高铁测量培训

三公局高铁测量培训主讲人：陈龙高铁测量培训简介：高速铁路客运专线，由于其速度高，能量消耗小，安全可靠等特点，受到各国政府的普遍重视。由于高速铁路具有通过能力大，行车速度快、运输效率高等特点，高速铁路已成为铁路现代化的重要标志。但是由于高速铁路行车速度快，对轨道的平顺性要求十分严格，对工程测量工作提出了新的要求，具体特点如下：客运专线无碴轨道的主要特点有：（1）高速铁路要求轨道结构具有高平顺，轨道几何尺寸偏差通常控制在2mm以内；（2）无碴轨道几何形位的调整只能依靠扣件系统来进行；（3）无碴轨道扣件的调整量为mm级精度。在长期的列车荷载作用下，路基会不断下沉，轨面水平均需通过扣件系统来调整，路基的长期永久不均匀沉降不得大于15mm，因此在施工过程最多只能使用6mm左右的扣件调整量。这就对无碴轨道的施工精度提出了相当高的要求；（4）对于长大的无碴轨道结构，特别是板式无碴轨道的施工，还要求不同施工区段的水平闭合差不得大于2mm，这样才能利用较小的扣件水平调整量来保证轨道的方向不平顺在容许范围内。高铁测量培训本讲的主要内容：1、简要介绍高铁控制测量2、CPIII控制测量方法及要求3、GRP测量及无砟轨道施工测量4、高铁工程测量技术要点5、高铁测量工作管理要点高铁测量培训1.高铁控制测量简介高铁控制测量与普通铁路控制测量的不同•（1）三网合一•勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网均采用GPS控制网为基础平面控制网，二等水准基点网为基础高程控制网，各个阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的基准。•（2）平面基础控制网（即CPI网）采用GPS二等控制网•（3）高程控制网应按二等水准测量精度要求实施高铁测量培训1.1平面控制测量1.1.1平面控制网应分级布设，并采用统一基准客运专线无碴轨道铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。各阶段的平面控制测量应共同使用同一个GPS平面控制网。客运专线无碴轨道铁路工程测量宜按分级布网的原则分三级布设。第一级为基础平面控制网（CPI），第二级为线路控制网（CPII），第三级为基桩控制网（CPIII）。各级平面控制网的作用为：高铁测量培训高铁测量培训1.1.2平面控制测量的精度要求控制网级别测量方法测量等级点间距备注CPIGPS二等≤4km一对点CPIIGPS三等600~800m导线三等400-800mCPIII后方交会50~70m表1.1.2.1各级平面控制网的布网要求高铁测量培训表1.1.2.2平面控制网测量的主要精度指标控制网级别点间距相邻点位中误差测量方法CPI(参照点)大约4km20mmGPSCPII(基本位置网点)800~1000m8mm导线/GPSCPIII(加密点)50-70m1mm导线/后方交会高铁测量培训表1.1.2.3GPS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CPI≤1.3＂1/170000CPII≤1.7＂1/100000高铁测量培训表1.1.2.4导线测量的主要技术要求导线环（段）的测角中误差应按下式计算：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CPII≤5400~80051.881/55000±3.6三等nnnfNm21高铁测量培训1.1.3CPIII后方交会测量1.1.3.1后方交会网的测量方法该方法为德国建立无碴轨道铺设控制网采用的方法，称之为轨道设标网。一般埋设于接触网杆基础、桥梁固定支座端的防撞墙、隧道边墙或排水沟上。其后方交会控制网形状如图所示：高铁测量培训1.1.3.2后方交会测量的实现每两个CPIII点间距离约为60m1）每隔一对CPIII棱镜（约120m）进行自由设站；2）两个方向各观测2×3对CPIII控制点；3）每个CPIII控制点至少观测3次以上；4）每个测站观测2-4个完整测回。高铁测量培训1.2高程控制测量表1.2.1高程控制测量等级及布点要求控制网级别测量等级点间距闭合差限差线路水准基点二等≤2kmCPⅢ控制点高程测量精密水准50-70mL4L8高铁测量培训1.2.1高程控制测量的精度要求表1.2.2各等级水准测量精度高铁测量培训表1.2.3水准测量的主要技术标准高铁测量培训1.2.2水准测量使用的仪器的要求1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1级不应超过15”，DS3级不应超过20”；2）水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于铟瓦水准尺不应超过0.15mm,对于双面水准尺不应超过0.5mm；3）二等水准测量采用补偿式自动安平水准仪时，其补偿误差Δa不应超过0.2”。高铁测量培训1.2.3二等水准测量的观测顺序及计算取位（1）往测：奇数站为后—前—前—后偶数站为前—后—后—前（2）返测：奇数站为前—后—后—前偶数站为后—前—前—后使用DS05或DS1级仪器应读记至0.05mm或0.1mm，使用数字水准仪应记至0.01mm。水准基点测量应在全线测量贯通后进行严密平差。高铁测量培训2.CPⅢ控制网测量2.1工作内容2.1.1准备工作（1）线下工程沉降和变形评估；（2）CPI、CPII控制网复测；（3）CPII控制网加密。2.1.2CPIII控制网测量的具体工作（1）CPⅢ平面控制网测量；（2）CPⅢ高程控制测量。高铁测量培训2.2CPⅡ加密控制网测量2.2.1加密的目的为了满足轨道控制网CPIII的建立和维护，针对桥梁、隧道和特殊路基结构工程的施工控制网，应在CPI或CPII基础上加密。当加密网的精度不能满足施工测量的精度要求时，应建立更高精度等级的独立控制网高铁测量培训2.2.2CPII加密的要求（1）为满足CPIII测量数据处理的各项限差要求，CPIII测量前，应对CPII点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600米左右，可用的（加密）线路水准基点在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，对丢失和破损比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加密测量时观测两个时段，每个时段不少于60分钟，加密一个CPII点时应联测不少于两个CPI及不少于两个CPII点，且加密点位于所联测CPI/CPII点构成的网形中部。高铁测量培训2.2.3GPS加密CPII网的技术要求（1）选点埋石CPII加密点应采用强制对中标，对桥梁部分CPII加密点需上桥，可与CPIII点共桩，并且沿线路前进方向埋设于桥梁的双向固定端正上方防撞墙顶部；必须保证加密CPII点埋设稳定可靠，同时须满足必要的GPS观测条件和与CPIII点的联测条件，沿线路前进方向左右交替埋设。（2）观测CPII加密点要求同精度网原网要求，观测、数据处理均与原测CPII相同。观测前要求对网形进行设计，保证CPII加密点间的极限长度在600米左右，并且要尽可能多的联测原精测网中的CPI或CPII点，以保证梁上与梁下的平面坐标系统统一。（3）数据处理在对CPII加密点进行整体平差前应对网中原CPI和CPII点的稳定性进行分析，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。高铁测量培训2.3CPIII平面控制网测量2.3.1CPⅢ控制点的元器件由于CPⅢ控制网网点间的相对精度高达±1mm，而且CPⅢ控制网的服务期限从轨道粗调开始，到线路竣工时的全线轨道线形竣工测量，以及竣工后线路运营期间的轨道维护，因此CPⅢ控制网的测量标志必须达到以下要求：具有强制对中、能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、价格适中、重复安置精度满足同一套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差应该小于±0.5mm，分解到X、Y、Z方向的重复安装偏差三方向应均小于±0.3mm。石武客运专线(河南段)全线从CPIII控制网建网、轨道施工粗调、精测、轨道线形竣工测量、运营期间的轨道维护均必须使用相同型号CPⅢ控制网测量标志。石武客运专线(河南段)全线统一的CPIII标志如下图所示,棱镜采用德国进口的Sinning棱镜，并要求有海关到货清单。高铁测量培训高铁测量培训2.3.2CPⅢ控制点埋设CPⅢ控制点的布设应兼顾施工及运营维护，埋点应满足以下要求：CPIII控制点距离布置一般为60m左右一对，且不应大于80m,相邻CPIII控制点应大致等高，布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。桥梁上一般布置在桥梁固定支座端上方防撞墙顶端，埋设立式基座，如下图：直接在防撞墙顶面成对开凿铅垂方向的安装孔(孔径30毫米，孔深60毫米)，然后使用云石胶埋设立式基座，相邻两对CPIII点在里程上相距约60米，基座埋设完成后，基座外露部分不高于基桩顶面2毫米。高铁测量培训2.3.3CPIII控制网标记点的编号CPIII控制点编号定义如下：CPIII点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。所有处于里程增大方向左侧的标记点，编号为奇数，处于里程增大方向右侧的标记点编号为偶数，在有长短链地段应注意编号不能重复。举例如下：观测时、自由设站点编号按“Z035601，Z035602…”沿线路里程增加方向编号。点编号含义点的位置0356301表示线路里程DK356范围内线路里程增大方向左侧的CPIII第1号点，3代表CPIII“（线路左侧）奇数1、3、5、7、9、11等0356302表示线路里程DK356范围内线路里程增大方向左侧的CPIII第2号点，3代表CPIII“（线路右侧）偶数2、4、6、8、10、12等高铁测量培训2.3.4CPIII控制点的定位精度要求CPIII控制点的定位精度要求表（mm）高铁测量培训2.3.5平面控制网测量2.3.5.1仪器要求角度测量精度：≤±1″距离测量精度：≤±1mm+2ppm使用带马达驱动、自动照准和数据自动记录功能的现代化全站仪，如：Leica（徕卡）系列的：TCA2003、TCA1201、TS15及天宝全站仪TRIMBLES6、S8等高铁测量培训2.3.5.2测量方法CPⅢ控制网采用自由设站交会网（《暂规》称为“后方交会网”）的方法测量，自由测站的测量，从每个自由测站，将以2x6个CPIII-点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次，测量方法见下图。高铁测量培训CPIII控制点对间距离为60m左右，且不应大于80m，CPIII施测时自由设站点距CPIII控制点距离为一般应小于120m左右，最大不超过180m，距高等级已知点最大不超过300m。每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量至少3组完整的测回。水平角测量的精度应按如下要求进行：（1）标称精度为一测回方向观测的中误差±0.5″、测距中误差±（1mm+1ppm）的全站仪，用于CPⅢ控制网自由测站观测的测回数不少于3测回；标称精度为一测回方向观测的中误差±1″、测距中误差±（1mm+2ppm）的全站仪，用于CPⅢ控制网自由测站观测的测回数不少于3测回。（2）方向观测各项限差根据《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）的要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。高铁测量培训方向测量法水平角测量精度表高铁测量培训（3）观测时边长必须进行温度、气压改正，温度量测精度应为0.5℃，气压量测精度应为5hpa。（4）距离的观测应与水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。（5）CPⅢ平面网应附合于CPⅠ、CPⅡ控制点上，每600m左右（400～800m）应联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点，自由测站至CPⅠ、CPⅡ控制点的距离不宜大于300m。当CPⅡ点位密度和位置不满足CPⅢ联测要求时，应按同精度扩展方式增设CPⅡ控制点。与上一级CPI、CPII控制点联测时，应通过2个或3个线路上的自由测站进行联测，见下图。高铁测量培训2.3.5.3为了使相邻重合测段能够满足CPIII控制网的测量高均匀性和高精确度，每个重合测段至少