1、第四篇 工程测量第一章 基本要求第一节 平面控制网测量基本要求客运专线无砟轨道施工要严格遵守客运专线无砟轨道铁路工程测量技术暂行规定 ，各级控制网的测量基本要求如下：4.1.1.1 客运专线无砟轨道铁路工程测量各级平面控制网布网要求应按表 4.1.1.1 执行。表 4.1.1.1 各级平面控制网布网要求控制网级别 测量方法 测量等级 点间距 备注CP GPS B 级 1000m 4km 一对点GPS C 级CP导线 四等8001000m导线 150200mCP后方交会五等5060m 1020m 一对点4.1.1.2 各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定：1 GPS 测量的精度指标应符合表
2、 4.1.1.2-1 的规定；表 4.1.2-1 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CP 1.3 1/170000CP 1.7 1/1000002 导线测量的主要技术要求应符合表 4.1.1.2-2 的规定：表 4.1.1.2-2 导线测量主要技术要求控制网级别 附合长度 （km ） 边长（m ）测距中误差（mm）测角中误差（）相邻点位坐标中误差（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CP 480010005 2.5 10 1/40000 5 n四等CP 11502003 4 5 1/20000 8 五等导线环（段）的测角中误差应按下式计
3、算：（3.1.2）12nfNm式中 f 导线环（段）的角度闭合差（ ） ；N导线环（段）的个数；n导线环（段）的角度个数。4.1.1.3 各级 GPS 控制网测量的主要精度和技术指标应符合全球定位系统（GPS）铁路测量规程的规定，见表 4.1.1.3。表 4.1.1.3 GPS 测量的精度指标 级别 B C D E a（mm） 8 10 10 10b（mm/km） 1 5 10 20注：a固定误差（mm） ；b比例误差系数。各级 GPS 网相邻点间弦长精度用下式表示：(3.1.3)22)(da式中 中误差（mm ） ；d相邻点间距离（km） 。4.1.1.4 GPS 测量作业应满足表 4.1.
4、1.4 中的基本技术要求。表 4.1.1.4 各级 GPS 测量作业的基本技术要求级 别项 目 B C D E卫星高度角（） 15 15 15 15有效卫星总数 5 4 4 4时段中任一卫星有效观测时间（min） 30 20 15 15时段长度（min） 90 60 45 45观测时段数 2 12 12 12数据采样间隔（S ） 1560 1560 1560 1560静态测量PDOP 或 GDOP 6 8 10 104.1.1.5 各级控制点的可重复性测量精度和相邻点位的相对精度应符合表表 4.1.1.5 的要求。 表 4.1.1.5 控制点的定位精度要求（mm ） 控制点 可重复性测量精度
5、相对点位精度CP 10 8+D10-6CP 15 10导线测量 6 5CP后方交会测量 5 1注： 可重复性测量精度：控制点两次定位坐标差的中误差或补设、增设控制点时，由现有已知控制点发展的新控制点相对于已知点的坐标中误差； 表中数据为 X、Y 坐标方向的中误差； D 为基线边长，单位为 mm。4.1.1.6 任意 3 个相邻 CP控制点的角度中误差不得大于 8；4.1.1.7 各级控制网的多余观测分量平均值 应满足：r25.0nr式中： r 控制网的多余观测数； n 控制网的总观测数。第二节 高程控制测量基本要求4.1.2.1 高程控制测量分为勘测高程控制测量、水准基点高程测量、CP控制点高
6、程测量。各级高程控制测量等级及布点要求应按表4.1.2.1 的要求执行。表 4.1.2.1 各级高程控制测量等级及布点要求 控制网级别 测量等级 点间距二等水准测量勘测高程控制测量四等水准测量2000m水准基点高程控制测量 二等水准测量 2000mCP高程测量 精密水准测量 200m注：长大桥隧及特殊路基结构施工高程控制网等级应按相关专业要求执行。4.1.2.1 各等级水准测量精度要求应符合表 4.1.2.1 的规定。表 4.1.2.1 各等级水准测量精度要求（ mm）限 差水准测量等 级每千米水准测量偶然中误差 M每千米水准测量全中误差MW 检测已测段 高差之差 往返测不符值 附合路线或环线
7、闭合差 左右路线高差不符值二等水准 1.0 2.0 6 L4 4 L精密水准 2.0 4.0 12 8 8 4三等水准 3.0 6.0 20 12 12 8四等水准 5.0 10.0 30 L20 20 L14注：表中 L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位 km。4.1.2.3 各等级水准测量的主要技术标准应符合表 4.1.2.3 的规定。表 4.1.2.3 水准测量的主要技术标准观 测 次 数等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km ）水准仪等级 水准尺 与已知点联测 附合或环线往返较差或闭合差（mm）二等 2 400 DS1 因瓦 往返 往返 4 L精密水准 4 24 DS1
8、 因瓦 往返 往返 8DS1 因瓦 往测三等 6 150DS3 双面往返往返 12四等 10 30 DS3 双面 往返 往返 20 L注：结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的 0.7 倍。L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位 km。4.1.2.4 各等级水准观测应符合表 4.1.2.4 的规定。表 4.1.2.4 各等级水准观测主要技术要求等级 水准尺 类型 水准仪 等级 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 ）DS1 50二等 因瓦 DS05 601.0 3.0 下丝读数 0.3DS1 60精密水准 因瓦 DS05 6
9、52.0 4.0 下丝读数 0.3双面 DS3 65三等因瓦 DS1 /DS05 80 3.0 6.0三丝能读数双面 DS3 80四等因瓦 DS1 100 5.0 10.0 三丝能读数4.1.2.5 线路跨越江河、深沟时，应用相应等级的跨河水准测量方法和精度施测，主要技术要求应符合以下规定。1 一、二等水准测量在视线长度为 100m 以内时，可按4.1.2.24.1.2.4 条规定施测，但在测站上应变换仪器高度观测两次，两次高差之差不得超过 1.5mm，取用两次结果的中数。当视线长度超过100m 时，应按跨河水准测量要求进行测量，其时间段数、测回数及组数应按表 4.1.2.5-1 的规定执行。
10、表 4.1.2.5-1 一、二等跨河水准测量的技术要求注：表中 s 为跨河视线长度公里数，尾数凑整到 0.5 或 1。各双测回的互差 dH，应不大于按式 4.1.5-1 计算的限值：dH 限=4M 4.1.5-1SN式中：M每公里水准测量的偶然中误差限值，mm；N双测回的测回数；s跨河视线长度，km。2 三、四等水准测量在视线长度为 200m 以内时，可按4.1.24.1.4 条规定施测；但在测站上应变换仪器高度观测两次，两次高差之差不得超过 7mm，取用两次结果的中数。当视线长度超过 200m时，应用跨河水准测量方法施测，其测量方法、适用范围和观测测回数、限差按表 4.1.2.5-2 的规定
11、执行。一等 二等跨河视线长度m 最少时间段数 双测回数半测回中的组数最少时间段数 双测回数半测回中的组数100300 2 4 2 2 2 2301500 4 6 4 2 2 45011000 6 12 6 4 8 610011500 8 18 8 6 12 815012000 12 24 8 8 16 82000 以上 6s 12s 8s 4s 8s 8表 4.1.2.5-2 三、四等跨河水准测量的技术要求序号 方法 等级 最大视线长度S（km） 单测回数 半测回数观测组数 测回高差互差不大于（mm）三 0.3 2 81 直接读尺法四 0.3 2 16三 0.5 4 30S2 微动觇板法四 1
12、.0 4 50S三 2.0 8 3 243 经纬仪倾角法或电磁 波测距三角高程法四 2.0 8 3 404.1.2.6 水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：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，对于因瓦水准尺，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a 不应超过 0.2。4.1.2.7 观测读数和记录的数字取位：使用 DS05 或 DS1 级仪器，应读记至 0.05mm 或 0.1mm；使用数字水准仪应读记至 0.01mm
13、；使用区格式木尺应读记至 1mm。4.1.2.8 水准测量计算取位应符合表 4.1.8 的规定：表 4.1.2.8 水准测量计算取位等级往（返）测距离总和（ km）往（返）测距离中数（ km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）二等、精密水准 0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1三、四等 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 14.1.2.9 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 4.1.2 的规定，否则应对
14、较大闭合差的路线进行重测。M 和 Mw 应按下列公式计算： (4.1.2.9-1)41Ln(4.1.2.9-2) WN式中： 测段往返高差不符值（mm） ； L 测段长（km） ； n 测段数； W 经过各项修正后的水准环线闭合差（mm） ； N 水准环数。第二章 测量设备及元器件第一节 CPI 及 CPII 复测用测量设备依据客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定 （铁建设2006189 号） ，CP复测按 B 级 GPS 精度进行，CP按 C 级 GPS（或四等导线）精度进行。武广客专 CP、CP复测均采用 GPS 进行。使用仪器：双频 GPS 接收机，LEICA GPS1230 四台套，仪
15、器精度指标见下表：项 目 静态双频相对定位模式 RTK 静态双频测量模式水平 3 mm 0.5 ppm*D 5 mm 1ppm*D高程 5 mm 1ppm*D 10 mm 1 ppm*D可靠性 30km 以内 99.99第二节 CP网测设用测量设备施测 CP基桩控制网所需仪器精度应满足：全站仪测角精度1、测距精度1mm+1ppm；电子水准仪精度0.3。我们采用 Leica TCA2003 型全站仪，仪器标称精度：测角精度 0.5，测距精度 1mm+1ppm，配合安装中铁二院与西南交大联合开发的CP数据采集软件的天宝 RECON 电子手簿进行 CP点数据采集。水准测量采用徕卡 DNA03 数字水
16、准仪，仪器标称精度：0.3mm/Km。第三节 CP测设用元器件CP网测量采用的元器件精度直接影响到测量的成果，CP测设用棱镜采用进口精密棱镜 GPR121 型棱镜。棱镜连接杆采用符合武广客运专线 CP测量标志联接件实施方案规定的连接杆。插入联接杆的莱卡 GPR121 精密棱镜路基段上在辅助立柱上埋设不锈钢套筒，桥梁段上在梁固定端防撞墙上埋设不锈钢套筒。辅助立柱埋设 CP套筒桥梁防撞墙埋设 CP套筒第三章 平面控制第一节 CPI 网及 CPII 网4.3.1.1 CPI 及 CPII 网复测依据客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定 （铁建设2006189 号） ；全球定位系统（GPS）铁路测量规
17、程TB10054-97；全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18314。4.3.1.2 CPI 及 CPII 网复测方法CPI 及 CPII 网复测采用 GPS 测量，GPS 测量模式为静态测量，同步观测时段长为 90min-120min，四台仪器组成四边形，每天观测 4 组，依据天气和现场作业情况及时调整。作业前编制卫星星历预报，包括可见卫星信号、卫星高度角、几何图形强度因子等。选择最佳时段进行观测，观测时仔细对中整平（观测前检定对中基座，确保对中误差1mm ） ，检查接收机电源、电缆等连接正确，接收机预置状态和工作状态正常后，启动接收机同步观测。每个时段观测前后，各量取天线高一次，互差小
18、于 3mm，取平均值作为天线高。观测过程中应防止电磁干扰和多路径效应的影响。观测时做好观测记录，观测记录的内容包括时间、星历参数、测站和接收机初始信息。 GPS 测量具体技术指标见第一章、第一节。4.3.1.3 GPS 数据处理数据处理采用 Leica 随机携带软件包 LGO 数据处理软件进行处理。基线解算采用双差相位观测值。采用合格双差固定解作为基线解算的最后结果。首先在 WGS-84 坐标系下进行三维无约束平差，得到控制点WGS-84 坐标；然后通过基准与投影（坐标转换） ，得到北京 54 坐标（地方坐标）系下坐标；最后通过坐标转换软件，将北京 54 坐标零参考椭球面上的坐标抬高到平均施工
19、高程面上，并进行坐标换带，得到施工控制点坐标。具体过程如下：（1）打开 LGO 软件，新建项目，新建项目中坐标系统采用WGS84 坐标系统。（2）打开新建项目并在新建项目中输入原始数据。（3）参数设置首先检查点位信息，在 GPS 处理栏里对天线高和点名进行编辑。在 GPS 处理栏目里通过“ 处理参数” 设置，在“ 概要”中选中“高级参数”;在“ 附加输出” 中选中“残差”，在“自动处理” 中选中“Re-Compute already computed baselines”表明重复计算基线。（4）GPS 基线解算（解算出 WGS84 坐标）：在 GPS 处理栏里通过处理模式设置，自动处理基线。基
20、线处理完毕后，关注模糊度，模糊度为“是” ，保存结果；否则应对基线边信息、卫星列表信息、相位残差分布等进行分析、修改，直至合格。必要时，重新补测。（5）坐标投影与转换：基线解算完毕后需要将 WGS84 坐标投影转换至北京 54 椭球面上，得出所测量点的北京 54 坐标。首先确定北京 54 椭球上的中央子午线，与设计一致。带宽为 1 度。采用高斯投影，东方向加上 500 公里。投影与转换，均匀固定已知点，将 WGS-84 坐标与固定已知点的北京 54 坐标进行匹配，采用经典三维法（即七参数法）进行转换，LGO 软件自动将 WGS84 坐标转换至北京54 椭球上，得到参考椭球面上的北京 54 坐标
21、。然后将北京 54 坐标转换到地方坐标即平均施工高程面上的坐标，运用 GeoTrans 坐标转换软件进行处理 ,将北京 54 坐标转换成施工坐标。GPS 数据处理时要注意以下几点：（1）CP、CPGPS 复测坐标推算不能单点推算，以避免误差放大；（2）进行二维约束平差时，固定已知点点位分布要均匀；（3）进行坐标转换时，要注意大地高（参考椭球面）与水准高（似大地水准面）两个高程系统之间的高程异常值（咸宁段高程异常值为 45 米） ，以保证 GPS 边长与全站仪实测边长一致，方便施工放样。第二节 CP网4.3.2.1 测量依据（1）设计单位提供交桩资料（2008 年 5 月复测资料）及设计图纸。（
22、2） 客运专线无砟轨道铁路测量暂行规定铁建设2006189 号（3） 国家一、二等水准测量规范GB12897-91（4） 工程测量规范GB50026-93（5） 精密工程测量规范GB/T 15314-1994（6） 武广客运专线无砟轨道铺设 CP控制网测量技术方案4.3.2.2 CP网平面测量（1）CP点的编号CP点号按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。点号由 7位数字组成，前四位数字表示 CP点所在里程的整公里数，第五位是“3”，表示是 CP等级点，后两位数字表示点的顺序号。点的顺序号为单数表示里程增加方向左线一侧的点，点的顺序号为偶数表示里程增加方向右线一侧的点。按 60 米间距一对
23、点计算，一公里范围内点数在32 个36 个范围内（路基段由于接触网基础为 50 米，点号可能排到 40个44 个） 。如：点号为 1300307 表示线路里程为 1300 公里至 1301 公里区间的 CP点第 07 号，位于里程增加方向左线一侧。里程数不足千公里时，在前面用“0”填充。（2）CP点的布设路基地段路基段 CP点应在接触网基础（出露路肩 0.2m）上布设永久辅助立柱，立柱上设置标志；立柱采用直径 20cm 的钢筋混凝土圆柱，高度在直线及曲线内侧地段 1.2m，曲线外侧地段 R8000m 时高1.345m、R9000m 时高 1.325m、R10000m 时高 1.31m、R120
24、00m 时高 1.285m，测量标志点距离杆顶 0.1m，见下图，测量标志点应高出超高一侧轨面 0.20.3m 的上方相应位置，面向轨道的内侧。见下图。接触网基础上布设辅助立柱位置的设计见下图，具体设计详图见标准图。 临 时 立 柱 位 置桥梁地段在桥梁上每隔约 65m（两片梁长）在桥梁固定支座端两侧防撞墙顶面以下 10cm 处布设一对三维 CP控制点，面向铁路，控制点距离线路中线 2.2m，两侧相对的两点之间允许的里程差应小于 1 米。在桥梁防撞墙边缘每隔约 65m（两片梁长）设置一个水平钻孔（水平钻孔对应 16毫米直径的预埋套筒，钻孔直径 18 毫米并通过相应的材料进行粘贴） 。其位置见下
25、图。（3）CP网的测量方法CP测量采用的是莱卡 TCA2003 型全站仪，测角精度为 0.5”，测距精度为 1mm+1ppm，每台仪器配 13 套莱卡 GPR121 精密棱镜。测量前还必须对棱镜进行筛选，保证其互换性。CP控制网平面采用自由设站边角交会网（客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定称为“后方交会网” ）的方法进行测量，每个自由测站以 26 对点进行测量，每次测量保证每个点测量 3 次，测量方法见下图。第三节 高程控制第五章 管理建议（各方编写）CP控制点桥梁段一般控制在 65 米，路基段根据接触网基础一般控制在 50 米左右，不应超过 80 米，观测 CP点最远目标距离不超过180
26、米。每次测量开始前填写自由测站记录表，每一站测量 3 组完整的测回。记录表应记录观测时的温度、气压、湿度，并输入全站仪中。自由测站记录表格式如下：自由测站记录表线 段 第 页共 页测量单位： 天气：自由测站编号 仪器高 温 度 气 压测量点编号 棱镜高 备注 测量点编号 棱镜高 备注测量点标记示意图线路里程方向说明：将自由测站编号、CP轨道标记点编号应在该示意图上标记出来司镜： 记录： 年 月 日CP网水平角测量的精度应按以下要求进行： 角度及距离观测 3 个全测回； 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。经纬仪类 型光学测微器两次重合
27、读数差电子经纬仪两次读数差半测回归零差一测回内 2C互差同一方向值各测回互差DJ05 0.5 4 8 4DJ07 1 1 5 9 5DJ 1 1 1 6 9 6距离的观测应于水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的 CPI 及CPII 应联测。把每一站需要测量的点及要联测控制点的站制表，根据现场实际测量条件决定具体测哪些自由站。与上一级 CPI、CPII 控制点联测时应保证 600 至 1000 米范围内联测一个，并通过 3 个自由站进行联测。如果 1000 米范围内没有高等级控制点，必须采用 GPS 加密 CPII 等级控制点，保证 600 至
28、 1000 米范围内联测一个高等级控制点。为使相邻重合区域能够满足 CP网的测量高均匀性和高精确度，每个重合区域至少要有 4 对 CP点一起测量，并且考虑平差，每段CP不宜小于 4 公里。（4）CP网内业数据处理在自由设站 CP测量中，测量时使用与全站仪配套的专用 CP数据采集软件及电子手簿，数据平差计算也采用通过铁道部相关部门检定合格的数据处理软件。武广客运专线采用的是中铁二院与西南交大联合开发的 CP数据采集软件（DAS）和 CP数据处理软件（DMS） 。观测前设定好各项限差，在观测数据存储前，CP数据采集软件会自动对观测数据的质量进行检查，如果发现有超限，会提示进行重测。当各项限差指标合
29、格后，会提示数据存储。经检查无误的数据，提交给 CP数据处理软件，进行严密平差。对平差结果的各项精度指标进行分析，对各项指标都合格的数据提交给设计院审批。（5）CP测量应注意的事项 仪器的检校：必须经常检查仪器的使用状况，发现仪器出现问题，必须及时送检。同时在使用过程中，每次测量前都要进行仪器自带校准程序，保证仪器良好的测量状态。元器件的安装：在预埋套筒安装前，要检查套筒的加工精度，必须保证与每个连接杆配合良好，接触紧密，确保 CP点位的安装重复性。每次测量前，必须换手复核棱镜的安装情况，避免棱镜没有安装到位的情况发生。避免气象及施工干扰：根据 CP网的精度要求，白天阳光过强会直接影响测量精度
30、，一般 CP网安排在夜间进行测量，保证气象条件的稳定，雨天及其他恶劣气象条件下不进行 CP网的测量。CP测量主要应用了 TCA2003 全站仪具有的自动对中的功能，这就要求棱镜前不能有任何干扰出现，否则会发生不能正确对中及找错棱镜的现象，严重影响测量进度。建议测量前封闭测量现场，关闭强光源，尽量减少施工干扰。 初测复测重复性不够：一般是由于 2 次联入控制点对中不一致造成，要求测量人员仔细进行控制点的对中操作，换手复核，确保 2 次对中误差不超过 1mm。第四章 高程控制第一节 CP控制点水准测量的方法4.4.1.1 CP 控制点水准测量应按精密水准测量的要求施测。CP控制点高程测量工作应在
31、CP平面测量同时进行，并起闭于二等水准基点。CP控制点水准测量时，每一测段应至少与 3 个二等水准点进行联测，形成检核。联测时，往测时以轨道一侧的 CP水准点为主线贯通水准测量，另一侧的 CP水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的 CP水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。往测示意如下：二等水准点 后视仪器摆站点 前视CP 水准点 联测线返测水准路线如下图所示：二等水准点 后视仪器摆站点 前视CP 水准点 联测线第二节 CP控制点水准测量的要求及注意事项4.4.2.1 精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm
32、） ，配套因瓦尺。使用仪器设备应在鉴定期内，有效期最多为一年，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，根据自带的软件对仪器进行检验和校准。4.4.2.2 CP控制点水准测量注意事项仪器操作：作业、线路、限差必须设置正确，CP点往返测时，最小读数限差可设为 0.1m,联测已知点时最小读数限差必须设置为 0.3m,以确保精度。点名必须输入正确。观测顺序必须严格按照后前前后前后后前执行，中视点必须测量两次。观测质量与读数时数据离散度大小有很大关系，一般超过 0.2mm 的观测值不宜采用。观测宜在早晨天亮至上午 9：30 及下午 4：30 至天黑两时段进行，视距累计差的控制由司仪控制，超限必须重测。铟瓦尺操作：撑杆必须正确安装使用，严禁徒手扶尺或使用其它物品。读数时，铟瓦尺水准气泡必须居中，且读数过程中扶尺手应实时检查水准气泡，以防偏离而引起粗差。水准点及 CP点上置尺时严禁安放塑料尺垫。转点上必须安放铸铁尺垫及塑料尺垫。铸铁尺垫应安放在稳固的地方，并踩紧，以防尺垫下沉。铟瓦尺必须由熟练测工操作，严禁辅助工人置尺。数据处理：外业观测结束后应及时进行内业处理，防止数据丢失。点名错误等在外业观测结束后应及时改正，防止数据处理出现混乱。
