1、精選優質文檔-傾情為你奉上第二篇第七章 精密測量控制系統第一節 精密測量控制系統的建立一、工程概述1、線路概況新建石太鐵路客運專線線路起自石家莊，經盂縣、陽泉，至太原。線路全長189.93km。全線橋梁總數87座（不包括公路及框構橋）共計33453.63m折合雙延米，占正線長度17.61%；全線隧道34座，累計長度m，占總線路長度的60.19%，分布在DK28DK176之間，最長的隧道為太行山右線隧道，長度27848m。其余路基占總線路長度的22.2%。其中，在石板山隧道、黑水坪大橋、南梁隧道、孤山大橋、太行山隧道段鋪設板式無砟軌道，總長度為雙線47.484km，占客運專線正線線路長度的25，

2、其余地段均采用有砟軌道結構。2、精密控制測量石太客專的精密控制測量主要包括：（1）長大隧道無砟軌道洞外及洞內控制測量（CPI、CPII及高程）及復測；（2）全線有砟軌道精密控制測量（CPI、CPII及高程）及復測；（3）無砟軌道CPIII平面和高程控制測量及復測；（4）有砟軌道CPIII平面和高程控制測量及復測。鐵三院編制的新建鐵路石家莊至太原客運專線控制測量及無砟軌道線下工程變形監測技術方案設計于2007年5月19日，在北京中土大廈由石太公司組織專家通過了評審。全線控制網按分級布網的原則，分三級布設：第一級為基礎平面控制網（CPI），第二級為線路控制網（CPII），第三級為基樁控制網（CPI

3、II）。各級平面控制網的作用為：CPI主要為勘測、施工、運營維護提供坐標基準；CPII主要為勘測和施工提供控制基準；CPIII主要為軌道鋪設和運營維護提供控制基準。無砟軌道南梁、太行山隧道洞外控制測量（CPI）由鐵三院于2005年8月完成了首次測量，2006年、2007年共完成了兩次定期復測，石板山隧道洞外控制測量及復測由中鐵二十二局測量。2007年5月至8月由鐵三院完成了有砟軌道段落CPI、CPII及三等水準測量控制測量。2008，年5月公司安排施工單位進行了CPI、CPII及三等水準測量復測。2008年由鐵三院完成了無砟軌道洞內CPII及二等水準測量、有砟軌道段CPIII測量。2008年由

4、中鐵八局完成了無砟軌道洞內CPIII及高程測量工作。2009年公司又委托鐵三院和中鐵八局分別對原CPIII進行復測。有砟軌道段各項控制測量均滿足時速200-250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）（鐵建設函200776號），無砟軌道段各項控制測量均滿足客運專線無砟軌道鐵路工程測量技術暫行規定（鐵建設2006189號）的要求。精測網由石太公司統一委托鐵二院進行了咨詢評估，評估合格。二、作業依據1、時速200-250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）（鐵建設函200776號）2、客運專線無砟軌道鐵路工程測量技術暫行規定（鐵建設2006189號）3、關于重視和加強時速200公里以上鐵路工程測量工

5、作的通知（建技電2006128號）4、工程測量規范（GB50026-93）5、全球定位系統（GPS）鐵路測量規程（TB10054-97）6、國家一、二等水準測量規范（GB/T 12897-2006）7、國家三、四等水準測量規范（GB12898-91）8、新建鐵路石家莊至太原客運專線控制測量及無砟軌道線下工程變形監測技術方案設計三、坐標系統和高程系統（一）坐標系統全線除采用1954北京坐標系外（三度帶中央子午線經度114度），為了滿足鐵路施工需要，保證控制網施工測量的精度，控制網采用任意帶高斯正形投影抵償坐標系-工程獨立坐標系。坐標系采用1954年北京坐標系橢球參數，任意帶高斯投影，依據線路設計

6、方案位置東西（Y）方向坐標差值及路肩設計高程計算中央子午線值及投影面高程，滿足測區投影長度變形值不大于1/40000（25mm/km）的要求。在整個測區建立2個工程獨立坐標系，詳細參數如下表：工程獨立坐標系表坐標系名稱中央子午線經度投影面大地高（m）高程異常（m）起訖里程第一工程獨立坐標系114°3024242石家莊樞紐DK126+000第二工程獨立坐標系112°1890242DK126+000 太原樞紐其中，石板山、南梁、太行山隧道段屬于無砟軌道段，單獨進行控制測量，分別建立了石板山隧道工程獨立坐標系、南梁隧道工程獨立坐標系、太行山隧道工程獨立坐標系，滿足測區投影長度變形

7、值不大于1/（10mm/km）的要求。其坐標系統參數如下： 1、有砟軌道段獨立坐標系采用1954北京坐標系參考橢球，其坐標系具體情況見上述獨立坐標系表。2、石板山隧道工程獨立坐標系：投影面高程：370m；Y坐標加常數：5000m。3、南梁隧道工程獨立坐標系：投影面大地高：560m；高程異常值：42m；Y坐標加常數：5000m。4、太行山隧道工程獨立坐標系：投影面大地高：836m；高程異常值：42m；Y坐標加常數：5000m。（二）高程系統采用1985國家高程基準。四、南梁、太行山長大隧道洞外控制測量太行山、南梁隧道是石太鐵路客運專線重點控制性工程。太行山隧道為雙洞單線，穿過高程為1311米的太

8、行山山脈主峰越宵山，左線隧道長27839m，右線隧道長27848m。南梁隧道是曲線隧道，由雙線單洞過渡到雙線雙洞，隧道左線全長11526m，右線隧道全長11538m。太行山隧道與南梁隧道通過孤山大橋（約190m）相連。太行山隧道是亞洲最長的山嶺隧道，也是目前國內最長的鐵路山嶺隧道，隧道橫穿太行山脈，線路基本為東西走向，區內山峰挺拔陡峭，峽谷深切，坡陡谷深，地形起伏劇烈，特別在孤山附近，懸崖峭壁叢生，地形地貌異常險峻。隧道斜井多，多標段施工，貫通面多，其進出口路肩設計高差很大，為393m，增加了測量設計和外業測量的難度，根據技術難點制定了詳細的技術方案。南梁、太行山隧道洞外控制測量為鋪設無砟軌道

9、地段，按隧道貫通精度要求進行的洞外精密工程控制測量，其洞外平面精度按B級GPS、高程按二等水準的技術要求進行，滿足客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定中CPI及勘測高程控制測量有關要求。鐵三院于2005年8月完成了首次測量，2006年、2007年共完成了兩次定期復測。（一）洞外控制測量的技術難點1、在國內類似特長隧道控制測量還沒有實踐經驗，太行山特長隧道長27.8km，南梁長11.5 km，兩座隧道由孤山橋相連，整個工程控制網達40km，控制難度大。2、在地形復雜，設計路肩高差近400m的情況下，建立滿足無砟軌道投影變形及隧道施工方便的坐標系。3、施工標段多，貫通面多，施工周期較長。太行山開挖

10、斜井9個、南梁隧道開挖斜井4個。4、洞內外溫差大、高差大，對聯測方案需要制定相應的技術方案。5、控制測量與線路、軌道設計的結合。既要滿足隧道施工貫通的需要，又要保證線路、無砟軌道平順性的測量要求。6、在工期要求十分緊張的情況下，如何做好嚴密、有序的項目組織，如何充分發揮團結、和諧和奉獻的團隊精神等都是保證項目順利完成的關鍵。（二）洞外平面控制測量1、控制網布設。針對太行山、南梁隧道進出口高差大及無砟軌道線路的實際特點，確定統一建網方案，設計了可行的隧道工程坐標系。考慮太行山隧道（隧道全長27.8km）與南梁隧道（隧道全長11.5km）兩隧道位置基本相連(進出口相隔僅190m)，為施工便利及貫通

11、和線路銜接，確立了兩隧道統一的洞外平面、高程控制網，經過貫通誤差估算，結合工程實踐進行精心測量設計，建立了兩個施工坐標系統。隧道平面控制網按B級GPS要求進行，布設首先考慮了隧道線路平面和斜井位置控制的需要，按洞口子控制網和洞口子網間的聯系網組成，同時考慮GPS觀測對控制點的要求。洞口子網由三角形、大地四邊形、中點多邊形等強度較高的網形構成，子網相互通視的邊采用GPS直接觀測基線；聯系網一般為四邊形，但長邊由三角形或大地四邊形構成。各斜井一般均布設4個控制點，洞口子網邊長一般不短于500m，特殊情況下短邊，建立鋼制強制歸心標。聯系網的選擇及洞口子網的控制點一方面要滿足進洞的需求，另一方面考慮盡

12、量靠近隧道主軸線，以減少測點誤差對隧道橫向中誤差的影響。全網共測設B級GPS控制點70個，洞口子網14個，實際控制中線里程40.7公里。2、外業觀測。GPS觀測采用靜態測量模式觀測，使用4臺雙頻GPS接收機觀測，聯系網的基線向量觀測采用不同時段進行觀測，選擇衛星數目多，GDOP值比較小且穩定的觀測窗口施測。至少觀測2個時段，觀測時段長度90分種。安置儀器嚴格對中，對中誤差不超過1mm。相互通視的子網邊必須為直接觀測邊，同時強調觀測必須對GPS接收機天線進行統一定向。3、數據處理。基線解算、網平差均滿足客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定中CPI有關要求。基線解算質量檢驗限差滿足獨立環閉合差，重

13、復觀測基線較差 ；網平差成果滿足基線邊方向中誤差1.3，最弱邊相對中誤差1/，可重復性測量精度10mm，相對點位精度（8+D×10-6 ）mm。（三）洞外高程控制測量1、控制網布設。高程控制網按照主水準路線和支水準路線環兩級布網。每個洞口一般設置3個水準點，在主水準路線上和支水準路線上一般每2km左右布設一個臨時水準點，每4km左右布設一個長期水準點，便于檢測和復測。全網共測量二等水準點193個，水準閉合環5個，水準路線總長173公里。2、外業觀測。洞外高程控制采用二等水準精度要求進行施測。視線長度50m，前后視距差1.0m，前后視距累積差3.0m，視線高度0.5m；測站限差：兩次讀

14、數差0.4mm，兩次所測高差之差0.6 mm，檢測間歇點高差之差1.0 mm；觀測時，按后-前-前-后、前-后-后-前的順序進行往返測，每一測段應為偶數個測站。3、數據處理。平差時以聯測定測水準點進行起算，保證和線路的銜接。往返測高差不符值限差、閉合或附合路線閉合差限差均滿足，每公里水準測量的偶然中誤差均。五、全線有砟軌道段CPI、CPII及三等水準控制測量由于石太鐵路客運專線既有定測已完成并進行施工，鐵道部新頒時速200-250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）后，既有定測控制網不能滿足指南要求，按鐵道部要求，2007年5月至8月完成了有砟軌道段落共計約143km控制測量。（一）有砟軌道段

15、CPI、CPII控制測量1、控制網布設。CPI級控制點基本沿線路走向成對布設，點對間短邊6001000m，全線相鄰點對長邊均不超過4km。點對間的短邊相互通視，選點在距線路中線100200m地方，困難地段有一點靠近線路；CPII級控制點其中有22段用導線法進行測量，其余6段處于市區視線受限制，采用GPS方式進行測量。點位沿線路布設成等邊直伸形式，相鄰點間距400800m，且相鄰點間相互通視。全線共測設CPI 102個，CPII 106個。聯測國家三角點4個，同時又對各開工已建工程進行調查，對所用定測點進行了聯測，其中CPI聯測41個點，CPII聯測31個點。2、外業觀測。GPS觀測采用靜態測量

16、模式觀測，使用4臺雙頻GPS接收機觀測，在觀測前，預報星歷預報，按衛星星歷預報表、GPS接收機數量及交通情況編制觀測計劃，按設計控制網網形進行觀測。觀測時GPS天線統一指北定向，GDOP值比較小且穩定的觀測窗口施測。觀測時段數為12，CPI觀測時段長度60分種，CPII觀測時段長度45分鐘。安置儀器嚴格對中，對中誤差不超過1mm。全站儀CPII導線測量按四等導線精度進行施測，采用Leica TCRA1201測量機器人全站儀施測，儀器測角精度為±1.0，測距精度±（2mm+2ppm*D），檢校效能良好，作業中，覘標采用儀器配套棱鏡和覘牌組合，光學對中器對中，對中誤差小于1mm

17、。水平角和距離觀測應在大氣穩定和成像清晰的氣象條件下進行觀測，視線超越的高度及旁離障礙物的距離均大于1.5m。用于氣象改正的溫度、氣壓數據，在每測站測定一次，輸入全站儀自動改正。避免氣壓計、溫度計受日光曝曬和輻射。導線測量采用機載程序自動記錄。導線測量邊長采用往返觀測各2測回，水平角觀測4測回，且測角滿足：半測回歸零差6²，一測回內2C互差9²，同一方向值各測回互差6²。3、數據處理。CPI、CPII控制測量成果均滿足時速200-250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）規定要求。基線解算質量檢驗限差滿足獨立環閉合差，重復觀測基線較差 ；平差成果滿足：CPI基線邊

18、方向中誤差1.7，最弱邊相對中誤差1/，可重復性測量精度15mm，相對點位精度10mm。CPII基線邊方向中誤差2，最弱邊相對中誤差1/60000，可重復性測量精度15mm，相對點位精度10mm。CPII導線測角中誤差2.5，導線全長相對閉合差滿足1/40000，方位角閉合差±5。（二）有砟軌道段三等水準控制測量1、控制網布設。水準路線沿線布設，水準點每2km左右設置一個，在2km以上的隧道進口和出口布設水準點，沿線在有砟軌道段共布設三等水準點75個，聯測國家水準點3個，同時聯測定測水準點30個。觀測水準路線450km。2、外業觀測。視線長度75m，前后視距差3.0m，前后視距累積差

19、6.0m，檢測間歇點高差之差3.0 mm；觀測時，按后-前-前-后的順序進行往返測，每一測段應為偶數個測站。3、數據處理。平差時以聯測的國家水準點和定測水準點進行約束平差，往返測高差不符值限差、附合路線閉合差限差均滿足，每公里水準測量的偶然中誤差均。六、無砟軌道洞內CPII及二等水準控制測量洞內無砟軌道CPII測量在測量暫規中沒有標準，受斜井貫通的影響，附合長度較長，研究制定了滿足無砟軌道CPII要求的測量方案和技術指標。無砟軌道鋪軌前，參考客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定，鐵三院于2008年進行了洞內CPII和二等水準控制測量。中鐵八局在CPIII測量前對CPII及高程進行了復測。（一）

20、無砟軌道洞內CPII控制測量1、控制網布設。參照暫規洞內施工導線適用長度，并根據本項目實際情況進行精度估算，經過優化設計，CPII布設成二等導線網，邊長直線段按照400m600m左右布設，曲線段按照400m500m左右布設。共測設導線網111.27 Km。其中：石板山隧道洞內布設CPII點22個，觀測導線網長度12.6Km。南梁隧道洞內布設CPII點50個，觀測導線網長度19.77Km。太行山隧道洞內布設CPII點118個，觀測導線網長度78.9Km。2、外業觀測。CPII測量按二等導線精度進行，附合在洞外CPI控制點上，且每個洞口至少聯測2個CPI控制點。采用Leica TCRA1201測量

21、機器人全站儀施測，儀器測角精度為±1.0，測距精度±（2mm+2ppm*D）。導線測量采用機載程序伺服馬達自動測量并記錄。用于氣象改正的溫度、氣壓數據，在每測站測定一次，輸入全站儀自動改正。導線測量邊長采用往返觀測各3測回，水平角觀測6測回，且測角滿足：半測回歸零差6²，一測回內2C互差9²，同一方向值各測回互差6²。3、數據處理。隧道洞內CPII平面控制網平差時加入13條激光測距邊進行聯合平差，用以加強控制網強度。平差時共約束洞外B級GPS平面控制點21個。外業觀測距離均經程序進行高程改化，滿足二等導線限差后進行嚴密平差計算，平差結果滿足二等

22、導線相關精度要求，測角中誤差1.0，導線全長相對閉合差滿足1/80000，方位角閉合差±2。（二）無砟軌道洞內二等水準控制測量1、控制網布設。無砟軌道段洞內每1-2Km增設一個水準基點。按二等水準要求進行施測，同洞外二等水準路線聯測。共測設水準路線188.76 Km。其中：石板山隧道洞內布設二等水準點6個，測量水準路線長度為23.6 Km；南梁隧道洞內布設二等水準測量網點16個，測量水準路線長度為36.36 Km；太行山隧道洞內布設二等水準點36個，測量水準路線長度為128.8 Km。2、外業觀測、數據處理均滿足二等水準控制測量相關精度要求。七、全線有砟軌道段CPIII測量根據時速2

23、00-250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）技術標準，鐵三院于2008年4月對石太客運專線有砟軌道段CPIII進行測量，并于2009年3月完成復測。（一）有砟軌道CPIII平面控制測量1、控制網布設。CPIII控制點設于距線路中線一般為24m，控制點的間距為150200m。CPIII控制點在路基地段埋設于接觸網桿基座上，在隧道內設在水溝電纜槽上，在橋梁上設在防撞墻頂上。共測設有砟軌道CPIII 平面點652個，導線全長196.14km。2、外業觀測。CPIII在CPII的基礎上建立，并附合到CPI或CPII平面控制網上，導線按照五等導線測量規定的精度要求進行，采用Leica TCRA 12

24、01全站儀，測角標稱精度±1、測距標稱精度±（2mm+2ppm*D）。采用方向法觀測，距離和豎直角往返各觀測2測回，水平角觀測2測回，在附合導線兩端與CPII點聯測時根據具體情況增加2測回。用于氣象改正的溫度、氣壓數據，在每測站測定一次，輸入全站儀自動改正。3、數據處理。平差時采用聯測的CPI、CPII進行約束平差。平差結果滿足五等導線精度要求，測角中誤差4.0，測距中誤差3mm，導線全長相對閉合差滿足1/20000，方位角閉合差±8，可重復性精度±6mm，相鄰點位精度±5mm。（二）有砟軌道CPIII高程控制測量1、控制網布設。間距為1502

25、00m，與CPIII平面點共用，共測設有砟軌道CPIII高程點652個，水準路線長324.74km。2、外業觀測。有砟高程測量按四等水準測量的精度要求進行，并起閉于沿線布設的三等水準基點上。視線長度80m，前后視距差5.0m，前后視距累積差10.0m，檢測間歇點高差之差3.0 mm；觀測時，按后-前-前-后的順序進行往返測，每一測段應為偶數個測站。3、數據處理。平差時以聯測的三等水準點進行約束平差，往返測高差不符值限差、附合路線閉合差限差均滿足，每公里水準測量的偶然中誤差均。八、無砟軌道洞內CPIII測量根據客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定的技術標準，中鐵八局于2008年8月對石太客運專線

26、無砟軌道洞內CPIII平面和高程進行控制測量。（一）無砟軌道洞內CPIII平面控制測量1、控制網布設。CPIII網布設于軌頂上方20cm30cm的隧道壁上，邊長為5060m布設一對CPIII。CPIII平面測量控制網采用邊角交會測量方法，附合于CPII控制點上。2、外業觀測。CPIII控制網采用自由設站的方式進行測量。洞內CPIII控制網CPIII點間距為60米，自由設站點間距為120米，各CPIII點是三方向的距離和方向交會，每個自由設站測量的CPIII點為12個。CPII點至少在兩個自由站上進行聯測，聯測長度宜控制在150米以內，最大不超過300米。自由設站邊角交會測量見下圖。測站（自由站

27、點）CPIII標記點 測站向CPIII點進行的測量（方向、角度和距離）兩相鄰CPIII點間距離CPIII網平面控制按三等導線精度要求進行。采用儀器為Leica TCRA1201、Leica TCA1800，并配24個棱鏡進行施測，全站儀測角標稱精度均為±1，測距標稱精度均為±（2mm+2ppm*D）。邊角交會測量角度、距離各4測回。用于氣象改正的溫度、氣壓數據，在每測站測定一次，輸入全站儀自動改正。3、數據處理。平差處理時以洞內布設的CPII平面控制點為起算點，進行約束平差。平差結果滿足三等導線精度要求，測角中誤差1.8，測距中誤差3.0mm，可重復性精度±5mm

28、，相對點位精度±1mm。（二）無砟軌道洞內CPIII高程控制測量1、控制網布設。同CPIII平面控制點共用。2、外業觀測。高程測量按照精密水準要求進行。按附合水準路線進行往返觀測，往返測時以隧道一側的CPIII水準點為水準測量線路。CPIII高程測量按精密水準測量的精度要求進行，并起閉于洞內布設的二等水準基點上。視線長度50m，前后視距差2.0m，前后視距累積差4.0m；觀測時，按后-前-前-后的順序進行往返測，每一測段應為偶數個測站。3、數據處理。平差時以洞內二等水準基點進行嚴密平差，往返測高差不符值限差、附合路線閉合差限差均滿足，每公里水準測量的偶然中誤差均。專心-專注-專業第二

29、節 精密測量控制系統的管理程序一、技術方案設計與方案評審根據鐵道部關于重視和加強時速200公里以上鐵路工程測量工作的通知（建技電2006128號）精神，以及時速200250公里有砟軌道鐵路工程測量指南（試行）（鐵建設函200776號）、客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定（鐵建設2006189號）要求，依據石太鐵路客運專線公司石太客專工200725號文件關于安排石太鐵路客運專線進行工程測量的通知，鐵三院對新建石太鐵路客運專線精密控制測量進行技術方案設計。2007年5月19日，鐵三院編制的新建鐵路石家莊至太原客運專線控制測量及無砟軌道線下工程變形監測技術方案設計在北京中土大廈由石太公司組織鑒定中心、西南交通大學、鐵一院、中鐵二院、中鐵咨詢、大橋院等單位的專家進行評審，評審通過了該測量設計方案。二、精密控制測量與評估驗收精密控制測量由鐵三院進行方案設計和實施，在工期周期長、精度要求高、施工干擾大、外部壓力大、安全隱患多的情況下，通過積極組織，加強現場管理和服務意識，按照施工建設需要積極開展工作，做好客專建設的測量保障。主要做法是：1、組織進行詳細的技術作業方案制定，成立現場項目部，由測量單位總工為現場技術負責人，在現場負責測量工作。2、領導親自布置，