、S8等5.2.2測量方法CPⅢ控制網(wǎng)采用自由設(shè)站交會網(wǎng)（《暫規(guī)》稱為“后方交會網(wǎng)”）的方法測量，自由測站的測量，從每個自由測站，將以2x6個CPIII-點為測量目標，每次測量應保證每個點測量3次，測量方法見下圖。CPIII控制點對間距離為60m左右，且不應大于80m，CPIII施測時自由設(shè)站點距CPIII控制點距離為一般應小于120m左右，最大不超過180m，距高等級已知點最大不超過300m。每次測量開始前在全站儀初始行中輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量至少3組完整的測回。水平角測量的精度應按如下要求進行：（1）標稱精度為一測回方向觀測的中誤差±0.5″、測距中誤差±（1mm+1ppm）的全站儀，用于CPⅢ控制網(wǎng)自由測站觀測的測回數(shù)不少于3測回；標稱精度為一測回方向觀測的中誤差±1″、測距中誤差±（1mm+2ppm）的全站儀，用于CPⅢ控制網(wǎng)自由測站觀測的測回數(shù)不少于3測回。（2）方向觀測各項限差根據(jù)《精密工程測量規(guī)范》（GB/T15314-1994）的要求不應超過下表的規(guī)定，觀測最后結(jié)果按等權(quán)進行測站平差。方向測量法水平角測量精度表（3）觀測時邊長必須進行溫度、氣壓改正，溫度量測精度應為0.5℃，氣壓量測精度應為5hpa。（4）距離的觀測應與水平角觀測同步進行，并由全站儀自動進行。（5）CPⅢ平面網(wǎng)應附合于CPⅠ、CPⅡ控制點上，每600m左右（400～800m）應聯(lián)測一個CPⅠ或CPⅡ控制點，自由測站至CPⅠ、CPⅡ控制點的距離不宜大于300m。當CPⅡ點位密度和位置不滿足CPⅢ聯(lián)測要求時，應按同精度擴展方式增設(shè)CPⅡ控制點。與上一級CPI、CPII控制點聯(lián)測時，應通過2個或3個線路上的自由測站進行聯(lián)測，見下圖。5.2.3為了使相鄰重合測段能夠滿足CPIII控制網(wǎng)的測量高均勻性和高精確度，每個重合測段至少重復觀測6對CPIII點（約300米）進行平差，每個測段一般為4～8km，最短不宜小于3km。5.2.4每一CPIII平差測段首尾必須封閉，且保證每個CPIII點被相鄰自由設(shè)站點觀測三次。5.3CPIII平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理5.3.1在自由設(shè)站CPIII測量中，應采用能使全站儀自動照準、觀測、記錄的數(shù)據(jù)采集專用軟件。外業(yè)數(shù)據(jù)存儲之前，必須對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行檢核。包括如下內(nèi)容：儀器高、棱鏡高；觀測者、記錄者、復核者簽名；觀測日期、天氣等氣象要素記錄。檢核方法可以采用手工或程序檢核。觀測數(shù)據(jù)經(jīng)檢核不滿足要求時，及時進行重測，經(jīng)檢核無誤并滿足要求時，進行數(shù)據(jù)存儲，提交給數(shù)據(jù)計算、平差處理?，F(xiàn)場測量時必須記錄各測站的實際情況，它是測量中的重要數(shù)據(jù)，在進行外業(yè)測量時，應如實填寫測站表。CPIII平面控制網(wǎng)平差應采用鐵道部評審通過的CPIII專用平差軟件，并進行CPIII網(wǎng)平差精度檢核。CPIII控制網(wǎng)精度指標如下：5.3.3測段之間銜接時，前后測段獨立平差重迭點坐標差值應滿足≤±3mm。滿足該條件后，后一測段CPⅢ網(wǎng)平差，應采用本測段聯(lián)測的CPⅠ、CPⅡ控制點及重疊段前測段CPⅢ點坐標成果（不少于連續(xù)的2對CPIII點）進行固定約束平差。6CPIII高程控制網(wǎng)測量6.1CPIII高程控制點布設(shè)CPIII高程控制點與平面控制點共樁，在進行棱鏡中心高程水準測量時，只需直接水準測量軸插入套筒內(nèi)即可測量。通過減去水準軸球形半徑差值即可方便的獲得球型棱鏡中心所代表的測量點的精確高程。每一測段應至少與3個二等水準點進行聯(lián)測，形成檢核。測量方式可采取下面兩種方式：CPⅢ點與CPⅢ點之間的水準路線，宜采用下圖所示的水準路線形式進行。這樣的水準路線，可保證每相鄰的四個CPⅢ點之間都構(gòu)成一個閉合環(huán)。（2）也可采用往測時以軌道一側(cè)的CPⅢ水準點為主線貫通水準測量，另一側(cè)的CPⅢ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CPⅢ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。往測示意如下：返測水準路線如下圖所示：6.2CPIII高程控制網(wǎng)觀測CPIII控制點高程測量起閉于二等水準基點。CPIII高程控制水準測量應按《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》第4.1節(jié)有關(guān)精密水準測量要求施測。6.2.1CPⅢ高程控制點精度要求精密水準測量采用滿足精度要求的電子水準儀（電子水準儀每千米水準測量高差中誤差為±0.3mm），配套因瓦尺。使用儀器設(shè)備必須在鑒定有效期內(nèi)，每年必須對測量儀器精確度進行一次校準。水準觀測第一周每天作業(yè)前應采用儀器自帶的軟件進行檢驗和校準，若檢驗指標滿足要求并穩(wěn)定，后續(xù)作業(yè)前可不進行該項檢驗，但應每月進行儀器指標檢驗。（1）精密水準測量精度要求精密水準測量精度要求表（mm）因水準路線較短，故不設(shè)間歇點。使用雙擺位自動安平水準儀時，不計算基輔分劃讀數(shù)差。對于數(shù)字水準儀，同一標尺兩次讀數(shù)差不設(shè)限差，兩次讀數(shù)所測高差的差執(zhí)行基輔分劃所測高差的差。6.2.2精密水準觀測水準測量所使用的儀器及水準尺，應符合下列規(guī)定：A水準儀視準軸與水準管軸的夾角，DS1級不應超過15″；B水準尺上的米間隔平均長與名義長之差，對于因瓦水準尺，不應超過0.15mm，對于雙面水準尺，不應超過0.5mm；C二等水準測量采用補償式自動安平水準儀時，其補償誤差△a不應超過0.2″。觀測讀數(shù)和記錄的數(shù)字取位：使用DS05或DS1級儀器應讀記至0.05mm或0.1mm，使用數(shù)字水準儀應讀記至0.01mm。6.2.3每個水準環(huán)四個高差應進行獨立觀測，即每觀測一個高差應重新變換儀器位置或高度。6.3連續(xù)橋梁上下二等水準高程傳遞按《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》要求，精密水準路線一般2km左右應附合二等水準控制點上。因此，為滿足精密水準閉合要求，在2km以上連續(xù)橋梁應采用三角高程傳遞法將二等水準點高程傳遞至橋上。具體作業(yè)過程為：二等水準高程傳遞采用不量儀器高、棱鏡高的三角高程中視測量方法，根據(jù)石武客專特點，在高程傳遞點附近分別在橋墩底和對應墩橋梁固定支座端擋砟墻埋設(shè)CPIII專用標志。觀測過程中用電子水準儀按精密水準作業(yè)要求將高差分別抄到擋砟墻和墩底CPIII高程標志桿，再用全站儀進行擋砟墻和墩底CPIII平面標志桿高差傳遞。CPIII平面及高程標志桿均為標準件，高程傳遞點A、B使用CPIII平面、高程標志間高差相同。因此，A、B兩CPIII高程標志間高差為全站儀觀測的三角高程高差，不需量測全站儀和棱鏡高。光電測距三角高程傳遞應進行兩組獨立觀測，兩組高差較差應不大于2mm，滿足限差要求后，取兩組高差平均值作為傳遞高差。6.4CPⅢ控制點高程數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)存儲之前，必須對觀測數(shù)據(jù)作各項限差檢驗。檢驗合格時，進行必要順序整理，計算與檢核者簽名后進行存儲。檢驗不合格時，對不合格測段整體重測，至合格為止。水準測量作業(yè)結(jié)束后，每條水準路線應按測段往返測高差不符值計算偶然中誤差MΔ；當水準網(wǎng)的環(huán)數(shù)超過20個時，還應按環(huán)線閉合差計算Mw。MΔ和Mw應符合表《暫規(guī)》中精密水準測量精度的要求，否則應對較大閉合差的路線進行重測。MΔ和Mw應按下列公式計算：CPⅢ控制點高程測量應嚴密平差，平差計算取位下表中精密水準測量的規(guī)定執(zhí)行。CPIII存在的主要問題及建議7.1分段CPIII控制網(wǎng)的銜接建設(shè)工期所迫，局部地段沉降未穩(wěn)定即開展CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)和無砟軌道鋪設(shè)，對今后CPIII控制網(wǎng)平面、高程銜接及鐵路運營前長軌精調(diào)帶來一定難度。原則上應等沉降評估通過，橋梁、路基段沉降量穩(wěn)定后再開展CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)工作，同時盡量加長每段CPIII控制網(wǎng)段長度，一般4～8km比較理想，減少相鄰銜接段。銜接段的測量應滿足如下技術(shù)要求：（1）CPIII控制網(wǎng)兩端必須起止于上一級控制網(wǎng)點，應保證有三個連續(xù)的自由設(shè)站與上一級控制點聯(lián)測；（2）水準與上一級控制點聯(lián)測的數(shù)量不得少于3個；（3）相鄰區(qū)段間，至少有5對CPIII點作為公共點，公共點在兩個區(qū)段內(nèi)均要求觀測，計算，單獨平差的成果應滿足CPIII的精度要求；（4）公共點在兩區(qū)段的平差計算成果（X、Y、H）較差應小于3mm；（5）在上述要求達到后，還要再次對后一區(qū)段的CPIII網(wǎng)數(shù)據(jù)進行平差，除使用上一級控制點作約束外，還應至少使用一對前一區(qū)段的公共點作為約束，使其他公共點兩次區(qū)段坐標差小于1mm。7.2加密CPII控制點的保護因原高等級平面控制點CPI、CPII受施工影響或距線位本身較遠，CPIII控制網(wǎng)建網(wǎng)時聯(lián)測不方便，必須進行CPII控制點加密。為保證相鄰段CPIII控制網(wǎng)銜接、將來CPIII控制網(wǎng)