本标段CPⅢ精密网测量方案设计书最终.docx
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本标段CPⅢ精密网测量方案设计书最终
京石客运专线(JS-2标段)CPIII精密网
测量技术方案
中铁一局集团有限公司
中铁工程设计咨询集团有限公司
二〇一〇年三月
京石客专(JS-2标段)CPIII精密网测量
技术方案
一、工程概况
京石客运专线西起北京西客站,南至河北省会石家庄,线路全长283.672km,是北京至广州、广州至深圳、深圳至香港这条高速铁路客运专线的重要部分。
建成后设计速度目标为每小时350公里,初期运营速度每小时300公里,将形成北京至石家庄1小时交通圈。
JS-2标段位于河北省内涿州市至保定市,起讫里程为:
DK60+500~DK156+600,长度91.9正线公里,其中桥梁82公里,占90%,路基10公里,占10%。
没有隧道,站场包括涿州、高碑店、保定站,全部采用无碴轨道技术进行建设。
主要工程数量为:
特大桥81594.23延长米,占标段总长度88.8%;梁式中桥29.8延长米,框架式中桥3560.58顶平方,涵渠1364.24横延米,无碴道床179.489铺轨公里。
二、既有资料情况
本标段(DK60+500~DK156+600)设计单位提供的CP0有3个;CPI有52个;CPⅡ有67个;深埋水准点4个;水准基岩点1个。
三、工作内容
本次CPIII控制桩由中铁一局负责埋设。
具有甲级测绘资质的中铁咨询负责技术方案制定、外业观测、成果整理。
具体内容包括如下:
1、段内CPII控制桩加密;
2、段内二等水准加密;
3、段内CPIII精密网布设和埋设;
4、段内CPIII控制网平面测量;
5、段内CPIII控制网高程测量;
6、段内CPII控制桩加密、CPIII坐标、高程平差和计算。
四、执行标准
1、《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
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/T15314-94);
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》(TB10054-97);
6、《时速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)
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[2009]20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[2008]246号)
9、铁道部其他相关规定
五、工作组织
5.1机构设置
中铁咨询相继承担了京津城际、沪宁城际精密网咨询和控制网测量,具有丰富的控制网测量实施经验。
院领导对本次京石客专的精密网控制测量高度重视,根据施工情况组织精干的测量队伍来承担此项任务,以确保项目的质量、安全和进度目标的全面实现。
项目负责人由1名高级工程师担任,技术负责人由1名工程师担任。
下设后勤保障组,现场测量组,数据处理组及安全质量组;另设专家组随时提供必要的技术支持。
具体架构如图5-1所示。
图5-1京石JS-2标段精密工程测量组织机构
5.2仪器设备、软件
1、本次测量拟使用的主要仪器设备见下表5-1
表5-1主要仪器设备表
名称
数量
精度
生产厂家
Leica1230GPS双频接收机
8台
5mm+1ppm
Leica
TCRP1201全站仪
4台
1″/1+2ppm
Leica
配套棱镜GPR121
13个/台
Leica
LeicaDNA03电子水准仪
2台
0.3mm/km
Leica
2、本次测量采用的数据处理软件清单见下表5-2
表7-2数据处理软件清单表
名称
数量
生产厂家
LGO6.0GPS处理软件
2套
Leica
科傻GPS平差软件
2套
武汉大学
CPIII全站仪自动观测软件
4套
铁二院、西南交大
SurveyAdjust
控制网平差计算软件
3套
铁二院、西南交大
我们将保证测量使用的所有仪器均经国家权威鉴定机构鉴定合格,并在鉴定合格有效期内使用。
外业期间,将定期和不定期对所使用的仪器进行常规检查和校正,确保仪器处于良好状态。
5.3工作计划
JS-2标段中铁一局CPIII测设计划时间表
序号
起始里程
终止里程
长度(m)
结构类型
填筑和架梁完成时间
评估时间段
CP3测设时间
1
60+500
62+552
2052
路基
2010.9.30
2010.10.10
2010.10.11-10.20
2
62+532
67+550
5018
桥梁
2010.4.10
2010.4.30
2010.5.1-5.10
3
67+550
72+480
4930
桥梁
2010.4.10
2010.5.20
2010.5.21-5.30
4
72+480
75+850
3370
桥梁
2010.4.10
2010.6.10
2010.6.11-6.20
5
75+850
81+876
6026
桥梁
2009.11.25
2010.3.20
2010.3.21-3.30
6
81+876
83+467
1591
路基
2010.9.30
2010.10.15
2010.10.16-10.25
7
83+467
89+080
5613
桥梁
2010.8.15
2010.8.25
2010.8.26-9.5
8
89+080
94+500
5420
桥梁
2010.8.15
2010.8.30
2010.8.31-9.10
9
94+500
103+000
8500
桥梁
2010.8.15
2010.9.10
2010.9.11-9.20
10
103+000
108+800
5800
桥梁
2010.6.20
2010.7.20
2010.7.21-7.30
11
108+800
113+300
4500
桥梁
2010.6.20
2010.6.30
2010.7.1-7.10
12
113+300
114+758
1458
路基
2010.10.30
2010.11.5
2010.11.6-11.16
13
114+758
119+180
4422
桥梁
2010.8.25
2010.9.5
2010.9.6-9.16
14
119+180
123+700
4520
桥梁
2010.8.25
2010.9.15
2010.9.16-9.25
15
123+700
127+480
3780
桥梁
2010.3.25
2010.4.15
2010.4.16-4.25
16
127+480
129+126
1646
路基
2010.9.30
2010.10.15
2010.10.16-10.25
17
129+126
140+100
6772
桥梁
2010.3.25
2010.4.5
2010.4.6-4.15
18
140+100
144+532
4432
路基与桥梁
2010.8.30
2010.9.10
2010.9.11-9.20
19
144+532
148+844
4312
路基与桥梁
2010.8.30
2010.9.15
2010.9.16-9.25
20
148+844
156+600
7756
路基与桥梁
2010.8.30
2010.9.30
2010.10.1-10.10
5.4质量管理
1、质量控制方针政策
我集团的企业理念:
“铸就精品,奉献至诚”。
我集团的企业精神:
“治学唯新,敬业唯勤,协作唯诚,服务唯实”。
我集团的质量方针:
“科技领先铸精品,服务优质创一流”。
我集团在本项目中的质量目标是:
测量成果合格率100%,优良率达90%以上。
争创省部级优秀工程勘察/测绘奖。
顾客意见处理率100%。
2、建立健全质量控制保证体系
根据我集团的质量手册,在控制测量及施工测量检测工程项目实施中,根据质量保证体系控制要点框图,明确质量责任,保证工序产品质量。
从接受任务、现场踏勘、方案设计、外业施测、内业处理及成果输出过程中,严格执行我集团科技及测量有关部门对产品质量的逐级自检、终检验收制度,切实做好测量产品的前期控制、过程控制和成果控制,保证产品质量。
(1)保证本方案所列项目负责人、技术负责人、骨干测量技术工人及时到位。
技术实施方案经集团相关部门审定后,邀请专家进行评审后实施。
(2)仪器设备
配备了精密的先进设备,且使用的测量仪器设备经过计量检定合格,并处于有效期内,按规定在检定期间进行比对和期间核查。
仪器设备验收、维护保养和检修均按规定程序进行。
保证本方案所列仪器、设备、工具到位。
(3)环境条件
凡对环境条件有特殊要求的测量项目,建立相应的测量手段。
对受温度和大气影响的因素进行监控,保证测量精度要求。
(4)工序质量保证
按“五固定”(仪器固定、人员固定、方法固定、观测路线固定、观测时间段固定)原则进行测量,消除不必要的误差。
观测完后根据限差要求决定是否复测,严格按整个线路返工测站数比例决定是否全部重测。
(5)现场资料记录
1)现场记录使用统一制定的标准格式,内容应填写齐全,字迹清楚,不得涂改、擦改和转抄。
凡划改的数字和超限划去的成果,均应注明原因和重测结果所在的页数。
2)须现场计算的检核数据要当场完成,避免返测而耽误工期。
3)电子记录要注意记录储存设备的电源更换,避免数据丢失。
注意手工录入的数据复核和非直接采集项目的检查。
图5-2质量保证体系控制要点框图
3、明确质量目标,强化保证措施
(1)质量目标:
保证做到该项目测量成果合格率100%,优良率90%以上,争创省部级优秀工程勘察/测绘奖。
顾客意见处理率100%;
(2)制定该项目测量的作业细则和生产计划。
根据工程实际情况和收集到的有关资料,项目部组织编订作业细则和生产计划,使测量工作按章、有序地进行;
(3)在实施该项目的测量过程中,严格按我集团依据GB/T19001-2000idtISO9001:
2000《质量管理体系》标准编制颁发的质量手册规定,做好各项工作的质量记录。
对参与该项工作的所有人员的工作成果实行全面质量考核检查,对违反有关测量规范的人员,实行严格的一票否决制,并将个人年度业绩考核为不合格,岗位档级降低1~2级;
(4)调配符合各岗位条件要求的人员参与本项目的测量工作,绝不应付了事。
保证项目负责人、技术负责人、骨干测量技术工人及时到位。
(5)按照质量管理办法,建立项目负责制,明确分工,责任到人。
明确作业层自检、项目组质量检查和终检的质量检查内容。
严格执行三级检查、两级验收制度。
对项目组、项目组对作业层逐级进行质量评定,实行经济合算,以经济手段作为质量保证的后盾;
(6)仪器、设备、工具及时到位。
保证投入的仪器精度高、技术先进、状态良好,所有仪器设备均有国家鉴定部门的合格鉴定,并定期对使用中的仪器设备进行检核。
4、对产品质量的承诺
我集团在本项目中郑重承诺:
(1)本项目所提供的测量成果符合有关规范的规定,测量成果合格率100%,优良率达90%以上。
顾客意见处理率100%;
(2)保证保质、保量、如期地完成本项目的测量任务。
若我集团未能按期交付质量合格的测量文件,对施工工期造成损失,视其大小,减收本项目测量费用。
5.5安全生产管理
1、明确岗位职责,严肃劳动纪律,提高职工的安全意识;
应按照有关安全标准要求开展测量工作。
生产期间应做好防火、防汛、防盗工作,确保人员、仪器、资料安全。
随时根据现场情况,在工作中采取不同的安全防范措施,并留有安全记录,设立防护员;
2、加强安全教育,配备专职防护人,饮食采取集体就餐;在城区公路及高速路作业时,应注意行驶车辆,遵守交通规则。
3、生产各工序的成果资料,应坚持在作业员自检基础上进行各级检查。
根据ISO9001:
2000贯标要求,生产过程中的各项质量记录都应归档保存。
4、根据检查资料以及中间检查情况,对成果质量进行验收并作出评价。
六、技术方案
6.1坐标与高程系统
1、平面坐标
平面坐标系采用工程独立坐标系,采用WGS84椭球基本参数(长半径6378137m,扁率1/298.257223563)。
具体分带情况如表6.1-1所示:
表6.1-1京石客专JS-2标段工程独立坐标系分带情况表(m)
中央子午线(°)
中线里程范围
投影面
大地高
平均高
程异常
投影椭球
115.9
DK9+115.46~DK141+000
0
-16.1
WGS84椭球
115.4
DK123+000~DK210+000
13.9
-16.1
WGS84椭球
2、高程系统
高程系统采用既有高程控制网的系统,即采用1985国家高程基准。
6.2CPII平面控制网加密
1、CPII加密点的布设
CPⅢ平面网应就近附合于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,在原精密平面控制网基础上按同精度内插方式加密CPⅡ控制点。
图6.2-1加密CPII及加密二等水准标志
2、CPII加密点的测量
(1)主要技术要求
1)平面定位精度
CPII加密点的平面定位精度要求如表6.2-1所示。
表6.2-1CPII加密点的定位精度要求
控制网
测量方法
测量等级
点间距
相邻点的相中误差(mm)
备注
CPⅡ
GPS
三等
600~800m
8
注:
相邻点的相对点位中误差为平面x、y坐标分量中误差。
2)GPS测量作业技术要求
表6.2-2各级GPS静态测量作业的技术要求
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
1~2
数据采样间隔(S)
15
PDOP或GDOP
≤8
3)GPS测量的精度指标
表6.2-3GPS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
CPII加密点
≤1.7"
1/100000
(2)作业方法
①、CP
加密点采用GPS测量方法施测,起闭于既有精测网复测合格的CPI、CP
点,测量等级和精度要求应满足表6.2-2中C级GPS测量的要求。
②、CPII加密点采用双频GPS接收机观测,仪器的标称精度不低于5mm+1ppm。
③、CPII加密点测量采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网。
每一个CPII加密点要与前后各2个既有CPI或CP
点联测构成附合网。
④、全部仪器、光学对中基座作业前都必须按要求进行检校合格后才能投入使用。
观测时天线整平对中误差不得大于1mm,每时段观测前后各量取天线高一次,两次互差小于2mm,并取其平均值作为最后结果。
3、CPII加密点的数据处理
(1)GPS基线解算
GPS基线采用静态相对定位模式进行解算,采用广播星历为起算数据。
用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于10米。
采用LGO软件进行解算,计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。
解算后按表6.2-4的要求进行基线质量检核和分析。
表6.2-4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)
重复观测基线较差
≤
注:
,本项目a=8mm,b=1ppm。
(2)GPS网平差及坐标转换
CP
加密点GPS网采用武汉大学科傻GPS软件进行平差计算。
①、采用GPS基线的双差固定解进行GPS基线网平差,按规范和相关技术要求检核GPS网的精度。
②、在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差,求出各控制点WGS-84坐标系下的地心坐标和大地坐标、各基线的改正数及其精度信息。
③、CP
加密点网平差可分区段进行,采用一个区段内相邻的原精测网CPI、CP
点作为已知点进行二维约束平差,以保证CP
加密点与既有精测网点的相对精度。
平差前需检核已知点间的兼容性,对兼容性不好的已知点进一步分析原因,必要时进行重新测量。
(3)成果资料整理
测量成果的整理应正确完整,能够满足成果提交、评估验收和存档的要求。
6.3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且不易被破坏的地方,桥梁部分宜上桥埋设,尽量保证在梁上下联关系时不用再进行水准测量。
线路水准基点的埋设可与CPIII或加密CPII共桩(与CPIII、加密CPII预埋件相同),也可按线路水准基点埋石要求单独埋设。
水准点加密应采用不低于DS1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,观测数据采用仪器内置储存器记录,并转换成电子手簿。
2、技术要求
表6.3-1二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
≤1.0
≤2.0
6
4
0.8
4
——
表6.3-2二等水准测量主要技术要求
等级
水准仪最低型号
水准尺类型
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
光学
数字
光学
数字
光学
数字
光学(下丝读数)
数字
二等
DSZ1、DS1
因瓦
≤50
≥3且≤50
≤1.0
≤1.5
≤3.0
≤6.0
≥0.3
≤2.8且≥0.55
≥2次
表6.3-3水准测量的主要技术标准
等级
路线长度
(km)
水准仪
最低型号
水准尺
观测次数
二等水准
≤400
DSZ1、DS1
因瓦
往返
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MΔ;当水准网的环数超过20个时,还应按环线闭合差计算Mw。
MΔ和Mw应符合表6.3-1的规定,否则应对较大闭合差的路线进行重测。
MΔ和Mw应按下列公式计算:
6.4CPIII控制网布设
1、CPIII控制网布设技术要求
CPⅢ点应成对布设,距离布置一般约为50~70m,个别特殊情况下相邻点间距最短不小于40m,最长不大于80m。
CPIII控制点埋设于接触网杆旁加设CPIII桩柱顶、桥梁防撞墙顶、电缆槽靠线路侧顶或隧道边墙等位置。
同一点对里程差不大于3m,CPⅢ点布设高度应大致等高。
CPⅢ点的埋设一般宜采用预埋方式进行布设;对于后埋的,应采用快干砂浆、水泥或者锚固剂等进行固定,确保CPⅢ标志预埋件的稳固。
2、桥梁段CPⅢ点的布设
CPⅢ点宜布设在简支梁固定端距梁端0.5m的位置。
图6.4-1桥梁部分CPⅢ点布置图
(1)简支梁部分
对于24或32m简支梁每2孔布设一对CPⅢ点,相邻两对CPⅢ点相距约为64m,56m或48m。
对于连续24m简支梁,根据实际情况也可每三孔布设一对CPⅢ点。
(2)普通连续梁
对于连续梁,CPⅢ应优先布设于固定端上方。
对于跨度超过80m的连续梁,应在跨中50~80m间距尽量均匀布设一对或几对CPⅢ点,对跨中CPⅢ点对应尽可能保证施测与使用的外部环境相同,使用前应对整个连续梁段进行复核。
(3)大跨连续梁和特殊结构
结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同,按CPⅢ点对布设要求和间距进行布点,可适当增大相邻点对间距,但最长不超过90m。
整个段落要在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。
测量CPⅢ的时间和铺板的时间尽量相隔时间要短,且荷载没有大的变化。
如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化,要进行重新复测后使用。
3、路基段CPⅢ点的布设
一般路基地段宜布置在专门的混凝土立柱上。
待基础稳定后,在基础使用快干砂浆或锚固剂埋设CPⅢ标志预埋部分。
图6.4-2路基上CPⅢ点布置图
图6.4-3路基上CPⅢ立柱布置图
图6.4-4路基上CPⅢ立柱基础配筋示意图
图6.4-5路基上CPⅢ立柱正视图
(1)路基段CPIII一般布设于接触网杆基础大里程端侧线路方向,控制点纵向间距约50~70m左右布设一对,其基础须与接触网杆基础形成整体;埋设应特别注意不能与接触网补偿下锚坠砣及电力开关操作箱冲突。
当冲突时,其基础应设置在线路小里程端;
(2)PVC管长为1米,施工时应将其插入CPIII下部基础内0.2米,其顶端比CPIII下部基础高0.8米;
(3)施工完成后CPIII下部基础应与接触网杆基础顶面等高;
(4)施工完成后PVC管应竖直;
(5)施工中应采用钢模浇注混凝土,以使CPIII下部基础尺寸标准、统一,外观光滑、美观
6.5CPIII控制点的埋设
1、CPIII控制点的标志类型
CPⅢ点设置的是强制对中标志,标志几何尺寸的加工误差不大于0.05mm。
CPⅢ标志棱镜组件安装精度应符合表6.5-1的要求。
预埋件如图6.5-1示,外径28mm,长度55mm;内径16mm,长度30mm。
连接采用螺丝紧扣。
表6.5-1CPⅢ标志棱镜组件安装精度要求
CPⅢ标志
重复性安装误差(mm)
互换性安装误差(mm)
X
0.4
0.4
Y
0.4
0.4
H
0.2
0.2
图6.5-1CPⅢ、加密CPⅡ及加密二等水准点通用预埋件
2、CPIII控制点的连接杆
平面观测棱镜连接杆、高程观测连接杆如图6.5-2示。
平面观测棱镜连接杆尺寸为内插螺丝杆外径16mm,连接螺丝长25mm,外接杆长度110±0.01mm。
高程观测连接杆尺寸为内插螺丝杆外径16mm,连接螺丝长25mm,外接杆长度(至球心)140±0.02m
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