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某客运专线铁路工程

CPⅢ网测量作业指导书

编制：
审核：
复核：
批准：

***客专铁路项目经理部

2010年2月

目 录

1 概述 ............................................................................................................................................................. 1

1.1 工程概述 ................................................................................................................................................. 1
1.2 线路基本情况 ......................................................................................................................................... 1

2 技术依据 ..................................................................................................................................................... 1

3 测量范围及内容 ......................................................................................................................................... 2

3.1 测量范围 ................................................................................................................................................. 2
3.2 测量内容 ................................................................................................................................................. 2

4 坐标和高程系统 ......................................................................................................................................... 2

4.1 平面坐标系 ............................................................................................................................................. 2
4.2 高程基准 ................................................................................................................................................. 3

5 精测网加密 ................................................................................................................................................. 3

5.1 一般规定 ................................................................................................................................................. 3
5.2 GPS 加密 CPⅡ网 ................................................................................................................................... 5
5.3 导线加密 CPⅡ网.................................................................................................................................... 7
5.4 线路水准基点的加密.............................................................................................................................. 8
5.5 线下工程沉降评估................................................................................................................................ 10

6 CPⅢ点的埋标与布设.............................................................................................................................. 10

6.1 CPⅢ标志............................................................................................................................................... 10
6.2 CPⅢ点和自由设站编号....................................................................................................................... 16
6.3 CPⅢ点的布设....................................................................................................................................... 17

7 CPⅢ网测量与数据处理.......................................................................................................................... 19

7.1 CPⅢ网网形........................................................................................................................................... 20
7.2 CPⅢ网平面测量................................................................................................................................... 23
7.3 CPⅢ网高程测量................................................................................................................................... 30

8 数据整理归档 ........................................................................................................................................... 36

9 CPⅢ网的复测与维护.............................................................................................................................. 37

9.1 CPⅢ网的复测....................................................................................................................................... 37
9.2 CPⅢ网的维护....................................................................................................................................... 37

10 成果资料 ................................................................................................................................................... 38

11 附件 ........................................................................................................................................................... 40

11.1 京沪高速铁路路基段 CPⅢ控制点布设方案..................................................................................... 40
11.2 京沪高速铁路加密 CPⅡⅡ控制点建议方案..................................................................................... 42
11.3 CPⅢ点号铭牌...................................................................................................................................... 45
11.4 大跨连续梁 CPⅢ测设方案................................................................................................................. 45
11.5 京沪高速铁路 CPⅢ控制网测量成果及技术方案报审表 ................................................................. 47

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京沪高速铁路 CPⅢ网测量作业指导书

1 概述
1.1 工程概述 京沪高速铁路线路自北京南站西端南侧引出，经过天津、济南、徐州、蚌埠、南京、镇江、苏州、终到上海虹桥高速站。北京南站站中心至虹桥 站站中心正线运营长度 1308.598km。京沪高铁设计时速 350 公里，将建 成一条具有世界先进水平的高速铁路。

1.2 线路基本情况

全线路基段长 235.5Km，占正线长度的 17.9%；桥梁共 268 座（不含 公路及框构桥），长 1117.5 折合双延米，占正线长度的 80.9%；隧道 20 座，长度 15.7km，占正线长度的 1.2%。

2 技术依据

1、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189

号）；

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/T 15314-94）；

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）

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京沪高速铁路 CPⅢ网测量作业指导书

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

3 测量范围及内容

3.1 测量范围

起讫里程 DK5+0～DK1305+700, 京沪高速正线全长 1308.598km。

3.2 测量内容

1、CPⅡ控制网加密；

2、线路水准基点加密；

3、CPⅢ布设；

4、CPⅢ平面、高程控制测量。

4 坐标和高程系统

4.1 平面坐标系

为保证三网合一，平面坐标系统采用 WGS84 椭球高斯投影工程独立 坐标系统，并满足投影变形值不大于 10mm/km 的要求。
全线投影带划分情况如下：

表 4.1 全线投影带划分

起点里程
终点里程
中央子午线
投影面大地高(m)
DK0+000
DIK428+300
116°45′
0
DIK428+300
DK426+600
116°45′
70
DK426+600
DK667+000
117°18′′
70
DK665+100
DK714+000
117º 30′
40
DK714+000
DK759+000
117º 00′
30
DK759+000
DK858+500
117º 30′
30

2

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DK858+500
DK885+710
117º 30′
70
DK885+710
DK940+400
118º 00′
70
DK940+400
DK953+000
118º 00′
40
DK953+000
DK1013+435
118º 30′
25
DK1013+000
DK1067+000
119º 00′
35
DK1067+000
DK1122+000
119º 30′
15
DK1122+000
DK1169+000
120º 00′
15
DK1169+000
DK1238+500
120º 30′
10
DK1238+500
DK1287+999
121º 00′
10
DK1287+999
DK1305+121
121º 30′
20

4.2 高程基准

高程系统采用 1985 国家高程基准。

5 精测网加密

5.1 一般规定

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）线路水准基点间距在 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
采用仪器应经过检定，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 2 个时段，每个时段不少于 60 分钟，加密 1 个 CPⅡ点时应联测不少于 2个 CPI 及不少于 2 个 CPⅡ点，且加密点位于所联测 CPI/CPⅡ点构成的网 形中部。
3、CPⅠ控制网应附合到 CP0 上，并采用固定数据平差；CPⅡ控制 网应附合到 CPⅠ上，并采用固定数据平差；

3

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4、各级平面控制网的主要技术要求应符合下列规定：

1） CP0、CPⅠ、CPⅡ控制网 GPS 测量的精度指标应符合下表的规

定；
表 5.1 CP0、CPⅠ、CPⅡ控制网 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
CP0
≤0.7″
1/1 000 000
CPⅠ
≤1.3″
1/180 000
CPⅡ
≤1.7″
1/100 000

2）CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求应符合下表的规定。
表 5.2 CPⅡ控制网导线测量的主要技术要求

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
CPⅡ

≤4
400～
800m

5

1.8

10

1/55 000

±3.6 n
三等

导线环（段）的测角中误差应按下式计算：

2
1 f â
m = [ ]
â N n

式中 fβ——导线环（段）的角度闭合差（″）；

n——导线环（段）的测角个数；

N——导线环（段）的个数；
注： m D 为 仪器标称 精度 ；
5、加密 CPII 点编号

建议采用 7 位编号形式（0000 P20），具体说明如下：

前 4 位为连续里程的公里数，第 5、6 位为“P2”代表加密 CPII 点，第

7 位为流水号，由小里程向大里程方向顺次编号。

6、加密线路水准基点编号

4

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建议采用 7 位编号形式（0000 H20），具体说明如下：

前 4 位为连续里程的公里数，第 5、6 位为“H2”代表加密 CPII 点，第

7 位为流水号，由小里程向大里程方向顺次编号。

5.2 GPS 加密 CPⅡ网

考虑到既有 CPI 和 CPⅡ的情况，应优先采用 GPS 进行 CPⅡ的加密 工作。
1、选点埋石

CPⅡ加密点应采用强制对中标，在桥梁部分 CPⅡ加密点需上桥，不 得与 CPⅢ点共用，并且沿线路前进方向左右交替埋设于桥梁的固定端正 上方防撞墙顶部；路基段应在征地界范围内，便于保护的部位设置加密 CPⅡ点，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，沿线路前进方向左右交替埋设。
2、观测
CPⅡ加密要求同精测网原网要求，观测、数据处理均与原测 CPⅡ相 同。观测前要对网形进行设计，保证 CPⅡ加密点间的基线长度在 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。并执行下列指标：
表 5.6 GPS 观测技术要求
级 别 项 目

C 级
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

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观测时段数

2
数据采样间隔（S）

15
PDOP 或 GDOP

≤8
重复设站

2

3、数据处理

在对 CPⅡ加密点进行整体平差前应先对网中的原 CPI 和 CPⅡ点的稳 定性进行分析。对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。
（1）基线质量检验：
表 5.7 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）

Wx ≤ 2 nó

Wy ≤ 2 nó

Wz ≤ 2 nó

W ≤ 2 3nó
重复观测基 线较差

ds ≤ 2 2ó

ó = a2 + (b.d )2 ，本项目 a=5mm，b=1ppm。

（2）在基线的质量检验符合要求后，应以所有独立基线构成控制网， 以三维基线向量及其相应的方差—协方差阵作为观测信息，以一个点的 WGS—84 的三维坐标为起算数据，进行无约束平差。
无约束平差基线向量改正数的绝对值应满足下式要求：

V△x≤3σ，V△y≤3σ，V△z≤3σ

（3）GPS 网无约束平差合格后，应引入网中联测的 CPI 和 CPⅡ点 坐标进行三维约束平差。平差前应对控制点进行稳定性和兼容性分析。约

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束平差后基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应

满足下式要求：

dV△x≤2σ，dV△y≤2σ，dV△z≤2σ

平差后加密点 CPⅡ的点位精度应小于 10mm，基线边方向中误差

≤1.7″，最弱边相对中误差限差为 1/100000。

5.3 导线加密 CPⅡ网

CPⅡ控制点采用测角精度不低于 1″，测距精度不低于 1mm+2ppm 的 全站仪施测。加密导线点的埋设要求同 CPⅡ点埋设要求。
1、点间距宜不大于 500m。

2、导线测量水平角观测技术要求
表 5.8 导线测量水平角观测技术要求

控制网等级

仪器等级

测回数
半测回归 零差(″)
2C 较差
(″)
同一方向各测 回间较差(″)

CPⅡ
0.5″级
3
6
9
6
1″级
4
6
9
6

导线边长测量，读数至 0.1 毫米。距离和竖直角往返各观测 3 或 4 测

回，竖角指标差≤15″，外业采用竖直角计算平距。各项限差应满足下表的

要求。


表 5.9 导线边长测量限差

仪器精度 等 级

测距中误 差（mm）
同一测回
各次读数 互差（mm）

测回间读数 较差（mm）

往返测平距 较 差

Ⅰ

<5

5

2mD

2mD

3、导线测量数据使用电子手簿记录，导线边应离开障碍物 1m 以上，

数据微机传输整理。

4、距离经高程和高斯投影改化后进行平差计算。起算数据为 CPI 或

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CPⅡ点，平差采用通过铁道部鉴定的专业平差软件或商业软件。计算测

角中误差≤±1.8″，导线全长相对闭合差≤1/50000，方位角闭合差≤±4 n 。

CPⅡ控制点的绝对精度应满足点位误差 mx、my≤±10mm，相对点位精度

≤±10mm。

5.4 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可靠且不易被破坏的地方，桥
梁部分宜上桥埋设，埋设于桥梁固定支座正上方防撞墙顶，尽量保证在梁 上下联测时不用再进行水准测量。
线路水准基点的埋设要求同精测网中的水准点埋点要求。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。

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2、技术要求


表 5.3 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 M Ä
每千米水 准测量全 中误差

M W
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 Ri

4 K

0.8 n

4 L

——
表 5.4 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 5.5 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

二等水准线路跨越长江、黄河等特大河流时，应按现行《国家一、二

等水准测量规范》中关于跨河水准测量有关规定执行。

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 5.3 的规定，否则应对较大闭

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合差的路线进行重测。MΔ 和 Mw 应按下列公式计算：

1 ÄÄ
M = [ ]
Ä 4n L

1 WW
M = [ ]
W N L

5.5 线下工程沉降评估

无砟轨道对线下工程的工后沉降要求非常严格，CPⅢ控制网测量应 在线下工程沉降评估通过之后进行。
6 CPⅢ点的埋标与布设

6.1 CPⅢ标志

6.1.1 CPⅢ标志及安装

CPⅢ点应设置强制对中标志，标志几何尺寸的加工误差应不大于

0.05mm。

单轴 CPⅢ标志为中铁四院的国家专利产品，专利号为：ZI 2008 2

0066038.9。单轴 CPⅢ标志组由预埋件、棱镜测量杆、水准测量杆等三部 分组成。
单轴 CPⅢ标志组各个部件的单独加工精度为 0.02mm，棱镜（水准） 测量杆插入预埋件后，引起的平面误差最大为 0.168mm，高程误差最大为
0.161mm。

单轴 CPⅢ标志组的主要部件均采用 1Cr18Ni9 不锈钢的合金材料，它 们具有防锈蚀性能特点，和因温差变化过大所引起的施工问题，适合用于 野外露天作业。

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1.各标志的尺寸如下：

a、单轴 CPⅢ标志组中套管预埋件的标准尺寸为下图：

套管预埋件尺寸： 外径：20mm；长度：100mm； 内径：14.010mm～14.025mm。
图 6.1

b、单轴 CPⅢ标志组中棱镜测量杆的标准尺寸为下图：

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棱镜测量杆尺寸：
图 6.2

内插杆外径: 13.960mm～13.975mm;

外接杆长度：110.000mm～110.050mm。 棱镜套管内径：10.000mm～10.025mm。
c、单轴 CPⅢ标志组中水准测量杆的标准尺寸为下图：

水准测量杆尺寸：
图 6.3

内插杆外径: 13.960mm～13.975mm;

外接杆长度（至球心）：149.950mm～150.050mm。 外接杆长度（至球顶）：159.950mm～160.050mm。
2.安装要求及方法

（1）桥梁部分 CPⅢ标志组中预埋件的安装：

○1打孔

在桥防撞墙上，每隔 60 米左右设置一对 CPⅢ标预埋件，并且要求每

对 CPⅢ之间的连线应与此处铁轨的延伸方向大致垂直。在桥梁挡砟墙顶

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设标，大致竖立钻孔，采用 25 厘米以上直径钻头，钻深 11 厘米。

○2 安装

A 检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全 部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有 异常情况的预埋件不能使用。
B 用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用 窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进 入预埋件。。
C 将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞 入洞孔。
D 竖立安装调整预埋件，让预埋件管口平行于水泥面或略微高一点， 锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。
E 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。

（2）路基部分 CPⅢ标志组中预埋件的安装：

○1 打孔：应在路基标志桩距基础 80 厘米左右（此处需高于轨顶 50cm） 高处预钻直径 2.5 厘米的孔，孔深 11 厘米左右。
○2 安装

A 检查平面（水准）测量杆和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全 部插入预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）测量杆突出横截面密接，有 异常情况的预埋件不能使用。
B 用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用 窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进

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入预埋件。

C 将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或其它锚固剂 等塞入洞孔。
D 预埋件定位从水平到向上倾斜方向。

E 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准

注：由于路基段 CPⅢ控制点布设在接触网基础上的临时辅助立柱上， 因此需扩大接触网基础承台布设辅助立柱。CPⅢ点埋设立柱的直径为
250mm，高度为 1200mm，基础承台扩大部分高度设为 500mm，具体情 况由各接触网基础类型和轨道标高确定。
（3）隧道内 CPⅢ标联接件预埋件的安装（与路基标志方法相同）：

○1 打孔：应在隧道内边墙上，距离电缆槽约 30-80 厘米高处预钻直径

2.5 厘米的孔，孔深 11 厘米左右。

○2 安装

A 检查平面（水准）和预埋件间隙，平面（水准）测量杆全部插入 预埋件后预埋件沿口应和平面（水准）突出横截面密接，有异常情况的预 埋件不能使用。
B 用塑料后盖（或透明胶带纸）封闭预埋件后端管口，插口端要用 窄透明胶带纸沿预埋件前端管口缠绕一圈，封堵预埋件管口，防止异物进 入预埋件。
C 将钻孔内碎石渣清理干净，浇水润湿洞孔，将水泥或锚固剂等塞 入洞孔。
D 预埋件定位从水平到向上倾斜方向。

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京沪高速铁路 CPⅢ网测量作业指导书

E 整理干净预埋件内壁，检查埋设是否标准。

6.1.2 CPⅢ标志的使用

1.平面测量

A 和已安装的预埋件配套一致，选择棱镜测量杆 12 根。

B 把棱镜测量杆插入预先安置好的预埋件,使棱镜测量杆的突出横截 面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装棱镜测量杆。
C 将棱镜安装在棱镜测量杆插头上。

D 旋转棱镜头正对准全站仪。

E 测量完将塑料预埋件盖上。

注意 CPⅢ平面测量点位随棱镜不同而变化，因此采用的仪器和棱镜 必须配套，而且复测、精调也必须采用和测量时同样的仪器、棱镜。
2.高程测量

A 和已安装的预埋件配套一致，选择 4 根水准测量杆。

B 把水准测量杆插入预先安置好的预埋件,使水准测量杆的突出横截 面和预埋件管口严密连接。禁用扳手、锤子等工具强力安装水准测量杆。
C 将铟钢水准尺安装在水准测量杆球头上。

D 测量完将塑料预埋件盖上。

6.1.3 日常管理和养护

1．搬运、运输过程中应用纸包裹棱镜（水准）测量杆，防止相互碰 撞、磨损。
2．安装完成后，每次测量完应及时将塞子盖上。

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3．每三个月检查一次预埋件和塞子是否损坏，用小毛刷刷除预埋件

内灰尘。竖立的预埋件如果灰尘积太厚，则用水冲洗。
6.1.4 检验方法