轨道基础控制网建设测量技术方案.doc

轨道基础控制网建设
测量技术方案

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轨道基础控制网建设测量技术方案

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目 录
1、工程概况 - 1 -
2、工作内容 - 1 -
3、技术依据 - 1 -
4、轨道基础控制网建立 - 2 -
4.1坐标系及高程系统 - 2 -
4.1.1 平面坐标系 - 2 -
4.1.2 高程系统 - 2 -
4.2 轨道基础控制网测量 - 2 -
4.2.1 控制点的布设 - 2 -
4.2.2 控制点的埋设 - 4 -
4.2.3 测量仪器设备及软件 - 7 -
4.2.4 轨道基础控制网平面测量 - 7 -
4.2.5 轨道基础控制网高程测量 - 11 -
5、轨道基础控制网的复测及维护 - 12 -
5.1 轨道基础控制网的复测 - 12 -
5.1.1 平面网复测 - 12 -
5.1.2 高程网复测 - 12 -
5.1.3 复测精度分析及成果整理 - 13 -
5.2 轨道基础控制网的维护 - 13 -
5.2.1 补设轨道基础控制点的埋设 - 13 -
5.2.2 补设轨道基础控制点外业测量及数据处理 - 13 -
6、成果资料提交 - 13 -
6.1 数据整理归档 - 13 -
6.2 成果资料提交 - 14 -

轨道基础控制网建设测量技术方案
1、工程概况
2、工作内容
轨道基础控制网建立应用主要包括以下工作内容：
（1）轨道基础控制点的布点及埋设；
（2）轨道基础控制网的测量；
（3）轨道基础控制网的复测及维护。
3、技术依据
1、《城市轨道交通工程测量规范》（GB 50308-2008）；
2、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB 50299-1999）；
3、《轨道交通轨道工程施工质量验收标准》（QGD-016-2005）;
4、《城市测量规范》（CJJ /T 8-2011）；
5、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）;
6、《轨道施工设计说明书》；
7、施工设计图纸。
4、轨道基础控制网建立
轨道基础控制网是沿线路布设的三维控制网，平面起闭于经竖井联系测量的地下控制点，高程起闭于经竖井联系测量的高程控制点，在隧道贯通测量完成后、调线调坡前进行施测。
4.1坐标系及高程系统
4.1.1 平面坐标系
轨道基础控制网平面坐标系采用既有平面控制网相同的坐标系统，即深圳城市坐标系统。
4.1.2 高程系统
轨道基础控制网高程系统采用及既有高程控制网相同的高程系统，即深圳市高程系统。
4.2 轨道基础控制网测量
4.2.1 控制点的布设
1、直线段按60m间距成对布设轨道基础控制点，因地铁隧道净空及曲线半径均较小，为了保证测量时能够标准的自由设站控制网型，需对曲线半径较小的地段缩短轨道控制点布设间距。具体布设间距原则如下表4.2-1所示：
表4.2-1 轨道基础控制点布设间距表
编号
曲线半径R
轨道基础控制点间距（m）
1
R≥3000
60
2
3000＞R≥2000
50
3
2000＞R≥1200
45
4
1200＞R≥700
36
5
R＜700
30
2、在地下岛式或侧式车站，站台一侧控制点应埋设在站台廊檐侧面，且应避开屏蔽门及塞拉门位置，点位埋设位置距离站台顶面不宜小于10cm，确保后续橡胶条安装不破坏轨道控制网点，另一侧轨道控制点应对应埋设在隧道侧墙上且高于电缆支架5cm左右且须低于广告牌的位置。
3、在地下隧道区间段，任意设站轨道控制网点应埋设在隧道侧墙上。控制点布设时应根据限界图中应急平台、消防水管、电缆支架的设计位置进行综合比选，选择结构稳定、高度合适、便于控制网测量的位置进行布点。控制点成对布设在隧道侧墙上，疏散平台侧高于轨道面1.2-1.3米，非疏散平台侧高于轨道面1.2米，布设时应注意避开消防水管、信号机等设备且应高于消防水管。地下隧道段任意设站轨道控制网点布设位置如下图所示。
4.2.2 控制点的埋设
1、测量组件
轨道基础控制点测量组件采用精加工元器件，由不锈钢材料制作。轨道基础控制点标志重复安置精度与互换安装精度X、Y、Z三方向分别小于0.4mm、0.4mm、0.2mm。控制点测量组件由预埋件、平面测量杆、专用平面测量棱镜、高程测量杆四部分组成。
（1）预埋件
预埋件在轨道基础控制网测量前进行埋设，用于连接平面测量杆或高程测量杆，进行后续平面或高程测量工作，如图4.2-5所示。

图4.2-5 预埋件
（2）平面测量杆
在轨道基础控制网平面测量时，需采用平面测量杆并将其安装在预埋件中，用于连接专用平面测量棱镜，如图4.2-6所示。

图4.2-6 平面测量杆
（3）专用平面测量棱镜
轨道基础控制网平面测量采用反射面大、精度高的Leica GPR121 原装精密棱镜，该测量杆可以方便插入预埋件中，如图4.2-7所示。

图4.2-7 专用平面测量棱镜
（4）高程测量杆
高程联测时采用高程测量杆安装在预埋件中，如图4.2-8所示。

图4.2-8 高程测量杆
2、控制点的埋设
轨道基础控制点应设置在稳固、可靠、不易破坏与便于测量的地方，并应防冻、防沉降、防震动与抗移动。
预埋件埋设时，首先在选定位置大致水平钻孔，采用25mm左右直径钻头，钻深60mm。埋设时应注意清孔干净、保证预埋件应尽量水平，采用速凝水泥或锚固剂填充孔位，然后安放预埋件，使速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。速凝水泥或锚固剂凝固后进行检查，预埋件须稳固，标志内及标志顶面须无任何异物，并检查保护盖是否正常。
在车站段埋设预埋件时，其外边缘应及车站廊檐侧面齐平，以免影响限界，严禁侵入限界。
3、控制点的编号
轨道基础控制点按照公里数递增进行编号，其编号反映里程数。位于线路里程增大方向左侧的控制点编号为奇数，位于线路里程增大方向右侧的控制点编号为偶数（在有长短链地段应注意编号不能重复）。
控制点编号统一为六位数，具体规则为：×（上下行标识S或X）+××（里程整公里数）+G（表示轨道基础控制点）+××（该公里段序号）。
例如X26G01，其中 “X”代表下行，“26”代表里程数，“G”代表轨道基础控制点，“01”代表1号点。
4、控制点的点号标注
轨道基础控制点编号应明显、清晰地标在轨道基础控制点下方（若空间不允许可以根据现场情况进行调整），同一路段点号标志高度应统一。点号标志字号应采用统一规格字模，字大小为100mm*150mm正楷字体，红色油漆喷写点号，如图4.2-9所示。严禁采用手写标识。

图4.2-9 轨道基础控制点编号标注示意图（单位mm）
5、控制点测量组件使用注意事项
（1）平面测量时，在将棱镜安装在预埋件上后，应旋转棱镜头正对全站仪。
（2）测量完成后，应及时用保护盖将预埋件盖上。
（3）测量组件在搬运、运输过程中应用纸包裹，防止相互碰撞、磨损。
（4）每三个月检查一次预埋件与塞子是否损坏，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，则用高压气枪吹净。
4.2.3 测量仪器设备及软件
1、测量使用的全站仪及棱镜
（1） 轨道基础控制网平面测量使用的全站仪标称精度必须满足以下要求：
角度测量精度：≤± 1″
距离测量精度：≤± 1mm +2ppm
（2）全站仪应使用具有自动目标搜索、自动照准（ATR）、自动观测、自动记录功能的智能型全站仪。如Leica TCA2003、Leica TCRP1201+、Leica TS30等。
（3）观测前需按要求对全站仪及其棱镜进行检校，作业期间仪器须在有效检定期内。
（4）每台全站仪应配9个棱镜，使用前应对棱镜进行必要的重复性与互换性检核。
2、测量使用的水准仪
轨道基础控制网高程测量使用的水准仪不低于DS1级，推荐使用天宝DINI03或徕卡DNA03系列电子水准仪及其配套铟瓦尺。
3、外业测量使用的软件
为保证轨道基础控制网的测量精度与成果处理质量，数据采集与数据处理软件须通过相关部门评审或鉴定。
4.2.4 轨道基础控制网平面测量
1、轨道基础控制网平面测量主要技术要求如表4.2-2所示。
表4.2-2 轨道基础控制网平面测量的主要技术要求
控制网
测量方法
方向观测
中误差
距离观测
中误差
相邻点的相对中误差
轨道基础控制网平面测量
自由测站边角交会测量
1.8〃
1.0 mm
1.0 mm
2、轨道基础控制网平面测量应采用智能型全站仪配合专业数据采集软件进行，数据采集软件应全线统一，且必须通过相关部门评审合格。
3、每台全站仪应配9个棱镜，使用前应对棱镜进行必要的重复性与互换性检核。
4、平面测量采用自由测站边角交会的方法测量，每个自由测站观测4对控制点，测站间重复观测3对控制点。每个控制点有四个自由测站的方向与距离观测量，具体测量方法如图4.2-10所示。

图4.2-10 轨道基础控制网平面测量示意图
5、自由测站编号统一为六位，沿线路里程增加方向编号。具体规则为：Z+×（上下行标识S或X）+××（里程整公里数）+××（该公里段序号）。
6、平面测量水平方向采用全圆方向观测法进行观测，水平方向观测应满足表4.2-3的规定。
表4.2-3 平面测量水平方向观测技术要求
控制网
仪器等级
测回数
半测回
归零差
不同测回同一方向2C互差
同一方向归零后
方向值较差
2C值
轨道基础控制网
0.5″
2
6″
9″
6″
15″
1″
3
6″
9″
6″
15″
7、平面测量距离观测采用多测回距离观测法，应满足表4.2-4的规定。边长观测应实时地在全站仪中输入温度与气压进行气象元素改正，温度读数精确至0.2℃，气压读数精确至0.5hPa。
表4.2-4 平面测量距离观测技术要求
控制网
测回数
半测回间距离较差
测回间距离较差
轨道基础控制网
≥2
±1mm
±1mm
8、平面测量可根据施工需要分段测量，分段测量的区段可以区间划分，区段间重复观测不应少于3对控制点。区段接头不应位于车站段。
9、轨道基础控制网平面测量应联测以经竖井联系测量的地下控制点作为平面起算点，并联测线路中已有的平面施工控制点进行检核。及平面控制点联测时，应至少通过三个或三个以上自由测站进行联测，如图4.2-11所示。

图4.2-11 及平面起算点联测示意图
10、每次测量开始应填写自由测站记录表，记录每个测站的温度、气压以及测量点等。自由测站记录格式如表4.2-5所示。
表4.2-5 轨道基础控制网平面测量自由测站测量记录表
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测量单位： 天气： 测量日期： 年 月 日
自由测站编号

温 度

气 压

控制点编号
备注
控制点编号
备注

自由测站、控制点编号示意图

说明：将自由测站编号、控制点编号在以上示意图上标记出来
仪器编号： 司镜： 记录： 测量时间： 时 分
11、平面测量数据计算及平差
1）平面测量后先采用独立自由网平差，再采用经竖井联系测量的地下控制点及合格的施工控制点为平面起算点共同进行固定约束平差。
2）平面测量自由网平差时,应按下表4.2-6的要求对各项技术指标进行统计分析，检核控制网自由网平差的精度。
表4.2-6 平面测量自由网平差后的主要技术要求
控制网名称
方向改正数
距离改正数
轨道基础控制网平面测量
±3″
±2 mm

3）自由网平差满足要求后，应进行平面约束平差，并按表4.2-7的规定对各项技术指标进行统计分析，检核控制网约束平差的精度。为保证控制网成果质量，约束平差前应对采用的平面起算点进行精度检核，采用检核合格的起算点进行约束平差计算。
表4.2-7 平面测量约束网平差后的主要技术要求
控制网
及起算点联测
轨道基础控制点联测
方向观测中误差
距离观测中误差
点位
中误差
相邻点
相对点位中误差
方向
改正数
距离
改正数
方向
改正数
距离
改正数
轨道基础控制网平面测量
±4.0″
±4mm
±3.0″
±2mm
±1.8″
±1mm
3mm
±1mm
4）区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点坐标差值应≤±3mm。满足该条件后，采用约束平差的方法进行区段接边处理。
4.2.5 轨道基础控制网高程测量
1、轨道基础控制网高程测量采用自由测站三角高程测量施测，利用平面测量的边角观测值，采用自由测站三角高程测量方法及平面测量合并进行，具体技术要求如表4.2-8、表4.2-9所示。相邻点需有三个高差值，且互差应小于3mm。
表4.2-8 轨道基础控制网自由测站三角高程外业观测的主要技术要求
全站仪标称精度
测回数
测回间距离较差
测回间竖盘指标差互差
测回间竖直角互差
≤1″,1mm+1ppm
≥3
≤1mm
≤9″
≤6″
表4.2-9 轨道基础控制网自由测站三角高程网平差后的精度指标
高差改正数
高差观测值的中误差
高程中误差
平差后相邻点高差中误差
≤1mm
≤0.5mm
≤2mm
±0.5mm

2、轨道基础控制网高程测量以经竖井联系测量的水准控制点为高程起算点，将其高程利用水准杆就近联测到一对轨道基础控制点上，得到所联测轨道基础控制点的棱镜中心高程。及水准控制点联测轨道基础控制点时须采用独立往返水准测量的方法进行，且满足精密水准测量精度要求。
3、自由测站三角高程测量方法进行高程测量时，采用不同测站所测得的相邻点的高差，按4.2-12进行构网。

图4.2-12 单个测站自由测站三角高程网示意图
4、高程测量数据计算及网平差
1）轨道基础控制网高程测量时，首先进行环闭合差与附合路线闭合差统计，并对每千米高差偶然中误差与每千米高差全中误差进行统计分析。相邻控制点的水准环闭合差不得大于1mm。
2）高程测量以经竖井联系测量的水准控制点经过二等水准联测的轨道基础控制点的高程为起算数据进行严密平差，且相邻轨道基础控制点间高差中误差不应大于±1mm。平差计算取位应满足表4.2-10的要求。
表4.2-10 高程测量计算取位
等级
往（返）测距离总与（km）
往（返）测距离中数（km）
各测站高差（mm）
往（返）测高差总与（mm）
往（返）测高差中数（mm）
高程
（mm）
精密水准
0.01
0.1
0.01
0.01
0.1
0.1
3）区段之间衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应≤±3mm，满足该条件后，采用约束平差的方法进行区段接边处理。
5、轨道基础控制网的复测及维护
5.1 轨道基础控制网的复测
为了保证无砟轨道施工精度，施工单位应根据工程进度及时组织进行必要的复测工作，复测的技术要求与作业方法均按照初次测量时的标准进行。
5.1.1 平面网复测
轨道基础平面网复测采用的网形与精度指标均应及原测相同。当控制点破坏或不满足联测精度要求时，需采用稳定的轨道基础控制点原测成果进行约束平差。
轨道基础控制点复测及原测成果的X、Y坐标较差应≤±3mm，且相邻点的复测及原测坐标增量△X、△Y较差应≤±2mm。较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的轨道基础控制点采用同精度内插方式更新成果。坐标增量较差按下式计算：
△Xij=（Xj–Xi）复–（Xj–Xi）原
△Yij=（Yj–Yi）复–（Yj–Yi）原
采用“同精度内插方式”更新超限点坐标成果时，应以超限点附近至少六个稳定的轨道基础控制点为起算数据进行约束平差，计算超限点的平面坐标。
5.1.2 高程网复测
轨道基础高程网复测及轨道基础平面网复测同步进行，即利用全站仪测量三角高程数据计算相邻点的高差，观测网形与精度控制指标均应及原测相同。
轨道基础控制点复测及原测成果的高程较差应≤±3mm，且相邻点的复测高差及原测高差较差应≤±2mm。较差超限时应分析判断超限原因，确认复测成果无误后，应对超限的轨道基础控制点采用同精度内插方式更新成果。
采用“同精度内插方式”更新超限点高程成果时，应以超限点附近至少三个稳定的轨道基础控制点为起算数据进行约束平差，计算超限点的高程。
5.1.3 复测精度分析及成果整理
复测完成后，应对轨道基础网复测精度进行评价、满足要求后，对复测数据与原测数据进行对比分析与评价，对超限的点位认真进行原因分析。确认复测成果无误，为保证轨道基础控制点位的相对精度，对超限的轨道基础控制点应按照同精度内插的方式更新轨道基础控制点的坐标。最终应选用合格的复测成果与更新成果进行后续作业。
5.2 轨道基础控制网的维护
轨道基础网布设于桥梁防撞墙与隧道管壁上，容易受工程施工的影响，应加强对轨道基础的保护。为确保轨道基础控制点成果的准确可靠，在使用轨道基础控制点进行后续轨道施工测量时，需要及周围其它点进行校核，特别是要及地面上稳定的控制点进行校核，以便及时发现与处理问题。
5.2.1 补设轨道基础控制点的埋设
在施工或运营过程中应检查标石的完好性，对丢失与破损较严重的轨道基础控制点应按原测标准在原标志附近重新补设，并按初次测量要求做好点位记录。
补设轨道基础控制点应按原测标准在原标志附近重新埋设。补设轨道基础控制点的点号参考原点号，通过修改原点号中的第四位得到，第一次补设第四位为“J”，第二次补设第四位为“K”，第三次补设第四位为“L”依次类推。
5.2.2 补设轨道基础控制点外业测量及数据处理
当有轨道基础控制点丢失时，应补测此点临近至少四对轨道基础控制点，采用同精度内插的方式进行坐标计算。
平差时首先选择两端各一个稳定的轨道基础控制点（桥梁段作为约束点的轨道基础控制点应稳定可靠，且是位于墩台顶部桥梁固定支座端正上方的轨道基础控制点）进行平差计算，平差后其余未约束的轨道基础控制点成果及原测成果的较差应≤±3mm。满足要求后，平面平差应以补设点附近至少六个稳定的轨道基础控制点为起算数据进行约束平差；高程平差应以补设点附近至少三个稳定的轨道基础控制点为起算数据进行约束平差。
6、成果资料提交
6.1 数据整理归档
轨道基础控制网数据整理包括平面与高程两大部分，应按照统一的方式进行管理，以备存档、检查、评估提交时使用。
一级文件夹以标段号命名例如“深圳地铁9号线9201标”；
二级文件夹以测量各段落的里程数命名（注意各段的衔接处，此处里程为本段落所提数据的有效里程，不包括测段之间衔接段未提交数据的里程）；
三级文件夹包括“测量成果”、“工程项目”、“技术报告”与三个文件夹；
“测量成果”中包括“轨道基础控制网测量成果”一个四级文件夹。
“工程项目”中包括“轨道基础控制网测量项目”一个四级文件夹。
“技术报告”中包括“*线*标段（起止里程）轨道基础网测量技术报告.doc”文件。
6.2 成果资料提交
1、项目实施方案（电子，纸质文档）；
2、控制网成果（平面、高程）表（电子，纸质文档）；
3、平面控制网联测示意图（电子，纸质文档）；
4、平面外业观测原始数据与记录手簿（电子）；
5、平面控制网平差计算手簿（电子，纸质文档）；
6、高程测量路线示意图（电子，纸质文档）；
7、高程测量外业观测的原始数据（电子）；
8、测段高差统计表、水准路线闭合差统计表（电子，纸质文档）；
9、仪器检定资料（电子，纸质文档）；
10、测量组件检查记录（电子，纸质文档）；
11、测量技术总结报告，技术总结应包含以下内容：
a.测区概况、技术依据；
b.测量日期、作业方法、人员、设备情况；
c.轨道基础控制网埋设情况；
d.轨道基础控制网外业测量、内业数据处理方法及其度统计分析：
e.需说明的其他问题。
12、按文件管理要求整理的磁盘文件。

7、人员与设备配置
项目经理部成立控制网观测领导小组，设专职工程师负责全面管理工作。9201标总工任组长，工程部部长任副组长，同时成立分部测量队，设专职测量主管，负责整个工程的测量工作
主要测量人员配置
序号
姓名
专业
学历
职务
备注
1

2

7.2 设备配置
所有进入现场的测量器具均应经过计量检定部门进行检定合格且在有效期内。
主要测量设备配置
序号
设备名称
型号
精度
单位
数量
1
全站仪
徕卡TCA2003
0.5"测角精度与1mm+1×10－6Dm测距精度

2
全站仪
徕卡TCRP1201
1"测角精度与1mm+1×10－6Dm测距精度

3
电子水准仪
天宝DINI03
每公里往返水准观测精度0.3mm