1、铁路客运专线CPIII网技术方案新建XXXXXXX铁路客运专线SZ-X标段CP控制网测量技术方案中铁X局股份有限公司XXXX铁路客运专线（XXX）项目经理部201X年X月编制单位：中铁X局XXXX客运专线项目经理部编 写：复 核：审 核：1 概述1.1 工程概述新建XXXX铁路客运专线路位于太行山东麓的冲洪积平原以及黄河冲积平原，地形平坦开阔。地势总体上由西向东倾斜。石家庄至卫辉地处太行山山前冲积、洪积平原，由西向东倾，地面高程在4080m之间，其中高邑至内丘部分地段为丘陵缓坡，地形稍有起伏。由中铁X局承建的新建XXXX铁路客运专线SZ-X标施工起讫里程为DK287+700DK351+100，
2、线路全长63.799km。标段起自新石家庄站，经桥西区、鹿泉区、元氏县、高邑县、止于邢台市临城县，线路在高邑县设新高邑车站一个。标段内共有16段路基，总长25.649km，占正线长度的40.2%；桥梁共17座，长38.15km，占正线长度的64.8%，其中长度大于4km的桥梁5座，长度小于0.5km的桥梁7座。工程自2008年10月开工，目前线下的路基已填筑完毕、桥梁架设完成50%以上，计划2010年完成标段无砟轨道的施工。无砟轨道先导段计划2010年3月开工，5月份完成施工并申请对先导段进行评估。标段CPIII的测设及评估将陆续安排在2010年3月10月完成。1.2 CP控制网测量的准备工作
3、1.2.1 线下工程沉降和变形评估无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CP的控制网测量应在线下工程沉降和变形满足且通过沉降评估后开展； 按照客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南（铁建设【158号】）要求，路基地段沉降一般观测期为6个月，桥梁地段一般沉降观测期为6个月、基岩墩或地质条件好桥梁观测期为2个月。1.2.2 CP控制网加密为了高效、准确地建立CPIII 基桩网，需要加密CPII网。CPII 的加密的主要目地是为了方便轨道控制网CPIII的观测。在路基、桥梁地段CPII加密采用GPS测量在原精密平面控制网基础上按同精度内插方式加密。1.2.3 精测网全面复测按铁道部建设司时
4、速200公里及以上铁路工程基桩控制网（CPIII）测量管理办法（铁建设【2008】80号）要求，CP建网前应对精测网进行全面复测一次。a） 采用GPS复测CP、CP控制点时，复测与原测成果较差应满足表1.3-1、表1.3-2的规定。表1.2.-1 CPI、CPII控制点复测坐标较差限差要求 单位：mm控制点类型坐标较差限差CP20CP15注：表中坐标较差限差指X、Y坐标分量较差。表1.2-2 GPS复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差控 制 网 等 级相邻点间坐标差之差的相对精度限差 CP1/130 000 CP1/80 000注：表中相邻点间坐标差之差的相对精度按式1.3.3计算 式1.3.
5、3 式中：Xij=（Xj Xi）复 （Xj Xi）原 Yij=（Yj Yi）复 （Yj Yi）原 Zij=（Zj Zi）复 （Zj Zi）原 s-相邻点间的二维平面距离或三维空间距离； Xij，Yij 相邻点i与j间二维坐标差之差（m）； Zij 相邻点i与j间Z方向坐标差之差，当只统计二维坐标差之差的相对精度时该值为零（m）。B） 水准点间的复测高差与原测高差之较差。（复测标准按照二等水准测量标准）1.2.4 线下工程平面线位复测对竣工的线下工程在铺设无砟轨道前应进行平面线位的复测，以提前处理施工放样引起的误差超限，为铺设无砟轨道奠定良好的基础。即铺设无砟轨道前对线下工程进行平纵面贯通测量。
6、1.2.5 CPIII观测条件的创造CPIII外业数据采集均采用全站仪进行，因CPIII控制网对控制点间的相对精度有相当高的要求。因此，CPIII数据采集时必须高度重视外部观测条件的影响。CPIII观测时，作业现场应无明显震动、灰尘，观测视线无遮挡物。尽量选择温度气压变化较小的阴天或晚上。1.3 CPIII施测人员及组织机构1.3.1 CPIII施测单位：中铁X局精测队（甲级测绘资质）。1.3.2领导小组；组 长：XXX。副组长：XXXXXXXXXXXX。1.3.3 CPIII测量作业人员共有25人，其中高级工程师2人，测量工程师5人，助理工程师8人，测量技师2人，测量工8人。作业人员有无砟轨
7、道CPIII施测经历或通过专业的CPIII数据采集及数据处理培训。1.4 CPIII测量安排1.4.1 精测网复测CPI、CP控制网加密a) CP、CP控制网复测和CP控制网加密采用GPS接收机，GPS使用4台套中海达V8双频GPS接收机（标称精度2.5+1PPM）和4台华测X91双频GPS接收机（标称精度2.5+1PPM）进行同步观测，采用边联接的方式，构成闭合环的带状网。所用GPS接收机均经测绘仪器计量定点单位检定合格，并在有效期内。b) 二等水准控制网复测和加密采用电子水准仪Trimble Dini 03，2套，采用单线往返观测。所用电子水准仪均经测绘仪器计量定点单位检定合格，并在有效期
8、内。c)精密网复测和CP控制网加密计划完成时间精密网复测和CP控制网加密计划在2010年3月15日前完成。1.4.2 线下工程沉降和变形评估和CP测量安排a) 线下工程沉降和变形评估和CP测量分段根据无砟轨道施工安排，线下工程沉降和变形评估和CP测量计划分12段，依次为DK287+700DK288+799, DK288+799DK291+312, DK291+312DK297+156, DK297+156DK301+525, DK301+525DK306+577, DK306+577DK310+577, DK310+577DK314+576, DK314+576DK318+627, DK318
9、+627DK328+621(含高邑西站), DK328+621DK333+213, DK333+213DK341+766, DK341+766DK351+100,最长的评估区段10km，最短的评估区段1.1km。b) 线下工程沉降和变形评估计划完成时间线下工程沉降和变形评估计划完成时间见“线下工程沉降和变形评估计划完成计划表”。2 技术依据1、高速铁路工程测量规范；2、客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006 158 号）；3、精密工程测量规范（GB/T 15314-94）；4、国家一、二等水准测量规范（GB12897-2006）；5、全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB1
10、0054-97）；6、时速200 公里及以上铁路工程基桩控制网（CP）测量管理办法（铁建设200880 号）7、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）8、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）9、铁道部其他相关规定3 测量范围及内容3.1 测量范围起讫里程DK287+700DK351+100, XXXX客运专线中铁X局管段正线全长63.799Km。3.2 测量内容1、CPI,CPII复测；2、CPII控制网加密；3、线路水准基点加密；4、CP布设；5、CP平面、高程控制测量。4 坐标和高程系统4.1 平面坐标系为保证三网合一
11、，XXXX铁路客运专线（河北段）精密工程控制测量客运专线精密工程控制测量平面坐标系统采用1个施工坐标系，并满足投影变形值不大于10mm/km 的要求，详细参数如下：DK281+500DK530+000中央子午线：114.75度投影面大地高：13.9m高程异常：-16.1m该施工坐标系采用WGS-84椭圆参数（长半径6378137m，扁率1/298.257223563），投影面为WGS-84椭圆面，X坐标的加常数为0Km，Y坐标的加常数为500km。4.2 高程基准高程系统采用1985 国家高程基准。5精测网加密5.1 一般规定1、为满足CP测量数据处理的各项限差要求，CP测量前，应对CPII点
12、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400-600米左右，可用的（加密）线路水准基点间距在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。所采用仪器应经过检定，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2个时段，每个时段不少于60 分钟，加密1个CPII点时应联测前后相邻的至少2个CPI或CPII点,且加密点位于所联测CPI/CPII点构成的网形中部。3、CP控制网应附合到CP0上，并采用固定数据平差，若标段内CP0点丢失，可以选用标段
13、内若干个稳固的CPI点的固定数据做CPI控制网的起算；CPII控制网应附合到CP上，并采用固定数据平差。4、各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定：1）CP、CPII控制网GPS 测量的精度指标应符合下表的规定；表5.1 CP0、CPI、CPII控制网GPS 测量的精度指标控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CP1.31/180000CPII1.71/1000005、加密CPII 点编号采用7 位编号形式（0000 P20），具体说明如下：前4 位为连续里程的公里数，第5、6 位为“P2”代表加密CPII 点，第7 位为流水号，由小里程向大里程方向顺次编号。6、加密线路水准基点编号采
14、用7 位编号形式（0000 H20），具体说明如下：前4 位为连续里程的公里数，第5、6 位为“H2”代表加密CPII 点，第7 位为流水号，由小里程向大里程方向顺次编号。5.2 GPS 加密CPII网考虑到既有CPI和CPII的情况以及本标段没有隧道的情况，本标段采用GPS进行CPII的加密工作。1、选点埋石CPII加密点应采用强制对中标，在桥梁部分CPII加密点需上桥，不得与CP点共用，并且沿线路前进方向埋设于桥梁的固定支座正上方防撞墙顶部；路基段应在路肩处埋设加密桩，加密桩应高出轨面50cm(保证GPS观测条件)，埋深不小于120cm，横截面要求3030cm，埋设于两个接触网杆之间。图5
15、.2 加密CPII及加密二等水准标志2、观测CPII加密点观测、数据处理均与原测CPII网相同。观测前要对网形进行设计，保证CPII加密点间的基线长度在600 米左右，并且要尽可能多的联测原精测网中临近的CPI 或CPII点，以保证梁上与梁下的平面坐标系统统一。并执行下列指标：表5.2-1 GPS 观测技术要求 级别项目三等静态测量卫星高度角()15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2数据采样间隔(S)15PDOP或GDOP83、数据处理在对CPII加密点进行整体平差前应先对网中的原CPI 和CPII点的稳定性进行分析。对不满足精度要求的原C
16、PI 和CPII点进行剔除，满足要求的全部作为起算点。（1）基线质量检验：表5.2-2 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）Wx 3Wy 3Wz 3W 3重复观测基线较差d 2 = ，本项目a=5mm，b=1ppm。 d取基线或环平均边长（以KM计）（2）在基线的质量检验符合要求后，应以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其相应的方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS84 的三维坐标为起算数据，进行无约束平差。无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求：Vx3，Vy3，Vz3（3）GPS 网无
17、约束平差合格后，应引入网中联测的CPI 和CPII点坐标进行三维约束平差。平差前应对控制点进行稳定性和兼容性分析。约束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足下式要求：dVx2，dVy2，dVz2平差后加密点CPII的点位精度应小于10mm，基线边方向中误差1.7，最弱边相对中误差限差为1/100000。5.3 线路水准基点的加密1、测量方案加密线路水准基点埋设在线路附近稳定可靠且不易被破坏的地方，桥梁部分宜上桥埋设，埋设于桥梁固定支座正上方防撞墙顶，尽量保证在梁上下联测时不用再进行水准测量。线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。水准点加密应采用不低于DS1
18、 的水准仪，须经过检定，并处于检定有效期内。高程控制网加密时，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；对于非沉降区水准路线必须联测两个以上线路水准基点或深埋水准点。高程控制网加密按二等水准测量的技术要求执行，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。水准线路采用往返观测，并沿同一路线进行。每一测段均采用偶数站结束，往返观测在一日的不同时间段进行。水准测量的仪器及水准尺类型应按测量等级的要求选择，宜优先采用相应等级的数字水准仪及其自动记录功能采集数据
19、，观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。（本次复测采用dini03型电子水准仪）2、技术要求表5.3-1 二等水准测量精度要求（mm）水准测 量等级每千米水准测量偶然中 误差每千米水准测量全中误差限 差检测已测段高差之差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平原山区二等1.02.0640.84-表5.3-2 二等水准测量主要技术要求等级水准仪水准尺视距（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数字数字数字数字二等DSZ1、因瓦3且501.56.02.8且0.552 次DS1表5.3-3 水准测量的主要技术标准等级路线长度（KM）
20、水准仪最低型号水准尺观测次数二等水准400DSZ1、DS1因瓦往返二等水准线路跨越特大河流时，应按现行国家一、二等水准测量规范中关于跨河水准测量有关规定执行。3、数据处理1）线路水准基点的加密应按照国家二等水准测量标准施测，以稳定的线路水准基点、深埋水准点或基岩水准点为起算点，进行整体严密平差计算，采用专业平差软件平差。高程成果保留到0.1mm。2）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每千米水准测量偶然中误差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5.3 的规定，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：5.
21、4 线下工程沉降评估无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格，CP控制网测量应在线下工程沉降评估通过之后进行。6 CP点的埋标与布设6.1 CP标志6.1.1CP预埋件及安装1 CP点应设置强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差应不大于0.05mm，CP标志棱镜组件安装精度应符合表6.1-1的要求： 表6.1-1 CP标志棱镜组件安装精度要求CP标志重复性安装误差(mm)互换性安装误差(mm)X0.40.4Y0.40.4H0.20.2图6.1-1 CPIII、加密CPII及加密二等水准点通用预埋件京石CPIII预埋件采用图6.1-1所示预埋件，预埋件尺寸：外径：28mm；长度：55mm；内径：1
22、6.mm；长度：30mm连接采用螺丝紧扣。预埋件埋设要求及方法如下：在路基段CPIII标志桩、桥梁段防撞墙，采用50mm左右直径钻头，钻深80mm。埋设时应注意预埋件应尽量竖直，采用水泥或锚固剂填充孔位，安放预埋件，竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点，锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。待水泥或锚固剂凝固后进行复检，标志须稳固，不可晃动，标志内须无任何异物，并检查保护管是否正常。预埋件埋设完成及不使用时，一定加设防尘盖，以防异物进行预埋件内影响预埋件使用及其精度。6.1.2平面观测连接杆图6.1-2 CPIII平面观测棱镜连接杆棱镜测量杆尺寸：内插杆外径: 16mm螺丝杆，连接
23、螺丝长25mm；外接杆长度：1100.01mm。 6.1.3高程观测连接杆图6.1-3 CPIII高程观测连接杆水准测量杆尺寸：16mm螺丝杆，连接螺丝长25mm；外接杆长度（至球心）：1400.02mm。6.1.4 CP标志的使用1）.平面测量A 和已安装的预埋件配套一致，选择棱镜测量杆12 根。B 把棱镜测量杆插入预先安置好的预埋件,使棱镜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棱镜测量杆。C 将棱镜安装在棱镜测量杆插头上。D 旋转棱镜头正对准全站仪。E 测量完将塑料预埋件盖上。注意CP平面测量点位随棱镜不同而变化，因此采用的仪器和棱镜必须配套，而且复测、精调也
24、必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。2）.高程测量A 和已安装的预埋件配套一致，选择4 根水准测量杆。B 把水准测量杆插入预先安置好的预埋件,使水准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水准测量杆。C 将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上。D 测量完将塑料预埋件盖上。6.1.5日常管理和养护1）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。2）安装完成后，每次测量完应及时将塞子盖上。3) 每三个月检查一次预埋件和塞子是否损坏，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，则用水冲洗。6.1.6检验方法采用内径和外径千分尺检测，达到加工尺寸范
25、围为合格，并保留检测记录。采用不同棱镜、高程、及加密CPII或二等水准连接杆进行检测，螺丝稳固，无松动，连接顺畅。下面为检测结果：表6.1-2 同一棱镜测试不同连接杆结果（棱镜编号：5645904）序号连接杆编号测距结果（平距m）测距偏差（单位：mm）检验结果1198.0793 0.02 合格2298.0794 0.12 合格3398.0793 0.02 合格4498.0793 0.02 合格5598.0793 0.02 合格6698.0793 0.02 合格7798.0791 -0.18 合格8898.0792 -0.08 合格9998.0793 0.02 合格101098.0793 0.0
26、2 合格111198.0792 -0.08 合格121298.0793 0.02 合格6.1-3 棱镜与平面连接杆随机组合测量结果（同一CP点位）序号棱镜出厂S/N编码测距结果（m）测距偏差（单位：mm）检验结果1564574098.0791 0.00合格2564577698.0790 -0.10合格3564585398.0793 0.20合格4564597798.0791 0.00合格5564588098.0790 -0.10合格6.1-4 同一水准尺不同高程连接杆测量结果（同一CP点位）序号高程连接杆（编号）测量结果（m）数值偏差（单位：mm）检验结果110.39757 -0.07 合格2
27、20.39761 -0.03 合格330.39766 0.02 合格440.39772 0.08 合格6.1.7安装要求及方法1）桥梁部分CP标志预埋件的安装：a).打孔在桥防撞墙上，每隔60 米左右设置一对CP标预埋件，并且要求每对CP点之间的连线应与此处铁轨的延伸方向大致垂直。在桥梁固定支座端正上方防撞墙顶设标，孔位大致竖直，采用4厘米直径钻头，孔深11 厘米。b) 安装A 检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。B将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞入洞孔。C 竖
28、立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点，锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。D 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。2）路基部分CP标志组中预埋件的安装：a).打孔：应在路基标志桩距基础80 厘米左右（此处需高于轨顶50cm）高处预钻直径4厘米的孔，孔深11 厘米左右。b)安装A 检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有异常情况的预埋件不能使用。B 将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或其它锚固剂等塞入洞孔。C 预埋件定位从水平到向上倾斜方向。D 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准注：由于路基
29、段CP控制点布设在接触网基础上的临时辅助立柱上，因此需扩大接触网基础承台布设辅助立柱。CP点埋设立柱的直径为250mm，高度为1200mm，基础承台扩大部分高度设为500mm，具体情况由各接触网基础类型和轨道标高确定。6.2 CP点和自由设站编号1）CP点编号：采用7 位编号形式（0000300），具体要求如下：为避免长短链地段编号重复的问题，前4 位采用四位连续里程的公里数，第5 位正线部分为“3”，第6，7 位为流水号，0199 号数循环。由小里程向大里程方向顺次编号，下行线轨道前进方向左侧的标记点编号为奇数，处于下行线轨道右侧的标记点编号为偶数。CP布点时要对点位进行详细描述，主要描述的内容包括位于线路里程（里程要准确，精确至米）、线路的左、右侧、外移距离、桩类型、具体设置位置和其它需要说明的情况等。点位描述附在成果表里。丢失或破坏后补埋点，新点号在原点
