1、京滬高速鐵路軌道控制網CP高程測量 中鐵第四勘察設計院集團有限責任公司二OO九年七月京滬高速鐵路軌道控制網CP高程測量編制者： 中鐵第四勘察設計院集團有限公司航察處 ： 夏艷軍審核者：中鐵第四勘察設計院集團有限公司航察處 ： 郭良浩（處總工程師）目 錄1. 無砟軌道高程測量執行的標準及規范12. 軌道控制網CP高程測量12.1 CP控制網測量設備12.2 CP高程控制點精度要求12.3 CP控制點高程測量一般規定32.4 CP控制網測量方法32.5 CP控制點高程測量數據處理83. 特殊情況下的CP控制網高程測量83.1 區域沉降區的CP控制網高程測量83.2 連續梁等特殊結構的CP控制網高程

2、測量94 CP加密高程測量及高程上橋的方法95 CP高程復測方法與技術要求106 CP控制網高程評估驗收程序、標準和要求117 CP控制網的維護118 其它有關事宜119 上交資料11 京滬高速鐵路無砟軌道CP高程測量軌道控制網CP是沿線路布設的三維控制網，起閉于基礎平面控制網（CP）或線路控制網（CP）及線路水準基點，應在線下工程竣工，通過沉降變形評估后施測，為無砟軌道鋪設和運營維護的三維基準。無砟軌道鐵路工程測量高程控制網為兩級布設，第一級為線路水準基點控制網（二等），第二級為軌道控制網（CP）高程控制測量（精密）。所有CP平高共點。1. 無砟軌道高程測量執行的標準及規范(1)客運專線無砟

3、軌道鐵路工程測量暫行規定（鐵建設2006189號）；(2)國家一、二等水準測量規范（GB/T 12897-2006）； (3)國家三、四等水準測量規范（GB 12898-91）； (4)工程測量規范（GB50026-2007）；(5)精密工程測量規范（GB/T 15314-1994）。2. 軌道控制網CP高程測量2.1 CP控制網測量設備用于CP控制網高程測量的水準儀，標稱精度應滿足每公里水準測量往返測高差中數測量的中誤差優于±0.3mm/km。水準尺應采用整體因瓦水準標尺，與水準儀配套的尺墊，其重量應不低于3kg。與水準儀配套的腳架，應采用木質腳架。2.2 CP高程控制點精度要求C

4、P控制點水準測量應按客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定中的“精密水準”測量的要求施測。CP控制點高程測量工作應在CP平面測量完成后進行，并起閉于二等水準基點，且一個測段聯測不宜少于三個水準點。精密水準測量采用滿足精度要求的電子水準儀（電子水準儀每千米水準測量高差中誤差為±0.3mm），配套因瓦尺。使用儀器設備應在檢定期內，每年必須對測量儀器精確度進行一次檢定，每天使用該儀器之前，根據自帶的軟件對儀器進行檢驗和校準。（1）精密水準測量精度要求精密水準測量精度要求表（mm）水準測量等 級每千米水準測量偶然中誤差M每千米水準測量全中誤差MW限 差檢測已測段高差之差往返測不符值附合路線或環

5、線閉合差左右路線高差不符值精密水準2.04.012884注：表中L為往返測段、附合或環線的水準路線長度，單位km。（2）精密水準測量的主要技術標準要求精密水準測量的主要技術標準等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀 測 次 數往返較差或閉合差（mm）與已知點聯測附合或環線精密水準42DS1因瓦往返往返8注： L為往返測段、附合或環線的水準路線長度，單位km。（3）精密水準觀測應符合以下要求精密水準觀測主要技術要求等級水準儀最低型號水準尺類型視距（m）前后視距差（m）測段的前后視距累積差（m）視線高度（m）數字水準儀重復測量次數光學數字光學數字光學數字光學（下絲讀數）數

6、字二等DS05因瓦503且501.01.53.06.00.32.8且0.552次精密水準DS05因瓦603且601.52.03.06.00.32.8且0.452次三等DS1因瓦1001002.03.05.06.0三絲能讀數0.351次DS2雙面木尺單面條碼7575因水準路線較短，故不設間歇點。使用雙擺位自動安平水準儀時，不計算基輔分劃讀數差。對于數字水準儀，同一標尺兩次讀數差小于0.4mm。上述觀測限差超限時，重新觀測。2.3 CP控制點高程測量一般規定軌道控制網CP控制點的高程測量起閉于線路水準基點， CP控制點與上一級水準點的高程聯測應采用往返測精密水準測量。軌道控制網CP控制點間的高程網

7、測量，可采用3種水準測量方法中的任意一種進行。CP控制點間的高程網的構網形式及其與上一級水準點聯測應符合相關規定。當采用單程觀測時，每相鄰4個CP點之間應構成水準閉合環。區段之間銜接時，前后區段獨立平差重疊點高程差值應滿足±3mm。滿足該條件后，后一區段CP網平差，應采用本區段聯測的線路水準基點及重疊段前一區段連續12對CP點高程成果進行約束平差。當橋面與地面間高差大于3m，線路水準基點高程直接傳遞到橋面CP控制點上困難時，宜采用不量儀器高和棱鏡高的中間設站三角高程測量法傳遞。CP高程網外業觀測成果的質量評定與檢核的內容包括：測站數據檢核、水準路線數據檢核，聯測線路水準基點的高差閉合

8、差，當CP水準網的環數超過20個時還要進行每千米水準測量的高差全中誤差的計算。相鄰CP點高差中誤差應不大于±0.5mm。2.4 CP控制網測量方法 中間設站三角高程測量法采用中間法三角高程原理，用測站點到CP點間的高差，進一步計算出相鄰兩CP點間的高差，該方法類似于GPS網基線的差分處理，其實質是用于減弱地球曲率與大氣折光的影響。單個測站形成的CP三角高程網網形示意圖多個測站形成的CP三角高程網網形示意圖CP三角高程網建網需注意的事項：1）可以根據CP平面測量的邊角觀測值，采用CP三角高程網建網測量技術，進行CP高程網的建網測量；2）應根據經過球氣差改正后的自由測站到個CP點的單向三

9、角高差，計算相鄰點間的高差。3）用于構建CP三角高程網的CP平面網觀測值，除滿足CP平面的外業觀測要求外，還要滿足各測回豎直角測量的豎盤指標差互差和豎盤指標差互差的限差要求。CP三角高程網外業觀測的主要技術指標，應滿足下表要求。CP三角高程網外業觀測的主要技術指標全站儀標稱精度測回數測回間距離較差標志誤差測回間豎盤指標互差測回間豎直角互差方向測量誤差1距離測量誤差 1mm+1ppm31mmX、Y、Z方向1mm964）CP三角高程網應每2km與就近的線路水準基點進行高程聯測，聯測方法應采用獨立往返水準測量的方式進行，聯測的進度為精密水準測量。5）由不同測站測量的CP三角高程網中的同名高差，應采用

10、按距離長短加權平均的方法進行合成。6）CP三角高程網含有自身的閉合高程路線和與線路水準基點構成的符合高程路線，閉合和符合高程路線的高差閉合差、每公里高差測量的偶然中誤差以及全中誤差，應該滿足精密水準測量的相應限差要求。7）CP高程網應采用約束線路水準基點的方法進行嚴密平差，平差后的各項精度指標應滿足下表的要求。CP三角高程網平差后的精度指標高差改正數高差中誤差高程中誤差平差后相鄰點高差相對中誤差1mm1mm2mm1mm單側貫通往返水準測量法往測時以軌道一側的CP水準點為主線貫通水準測量，另一側的CP水準點在進行貫通水準測量擺站時就近觀測；返測時以另一側的CP水準點為主線貫通水準測量，對側的水準

11、點在擺站時就近聯測。往測水準路線如下圖1所示：圖1 往測水準路線示意圖返測水準路線如下圖2所示：圖2 返測水準路線示意圖觀測順序：1）光學水準儀觀測奇數測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺基本分劃；B 中視標尺基本分劃；C 前視標尺基本分劃；D 前視標尺輔助分劃；E 中視標尺輔助分劃；F 后視標尺輔助分劃。偶數測站照準標尺分劃順序為：G 前視標尺基本分劃；H 中視標尺基本分劃；I 后視標尺基本分劃；J 后視標尺輔助分劃；K 中視標尺輔助分劃；L 前視標尺輔助分劃。2）數字水準儀觀測奇數測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺；B 前視標尺；C 中視標尺；D 前視標尺；E 中視標尺；F 后視標尺。偶

12、數測站照準標尺分劃順序為：G 前視標尺；H 中視標尺；I 后視標尺；J 后視標尺；K 中視標尺；L 前視標尺。單程閉合環水準測量法CP點之間的水準路線，采用下圖3所示的水準路線形式進行。僅第一環和最后一個環各邊往返觀測，由往測轉為返測時，兩支標尺應互換位置，并應重新整置儀器。圖3 CP點之間的水準路線示意圖觀測順序：1) 光學水準儀觀測奇數測站照準標尺分劃順序為：A 后視標尺基本分劃；B 前視標尺基本分劃；C 前視標尺輔助分劃；D 后視標尺輔助分劃。偶數測站照準標尺分劃順序為：E 前視標尺基本分劃；F 后視標尺基本分劃；G 后視標尺輔助分劃；H 前視標尺輔助分劃。2) 數字水準儀觀測奇數測站照

13、準標尺分劃順序為：A 后視標尺；B 前視標尺；C 前視標尺；D 后視標尺。偶數測站照準標尺分劃順序為：E 前視標尺；F 后視標尺；G 后視標尺；H 前視標尺。測站數為偶數，一般為6或8個。2.5 CP控制點高程測量數據處理在數據存儲之前，必須對觀測數據作各項限差檢驗。檢驗合格時，進行必要順序整理，計算與檢核者簽名后進行存儲。檢驗不合格時，對不合格測段整體重測，至合格為止。CP控制點高程測量應嚴密平差，平差計算取位下表中精密水準測量的規定執行。精密水準測量計算取位等級往（返）測距離總和（km）往（返）測距離中數（km）各測站高差（mm）往（返）測高差總和（mm）往（返）測高差中數（mm）高程（m

14、m）精密水準0.010.10.010.010.10.1水準網平差包括經典平差、擬穩平差及偽逆平差。無砟軌道高速鐵路精密工程測量，不僅需要精密儀器和嚴格遵守操作規范，更重要的是采用合理可行的測量數據平差處理方法。TSDI_HRSADJ精密工程測量平差軟件中包含專門針對高精度工程測量的高程數據處理方法，具有水準網平差，水準閉合環能自動搜索并計算的功能，可采用經典平差、擬穩平差和偽逆平差三種不同平差模式下平差，且平差結果可相互轉換。3. 特殊情況下的CP控制網高程測量3.1 區域沉降區的CP控制網高程測量區域沉降區的CP控制網高程測量，所使用的二等水準基點，應該是最近一個月左右復測的最新成果。時間間

15、隔長的二等水準基點高程坐標不能如實反映高程近況，使用時應當注意。CP建網必須在沉降評估通過之后進行。CP控制網高程測量結束后，如果間隔時間長沒有鋪軌，應該重新進行二等水準復測和CP高程復測，復測成果合格后方能鋪軌。 CP高程復測后，發現高程沉降較大，超出規范要求，常規方法不能解決，需要調整設計坡度時，應及時通報總體組相關負責人，協商解決。3.2 連續梁等特殊結構的CP控制網高程測量大跨度連續梁等特殊結構的CP控制網高程測量，是整個CP高程測量的一個難點。由于連續梁中間的CP標志不是設在固定端，其平面和高程坐標會隨著橋梁的上端的伸縮形變（溫度等因素）而變化，因此連續梁中間位置的CP高程在復測時，

16、有可能超限。通常要求鋪軌時在與測量時相同外部氣候條件下進行。南京大勝關長江大橋及濟南黃河大橋等超大跨度的特大橋，其高程的解決方案需等CP高程成果出來后再根據實際情況研究解決。建議作為科研攻關項目進行研究。4 CP加密高程測量及高程上橋的方法CPII加密測量按照二等水準要求進行，加密點可以設在一般地面，也可設在橋上。當橋面與地面間高差大于3m，地面水準點高程無法直接傳遞到橋面CP點上時，應選擇橋面與地面間高差較小的地方進行CP點高程上橋測量。高程上橋測量可采用不量儀器高和棱鏡高的中間設站三角高程測量與幾何水準測量相結合方法進行。中間設站三角高程測量應滿足表4.3的主要技術要求。采用該方法傳遞高程

17、時，前后視必須使用同一個棱鏡，且觀測過程必須確保棱鏡高度不變。儀器到棱鏡的距離宜小于100m。儀器到前視棱鏡和后視棱鏡的距離應盡量相等，一般差值不宜超過5m。觀測時，應測量溫度、氣壓值，并進行邊長改正。高程引上橋后的高差（三角高程高差）需注意與相連段的水準基點構成閉合環，檢查閉合環中每段高差的往返不符值、環閉合差等相關技術指標，保證三角高程有檢校過程。表4.3 不量儀器高和棱鏡高的三角高程測量技術要求垂直角測量距離測量測回數兩次讀數差 （）測回間指標差互差（）測回間豎直角互差（）測回數每測回讀數次數四次讀數互差 mm測回間距離互差mm4±4.0±5.0±5.044

18、±3.0±5.0中間設站三角高程測量方法，就是在沒有儀器高和棱鏡高量取誤差的情況下，求出點A和點B的高差。其測量原理，見下圖4所示。 不量儀器高、棱鏡高的中間設站三角高程測量原理示意圖也可在同一側設置觀測點，如圖5：5 CP高程復測方法與技術要求CP高程復測的方法和技術要求需要滿足規范要求，按照精密水準測量技術要求進行復測。CP高程網復測采用的精度指標、計算軟件及聯測上一級線路水準基點的方法和數量均應與原測相同。CP點復測與原測成果的高程較差應±3mm，且相鄰點的復測與原測高程成果增量較差應±2mm。較差超限時應結合線下工程結構和沉降評估結論進行分析判斷

19、，并根據分析結論采取補測或重測措施。高程成果增量較差應按式計算：Hij=（Hj Hi）復 （Hj Hi）原6 CP控制網高程評估驗收程序、標準和要求CP控制網高程評估驗收程序與平面相同，其成果報告、技術報告、平差計算報告與CP控制網平面一起成冊，不單列。CP控制網高程驗收標準是檢查外業數據表格、測段往返測高差不符值超限、 每千米高差偶然中誤差M、附合路線或環線閉合差及每千米高差全中誤差MW等一系列精密控制測量的技術數據及指標，滿足精密控制測量的規范要求。CP控制網高程評估驗收要求：按照京滬高速鐵路無砟軌道CP評估實施細則，提交評估驗收報告。按照標準固定格式由外業提供觀測數據和成果報告、評估單位獨立計算和評估、業