铁路工程施工测量技术方案.pdf

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1、铁路工程施工测量技术方案 一、概要 按照客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定的要求，配备具有丰富施工经验的高素质专业技术人员，配置运行稳定、可靠的精密测量仪器，根据本标段的施工情况，完成施工过程中各阶段的各项测量工作，保证按设计要求进行施工，以确保施工质量。1.主要任务 根据本标段的施工任务情况，需要进行以下项目的测量工作：1）基础平面控制网（CP）线路控制网（CP）高程控制网的复测；2）线路控制网（CP）加密；3）高程控制网的加密；4）线下工程施工测量；5）站场测量；6）建立线下工程构筑物的变形观测网；7）线下工程构筑物的变形观测；8）无砟轨道施工基桩控制网（CP）建立和加密；9）无砟轨道施

2、工测量；10）测量成果整理、分析及评估。2.主要技术要求 本标段施工测量的主要技术指标如下表所示：各级 GPS 测量作业基本技术指标 等级 a（mm）b（ppm）相邻点间 最 小 距 离（km）相邻点间 最大 距离（km）平 均 距 离（km）B 8 1 15 250 70 C 10 5 5 40 1015 D 10 10 2 15 1015 E 10 10 1 10 25 各等级导线测量主要技术指标 导线 等级 附和导线长度（km）平均边长（m）每边测距中误差（mm）测角 中误差（）相邻点位中误差（mm）导线全长相对闭和差 方位角 闭和差 二等 30 3000 10 1.0 15 1/100

3、000 2.0n 三等 15 2000 13 1.8 13 1/50000 3.6n 四等 5 800 5 2.5 10 1/40000 5.0n 五等 1 200 3 4.0 5 1/20000 8.0n 各等级水准测量精度要求（mm）水准测量 每 千 米 每千米水限 差 等 级 水 准 测量 偶 然中误差 M 准测量全中误差MW 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 二等水准 1.0 2.0 6L 4L 4L 精密水准 2.0 4.0 12L 8L 8L 4L 三等水准 3.0 6.0 20L 12L 12L 8L 四等水准 5.0

4、10.0 30L 20L 20L 14L 注：表中 L 为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位 km。3.应用范围 根据设计要求和规范的规定，确定施工测量各等级的适用范围如下表所示：控制网名称 等级 使用仪器 应用范围 GPS 控制网 B 双频双精度 GPS 接收机 GPS 基础平面控制网的复测及加控制网名称 等级 使用仪器 应用范围 密，5km 以上线路控制网、桥梁控制网；C 单频单精度 GPS 接收机 5km 的线路控制网、桥梁控制网；D 单频单精度 GPS 接收机 2km 的线路控制网、桥梁控制网；E 单频单精度 GPS 接收机 1km 及以下的线路控制网；导线 平面控制网 二等 D

5、J0.7 全站仪 10km 及以上桥梁控制网；DJ1 全站仪 5km 桥梁控制网；三等 DJ1 全站仪 2km 桥梁控制网；四等 DJ2 全站仪 1km 线路控制网；五等 DJ2 全站仪 1km 以下线路控制网，控制基桩导线网。水准测量 控制网 二等 DS0.5 精密电子水准仪 沉降观测；精密 DS1 精密电子水准仪 5km 及以上桥梁高程控制网，无砟轨道施工测量；三等 DS3 精密电子水准仪 12km 桥梁高程控制网，线路控制网。4.仪器配置情况 在整个施工过程中，为满足设计要求，保证施工测量的精度，仪器配置严格按下表进行。拟配置的施工测量仪器表 设备名称 制造厂家 仪器型号 测距精度 测角

6、精度 双频 GPS 接收机 法国 Thales Z-MAX 5+0.5ppm（静态）单频 GPS 接收机 美国ASHTECH LOCUS 5+1ppm（静态）全站仪 瑞士 LEICA TC2003 1+1ppm 0.5 全站仪 瑞士 LEICA TC1202 1+1ppm 1.0 全站仪 瑞士 LEICA TC1610 2+2ppm 1.5 全站仪 瑞士 LEICA TC702 2+2ppm 2.0 数字水准仪 瑞士 LEICA NA3003 配铟钢尺：0.4mm 数字水准仪 瑞士 LEICA DNA10 配铟钢尺0.9mm，水准尺：1.5mm 光学水准仪 瑞士 LEICA NA2 配铟钢尺0

7、.7mm 二、施工测量实施方案 1.CP、CP、高程控制网复测 基础平面控制网（CP）线路控制网（CP）高程控制网的复测的主要工作内容包括：1）设计单位移交控制桩；2）对设计单位移交的基础平面控制网（CP）线路控制网（CP）高程控制网的复测；复测按照设计单位所交测量成果资料，在同精度的情况下进行；并且与相邻标段要进行贯通测量，共同确认施工交界处的测量共用桩点，以确保本标段与相邻标段的衔接正确。3）将复测成果上报设计、监理和建设单位，以确认测量成果是否正确。4）根据本标段的特点，需要根据施工情况，对基础平面控制网（CP）线路控制网（CP）高程控制网进行经常性复测。地基基础并不十分稳定，随着施工的

8、进行和季节的变化，控制点位可能会发生变化，因此必须根据需要进行复测，以确定控制点的变化情况。2.线路控制网（CP）加密 线路控制网（CP）主要为勘测和施工提供控制基准，但点位一般离施工现场较远或点位数量不足，不一定能够满足施工放样的需要。为了便于施工，常常在线路控制网的基础上引出临时点，用于补充施工放样的经常性使用，将这些点用附和导线的形式连接起来，就形成了加密导线网。加密导线网的测量，可以用 GPS 按 C 级网要求进行，也可以用高精度全站仪按三等导线要求进行。用 GPS 测量时，其点位布置应选在离线路中线100200m，稳固且不易被施工破坏的范围内，并每隔 5km 左右布设能相互通视的一对

9、点，每对点的距离不宜小于1km。根据本标段线路特点，平面控制网在加密时遵照以下原则：1）分级控制：控制网的布设应从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则进行布设。为保证线路连接的整体性，把基础平面控制网在本标段的控制点，看作是整个标段的首级平面控制网；而路、桥、隧道等又是相对独立的，所以有针对性的建立相应的平面控制网。2）分段控制：在本标段中，由于线路过长，一个平面控制网难以保证整体的施工精度。在此情况下，将其分成几段，然后分别建立平面控制网。3.高程控制网的加密 按照本标段的测量要求，高程控制网要与平面控制网分开布设，这样有利于提高高程控制网的精度，使得网中的水准点不但可以作为

10、高程控制，而且可以作为沉降观测点使用。特长桥梁，将全桥分成几段施工，每一桥段两端至少选设三个水准基点。为了保证水准基点的稳定性，其点位选设在不受施工影响又便于施工使用的地方，并尽量埋设在基岩上。若基岩上覆盖层较浅，用深挖基坑或地质钻孔的方法进行埋设；若覆盖层较深，则在开挖基坑后，打入若干根大木桩，以增加埋石的稳定性。高程控制网的测设要进行精密水准点联测和跨河水准测量，为保证高程数据的稳妥、可靠，要求两端的高程系统必须一致。联测时，采用双处跨河测量，即分别在桥轴线的上、下游处进行跨河水准测量，再通过陆上水准线路组成水准网。高程控制网精密水准点的联测和跨河水准测量按照二等水准测量要求进行。4.线下

11、工程施工测量 1）路基工程测量 复测成果批复后，根据设计单位所交的 GPS 点、导线点对路基控制点进行加密测量，以满足路基桩板结构及填筑开挖施工放样的需要。按四等导线测量对路基导线点进行加密。采用 DJ2 全站仪施测，加密时起闭于设计单位所交的 GPS 点和导线点。角度采用方向观测法观测各 1 测回，距离对向观测 2 测回并进行、加乘常数改正、气象改正和投影改正。水准点加密与导线点加密同步进行，采用四等水准或采用四等光电测距三角高程施测，竖直角中丝法观测 3 测回，距离对向观测 2 测回并进行、加乘常数改正、气象改正。加密水准点起闭于设计水准基点。导线点加密与水准点加密测量在符合限差要求后用严

12、密平差法平差。在填方路段以及设计有要求的地段，按要求密度布设沉降观测断面，并选布监测网点及观测路线。2）桥梁工程施工测量 其主要工作内容有：（1）基坑开挖及墩台扩大基础放样；（2）桩基础的桩位放样；（3）大跨径桥梁水中墩施工测量；（4）承台及墩身结构尺寸、位置放样；（5）墩帽及支座垫石结构尺寸、位置放样；（6）墩台竣工测量；（7）各种桥形上部结构中线及细部尺寸放样；（8）悬浇法连续梁桥施工各阶段线形控制测量及变形监测；（9）桥面系结构的位置、尺寸放样；（10）各阶段的高程放样。施工测量的精度与桥的长度和梁型有关，在制定施工测量方案时，应先根据桥的长度和梁型，对桥的控制测量精度要求进行估算；高程

13、控制在水准基点的基础上，再建立工作点，这些点不再单独埋石，而是利用导线点作为水准点。施工测量的放样采用全站仪极坐标法、高程控制采用水准仪进行测量。3）隧道工程控制测量 根据设计单位布设的 GPS 点、导线控制点以及水平基点构成的洞外控制网络，复核无误后进行加密控制，形成洞内外控制系统，然后在洞内布设主副导线进行控制测量。（1）洞内控制网测量 隧道洞内导线测量采用二等导线进行施测。在隧道洞内布设多边形闭合导线环，考虑到旁折光对精密测角观测结果系统误差的影响，因此导线尽量沿隧道中线布设，每个导线环的边数设计为 46 条，控制网网形见下图：隧道控制网布置示意图 隧道的横向贯通误差随着测站数的增加而增

14、大，在保证洞内通风、照明、通讯问题解决的情况下，要求导线边尽量设长，以减少方位角传递误差。根据洞内通视的实际情况，导线平均边长布设尽可能增大为 400600m。导线折角采用方向观测法 1215 测回。观测过程中的各项限差要求严格按二等导线测量实施，要求测角中误差控制在 0.7以内。距离测量用对向观测 4 测回，并在测量边长的两端量取气象元素取平均值后对边长进行改正，最后投影到隧道平均高程面上进行改正。洞内高程测量采用二等精密水平测量，每千米水平测量的偶然中误差1mm，将洞内的 500m 一对的平面控制点同时作为高程控制点进行测量。（2）提高测量精度的技术措施 严格按照二等导线测量的作业要求和仪

15、器级别、技术精度指标、操作规程进行施测，坚持测量双检制和双仪器交叉复核制。洞外、洞内温差较大、明亮度反差强烈，这对测量极为不利。因此由洞外向洞内的引测时，需在夜晚或阴天进行，进洞定向边的选择必须大于 500m；在测定定向角、洞内外连接角时，洞内外高差和边长悬殊过大，水平角的观测不少于 15 个测回。在观测的过程中要自始至终选用一名操作熟练、有责任心的观测员负责观测，这样在保证相同的观测条件下，有效的提高测量精度，保证观测值为同精度观测。为防止作业时对仪器的碰动及脚架自身下沉时对仪器测角精度的影响，在地面打入三个顶面有凹形、长 15cm 的钢桩，将脚架置于钢桩上面，以提高仪器在测角过程中的稳定性

16、及测角精度。隧洞测量中为使仪器内部温度与外界温度充分一致，仪器应开箱30min 后进行观测。测距时应防止强灯光直接射入照准头，应经常拭净镜头及反射镜上的水雾。导线向前延伸时必须符合原有三个或三个以上控制点确保无误后进行。每次观测采用的仪器、设备、观测方法、观测精度指标、观测条件、平差方法均相同。为较大程度消除仪器照准部旋转时可能产生的仪器底部带动误差对测角的影响，测角时，应按总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。5.站场测量 站场测量根据加密的控制网，平面位置采用全站仪极坐标法进行控制测量，高程采用水准仪进行控制测量。包括以下内容：1）车站基线测量；2）车站纵、横断面测量；3）

17、岔心位置及主要尺寸测量；4）站台墙、工务房屋等定位测量。6.建立线下工程构筑物的变形观测网 变形观测网严格按照设计及相关规范标准的要求建立。采用设计院提供的二级国家水准网，作为控制网。根据观测工作的需要，引观测基桩到线路两侧。观测基桩按照设计或有关规范标准的要求进行埋设，设置在离线路两侧超过 50m 距离的范围之外。每一个基桩由不多于 4 个的观测断面共用。基桩定时校核，确保基桩稳固可靠。7.线下工程构筑物的变形观测 1）路基沉降变形观测（1）以路基面沉降和地基沉降观测为主。在线路两侧地基、路肩和线路中心设置观测桩、在地基和基床底层的顶面设置剖面沉降管，或在线路中心设置沉降板。严格按照设计的要

18、求进行监测内容、断面的设置和元器件的埋设。（2）路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于 9 个月的观测和调整期，必要时延长观测期。（3）观测精度：沉降水准的测量精度为1mm，读数取位至0.1mm；剖面沉降的测量精度为 8mm/30m。（4）观测频率根据设计要求和规范标准结合施工的实际情况确定，以及时有效反映变形情况，确保观测精度和数据可靠性为原则。2）桥梁墩台和梁体变形观测（1）观测内容 桥梁变形观测以墩台基础的沉降和预应力混凝土梁的徐变变形为主，地下通道观测包括自身沉降观测与地下通道洞顶填土的沉降观测。（2）观测时间 观测严格按照设计及有关标准的要求进行。桥涵主体工程完工后观测不少于 6 个

19、月；岩石地基等良好地质区段的桥梁，沉降观测期不少于 2 个月。观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，延长观测期直达到要求。（3）观测精度 桥涵基础沉降和梁体徐变变形的观测精度为1mm，读数取位至0.1mm。（4）观测期内，基础沉降实测值超过设计值 20及以上时，应及时会同建设、勘察设计等单位查明原因，必要时进行地质复查，并根据实测结果调整计算参数，对设计预测沉降进行修正或采取沉降控制措施。评估时发现异常或对原始记录资料存在疑问，进行必要的检查。在进行桥梁墩台、梁体、地下通道的变形观测的同时记录结构或梁体的荷载状态、环境温度及天气日照情况。（5）墩台观测具体要求 A.观测点在墩顶、墩身或

20、承台上布置，测点数及观测点的埋设严格按照设计及有关标准进行。B.墩台基础施工完成至无砟轨道铺设前，要系统观测墩台沉降。沉降观测阶段、频次满足设计与标准的要求，并根据现场观测的具体情况合理确定。（6）预应力混凝土梁观测具体要求 A.梁体变形观测点设置在支点和跨中截面，测点数及观测点的埋设严格按照设计及有关标准进行。B.自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前，系统观测梁体的竖向变形。预应力张拉前为变形起始点，观测阶段、频次满足设计与标准的要求，并根据现场观测的具体情况合理确定。（7）地下通道观测具体要求 A.地下通道边墙两侧设置沉降观测点，测点数及观测点的埋设严格按照设计及有关标准进行。B.地下通道

21、施工完成至无砟轨道铺设前，应系统观测地下通道的沉降。沉降观测阶段、频次满足设计与标准的要求，并根据现场观测的具体情况合理确定。C.地下通道顶填土沉降的观测应与路基沉降观测同步进行，沉降观测阶段、频次满足设计与标准的要求，并根据现场观测的具体情况合理确定。3）过渡段沉降观测（1）观测内容 A.过渡段沉降观测以路基面沉降和不均匀沉降观测为主。严格按照设计要求设置沉降观测项目。B.一般按规范要求在不同结构物的起点应设置沉降观测断面，距结构物起点 510m 处、2030m、50m 处应分别设置观测断面。剖面沉降宜沿线路斜向连续观测。C.沉降观测装置的具体埋设位置应符合设计要求，且埋设稳定。观测期间应对

22、观测装置采取有效的保护措施。（2）观测精度 沉降水准的测量精度为1mm，读数取位至 0.1mm；剖面沉降观测的精度不低于 8mm/30m。（3）观测频率 沉降观测阶段、频次满足设计与标准的要求，并根据现场观测的具体情况合理确定。当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。8.无砟轨道施工基桩控制网（CP）建立和加密 根据无砟道床施工测控体系的要求，在线下工程完成后、无砟道床施工前，还应重新建立控制基桩导线平面和高程控制网，并对已竣工路基、桥面进行全面的线路贯通测量，及时进行导线网平差和线路中线调整；同时在施区段段分界处设加密控制点，作为趋近测量的公用控制点。控制基桩导线平面和高程控制网与线下工程

23、平面和高程控制网建立的方法相同，分级分段，只是精度要求不一样，可以用 GPS 按 D或 E 级网要求进行，也可以用高精度全站仪按四等或五等导线要求进行，水准测量采用三等水准测量精度要求。9.无砟轨道施工测量 无砟轨道施工前对已竣工的路基、桥面、隧道进行全面的线路贯通控制测量，控制测量以施工复测时的导线点和线路中心点作为线路的控制基点，形成闭合的导线网，使用全站仪进行精密导线测量，及时进行控制网平差和中线调整。同时在各施区段段分界处设加密控制点作为趋近测量的公用控制点。施工测量控制网完成后按规范要求的测量等级增设线路基标。基标分为控制基标和加密基标两种。控制基标一般间距 100m 设置，变坡点、

24、竖曲线起止点均设置控制基标。加密基标间距 5.0m，加密基标间距偏差应在相邻两控制基标内调整。采用精密水准仪对路基面、桥面保护层进行无砟轨道施工前的标高测量。中线基标测设和水准测量的精度必须满足无砟轨道路基段底座混凝土施工的需要，保证一次成型和质量要求；满足桥上底座施工符合设计布置需要，并严格控制其施工质量。采用全站仪、精密水准仪等测量仪器控制轨道板铺设精度和质量要求；采用 GRP1000 测量系统检测无砟轨道铺设的几何形位，控制长钢轨铺设线形满足设计和铺设精度要求。10.测量成果整理、分析及评估 每个阶段控制测量完成后，要及时进行整理、分析和评估，通过验收后才能进行下一阶段的控制测量。路基沉

25、降、桥梁墩台沉降和预应力混凝土梁徐变上拱监测见“无砟轨道铺设条件评估”。三、施工测量成果质量保证措施 1.项目部精测队指导各架子队的测量组的日常工作，及时处理测量过程中的问题。2.每个专业工程队至少配备两名专业测量技术人员，其中一名必须具备工程师及以上专业技术资格。3.严格执行测量仪器年检制度，确保测量仪器处于良好的使用状态，能够达到标定的精度要求。4.建立控制网定期复测制度，随时确定控制点的变化情况。5.施工测量采用的测量方法必须满足相应规范、规定的要求，并得到监理工程师的认可。6.控制点测量采用附合和闭合的形式，每次测量放样前必须对所使用的控制点进行常规检核，导线点复核导线点之间的夹角和距离，水准点复核相邻水准点间的高差，确认资料、桩点无误后方进行放样。7.桥梁桩位放样完毕后，在陆地上直接丈量墩中心距进行复核，水中墩则采用 GPS RTK 动态实时差分定位技术对桥梁桩位进行复核测量。8.测量严格执行双检制度，测量原始记录由双人独立复核，GPS控制网基线处理、网平差、无约束平差、约束平差、坐标转换采用GPS 随机处理软件进行计算。导线网、水准网平差计算采用工程测量内外业一体化软件包平差模块进行严密平差计算，成果的计算由两组独立计算互相检核。