高速铁路精密测量控制技术

高速铁路精密测量控制技术

一、基本知识

1、基础平面控制网（CPⅠ）

为勘测、施工、运营维护提供坐标基准。沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为全线（段）各级平面控制测量的基准。

线路平面控制网（CPII）

在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和无砟轨道施工阶段基标控制网起闭的基准。可用GPS测量或常规导线测量在勘测阶段建立。

轨道控制网（CPⅢ）

沿线路布设的三维控制网，平面控制起闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路控制网（CPII），高程控制起闭于沿线路布设的二等水准网。一般在线下工程施工完成后施测，为无砟轨道铺设和运营维护的基准。

轨道几何状态测量仪

能够自动检测线路中线坐标、轨顶高程和轨距、水平、高低和方向等轨道静态参数，并自动进行记录整理的轨道检测设备。

2、无砟轨道客运专线水准基点高程控制测量采用二等水准施测，点间距小于等于2km，CPIII高程测量采用精密水准测量。

沿线布设基岩点、深埋水准点和一般水准点三种类型，组成统一的高程控制网，水准点位设在线路施工的影响范围以外。

3、基岩点：按约每100km设置一座。京津城际高速在北京和天津共设置2座，京沪高速北京至徐州段采用既有和新布设基岩点共计6座。

作业方法：使用电子水准仪和条码尺，按一等或二等水准测量要求施测。

4、深埋水准点：京津城际每4km设置一个深埋水准点，共设置28个，京沪高速北京至济南段部分路段地处区域性地面沉降区，按每6-8km设置一个深埋水准点。深度根据地质地层条件及桥梁墩设计深度单独进行设计，平均深度约50m左右。

作业方法：使用电子水准仪和条码尺，按二等水准测量要求施测。

5、一般水准点：沿线一般水准点不大于2km布设一个，在特大桥、隧道附近和车站范围内增设水准点。为便于施工单位施工放样对高程点的引用，一般水准点尽量与CPI、CPⅡ点位共用。

作业方法：使用电子水准仪和条码尺，按二等水准测量要求施测。

二、二等水准测量具体方法及精度要求

1、水准加密观测按照国家二等水准施测，采用单路线往返观测。加密点设置同平面点，测量时附合在相邻的水准点上。

2、仪器使用不低于DS1级的精密电子水准仪用配套2m或3m铟瓦条码水准尺、尺垫。水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15″。外业测量自动观测记录，一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫，沿同一路线进行。观测成果的重测和取舍按《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）有关要求执行。

3、观测时，视线长度≤50m，前后视距差≤1.0 m（光学），≤1.5 m（电子）；前后视距累积差≤3.0m（光学），≤6.0 m（电子）；视线高度≥0.3m（光学），≥0.5m（电子）；测站限差：两次读数差≤0.4mm，两次所测高差之差≤0.6 mm，检测间歇点高差之差≤1.0 mm；观测读数和记录的数字取位：使用DS05 或DS1级仪器，读记至0.05mm或0.1mm；使用数字水准仪读记至0.01mm。

4、观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪，按以下顺序进行。

往测：奇数站为后—前—前—后，偶数站为前—后—后—前；

返测：奇数站为前—后—后—前，偶数站为后—前—前—后

5、每一测段均为偶数测站。一组往返测一般安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测；晴天观测时给仪器打伞，避免阳光直射；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。

6、观测前30分钟，将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；对于数字式水准仪，进行不少于20次单次测量，达到仪器预热的目的。测量中避免望远镜直接对着太阳；避免视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜中截长的20%。观测时用测伞遮蔽阳光，对于电子水准仪，施测时均装遮光罩。

7、自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。

8、观测过程中为了保证水准尺的稳定性，选用2.5KG以上的尺垫，水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。同时观测过程中避免仪器安置在容易震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。水准尺均借助尺撑整平扶直，确保水准尺垂直。

9、数据处理

1）水准点间满足限差要求的情况下，以联测的水准点为起算点，宜进行整段严密平差计算。

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应符合下表的规定，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：