高速铁路工程测量高程控制网布设

目录
第1章绪论 (1)
1.1高铁控制网 (1)
1.2CPIII控制网 (1)
第2章无砟轨道CPIII测量准备工作及坐标高程基准 (2)
2.1线下工程沉降和变形评估 (2)
2.2精测网全面复测 (2)
2.3线下工程平面线位复测 (2)
2.4坐标与高程系统 (2)
第3章CPII控制网加密测量 (3)
3.1采用GPS方式加密CPII网的具体要求 (3)
1）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 (3)
2）选点 (3)
3）观测 (3)
4）数据处理 (3)
3.2采用导线方式加密CPII网的具体要求 (5)
3.3洞内CPII测量 (6)
第4章CPIII平面控制网测量 (7)
4.1CPIII平面控制点布设 (7)
1）选用相应CPIII控制点的元器件： (7)
2）CPIII控制点的埋设 (11)
3）CPIII控制网标记点的编号 (14)
4）CPIII控制点的定位精度要求 (14)
4.2CPIII平面控制网观测 (14)
1）仪器要求 (14)
2）测量方法 (14)
4.3CPIII平面控制网数据处理 (16)
第5章CPIII高程控制网测量 (18)
5.1CPIII高程控制点布设 (18)
5.2CPIII高程控制网观测 (18)
1）CPIII高程控制点精度要求 (18)
2）精密水准观测 (20)
5.3连续桥上下二等水准采用三角高程传递 (20)
5.4CPIII控制点高程数据处理 (21)
第6章CPIII控制网的维护 (22)
第7章CPIII存在主要问题及建议 (23)
7.1分段CPIII控制网的衔接 (23)
7.2加密CPII控制点的保护 (23)
7.3平面数据采用过程气象元素改正问题 (23)
7.4已破坏CPIII控制桩恢复问题 (23)
结论 (24)
致谢 (25)
参考文献 (26)
第1章绪论
1.1高铁控制网
高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CP0）基础上分为三级布设，第一级为基础平面控制网（CPI），主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控制网(CPII)，主要为勘测和施工提供控制基准；第三级为轨道控制网（CPIII）,主要为轨道铺着和运营维护提供控制基准。

高速铁路工程测量高程控制网分二级布设，第一级线路水准基点控制网，为高速铁路工程勘测设计、施工提供高程基准；第二级轨道控制网(CPIII),为高速铁路轨道施工、维护提供高程基准。

铁路工程测量的平面、高程控制网按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、和运营维护控制网。

为保证控制网的测量成果满足铁路工程勘测、施工、运营维护三阶段的要求，适应铁路工程建设和运营管理的需要，三阶段的平面、高程控制测量必须采用统一的尺度和起算基准，即“三网合一”。

1.2CPIII控制网
CPIII控制网又名基桩控制网,是高速铁路测量最基本的控制网,主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准。

在高速铁路的修建过程中，从线路的中线放样、底座混凝土钢模放样方案、轨道板调整到钢轨精调系统都会用到CPIII控制网,在后期线路维护的时候也需要用到CPIII,所以CPIII控制网在施工中显的极为重要.在修建CRTSI型板式无砟轨道，CRTSII型板式无砟轨道，CRTSI型双块式无砟轨道，CRTSII型双块式无砟轨道等无砟轨道前都需要进行CPII复测。

第2章无砟轨道CPIII测量准备工作及坐标高程基准
2.1线下工程沉降和变形评估
无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，CPIII的控制网测量应待线下工程沉降和变形满足要求，且无砟轨道铺设条件评估通过后进行。

2.2精测网全面复测
按铁道部建设司《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）要求，CPIII建网前应对精测网进行全面复测一次。

2.3线下工程平面线位复测
对竣工的线下工程在铺设无砟轨道前应进行平面线位的复测，以提前处理施工放样引起的误差超限，为铺设无砟轨道奠定良好的基础。

即铺设无砟轨道前对线下工程进行平纵面贯通测量。

2.4坐标与高程系统
(1)平面坐标系统采用中铁四院提交的精测网成果相应的工程独立坐标系统，参考椭球体采用WGS-84坐标系椭球体参数。

(2)高程系统采用1985国家高程基准。

第3章CPII控制网加密测量
为了高效、准确地建立CPIII基桩网，一般情况下都需要加密CPII网。

CPII网加密的主要目地是为了方便CPIII网的观测，以及弥补被损毁的和无法利用的CPII点。

石武客专CPII控制网加密原则上采用GPS测量，在原精密平面控制网基础上按同精度内插方式加密。

3.1采用GPS方式加密CPII网的具体要求
1）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
原则上采用进口双频GPS加密，不应使用单频GPS。

所采用仪器应经过检定，并在有效检定期内。

2）选点
CPII加密点应采用强制对中标，不允许与CPIII共点，每600米布设一个，在桥梁部分CPII加密点上桥，埋设于桥梁固定端防撞墙顶端；路基部分在限界内埋设稳定、对空通视良好的柱状墩（离基础面1.0米以上），基础为0.7m 0.7m，深1.0m，均应使用强制对中的方式选埋，标志应注意与顶面齐平。

加密CPII点的编号按以下原则编排：JMCPII-X-XX，X代表标段号，XX为标段内按里程增大方向的顺序编号，点号标志字号应采用统一规格字模，字高为6cm的正楷字体刻绘，并用白色油漆抹底，黑色油漆喷写编号，点号铭牌白色抹底规格为40cmX30cm。

3）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，原则上一个标段内CPII加密网应统一观测、统一平差，与相邻标段的CPII 加密网应衔接2个点，联测标段内全部CPI点和CPI中间的部分CPII点，特殊情况CPII 加密网不应短于8公里，联测的CPI点不少于3个，CPII加密点间的基线长度在600米左右为宜。

并执行下列指标：
4）数据处理
在整体平差前应先对网中的CPI 和CPII 的稳定性进行分析。

（1）基线质量检验：
Wx ≤2√n σ Wy ≤2√n σ W ≤2√3n σ
ds ≤2√2σ σ=√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，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，应采用网中联测稳定性好的CPI 和CPII 点坐标进行约束平差，同时应与相邻CPII 加密控制网的衔接。

约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。

3.2采用导线方式加密CPII网的具体要求
采用导线方式加密CPII网时应按同精度扩展方式加密CPI通视点对，导线附合长度不大于5公里，所采用仪器为测角精度不低于1″，测距精度不低于1mm+2ppm的徕卡系列全站仪施测，仪器应在鉴定有效期内。

加密CPII导线点的埋设要求同上，点间距以500米为宜。

1）采用导线测量时还应满足下列要求：
（1）导线应起闭于CPI控制点，应符合表3-3的规定。

导线附合长度2km以上时，应采用导线网方式布网，导线网的边数以4～6条边为宜。

（2）导线测量水平角采用方向观测法，并满足表3-4的规定
足表中一测回内2C互差的限值。

（3）导线边长测量应满足表3-5的规定
2）测距仪精度等级划分如下
I级∣md∣＜2mm
II级2mm ＜∣md5mm
III级5mm＜∣md10mm
Ⅳ级10mm＜∣md20mm
md为每千米测距标准偏差。

即按测距仪出厂标称精度的绝对值，归算到1km的测距标准偏差。

3）mD=a+b×D式中：mD----仪器测距中误差（mm），a----标称精度中的固定误差（mm），b----标称精度中的的比例系数（mm/km），D----测距长度（km）4）测距边的斜距应进行气象和仪器常数改正。

气压、气温读数取位应符合表3.2.4的规定，在测站和反射镜站分别测记。

5）导线成果计算应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差方法计算。

3.3洞内CPII测量
长度大于800米（如黄龙寺隧道）的隧道的洞内CPII测量由设计院按规范要求施测，施工单位按要求复测以后方可使用。

洞外后视点方向应尽量沿线路方向布设，按CPI控制网等级测设，测设CPIII控制网时原则上应联测洞外后视点。

第4章CPIII平面控制网测量
4.1CPIII平面控制点布设
1）选用相应CPIII控制点的元器件：
由于CPIII控制网网点间的相对精度高达±1mm，而且CPIII控制网的服务期限从轨道板施工开始，到线路竣工时的全线轨道线形竣工测量，以及竣工后线路运营期间的轨道维护，因此CPIII控制网的测量标志必须达到以下要求：具有强制对中、能够长期保存、不变形、体积小、结构简单、安装方便、价格适中、重复安置精度满足同一套测量标志在同一点重复安装的空间位置偏差应满足表4-1的要求。

石武客运专线(全线从CPIII控制网建网、轨道施工粗调、精调、轨道线形竣工测量、运营期间的轨道维护均必须使用相同型号CP III控制网测量标志，CPIII标志元器件的加工几何尺寸的加工误差应不大于0.05mm。

石武客运专线采用单轴CP III标志，为中铁四院申请国家专利产品,专利号为：ZI200820066038.9。

单轴CP III标志组由预埋件、棱镜测量杆、球形棱镜连接件三部分组成。

单轴CP III标志组各个部件的单独加工精度为0.02mm，棱镜测量杆插入预埋件后，引起的平面误差最大为0.168mm。

单轴CP III标志组的主要部件应采用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料，具有不怕雨、雪和太阳的防锈蚀性能，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，单轴CP III标志应由铁四院授权委托后统一加工。

（1）各标志的尺寸如下：
a、单轴CP III标志组中套管预埋件的标准尺寸为下图：插入预埋件后，引起的平面误差最大为0.168mm。

单轴CP III标志组的主要部件应采用1Cr18Ni9不锈钢的合金材料，具有不怕雨、雪和太阳的防锈蚀性能，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，单轴CP III标志应由铁四院授权委托后统一加工。

图4-1单轴CPIII标志组中套管预埋件的标准尺寸
预埋件尺寸：
外径：20mm；长度：100mm；
内径：14.010mm～14.025mm。

图4-2单轴CPIII标志组中棱镜测量杆的标准尺寸
棱镜测量杆尺寸：
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。

水准测量杆尺寸：图4-3单轴CPIII标志组中水准测量杆的标准尺寸
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。

图4-4石武客运专线全线统一的CPIII标志,
石武客运专线测CPIII统一使用德国进口的Sinning棱镜,因为Sinning棱镜相比徕卡棱镜它的工艺打磨更高；棱镜常数误差更小；它的设计是嵌入式预埋件标识螺栓。

2）CPIII控制点的埋设
CP III控制点的布设应兼顾施工及运营维护，埋点应满足以下要求：
CPIII控制点距离布置一般为60m左右一对，且不应大于80m,CPIII控制点布设高度应与轨道面高度保持一致的高度间距。

（1）一般路基地段宜布置在接触网杆基座上，埋设立式基座，
4-5路基上的CPIII基座
在浇筑接触网杆基础时按附图连同CPIII点基础一起浇筑，以保证CPIII点的稳定性。

在原接触网基础纵向扩大0.3米，在扩大基础面上浇筑一个直径0.2米、接触网基础以上0.6米高的圆墩柱作为CPIII点永久性安装平台，圆墩柱内应放置10毫米钢筋4根，钢模浇筑，CPIII元器件埋设至圆柱顶部；实际埋设中圆墩柱应尽可能靠基础内侧，以免视线被接触网杆挡住，其中要注意的是在施工过程中对便道路口的CPIII基础进行重点保护防止施工车辆的碰撞。

（2）桥梁上一般布置在桥梁固定支柱端上方防撞墙顶端，埋设立式基座，
图4-6桥梁上防撞墙顶端CPIII布设示意图
图4-7石武线李家湾桥防撞墙顶端CPIII点
直接在防撞墙顶面成对开凿铅垂方向的安装孔(孔径30毫米，孔深60毫米)，然后使用云石胶埋设立式基座，相邻两对CPIII点在里程上相距约60米，基座埋设完成后，基座外露部分不高于基桩顶面2毫米。

特殊桥跨的CPIII点埋设如下：
a、80米以内的连续梁跨中可不埋设CPIII点；
b、80—120米的连续梁跨中应埋设一对CPIII点；120—180米的
连续梁跨中应埋设两对CPIII点；以此类推。

跨中埋设有CPIII点对时，应在同一片连续梁上的固定端埋设CPIII点，此CPIII点的埋设套筒应与防撞墙的顶面平，防撞墙的顶面应水平，通过特制连接装置以方便安装全站仪。

连续梁跨中埋设两对及以上CPIII点时，左右线的CPIII点应分别在同一观测视线上。

（3）隧道里一般布置在电缆槽上方30—50厘米的隧道边墙上（埋设横插基座）或外侧排水沟顶端（埋设立式基座），见下面图：。