8.轨道工程测量整理和检测作业指导书 21页

轨道工程测量整理和检测作业指导书1适用范围本作业指导书适用于兰新铁路第二双线轨道工程包括道床板及双块式轨枕施工的测量作业2作业准备2.1线路贯通测量无砟轨道施工前，首先对线下工程进行全面的线路贯通测量。中线复测工作应在CPI、CPII控制网复测符合限差并进行平差的基础上，根据CPI、CPII网控制点使用全站仪对线路中线进行贯通测量，利用贯通后的线路中线，测量路基、桥梁和隧道几何尺寸是否满足设计及验标要求。分析线下工程是否满足无砟轨道铺设要求。并将经复核确认无误的复测成果资料和合格的测前仪器检定证书及时报监理工程师审批。2.2预测路基工后沉降评估为确保无砟轨道铺设的精度，路基上无砟轨道施工前需对路基预测的工后沉降进行评估，预测的路基工后沉降值不大于15mm，分析线下工程是否满足无砟轨道铺设要求。2.3支脚放样前的准备工作⑴为了保证施工测控位置关键部位——支脚放样定位，需对桥梁的梁缝、隧道的变形缝以及路基的沉降缝等进行坐标实测，以便于内业计算人员对支脚纵向间距的调整计算，为外业支脚准确放样定位工作做好充分的准备。⑵测量前事先在连接全站仪的手持电脑（测量手簿）上安装引进的支脚精调专业测量软件。21 ⑶配备一定数量的支脚放样辅助工用具（如射钉枪、钢钉、冲击电锤、记号笔、专用钻孔模具等）。2.4测量软件数据库建立⑴建立坐标系，选择施工段所采用的平面坐标系统、高程控制系统。⑵输入设计院提供的各CPI和CPII点坐标以及各高程控制点标高。⑶建立平面曲线、线路轴线数据库，输入各曲线交点ZH、HY、YH、HZ点里程以及各曲线长度。计算出曲线第一方位角及HZ点坐标。⑷建立线路坡度数据库，输入各变坡点的里程及高程。⑸建立线路超高数据库，输入曲线上ZH、HY、YH、HZ点的里程并输入各超高段的超高值。⑹对施工段内线路的断链需分别建立数据库。3技术要求无碴轨道测量作业应符合下列规范和文件规定：⑴《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》(铁建设【2006】189号)⑵客运专线铁路轨道工程施工技术指南》(TZ211-2005)⑶《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》(铁建设【2007】85号)⑷《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》(铁建设【2006】158号)⑸《新建时速300~350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）》(铁建设【2007】47号)4施工程序与工艺流程21 工艺流程图见图4.1。GPS复测CPI、CPIICPIII精密基标网布置—平面三角网测设（后方交会法）精密水准测设采用精密数字水准仪采用全站仪进行自由设站精密水准往返测量不少于3次重叠测量/基标控制点CPIII精密基标网三维坐标平差CPIII精密基标网精度评估支脚放样支脚初略调整模板、钢筋安装支脚精确调整道床板砼浇筑前支脚检测正矢、（超高）标高检查（超高）标高检查支脚棱球镜三维坐标检测（超高）标高检查道床板砼浇筑道床板砼浇筑过程控制测量合限后轨道成品检测图4.1双块式无砟轨道施工测量工艺流程图21 5施工要求5.1施工复测5.1.1CPI、CPII平面控制网复测⑴复测方法:采用全球卫星定位系统GPS测量技术进行CPI、CPII平面控制网复测。⑵复测精度要求：CPI/CPII平面控制网GPS复测使用的仪器精度以及技术指标应符合《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》之规定；各级GPS控制网测量的主要精度和技术指标应符合下列表中指标要求：GPS测量的精度指标1控制网级别基线边方向中误差最弱边相对中误差CPI≤1.3″1/170000CPII≤1.7″1/100000GPS测量的精度指标2级别B（CPI控制网）C（CPII控制网）a（mm）≤8≤10b（mm/km）≤1≤5注：a—误差（mm）；b—误差系数。各级GPS网相邻点间弦长精度表示式：式中a－误差（mm）；d—距离（km）。5.1.2.二等水准控制网复测⑴复测方法：二等水准控制点采用高精度精密水准仪按二等水准测量之精度要求,起闭于二等水准基点进行往返水准复核联测。21 ⑵复测仪器及精度要求：DS1（或DS05）精密水准仪及配套铟瓦标尺。测量精度应满足《铁路专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》中之规定。二等水准测量精度应满足下表要求：表1精度要求（mm）水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M△每千米水准测量全中误差MW限差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≤2.0644——注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。表2主要技术标准等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线二等2≤400DS1因瓦往返往返4注：①结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。②L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。表3二等水准观测主要技术要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）二等铟瓦DS1≤50≤1.0≤3.0下丝读数≥0.35.2建立CPIII基标精密控制网21 无砟轨道施工前,应完成CPIII施工基标精密控制网建立，控制网布置成独立三角坐标网，待建网测设及平差完成后，再与外部的CPI/CPII高级控制网进行衔接测量把外部坐标引入该网中。CPIII施工基标精密控制网应设计为三维坐标，即每个CPIII控制基标集平面高程于一体。施工精密控制网基标的布设密度应结合施工现场实际情况,点间距宜为60m,并成对布设于桥、隧及路基上，纵向间距宜为60m，线路两侧相对的两基桩点之间允许的最大的里程差为1m。特殊地段CPIII施工控制基标布置纵向间距最大不得超过80m。如在桥上布置控制基标时，应考虑桥梁的上拱徐变以及位移等，最好设置于变形量最小部位（即垂直于桥梁基座固定端的防撞墙上）以保证其精度。所布设的CPIII基标精密控制网最短长度不得少于2Km，以便于排除总网内过多的折点（通过相邻局域网连接而产生）。5.2.1CPIII控制网布设方法5.2.1.1路基上控制网的布设路基上施工精密控制基标网应沿线路纵向布置（间距宜为60m），若布设在线路两侧的接触网支柱上，其间距应根据接触网设计距离的实际情况而灵活布置，但最大不得超过80m。左右侧相对两点之间允许最大的里程差为1m。如果接触网支柱未安装,可在接触网的大（小）里程端设计牛腿基础，并预埋Φ200mm的临时钢筋混凝土CPIII基标桩代替接触网支柱，并高出路肩1.4m。控制基标布设时应高出设计轨顶面不少于35cm，布设（可预埋或钻孔锚固）M8×25mm的螺栓（内螺栓孔径为8mm），用螺帽拧紧。安装棱镜时在螺栓上拧上直径为12mm的专用测量连接螺栓。5.2.1.2桥上控网的布设21 桥上控制基标网分布于线路的两侧，沿线路纵向分布间距为60m，控制基标点应设置在线路两侧防撞墙的内侧（亦可设置在外测，埋设高度以便于观测通视即可），低于上表面10cm处，并应设置在桥梁变形量最小部位（即垂直于梁缝两端的桥梁基座位置处的防撞墙上），以保证其稳固定性，以满足其精度要求。5.2.1.3隧道内控制网的布设隧道施工基标精密控制网应沿线路纵两侧向每隔60m布设一对控制基标。两侧相对的两点之间允许的最大的里程差为1m；点位设置位于隧道两侧电缆槽外侧砼墙上，埋设高度为砼表面往下10cm处。5.2.2测量仪器及精度要求为了确保客运专线无砟轨道的铺设精度，施工使用的所有测量仪器、测量方法、工具和软件，都必须满足技术条件、所需精度和规范之要求。未经检定的测量仪器及测量工用具严禁使用到施工测量中去。全站仪:测角精度±1″测角最小读数0.1″测距标称精度±1mm+1ppm测距最小读数0.1mm数字水准仪:±0.3mm/km数显最小读数0.01mm配套铟钢标尺5.2.3CPIII精密控制网测量工艺5.2.3.1CPIII平面测设CPIII基标精密控制网测量使用全站仪自由设站，采用后方交会法进行施测。首先对所使用的仪器进行观测前的横轴与竖轴校验（输入校差后仪器内部自动进行修正），同时需输入观测时环境温度和气压值。并在相邻两对CPIII基标点之间设站，同一测站不得少于2×21 4个CPIII观测点并进行不少于两测回（度盘换置）观测，后视方向联系观测数量不得少于3对点，并做到在不同设站时每个CPIII控制基标点重叠观测数量不得少于3次，同时观测视距不得大于150m。(自由设站如下图示)：60m测站（自由站点）CPIII基标控制点CPIII基标纵向间距向CPIII点进行方向、角度和距离测量CPIII基标精密控制网平面布置及设站示意图5.2.3.2CPIII基桩网与CPI/CPII平面控制网的衔接测量CPIII基桩控制网测观测完成后，并通过专业软件进行内业数据严密平差并合限后，方与CPI或CPII控制网进行联系测量，并入高级控制网中。在路基和桥上的CPIII控制网衔接测量，利用线路附近的CPI网或CPII网控制点，在线路内引出3个标准点（如下图示），标准点设在两个基桩之间，并且在两个方向上能观测到2×3个基桩。测站（自由站点）与CPII控制网(直接)衔接测量示意图CPII网控制点CPII网控制点21 当与CPI、CPII控制点不能通视或观测距离太远时，根据施工现场具体情况需要在适当位置设置辅助点，通过辅助点与CPI或CPII控制网进行衔接测量。CPIII基标控制点测站（自由设站点）辅助点与CPII控制网（间接）衔接测量示意图测放辅助点时需进行不少于两个测回的观测。为保证CPIII基桩网的测量精度，目标点之间的最大视距不得大于150m。对于隧道内的无砟轨道线路施工段，应与线下测量控制网相连接。在桥梁上，需考虑温度变化而产生的纵向位移影响。如果桥梁发生了位移，需重新测量基桩。在控制基桩之间，还需进行横向距离测量。测量采用双测回法，得出结果并做出比较。平面控制测量测距中误差为±3mm。5.2.3.3CPIII高程测设⑴测设方法CPIII水准基标高程控制测量工作应在CPIII21 平面测量完成后进行。测量方法：使用高精度数字水准仪采用精密水准测量精度之要求把经复测合限的二等水准点引测至CPIII控制点上。采用精密水准往返测量方法（即后－前前－后或前－后后－前），均方差为±1mm(如下图所示)。CPIII高程控制测量应在水准联测后进行严密平差，平差计算按有关精密水准测量的规定执行。在返测时，如下图所示，所有在往测上作为中视的CPIII观测点，现在作为交替测点。即原CPIII中视观测点变为前后视观测点（如下图示）。21 ⑵CPIII基标高程控制测量精度要求：表1精密水准测量精度要求（mm）水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M△每千米水准测量全中误差MW限差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精密水准≤2.0≤4.012884注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。表2精密水准测量的主要技术标准等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线精密水准42DS1铟瓦往返往返8注：①结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。②L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。表3精密水准测量观测主要技术要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）精密水准铟瓦DS05≤65≤2.0≤4.0下丝读数≥0.3用于所有支撑柱计算的关系点带有钢球的支脚和安装框架5.3.支脚测量5.3.1支脚安装放样⑴通过GL-survey一体化测量软件进行内业计算，经二人复核无误后并向外业测量人员提交支脚放样成果（电子版）⑵21 使用全站仪进行自由设站，后视2-4个CPIII控制点，采用专用放样棱镜进行支脚放样。支脚纵向间距3.27m，横向距离为3.2m，特殊地段纵向间距可适当调整，调整量不大于10mm。支脚放样平面偏差控制在3mm以内。每个支脚点测设完成后，使用射钉枪打入钢钉或冲击电钻钻孔，所测放点位必须进行复测并在测量手簿中进行数据保存。⑶在全站仪自由设站换站后要对前一测站测设的部分支脚放样点进行复核检测。使用特制放样模具，进行支脚钻孔、安装。⑷在支脚放样过程中要随时检测CPIII点，以确保仪器的稳固及放样的精度。⑸在存储数据时要严格按照技术交底进行点位编号，确保内业处理数据的正确性。5.3.2支脚精确工艺⑴精调测量原理支脚的精调是通过全站仪的目标追踪系统对放置在支脚上部凹槽内的特殊球状棱镜进行观测，获得棱镜的三维坐标。经测量手簿（手持微型测量电脑）与全站仪的无线连接，通过微型电脑内安装的专业测量软件对实测数据进行实时处理。根据测量手簿所持续显示出支脚球形棱镜中心实测值与设计平面和高程位置的偏移量，对支脚的方向、距离、水平进行精确调整。⑵精调方法①通过专用转接器板将全站仪与某一支脚（60m范围内选择一处）21 上部相连接（曲线地段全站仪设置在曲线外侧支脚上），后视至少8个CPIII点，观测一个测回，以保证所有后视CPIII点的三维坐标残差在1mm之内，并保存其观测值。若超限需适当增加测回数或查找原因后重测，直至合限。工作区域支脚安装测量工作区域示意（图中黄色点位为CPIII基标点）②利用全站仪以放样方式检测一个CPIII点，如该CPIII点测量值与设计值三维坐标差小于1mm，即可开始对支脚进行精确调整。③在待调整支脚上部凹槽内安装特殊球状棱镜，通过全站仪的目标追踪系统，可以得到球状棱镜的三维坐标，并且持续显示出实测值与设计值的偏差，人工对支脚进行精确调整，使球状棱镜实测三维坐标和理论值相符。调整支脚的三维坐标与设计值偏差均控制在0.5mm以内，精度达标后，锁定所有固定螺栓。支脚上部用于调整的钢板，横向调整时不得超过支脚中心位置4cm，以防止施工中卡住横梁，若横向调整量超过4cm，需将支脚下部固定螺栓松开，整体移动支脚后重新精调到位并固定。支脚上部的调整钢板纵向要平行于线路中心线，以保证各个施工单元车安全通过。④精调过程中，每调整5个支脚后，都要对先后视距中的任意一个CPIII点进行一次检查对比测量，若三维坐标限差在1mm之内，可以继续进行支脚精调放样。若超限，则考虑重新设站，并对之前已精调完成的支脚进行检测。⑤由于测站前后10m范围内的支脚距离太近，为保证支脚调整精度，测站点前后10m范围内的4对支脚在全站仪转入下21 一测站时进行精调。⑥每个测站只负责测站后方60m范围内（距仪器10m范围内的4对支脚除外）的支脚测量调整。测站前方的支脚待下一测站进行测量调整。5.4道床板砼浇筑前检测5.4.1支脚上球状棱镜三维坐标检测全站仪检测法：仪器应在支脚在所需检测范围中心部位设站，并后视不得少于6个CPIII控制点，检测范围距测站最大不得超过90m、最近不得少于10m。后视CPIII的坐标偏差不得超过X：1mmY：1mmZ：1mm。若两个以上CPIII点的残差值超过规定值则应重新后视。使用全站仪配套测量手簿（微型电脑）预装软件对支脚以放样方式进行检测，实测与设计坐标差不得超过X：1mm、Y：1mm、Z：1mm，内业整理输出测量报告，报告内容为实测与设计值较差。若实测值与设计值的差值超过上述规定，则应对支脚进行再次的检查或从新调整直至合限。5.4.2正矢、超高检测正矢检查方法：采用正矢检测专用工具对检测段的支脚进行连续正矢检测（如下图示），检测相邻11个支脚上端凹槽中心的实测与设计正矢偏差（弦长约19.62m，可事先计算出设计正矢值），调整正矢偏差控制在±1mm。曲线段超高检测：采用专用轨道尺超高检查支脚的超高和横距，检测超高和横距控制在在±1mm。所检测项结果满足上述偏差要求时方可进行整体道床混凝土浇注。21 支脚上部凹槽中心正矢线支脚固定端纵轴线正矢值支脚正矢检查示意图5.5工后整体道床轨枕承轨槽检测整体道床施工完成后应及时对成型后工后轨枕承轨槽应及时进行检测。其检测方法为：采用全站仪进行自由设站，并观测8个CPIII点(后视点位要求及偏差与支脚检测相同)，使用轨枕检测特制专用模具对承轨槽的三维坐标进行检测；轨枕的检测可以在每个轨枕框架的第一根轨枕和第五根轨枕进行，检测其平面位置和标高是否满足要求(相邻轨枕高程限差为±0.5mm)。测站位置换置后需对前一测站已检测的60m范围内的承轨槽进行重叠测量，目的是在对前后不同测站所检测同一测点的实测结果进行对比，以保证其检测精度。通过GL-survey一体化软件进行检测数据处理。检测成果经整理后进行归档，收集数据以便于对无砟轨道整体道床施工精度进行评估。5.6.外业测量文件编号与记录21 为规范客运专线测量内业资料管理制度，结合引进测量技术体系，进一步加强对外测量现场记录、原始记录、数据处理以及归档的统一管理。便于随时掌握本标段高速铁路测量情况，提高有效利用率及内业处理速度和提高现场数据的追朔性，内业计算放样数据的正确率。由于客运专线线路长，外业测量点位以及数据众多，数据库的中不允许有重复的编号出现。文件测量编号举例如下：例1：现场测量文件名的输入现场测量文件名的输入必须以测量日期和测量人的名字等信息编入，如“070825WL”,表示20007年8月25日，由王立主镜测量,如果同一人在一天有两个或以上的文件名，可以在日期后面增加一位数，即“0708251WL”“0708252WL”。例2：CPIII基标控制点编号为方便、适用于现场测量，把CPIII控制点编号定义为七位数，前六位数按照公里数递增进行编号，其中的第三位数表示CPIII，编号反映施工里程；末尾数奇数表示点位位于线路的左侧，偶数则表示点位位于线路的左侧。举例见下表：点编号编号点释义点位在线路的位置3493101“349”表示“km”数“3”表示“CPIII”基标点“10”表示第“10”点号尾数“1”表示在线路左侧3493102“349”表示“km”数“3”表示“CPIII”基标点“10”表示第“10”点号尾数“2”表示在线路右侧例3：自由测站的点编号自由测站的点编号定义如下：自由测站点的编号应该按照日期编辑。格式为年月日某日第一个自由测站编号为01。当某天有很多自由测站要测量，则编号依次递增01直到两位数。举例如下：点编号测量日期自由测站的编号070215012007.02.1501070226082007.02.260821 对于有两组或以上的平面测量观测小组，一组可以从自由测站编号可以从01到25，第二组可以从26到50，以此类推。5.7.测量数据处理及平差计算CPIII控制网以及施工测量数据均采用引进的GL-survey一体化测量软件进进行数据计算及平差处理。其步骤为：5.7.1建立测段数据库①建立坐标系，选择施工段所采用的坐标系统，高程控制系统。输入设计院提供的相关CPI、和CPII平面控制点坐标以及二等（或加密控制点）高程控制点标高。②建立曲线轴线数据库。输入各JD曲线上HZ点、HY点、YH点、ZH点里程以及各曲线长度。计算出第一曲线HZ点方位角及坐标。③建立线路坡度数据库。输入各变坡点的里程及高程。21 ④建立线路超高数据库。输入曲线上HZ点、ZH点、HY点、YH点的里程并输入各超高带的超高值。（断链的处理：如遇短链和长链则分别建立两个线路轴线数据库输入平面及纵断设计参数。）5.7.2平差计算①CPIII平面平差计算：根据全站仪自由设站对CPIII基标点进行的边、角观测数据以及与附近的CPI或CPII衔接测量，得到的边角观测数据，并输入平差限差参数：再进行对数据的初步处理后导入到软件，进行严密平差，得出各CPIII控制点平面坐标成果。②CPIII高程平差：输入经复测合限的已知二等水准控制点高程，实测值导入程序，平差选择（选择严密平差）。同时还应输入相关限差值（详见CPIII基标高程控制精密水准测量精度要求）。5.7.3平差报告CPIII网平面及高程完成平差并符合精度要求后，须经至少二人符合无误并签署计算、复核人员，出具书面平差报告，并抄送监理工程师、外业测量组，内业存档。21 6劳动组织精测队组成人员：高级工程师1人，测量专业工程师3名，测量专业技术人员10名。7材料要求所有仪器使用前都检校并在有效期内使用。8设备机具配置测量设备配备表设备名称规格型号数量精度备注全站仪Trimbles64台1”测距精度（±1+1ppm）数字水准仪LeicaDNA034台0.3mm/Km铟瓦标尺2m/3m各4把轨检小车Trimble2台CPIII棱镜40个球形棱镜8个放样微型棱镜4个三角架及棱镜8套另配冲击电锤4台，Φ6～16mm钻头，小电钻4台，电线1000m；手锤8套；充电手电12套，对讲机12台。9质量控制及检验9.1质量标准无碴轨道测量作业应符合《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》及《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》相关要求9.2控制要点①21 建立动态监测系统，对重要结构物进行施工全过程沉降观测。合理安排工序时间，对已经完工的线下工程的沉降和变形进行分析，在此基础上，对铺设水硬性混凝土支承层、混凝土底座、轨道板安装做出适当的时间安排。确保线下结构物和路基在无碴轨道开始施工前有充分的静置沉降、箱梁徐变和路堤固结时间。②使用的仪器精度及性能指标及鉴定情况是否满足测规要求，尽量使用高精度全站仪进行进行自动搜索，以及数显水准仪，减少人为观测误差。③观测环境变化的不定性，如空气、温度、大气折光等，地球曲率也是产生误差的原因之一。将全站仪视线长度控制在50m-100m之间，有效地削弱大气折光等外界环境因素对测量结果的影响。④支脚安装后以及轨道精调后，分别应进行测量复测，确保支脚测量珠和轨道定位精度满足施工质量的要求。⑤在施工控制测量过程中，其精度的保证取决于：严格按照施工测量规范之要求进行施测、准确的测量步骤、合格的测量仪器、严格的复核制度及严谨的工作态度。9.3验收程序及指标验收指标见下表混凝土道床板外形尺寸允许偏差序号检查项目允许偏差（mm）1顶面宽度±102中线位置103道床板顶面与承轨台面相对高差-15，+54伸缩缝位置±521 支脚安装允许偏差及检验方法序号检查项目允许偏差（mm）检验方法1相邻支脚轴线平面位置±0.5全站仪2支脚顶部高程±0.5水准仪轨枕铺设允许偏差及检验方法序号检查项目允许偏差（mm）检验方法1轨枕间距框架内±5mm框架间±30mm尺量2相邻轨枕承轨台中心高差±0.5水准仪10安全及环保要求10.1安全要求成立安全领导小组，定期组织全体队员认真学习有关施工安全规则和安全技术操作规程，提高全员安全生产意识，严格贯彻执行国家、行业、地方有关的法律法规和标准规范，制定并采取措施，以消除或避免人的不安全行为和物的不安全状态，使测量作业在安全、有序、受控的状态下进行，以实现安全目标。10.2环保要求制定环境保护计划，严格规范测量作业管理，测量作业前做到全员教育，全面规划，合理布局，为当地居民创造和保持一个清洁适宜的生活和生产环境。由办公室设专人负责环境保护工作，与当地有关部门经常联系，测量作业不得损坏用地范围外的耕地、树木、果林及水电设施，禁止散排造成环境污染。21