第四章工程测量

中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量1第四章工程测量中国交通建设集团公司2006．5．26中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量2目录4．1施工测量的一般要求…………………………………………………..44．1．1测量依据………………………………………………………..44．1．2测量的组织实施………………………………………………...44.1.3测量精度保证措施…………………………………………….44．1．4施工测量流程图…………………………………………………44．2施工复测…………………………………………………………………54．2．1平面控制GPS点复测………………………...............................54．2．2水准高程复测……………………………………………………84．2．3线路平面位置和横断面复测……………………………………104.3基本施工放样方法和精度分析………………………………………….114.3.1极坐标法测设点位的误差…………………………………………114.3.2极坐标法放样要点…………………………………………………124．4路基、涵洞、站场、整体道床摊铺和铺轨施工放样方法……………124.4.1一般路基放样方法…………………………………………………124.4.2整体道床摊铺和铺轨施工放样方法………………………………134．5长大隧道及隧道群精密控制测量及细部放样方法……………………204.5.1洞内控制网布设及优化……………………………………………214.5.2洞内一等导线施测的注意事项……………………………………224.5.3洞内细部放样及断面检测…………………………………………234．6桥梁的控制测量及施工放样……………………………………………23中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量34.61控制网的布设………………………………………………………..234.6.2墩台的放样………………………………………………………….244.6.3高程的传递……………………………………………………….244．7变形及沉降观测……………………………………………………….254.7.1系统的特点及优点……………………………………………….254.7.2基准控制网的建立与优化设计……………………………………264.7.3监测点的分布和观测...................................264.7.4自动变形监测系统的精度保证...........................264．8竣工测量及资料整理.......................................26附表：测量仪器汇总表..........................................27中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量4整个施工过程的每一个环节都需要测量。测量成果的精度直接影响施工的正常进行。铁路客用专线要求标准高，为了确保测量成果的高精度并为施工创造良好的先决条件。我们将采用以下施工测量方案。4．1施工测量的一般要求4．1．1测量依据：设计文件及《京沪铁路测量设计规范》、《铁路施工测量规范》、《工程测量规范》、《既有铁路测量规范》。4．1．2测量的组织实施局指挥部设精测大队，编制3人，配GPS，全站仪，动态GPSRTK等仪器。各工区设精测队，编制3-5人，配全站仪，动态GPSRTK等仪器。4．1．3测量精度保证措施a．要换人和换不同测量方法对已测和放样数据进行复核，复核结果符合测量规范要求。要形成三级复核制,确保数据的准确性.b.理论值和实际值的比较：对位于中线上的待测中桩，在测量前，按坐标法计算出两个中桩之间的理论值，测量完毕后，采用GPS系统测量两中桩间实际值，与理论值误差在《规范》允许范围内。c．专人保管，定期保养，保证测量仪器的测量精度。d.新购仪器在使用前按要求送具有鉴定资质的计量机构进行鉴定，未经检定的测量仪器不得进行测量作业.e.在使用过程中，按规定的鉴定期限进行鉴定，超过期限的仪器及时送检的，禁止在测量工作中使用。f.建立仪器鉴定台账和仪器使用台g.在测量作业前，抽调素质高的技术人员和测量人员进行专门培训并经理论和操作技能考核合格，方能参加测量放样工作。h.在测量过程中，参加测量的人员进行认真分工，对于每一项工作，由专人负责，提高测量的配合熟练程度。i.建立测量成果审核、审查制度和移交签认制度。施工前复测及施工过程中的测量放样资料，要形成正式的测量成果，经项目总工复核和项目经理审批后，报监理单位和建设单位审查，在项目经理组织下，由项目总工负责测量成果的逐级交底，交接双方相互签中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量54．1．4施工测量流程框图接桩仪器检定加桩埋设复测资料上报、待审批路基施工放样大桥施工放样隧道施工放样变形及沉降观测整体道床及铺轨竣工测量上报竣工资料4．2施工复测4．2．1平面控制GPS点复测由于客运专线的测量精度要求高，设计上通常采用GPS进行控制测量，因此，在接到GPS控制点的移交后，应采用双频静态接收机对所有控制点进行复测和加密，目前按《京沪铁路测量设计规范》和原设计单位GPS网同样的精度施测，各种中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量6限差和精度要求以此为准。（1）准备工作根据设计院的交桩资料，对不在同一度带的坐标进行换带计算，必要时可以取任意带的中央子午线，拟定计划，准备人员、仪器和通讯交通工具，并对设计院所交的控制点踏勘一遍，对不稳定的桩或可能被破坏的桩进行加固或重埋，对大桥、特大桥和长大隧道进行加密控制点选点和埋设，桩的材料与设计院的桩一致，点位应远离大功率的无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于400米，远离高压输电线，其距离不少于200米，附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，避开大面积水域和树林，选定点位后，应绘制点的示意图和作好点之记，且在1：2000图上标出其位置。采用双频静态GPS接收机，同时接收地平线以上不少于4颗卫星。最大GDOP值＜8。（2）GPS观测的网形设计由于是对设计单位的GPS控制点进行复测，所以网形基于设计单位的网形。在对GPS点的施测的过程中，应遵循以下三点：a、观测边至少能和其他边形成一个异步三角形；b、已知起算点，要以设计院布设GPS网时所用的高一级的三角点，不能用同精度的控制点作为已知起算点。c、参考站之间形成大地四边形线性锁，如图1所示：线路位置CK-01CK-04CK-03CK-02GPS-01GPS-02GPS-03GPS-04GPS-05GPS-06GPS-07GPS-08GPS-09中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量7图1图1说明：d、用四台仪器同步观测，二台仪器放在参考站CK-01、CK-02上，二台仪器放在移动站GPS-01、GPS-02上。e、CK-01和CK-02之间保证不少于2000米的距离。f、CK-01和CK-02与两个参考站同步观测，形成多个同步闭合环。g、参考站与参考站之间不超过15~20公里，否则移动参考站；(3)数据处理采用随机携带的数据处理软件包进行数据处理。在进行数据处理之前，应分析已知数据，如果不在一个带内，还要进行换带计算。由于高速铁路的标段划分比较大，一般长度在100公里左右。而设计阶段是按高斯正行投影的03带或6带进行分带计算的。因为它既要满足大比例尺测图的需要，又要兼顾工程的需要。这样就会造成标段内投影长度变形增大从而影响放样精度.当长度变形值不大于2.5cm/km时,应采用高斯正形投影统一03带的平面直角坐标系统。统一03带的主子午线经度由东经075起,每隔03至东经0135。即用原设计资料。当长度变形值大于2.5cm/km时，就不能用原设计资料，可依次采用：1)投影于抵偿高程面上的高斯正形投影03带的平面直角坐标系统；2)高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用黄海平均海水面或城市平均高程面。3）10公里左右的小标段,可不经投影采用假定平面直角坐标系统在平面上直接进行计算。有关平面控制网的精度要求的概念为便于施工放样的顺利进行，要求由控制点坐标直接反算的边长与实地量得的边长，在长度上应该相等，即由上述两项归算投影改正而带来的变形或改正数，不得大于施工放样的精度要求。一般地，施工放样的方格网和建筑轴线的测量精度为1/5000～1/20000。因此，由归算引起的控制网长度变形应小于施工放样允许误差的1/2，即相对误差为1/10000～1/40000，也就是说，每公里的长度改正数，不应该大于10～2.5cm。投影面和投影带选择的基本出发点(1)在满足精度要求的前提下，为使测量结果一测多用，应采用国家统一03带高斯平面直角坐标系，将观测结果归算至参考椭球面上。即工程测量控制网应同国家测量系统相联系；(2)当边长的两次归算投影改正不能满足上述要求时，为保证测量结果的直接利用和计算的方便，可采用任意带的独立高斯平面直角坐标系，归算测量结果的参中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量8考面可自己选定。为此可用以下手段实现：(a)通过改变mH从而选择合适的高程参考面，将抵偿分带投影变形（称为抵偿投影面的高斯正形投影）；(b)改变my从而对中央子午线作适当移动，以抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影变形（称为任意带高斯正形投影）；(c)通过既改变mH（选择高程参考面），又改变my（移动中央子午线），来抵偿两项归算改正变形（称为具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影）。但在实际应用这种坐标系时，往往是选取过测区边缘、或测区中央、或测区内某一点的子午线作为中央子午线，而不经过上述计算。d.具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系该坐标系中，往往是指投影的中央子午线选在测区的中央，地面观测值归算到测区平均高程面上，按高斯正形投影计算平面直角坐标系。因此，这是综合第二、三两种坐标系长处的一种任意高斯直角坐标系。显然这种坐标系更能有效地实一现两种长度变形改正的补偿。e.假定平面直角坐标系当标段长度小于10公里左右时，可不进行方向和距离改正，直接把局部地球表面作为平面建立独立的平面直角坐标系。观测数据依外业实测为准，不加入人工干预，对未达到的计算精度要求的点，一律返工重测；各项精度检查应符合《京沪高速铁路测量规范》规定的要求，不符合则重测。GPS复测结束后，上报或保存外业观测记录、原始观测数据、所采用的设计所交原始资料以及复测精度分析和技术报告。4.2.2水准高程复测根据设计院提交的水准测量资料，如果设计提供的是三等水准精度，我们就必须采用二等水准点为起算点，运用数字水准仪按三等水准测量的精度进行全标段的水准复测；全线的水准测量应布设成附合型水准路线，其长度不宜远于50公里，长度在300米以上桥梁、500米以上隧道两端和大型车站范围内，应加设水准点；加密的水准点可与GPS点的控制桩共用，也可单独设置，单独加设的水准点一般距线路中线约100米~150米为宜，以避免施工干扰破坏，水准点应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方，标石埋设可采用混凝土先行预制、现场埋设或按标石埋设规格及用料数量进行现场浇灌埋设（参见《国家三、四等水准测量规范》附录A的有关规定执行）。三等水准测量观测应在标尺成像清晰稳定时进行，若成像欠佳则应缩短视线长度，其观测技术指标见下表（表1）：中国交通建设集团有限公司铁路技术------工程测量9表1等级视线长度前后视距离差（m）前后视距离累计差（m）视线高度（m）仪器类型视距三徕卡DNA03数字水准仪≤100≤3.010.0≥0.3数字水准仪应采用条码铟钢尺读数；三等水准往返测高差不符值与附合路线闭合差限差见下表（表2）：表2等级往、返测高差不符值两单程高差不符值附合线路闭合差检测原测段高差之差平原山区三±12√K±10√K±12√L±15√L±15√R注：K为路线或测