高速铁路运营控制网复测及构筑物变形监测工程实施细则资料.docx
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高速铁路运营控制网复测及构筑物变形监测工程实施细则资料
沪杭高速铁路运营期
控制网复测及构筑物变形监测工程
实施细则(初稿)
编制单位:
中铁上海设计院集团有限公司
批准单位:
上海市铁路局
目录
1工程概况1
2主要工作依据2
3工作内容2
4控制网平面复测3
4.1复测的精度指标3
4.2复测基本原则3
4.3复测限差要求4
4.4复测提交资料4
5CPI、CPII控制复测技术要求4
5.1点位踏勘4
5.2GPS观测4
5.3基线处理5
5.4平差计算5
6CPII加密控制网复测技术要求6
6.1点位踏勘6
6.2技术要求7
7轨道维护基点及轨道控制网(CPⅢ)复测技术要求7
7.1点位踏勘7
7.2仪器及定位精度要求8
7.3观测方法9
7.4平差计算11
8线下沉降监测网测量技术要求12
8.1基本要求12
8.2点位踏勘12
8.3基准网测量(二等水准复测)13
8.4线下沉降变形监测技术要求13
8.5工作基本要求15
9线上沉降监测网测量技术要求16
9.1基本要求16
9.2点位踏勘17
9.3工作网测量(精密水准)17
10路基重点地段垂直位移监测19
11工程沉降评估19
11.1沉降监测评估判定标准19
11.2沉降监测评估应急响应措施20
12沉降数据管理21
12.1数据标准化管理21
12.2报告提交制度21
1工程概况
沪杭高速铁路,连接上海与杭州,是中国“四纵四横”客运专线网络中沪昆客运专线的一个组成部分。
该工程连接上海、杭州两大城市,由上海虹桥站引出,经松江南—金山北—嘉善南—嘉兴南—桐乡—海宁西—余杭南引入杭州东站,并通过联络线与上海站、杭州站相接,正线全长160公里,其中87%为桥梁工程,全线设车站9座。
全线设计时速为350公里。
工程自2009年2月26日动工,2010年10月26日正式通车营运。
根据《高速铁路运营沉降监测管理办法》(运基线路[2010]554号)要求,为确保高铁列车持续安全、平稳运行,对高速铁路建、构筑物的变形监测,及时掌握运行状态非常重要。
沪宁、沪杭线均采用“三网合一”,即勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网三网的平面高程控制采用统一基准。
控制网的复测就是为变形监测提供稳定可靠的基准数据,而变形监测为线路养护维修提供准确数据,两者缺一不可。
为统一沪杭高铁全线的控制网复测及沉降变形观测系统的技术要求,确保观测质量,为评估预测工后沉降,合理制定线路养护维修计划,特制定本实施细则。
2主要工作依据
1)《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009);
2)《高速铁路设计规范(试行)》(TB10621-2009);
3)《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007);
4)《工程测量规范》(GB50026-2007);
5)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2009);
6)《铁路工程卫星定位测量规范》(TB10054-2010);
7)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
8)《关于发布《高速铁路运营沉降监测管理办法》的通知》(运基线路[2010]554号);
9)《关于进一步规范铁路工程测量控制网管理工作的通知》(铁建设[2009]20号);
10)《关于进一步加强客运专线建设质量管理的指导意见》(铁建设[2008]246号);
11)《测绘成果质量检查与验收》(GB/T24356-2009)。
3工作内容
工作内容分为以下两个部分:
1)全线控制网平面复测
①CPI、CPⅡ控制网复测;
②线上CPⅡ加密控制网复测;
③轨道维护基点及轨道控制网(CPⅢ)复测。
2)构筑物变形监测
①线下沉降监测网测量;
②线上沉降监测网测量;
③路基重点地段垂直位移测量。
4控制网平面复测
4.1复测的精度指标
CPI(GPS二等)最弱边相对中误差应小于1/180000,基线边方向中误差不大于1.3″。
CPⅡ(GPS三等)最弱边相对中误差应小于1/100000,基线边方向中误差不大于1.7″。
CPⅢ平面网方向观测中误差应小于1.8〃,距离观测中误差应小于1.0mm,相邻点的相对中误差不大于1.0mm。
4.2复测基本原则
1)复测的平面坐标系统采用与原精测网相同的工程独立坐标系统;复测的高程系统采用与原精测网成果相同的系统,即1985国家高程基准。
2)控制网的复测按照原控制网的网型结构进行观测。
复测采用的方法、精度指标应与原建网测量相同。
复测成果与原测成果的较差如超出限差要求,应进行二次复测,加以确认。
4.3复测限差要求
控制网等级
复测坐标较差限差
相邻点间坐标差之差的
相对精度限差
CPI
20mm
1/130000
CPⅡ
15mm
1/80000
CPⅢ
3mm
相邻点的坐标增量较差限差2mm
4.4复测提交资料
提交的复测报告,编写格式按《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)第5.7.10条执行。
5CPI、CPII控制复测技术要求
5.1点位踏勘
对全线的CPI、CPII点位资料进行分析,结合现场踏勘,选择稳定可靠的CPI、CPII点进行复测。
CPI要满足规范4km一个点的要求,CPII要满足600~800的边长要求,对不满足点位密度要求的路段要进行补设,补设点位的埋设方法与原设相同,点号在原点号后加“-1”、“-2”表示。
5.2GPS观测
全线CPI、CPII观测技术要求按《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)要求执行。
各等级GPS测量作业的基本技术要求
等级
二等
三等
观测模式
静态观测
静态观测
卫星高度角
≥15°
≥15°
同时观测有效观测卫星数
≥4
≥4
观测时段数
≥2
1~2
时段长度
≥90分
≥60分
数据采样间隔
10~60秒
10~60秒
PDOP或GDOP
≤6
≤8
接收机类型
双频
双频
5.3基线处理
GPS网基线向量解算采用TGO或LGO软件进行,采用静态相对定位模式进行解算。
用于解算基线的起算点在WGS-84坐标系中的绝对坐标精度不低于10米,计算同一时段观测值的剔除率应小于10%。
解算后按下表的要求进行基线质量检核和分析。
基线质量检验限差表
检验项目
限差要求
X坐标分量
闭合差
Y坐标分量
闭合差
Z坐标分量
闭合差
环线全长
闭合差
独立环(附合路线)
重复观测基线较差
≤
注:
,本项目a=5mm,b=1ppm。
d取基线或环平均边长(以km计)。
5.4平差计算
1)GPS网平差采用经鉴定合格的商用软件进行,本线采用武汉大学开发的COSAGPS数据处理软件进行网平差计算。
2)CPI网采用整体平差,平差前应先对网中起算点的稳定性进行分析。
对不满足精度要求的控制点进行剔除,满足要求的点全部作为起算点。
3)CPII网采用整体平差,平差以全部的CPI点作为起算点。
4)无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下式要求:
VΔX≤3σVΔY≤3σVΔZ≤3σ
5)约束平差中基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较差的绝对值应满足下式要求:
dVΔX≤2σdVΔY≤2σdVΔZ≤2σ
6CPII加密控制网复测技术要求
6.1点位踏勘
对全线线上的CPII加密点点位资料进行分析,结合现场踏勘,CPII要满足600~800的边长要求,对不满足点位密度要求的路段要进行补设,补设点位的埋设方法与原设相同,点号在原点号后加“-1”、“-2”表示。
6.2技术要求
1)CP加密点观测精度按《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)CPII的等级要求。
2)CPII加密观测分区段进行,一般按8~16km设为一区段,每区段应联测不少于线下的2个CPⅠ点及部分CPⅡ点及联测上一区段的CP加密点,CPⅡ点间的基线长度不小于300m,并尽可能多地联测精测网CPI、CPII点。
3)CP加密点网平差应采用一个区段内联测的精测网CPI、CP点和上一区段的CP加密点作为已知点进行二维约束平差。
平差前需检核已知点间的兼容性,对兼容性不好的已知点进一步分析原因,必要时进行重新测量。
7轨道维护基点及轨道控制网(CPⅢ)复测技术要求
7.1点位踏勘
1)全线CPIII点进行现场踏勘,破坏的需重新恢复。
CPⅢ控制点平面测量标志采用与国产球棱镜(普罗米新球形棱镜)配套使用的棱镜测量杆及球棱镜转换杆,水准测量标志采用测量位置与球棱镜中心重合的水准尺适配器。
2)轨道维护基点设置在相邻点对CPⅢ间,上下行的轨道板中心。
维护基准点上下行线分别设置。
7.2仪器及定位精度要求
1)CPⅢ平面控制网的定位精度要求
CPⅢ平面控制网的定位精度要求
控制网
测量方法
可重复性测量精度
相邻点位相对点位精度
CPⅢ
自由测站边角交会法
3mm
1mm
2)CPⅢ采用的仪器设备和自动观测软件:
①全站仪标称精度必须满足如下要求:
水平方向测量精度:
≤±1″
距离测量精度:
≤±1mm+2ppm
②全站仪采用高精度以上全站仪,带目标自动搜索及照准(ATR)功能,如LeicaTCRA1201、TCA2003、TS30及TrimbleS6和S8等。
③CPⅢ平面控制网的外业观测,采用智能型全站仪在自动观测软件的控制下进行自动观测。
CPⅢ平面控制网的自动观测软件全线统一采用西南交大的CPⅢ数据采集软件(DMS)和数据处理软件(DAS)。
7.3观测方法
1)测量由于受“天窗”时间限制,根据需要进行分区段测量,区段长度4~8km。
区段间应重复观测不少于6对CPⅢ点,作为重叠观测区域进行区段衔接。
2)测量方法
由于CP点和轨道维护基点同时观测,要求采用强制对中支架完成观测。
图1全站仪、棱镜强制对中装置
CPⅢ控制网平面测量时应每隔600m左右联测一个CPⅠ或CPⅡ控制点。
与CPⅠ、CPⅡ控制点联测时,应至少通过两个或两个以上自由测站进行联测,
观测采用边角交会的方法测量,测站强制对中设立在轨道维护基点上,每个测站观测12个CPⅢ点及3个轨道维护基准点。
测站间距一般约为120m,观测CPⅢ点的最远距离不大于180m。
每个CPⅢ点至少应保证有3个测站的方向和距离观测量。
测站点位布置图
由边角交会测量得到的维护基准点坐标,需根据矢距测量进行横向精度检核修正。
测量采用逐点架设仪器,钢板尺丈量中间点的支距,架设仪器时对中误差应小于0.5mm,结合实测维护基点坐标输入计算机进行改正处理。
3)方向及距离观测技术要求
CPⅢ平面网水平方向观测技术要求
控制网
等级
仪器等级
测回数
半测回归零差
不同测回同一方向2C互差
同一方向归零后方向值较差
CPⅢ
05″
2
6″
9″
6″
1″
3
6″
9″
6″
每个测站的CPⅢ距离测量,实时在全站仪中输入温度和气压进行气象改正。
温度量测精度应为0.2℃,气压量测精度应为0.5hpa。
CPⅢ平面网距离观测技术要求
控制网等级
仪器等级
测回数
盘左盘右较差
测回间测距较差
CPⅢ
1mm+1ppm
2
1mm
1mm
1mm+2ppm
3
1mm
1mm
7.4平差计算
1)CPⅢ平面控制网平差各项指标:
CPⅢ平面控制网平差计算技术
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