前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇高速鐵路工程測量規范范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:職業教育鐵路測量高速鐵路新技術新規范變革
客運專線、高鐵速度很快(200km/h~350km/h)給鐵路建設維護中的工程測量帶來很多新問題:客運專線、高鐵高平順性,線路變得更直,曲線長度變得更長;為了滿足線路發展,隧道和橋梁必須增加;為了保證線路精度達到規范要求,建立了新的坐標控制網;軌道演變為無砟軌道;軌道板的鋪設要求線下工程沉降必須很少;工務維護的測量的時間也要變成夜間;為了滿足以上種種原因,測量的規范、方法、儀器都需要革新和變化。
一、高鐵引發鐵路測量的思考、發展方向
1.1線路變得更直、曲線長度變得更長高鐵相對于普鐵速度快了好幾倍,所以曲線半徑加大,緩和曲線加長。普鐵的曲線測量由于誤差會很大,將不能再適應高鐵的需要。我們知道,曲線外矢距F=C2/8R式中C為弦長,R為半徑。若按10m弦長3mm的軌向偏差(即用20m弦長的外矢距偏差)的軌向偏差來控制曲線,則鋪軌時一個大彎道由幾個不同半徑的曲線組成,且半徑相差幾百米。由此可見,只采用10m弦長3mm(有碴)/10m弦長2mm(無砟)的軌向偏差來控制軌道的平順性或許不構嚴密的,因此有人提出采用相對控制與坐標絕對控制相結合的方法來進行軌道鋪軌控制。絕對坐標的應用涉及到全站儀坐標放樣及GPS定點的大規模使用,這些都是我們高職院校在教學組織中相對欠缺的。我們必須將課程內容及訓練方式進行調整,加強全站儀和GPS的學習和使用。
1.2隧道和橋梁的增加由于線路變直,曲線變長,同時為了保護有限的土地。在客運專線、高鐵的建設中,橋梁和隧道所占的全線比重在加大。京津城際鐵路有86%的線路建在橋梁上;武廣高鐵全線共有橋梁648座,總長度468公里,幾乎占到線路總里程的一半,全線有隧道226座,總長度177公里。同時高鐵的路基橫斷面加大,也使得橋梁和隧道的橫斷面尺寸加大。為滿足列車高速通過隧道時產生的空氣動力效應要求及旅客舒適度的要求,隧道斷面凈空有效面積達到100平方米,施工開挖斷面達到160平方米。這些提醒了我們高職鐵道工程類在以后教學過程中必須把橋梁和隧道的施工測量提升到一個新的層面,新技術、新規范、新工藝、新材料、新設備,都是我們要更新和關注的問題。
1.3軌道演變為無砟軌道測量為了滿足客專、高鐵的高速運行,我們的軌道現在已經向無砟軌道演變。對于無砟軌道,地基處理完成后,直接上面進行軌道板的施工,其后進行軌道鋪設,軌道施工完成后基本不再具備調整的可能性。這就要求對施工精度有著較有碴軌道更嚴格的要求,使軌道的幾何參數與設計的目標位置之間的偏差保持在規范許可內。軌道的定位通過由各級平面高程控制網組成的測量系統來實現,從而保證軌道與線下工程路基、橋梁、隧道、站臺的空間位置坐標、高程相匹配協調。我們今后在教學過程中就必須強調讓我們學生嚴格控制各個環節的控制,改變以前將誤差留到后面才來處理的習慣,練習無砟軌道的儀器架設、使用方法。測量的標準也同樣要求學生注意更換。
1.4測量控制網的變化我們把適合于客運專線鐵路工程測量的技術體系稱為客運專線鐵路精密工程測量??瓦\專線無砟軌道鐵路工程測量的平面、高程控制網,按施測階段、施測目的及功能不同分為了勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網。我們可以簡稱為“三網”。在客運專線無砟軌道的設計、施工及維護的各階段均采用坐標定位控制,因此必須保證三網的坐標高程系統的統一,才能使無砟軌道的勘測設計、線下施工、軌道施工及運營維護工作順利進行??瓦\專線勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網平面測量應以基礎平面控制網CPⅠ為平面控制基準,高程測量應以二等水準基點為高程控制測量基準。
客運專線鐵路工程測量平面控制網第一級為基礎平面控制網(CPⅠ),第二級為線路控制網(CPⅡ),第三級為基樁控制網(CPⅢ)。
同樣作為高等院校的我們也不能忽視這些新事物的出現和演變,我們需要緊跟技術發展,將這些介紹給我們學生;不能讓學生輸在起跑線上。
1.5沉降監控量測客專、高鐵要求對地基沉降做了很多處理,但無砟軌道鋪設后線下構筑物仍有可能發生不均勻沉降,這會給線路維修帶來很多的問題。因此,客專、高鐵無砟軌道對路基、橋涵、隧道等線下工程的工后沉降要求相當嚴格。南廣線在修建的過程中要求線下工程建好后必須有一年的時間進行沉降監控量測,一年后變形符合要求,才能進行軌道板的澆注施工。這要求我們在今后的教學中要加強沉降的檢測量控的教學,我們以前在課本編寫、教學組織方面都忽視了的這些東西??梢哉f沉降觀測是我們很薄弱的一塊。
1.6測量工作時間的變化以前普鐵由于運行速度不是很快,故我們的工務人員可以在白天利用運營間隙進行既有線測量。而高鐵白天運營時間是不允許人員進入線路的,天窗時間只有晚上或者專門停運才能進行既有線的測量,比如廣局就是每天零晨零點至零晨四點。這就要求我們的學生以后可能要掌握夜間測量的技術。由于高鐵的建設相對只是一時的,更多的時間是運營,所以大量的高鐵的工務問題在今后有待我們進一步研究討論、總結創新。
1.7測量使用規范、方法、儀器變化我們所使用的規范由《新建鐵路工程測量規范》、《既有鐵路工程測量規范》轉向《客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規定》;由武廣高鐵的各種測量細則、方案,轉向《高速鐵路工程測量規范》。我們的地球面是個橢球曲面,地面上的測量數據需投影到施工平面上,曲面和平面數據轉換時,不可避免會產生變形誤差。因此規定客專、高鐵無砟軌道工程測量控制網采用工程獨立坐標系,把邊長投影變形值控制10mm/km,以滿足無砟軌道施工測量的要求。同時客運專線無砟軌道高程控制網應按二等水準測量精度要求施測。鋪軌高程控制測量按精密水準測量要求施測。這些變化都促使了我們使用的測量儀器淘汰升級。大量先進、精密的儀器在現場得到推廣使用。這就要求我們職業院校必須更新引進新儀器,學習新儀器的使用,并教會學生熟練掌握。
二、結語
縱然現在客專、高鐵也在我國的經濟高速發展下得以快速發展。我國目前已經提出不久的將來北京到全國大部分省會城市將會形成8小時內交通圈。到2012年,新建高速鐵路將達到1.3萬公里。很快高鐵就會走進我們的生活,作為鐵路院校,我們應該也必須提高、改進、更新我們知識、設備,讓鐵路測量教學在各方面做好準備邁入高鐵時代。為鐵路職教書寫新的篇章。
參考文獻:
[1]《武廣客運專線高速鐵路測量技術總結》,中鐵十五局集團第七工程處,作者未知,中國,2009.
[2]《客運專線鐵路無砟軌道鋪設條件評估技術指南》(下稱《評估技術指南》),鐵建設[2006]158號,鐵道部,中國,2006.
[3]《新建時速度300~350公里客運專線鐵路設計暫行規定》(上、下),鐵建設[2007]47號,鐵道部,中國,2007.
關鍵字:CPⅢ、控制測量、高速鐵路、控制與應用
一、前言
CPⅢ精密控制測量主要應用于高速鐵路軌道的鋪設及后期的運營及維護提供依據。由于CPⅢ控制網測量精度高,對于后期的施工測量帶來了諸多方便。本文就CPⅢ測量在高速鐵路建設工程中的控制與應用進行闡述。
二、CPⅢ精密控制測量的用途與準備工作
CPⅢ精密控制測量現今主要應用于高速鐵路無砟軌道施工。CPⅢ精密控制測量是旨在提高整個施工過程的進度和精度,其控制點數量多,每公里大約有16對32個點;精度要求高,每個平面控制點間相對精度均小于1mm,高程控制點高差中誤差小于0.5mm。是一個平面與高程同步的三維控制網。
CPⅢ控制網測量應在線下工程竣工以后,通過沉降變形評估后進行實測,進行CPⅢ控制點的埋設及編號,測量儀器的配置必須滿足規范要求。測量人員的組織與分工,CPⅢ外業軟件及內業數據處理軟件的準備與培訓等。
對于CPⅢ控制網測量儀器要求如下:
1、CPⅢ網測量的全站儀,應具有自動目標照準和程序控制自動測量的功能,其標稱精度應滿足:方向測量中誤差不大于±1″,距離測量中誤差不大于±(1mm+2ppm)。
2、與全站儀配套的棱鏡,重復性安裝誤差和各標志點之間的互換性安裝誤差,在X、Y、H三方向的誤差均應小于±0.3mm。用于進行氣象改正的溫度計,其測量精度應不低于±0.5℃。用于進行氣象改正的氣壓計,其測量精度應不低于±50Pa。
3、用于CPⅢ網測量的水準儀,標稱精度應滿足每公里水準測量往返測高差中數測量的中誤差不低于±1.0mm/km。
4、水準尺應采用整體因瓦水準標尺,與水準儀配套的尺墊,其重量應不低于2.5kg。
5、用于控制全站儀進行CPⅢ平面網自動觀測的測量軟件和CPⅢ網內業平差計算的數據處理軟件,必須經過鐵道部建設組織的鑒定與審批。
CPⅢ平面控制網測量前,應保證線路兩側50m范圍內CPⅡ控制點的密度達到500m-700m。否則應用同精度GPS測量的方法對CPⅡ控制點進行加密;CPⅢ高程控制網測量前,應保證線路兩側50m范圍內水準點的密度達到1km左右,否則應用同精密水準測量的方法對水準點進行加密。
三、CPⅢ精密控制測量的實測與平差要點
其平面網應起閉于上一級控制點(CPⅠ點或CPⅡ點(CPⅡ加密)上,并且要保證在600m左右(400~800m)與上一級控制網點進行聯測,還需要CPⅢ平面控制點被3個以上的自由測站觀測;其高程網也應起閉于上一級水準點上,利用三角高程上橋進行兩組獨立觀測,兩組高差較差小于1mm,儀器與棱鏡距離小于100m,前后視距差小于5m。
CPⅢ平面控制網測量可分區段進行測量,區段長度不宜小于4km。CPⅢ平面控制網區段與區段之間,要有6對CPⅢ點作為公共點;點在各自區段中的觀測和平差計算,應滿足CPⅢ平面控制網的精度要求;另外,還要滿足各自區段平差后的公共點X、Y、H坐標較差應小于±2mm的要求;在達到上述要求后,前一區段CPⅢ平面控制網的平差結果不變,后一區段的CPⅢ平面控制網要再次平差,再次平差時除要約束本區段的上一級控制網點外,還要約束前一區段公共點中至少一個公共點的坐標;其他未約束的公共點在兩個區段分別平差后的坐標差值應≤1mm,以確保CPⅢ平面控制網的整體精度;最后公共點的坐標,應采用前一區段CPⅢ平面控制網的平差結果。
CPⅢ控制網平面測量采用后方交會方法施測。即CPⅢ控制網與CPⅠ或CPⅡ控制網通過最小二乘方法獲得最合理的聯系,其控制網形狀見下
自由站點宜設在兩個CPⅢ控制點連線的中間位置,從每個自由測站,將以2 X 3對CPⅢ點為測量目標,每次測量應保證每個CPIII網點的重疊觀測次數不少于3次,。
當自由站點與CPⅠ點或 CPⅡ點通視的情況下,必須與CPⅠ點或 CPⅡ點進行連接測量,每個CPⅠ或CPⅡ點至少有3個自由站點與其連接測量。
在外業作業時,如果本段CPⅢ點在通視條件不好的情況下,可由12個點改為8個點進行測量。
CPⅢ平面網水平方向觀測,應采用多測回的全圓方向觀測法進行觀測。也可以采用將CPⅢ點分成兩組觀測的分組全圓方向觀測法。
CPⅢ高程控制點與平面控制點共樁。每一測段應至少與3個二等水準點進行聯測,形成檢核。CPⅢ點與CPⅢ點之間的水準路線 ,采用下圖所示的矩形法水準路線形式進行。
對于較長的線路要考慮到中央子午線的換帶情況。如需換帶,要把換帶前后單獨進行一個區段測量,并且在搭接時要進行換帶坐標轉換,可以用相關軟件。應多次校核,減少誤差。高程測量超過十公里要考慮地球曲率的改正。
四、CPⅢ精密控制測量需注意的細節與問題
1.橋梁上CPⅢ預埋件一般布置在橋梁固定支座端防護墻上,間距60米成對布置,編號統一。
2.儀器在使用前必須經過校正,對當時的溫度及氣壓也應及時改正,棱鏡常數設置要正確。測量前應將溫度、氣壓輸入儀器進行改正。溫度量測的誤差不能大于0.5℃,氣壓量測的誤差不能大于50Pa。
3.CPⅢ控制網平面測量中,每次測量應保證每個CPⅢ點的重疊觀測次數不少于3次。每個CPⅠ點或CPⅡ點(CPⅡ加密)在與自由站點通視的情況下,必須與CPI點或 CPⅡ點進行連接測量,每個CPI或CPⅡ點至少有3個自由站點與其連接測量。
4.在溫差較大的春夏及秋冬換季時應避免觀測時間間隔過長,以免由溫差造成其精度誤差較大。
5.對于連續梁的測量不應在本區段開始和結尾處,主要因為連續梁的變形較大,最好一次通過連續梁段,避免造成區段間搭接超限。
6.現場測量時必須準確記錄各測站的實際情況按相應表格記錄填寫,它是發現內業處理出現錯誤時檢查出錯原因的重要數據。
7. CPⅢ控制網中平面測量一般應在晚上或陰天進行,這樣能避免陽光直射和大氣折射,反射棱鏡要盡量對準儀器而且附近不能有震動或高壓線、磁場信號等干擾。CPⅢ控制網中高程測量必須在線下工程竣工,通過沉降變形評估后施測。
8.每次測量前必須檢查CPIII預埋套筒埋設是否牢固,弧面是否粘有砂漿,避免造成測量誤差。
9. CPⅢ控制網中平面測量中由于濕度的影響,儀器物鏡和反射棱鏡表面凝結水珠影響測量精度,目前還沒有好的解決辦法。
10. CPⅢ控制網中高程測量時,觀測前將儀器置于露天陰影處,使儀器與外界氣溫趨于一致。測量中避免望遠鏡直接對著太陽;觀測時用測傘遮蔽陽光,儀器需裝遮光罩。
11.為了將觀測中的系統誤差減到最小,達到提高精度的目的,各次觀測應使用同一臺儀器和設備,必須按照固定的觀測路線和觀測方法進行,觀測路線必須形成附合或閉合路線。
五、結束語
CPⅢ控制網是以CPⅠ或CPⅡ控制網為基礎,形成覆蓋全線路且集中于橋梁本身的一種控制網,能更有利于測量的精度和速度。CPⅢ控制網的應用會越來越廣泛的,在線性工程如鐵路、公路、橋梁等很多工程測量中可以應用。在施工需要的前提下,因地制宜地規劃、組織和進行CPⅢ控制網測量是對測量工作提出的新概念。
參考文獻
⑴ 《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009);
⑵ 《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897-2006);
Abstract: In the Jin-Qin high-speed railway construction, the project involves the tunnel, bridge, roadbed, track, housing construction, etc.. After the main project is completed, the commissioner will urge the completed measurement of construction unit. For the different projects, we should propose different measurement supervision requirements to provide valuable information for completion measurements of the project. This paper introduced the measurement supervision requirements and methods of Jin-Qin special supervision for reference!
關鍵詞:工程竣工測量;測量監理;要求與方法
Key words: project completion measurement;measuring supervision;requirements and methods
中圖分類號:U21文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)05-0051-01
1竣工測量概述
1.1 竣工測量一般規定竣工測量應包括:控制網竣工測量;線路軌道竣工測量;線下工程建筑及線路設備竣工測量;竣工地形圖及鐵路用地界測量。竣工測量采用的坐標系統、高程系統、圖式等應與施工測量一致??⒐y量內容及成果資料的編制應滿足高速鐵路工程竣工驗收的標準。
1.2 竣工測量審核主體工程完工后,監理工程師督促承包單位做好竣工測量工作,竣工測量資料包括竣工測量記錄和竣工測量成果。每項工程竣工時應由施工單位按設計文件要求和相關標準規定,對線路、路基及各種建筑物的位置、尺寸、高程及用地界進行測量核對,如實反映在竣工資料和圖紙上。并設置永久性控制樁及水準點;監理工程師檢查竣工測量的永久性控制樁和水準點的設置情況;審核承包單位提交的竣工測量成果資料及檢查記錄;按設計圖紙要求監理工程師實測實量抽查結構物的各部位位置、尺寸、高程等數據。
2線下工程建筑及線路設備竣工測量的質量控制要點
2.1 線路竣工測量的質量控制要點①檢查路基竣工測量的限差,路基竣工測量包括中線測量和斷面測量,線路中線測量和斷面測量可用GPS RTK流動站進行測量,也可用GPS RTK流動站進行線路的貫通測量。②在有橋、隧地段的線路竣工測量,中線貫通應以橋、隧中線為依據向兩端進行引測貫通,同時還應檢查該直線上建筑物位置是否超限,路基中線最大偏差是否在允許范圍內。③竣工測量時,水準點應移設于接近線路的穩固建筑物或在橋梁墩臺上,水準點間距不應大于2Km。④線路中線貫通測量后,直線上的轉點、曲線上的控制點及交點樁均應進行固樁。⑤復核加設的線路中樁和設置水準點、地界樁等。⑥路基和過渡段沉降監測資料也是竣工測量資料的重要組成部分,包括沉降評估資料。
2.2 橋梁竣工測量的質量控制要點可用全站儀亦可用GPS RTK流動站進行橋梁竣工測量,具體檢查內容為:①橋梁竣工后應測定橋梁中線、跨距、墩臺、梁部尺寸和高程。②檢查頂帽及支承墊石的高程。③檢查支座位置及底板高程。④特殊橋梁應按相關規定辦理。⑤橋梁沉降監測資料也是竣工測量資料的重要組成部分,包括沉降評估資料。
2.3 隧道竣工測量的質量控制要點①對于鋪設有砟軌道的隧道,應用洞導線放設線路中線點;對于鋪設無砟軌道的隧道,由于今后的軌道維護采用CPⅢ進行,因此,無需再放設施工中線點。②檢查測量隧道凈空斷面是隧道竣工測量的主要內容之一。該項工作在中線復測并設立永久中線點的水準點之后進行。在直線段每50m、曲線段每20m以及需要加測斷面處定設中樁,并在邊墻上標出相應的軌頂高程,另外包括內拱頂高程、起拱線寬度、軌頂面以上1.1m、3.0m、5.8m處寬度、鋪底或仰拱高程,均以線路中心為準,并作好記錄繪出斷面圖,作為竣工資料。③檢查埋設永久中線點及其標志。④復核永久中線點、水準點的實測成果及示意圖。⑤隧道 沉降監測資料也是竣工測量資料的重要組成部分,包括沉降評估資料。⑥隧道監控量測資料也應作為竣工資料的一部分。
2.4 車站及其附屬建筑物(房建)竣工測量的質量控制要點①檢查矩形建筑物、構筑物的對角線兩端外墻軸線交點坐標和幾何尺寸;圓形建筑物、構筑物的中心坐標和接地外半徑。②所有建筑物的室內凈空和地面高程。③復核永久水準點的實測成果。④同時應檢查相鄰建筑物之間的位置關系是否正確。
2.5 軌道工程竣工測量①檢查測量碴肩寬度、道床厚度、軌面標高。②檢查軌道和道岔幾何尺寸。③測量檢查線路中樁支線、緩和曲線、圓曲線接點,緩和曲線、圓曲線、夾直線、夾曲線長度。④測量檢查軌道正線間距、站線線間距、車站主要建筑物和設備與線路中心間距。
3竣工地形圖及鐵路用地界測量
鐵路用地界樁測量應根據鐵路用地圖,利用CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ控制網采用全站儀極坐標法、全站儀自由設站法或GPS RTK進行設站。沿線路兩側每隔300m~500m及地界寬度變化處均應埋設地界樁,用地界樁的測量點位中誤差不應大于5mm。線路竣工地形圖測量范圍應滿足用圖單位的需要,一般為線路兩側各100m(站場由最外股道起算),特殊情況至少包括鐵路用地界外50m,地形圖比例尺為1:2000。線路竣工地形圖宜采用航空攝影的方法測繪,也可采用線路施工平面圖進行修測。地形圖測量技術要求應按有關規范執行。
4竣工測量資料整理及交驗
竣工測量完成后,由竣工測量單位編制竣工測量資料,竣工測量資料應包括:CP0、CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ控制點,線路水準基點,維護基標,鐵路用地界樁坐標成果及點之記。CP0、CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ控制點,線路水準基點,維護基標樁橛,鐵路用地界樁。軌道幾何狀態竣工測量成果,包括線路中線位置、軌道高程、測點里程、坐標、軌距、水平、高低扭曲等。線路竣工平面圖,縱、橫斷面圖。構筑物的竣工圖。路基表、橋涵表、隧道表、車站表等。線路沿線設備竣工測量成果,包括接觸網、行車信號和線路標志等主要設備的竣工測量成果??⒐y量報告。還應該包括建筑物變形監測資料。
5結論
我們作為測量監理提前對施工單位提出竣工驗收測量要求,能夠使施工單位明白竣工驗收測量需要什么資料,做到心中有數,使竣工驗收順利進行,為業主工程驗收提供可靠的數據資料,為將來工程運營留下寶貴資料。
參考文獻:
[1]中華人民共和國鐵道部.中華人民共和國行業標準《高速鐵路工程測量規范》[S].TB10601-2009J962-2009.
【關鍵詞】 無砟軌道沉降觀測標準化管理過程控制
中圖分類號:U213.2 文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述:
1.1地質情況
蘭新鐵路第二雙線二標地處新疆哈密煙墩風區,屬天山東脈北山南麓剝蝕丘陵區,局部分布有基巖殘丘,呈叢狀園丘形,地形較起伏,地面高程600~700m,其地層巖特性如下:
圓細礫土:分布于地表層,厚度0.2~1.5m.
粗砂:分布于DK1243+630~DK1245+000,地表層,厚度0-0.5m。
礫巖:厚5~10m灰白色,礫狀結構,層狀構造,鈣質膠結,巖心多呈散粒狀,局部呈碎塊、短柱狀。強~弱風化。
泥巖:局部地段分布,泥質結構,層狀構造,泥質膠結,強~弱風化。
砂巖:局部地段分,泥質結構,層狀構造,泥質膠結,強~
弱風化。
1.2控制網布設
高速鐵路工程施工測量具有線路長、精度高的特點,控制網的布設從設計勘察到施工及運行維護采用了三級網模式(CPI為基礎平面控制網、CPII線路控制網、CPIII軌道控制網),高程控制網為兩級布設,第一級為線路水準基點控制網,第二級為軌道控制網(CPⅢ)高程精密水準。融三網合一形式給無砟軌道施工期間沉降觀測和后期運營維護提供了最好的基本技術保障。
沉降監測網由基準網和變形點測量網組成,基準網由基準點和工作基點組成;變形點測量網由工作基點和變形點組成。
1.3區內沉降觀測觀測斷面布置
施工區段自DK1235+000~DK1245+000共有245個沉降觀測斷面,觀測點斷面間距一般為50m左右,路涵和和路橋過渡段觀測斷面間距為5m,共計856個觀測點(包含大橋和涵洞)。
2、沉降變形觀測的技術要求
2.1 執行標準
1、《蘭新鐵路(新疆段)客運專線鐵路線下工程沉降與變形觀測及評估實施細則》;
2、《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》(鐵建設[2006]158號);
3、《高速鐵路工程測量規范》TB 10601-2009;
4、《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》。
5、《國家一、二等水準測量規范》。GB/T12897-2006
6、蘭新鐵路(新疆段)客運專線鐵路工程設計文件。
2.2 工作基點
垂直位移監測網主要技術要求按下表執行:
2.3 技術要求
測量等級及精度要求
3、施工順序及工藝流程
4、沉降變形觀測過程控制
沉降變形觀測的施工順序為:布設沉降觀測點埋設觀測原件進行沉降觀測收集觀測數據觀測結果分析、評估。
4.1 沉降變形觀測作業指導書
沉降變形觀測之前必須根據設計規范要求,編制沉降變形觀測系統實施細則,它是進行沉降變形觀測作業的指導書,也是沉降變形觀測的約束性文件,一切沉降變形觀測工作必須以此為標準進行。
沉降變形觀測系統實施細則編制內容包括編制依據、工程概況、沉降監測的目的原則及技術要求、沉降觀測組織機構及儀器配置、沉降位移觀測測量、沉降觀測資料整理等等。
4. 2 沉降變形點的埋設、保護與觀測
路堤沉降板(L1)在原地面清表和壓(夯)實之后進行埋設,在路堤填筑過程中進行沉降觀測,在進行沉降板埋設時保證板底土的壓實度,板底不能留有殘土砟。沉降板埋設完成以后必須安裝保護裝置,防止在路堤填筑過程中對沉降管的碰撞和破壞。對于沉降管頂口應加管套封口,鋼管和塑料套管之間應用土工布封住,防止填土施工中填料進入塑料套管之中造成測量數據失真,每次接管都應保證沉降管的垂直。
沉降板主要是對路基地表夯實或進行軟基處理后施工情況的檢測,它的沉降量和沉降速率與每日填土高度及壓實度有著密切的關聯,要求路堤中心線地面沉降速率不大于10mm/d,所以,觀測頻次必須根據《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》中的要求進行。當兩次連續觀測的沉降值大于2mm時應加密觀測頻次,如發現沉降值超10mm/d應通知立即停止填筑。
路基沉降觀測頻次表
當路基基床底層填筑完成以后需埋設G1、G2沉降觀測樁,根據《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收標準》相關要求工后最終沉降量不大于15mm,對于地質情況不太好的地方,設計會采用堆載預壓(預壓期不少于6個月)的方法來加快施工階段的沉降速率以減少工后沉降,有堆載預壓段設有L2沉降板(基床底層頂部,如圖)。
L2埋設受預壓土堆載影響很容易傾斜,在進行L2沉降管埋設時應特別注意加強施工現場管理,保證沉降管的垂直和套管中不落入沙土。
觀測樁(G1、G2)是在基床底層頂部兩側,受風沙雨雪、季節變化和外界干擾因素較多,在埋設時必須按設計要求進行,埋設深度不能過深或過淺,過淺經過雨水侵泡或季節變化路基填料或少會有收縮膨脹,容易造成測量數據失真。
沉降觀測外業測量受氣溫氣壓、風速、陽光照射等影響較大,應選擇在早上10:00之前或下午16:00之后觀測,確保觀測數據的質量。每次測量必須做好外業工況記錄,以備數據處理過程中出現沉降突變問題的查詢。
4.3 沉降觀測數據的收集處理與分析
沉降觀測數據收集必須遵循當天測量當天收集當天處理的原則,這樣便于對出現沉降量發生突變的點進行分析、處理和對于超出規范要求的進行重新測量。
蘭新二線(新疆段)沉降觀測數據處理是由西南交通大學鐵發公司提供的《高速鐵路沉降觀測與數據管理系統》軟件進行嚴密平差計算與數據管理、報表打印。
對于沉降數據的分析主要以下幾個方面:
(1)、相鄰斷面沉降沉降值相差不大于5mm。
(2)、同一斷面沉降值相差不大于3mm。
(3)、正常頻次觀測情況下連續兩次的沉降值不宜大于2mm。
(4)、過渡段不同結構物間的沉降差異不大于5mm。
(5)、沉降引起沿線路方向的折角不應大于1/1000.
(6)、沉降值有沒有突變現象,查明形成的原因。
(7)、沉降曲線是否趨于平穩。
以下是具有代表性的L1、L2、G1、G2單點沉降曲線圖:
圖4.1.1 測點1242422L1累計沉降-時間曲線圖
圖4.2.2 測點1243917L2累計沉降-時間曲線圖
圖4.2.3 測點1242667G1累計沉降-時間曲線圖
圖4.2.4測點1242667G2累計沉降-時間曲線圖
4.4 沉降評估
蘭新二線(新疆段)沉降評估是由西南交通大學負責的,在施工單位整理好評估數據和資料后提交給評估單位進行評估。
根據《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》要求,路基填筑完成或對載預壓后不少于3個月的實際觀測數據作多種回歸曲線分析,確定沉降變形的趨勢,曲線回歸的相關系數不應低于0.92。
下面是蘭新鐵路第二雙線二標三工區路堤填筑、堆載預壓完成后,由西南交通大學給出的部分評估數據和意見(摘錄):
5、結束語
關鍵詞:高速鐵路CPⅢ網 ;CRTSⅡ型板式無砟軌道 ;軌道精調 ;建成與復測
Song typeface EIIa abstract: orbit control network (CP Ⅲ) is a three dimensional control network in along the way, the closed in the plane control network (CPI) or line control network (CP Ⅱ) and base line level, after the completion of frantic jumble track laying and operating maintenance provide three-dimensional benchmark. In the construction of CRTS Ⅰ type plate without a frantic jumble orbit, CRTS Ⅱ type slab without a frantic jumble track in the process, from the construction of the base plate line lofting fine adjustment to the rail, rail board fine adjustment is needed to CP Ⅲ control network, when later in the line maintenance, also need to use the CP Ⅲ control network, so the CP Ⅲ control network construction is very important in the construction.
Key words: high-speed rail CP Ⅲ network; CRTS Ⅱ type plate without a frantic jumble orbit; Orbital fine adjustment; Built and retest
中圖分類號: U238 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、CPⅢ網測量前的工作要求
軌道控制網CPⅢ建網測量前首先應對沿線CPI、CPⅡ和二等水準網進行全面復測。其次,CPⅢ建網測量前應制定實施方案,經建設單位審批后執行,且CPⅢ成果應進行評估,合格后用于無砟軌道鋪設。最后,CPⅢ控制網外業測量精度要求高,施測難度大,測量方式新,技術要求高,施測單位應做好技術、人員、儀器設備等各方面的準備。
二、CPⅢ網建設的工作流程
CPⅢ網的建設主要包括:CPⅡ控制網加密、線路水準基點加密、CPⅢ布設、CPⅢ平面和高程控制測量等幾項主要工作。
精測網加密
CPⅢ測量前,應對CPⅡ點進行加密,確保沿線可用的CPⅠ或(加密)CPⅡ點間距在600m左右。加密、觀測、數據處理要求同精測網原網要求。本工區CPⅡ測量采用南方靈銳S86,加密點采用強制對中標,沿線路前進方向左右交替埋設于橋梁的固定支座上方防護墻頂部。
線路加密水準基點埋設于橋梁固定支座上方防護墻頂部,按二等水準測量的技術要求進行,并保證可用的(加密)線路水準基點間距在1000m左右。加密水準點采用天寶DINI03電子水準儀配條碼水準尺進行測量,觀測數據采用儀器內置儲存記錄,并轉化成電子手簿。
2、CPⅢ點的埋標與布設
1)本工區CPⅢ點強制對中標為中鐵四院的國家專利產品。橋梁上每隔60m左右在固定支座正上方的防護墻頂埋設一對CPⅢ標預埋件,要求每對CPⅢ點之間的連線應與此處鐵軌的延伸方向大致垂直。CPⅢ預埋件在澆筑防護墻混凝土前預埋,若有遺漏,則采取打孔植筋的方式埋設。
2)CPⅢ點采用7位數的編號形式,前四位采用連續里程的公里數,第5位正線部分為“3”,第6、7位為流水號,01~99號數循環,由小里程向大里程順次編號,下行線軌道左側的標記點編號為奇數,上行線軌道右側的標記點編號為偶數。CPⅢ點丟失或破壞后補埋的點,新點號一般可通過修改原點號中的第1位得到。
CPⅢ測量過程中的自由設站點編號根據連續里程和測站號等相關信息進行編制,如1212C101。前4位為里程,第5位C代表初次建網測量,B代表補測,F代表復測,J代表竣工測量,第6位1代表第一次測量,第7位和第8位代表測站編號,01~99號數循環。
3、CPⅢ測量與數據處理
CPⅢ控制網應采用自由設站邊角交會法施測。要求平面獨立測量兩次,一般情況下第一次從小里程向大里程方向,第二次從大里程向小里程方向。
CPⅢ平面網應附合于CPⅠ、CPⅡ控制點上,每600m左右應聯測一個CPⅠ或CPⅡ控制點,當CPⅡ點位密度和位置不滿足CPⅢ聯測要求時,應按同精度擴展方式加密CPⅡ控制點。
1)CPⅢ布網形式
CPⅢ測量布網形式見圖1.1所示。
因遇施工干擾或觀測條件稍差時,CPⅢ平面控制網可采用圖1.2所示的構網形式,平面觀測測站間距應為60m左右,每個CPⅢ控制點應有四個方向交會。
在自由站上測量CPⅢ的同時,將靠近線路的全部CPⅡ點進行聯測,納入網中。每個CPⅢ測量組中需使用同一種棱鏡,并做好棱鏡常數等參數的設置工作,且應注意聯測CPI、CPⅡ采用網形的優先順序。
2)CPⅢ網平面測量
我工區CPⅢ網平面測量采用徠卡TCRP1201+全站儀,并通過中國地震局第一監測中心計量檢定站檢定。該全站儀具有自動目標搜索、自動照準、自動觀測、自動記錄功能,其標稱精度為:方向測量中誤差不大于±1″,測距中誤差不大于±(1mm+2ppm),滿足規范要求。配套使用電子測溫計,量測精度為±0.1℃,氣壓計量測精度不低于±5hpa,符合規范要求。
平面觀測前,應對全站儀進行檢驗和校正。
①觀測要求
CPⅢ網每個自由測站,一般以前后各3對CPⅢ點為測量目標,每個CPⅢ點至少從3個測站上分別聯測。應盡量選擇無風的陰天進行或夜間進行觀測,并準確測定每站測量時的溫度和氣壓。自由測站間距一般約為120m,最遠觀測距離不應大于180m。
CPⅢ控制網水平方向應采用全圓方向觀測法進行觀測,全圓方向觀測應滿足表《CPⅢ平面網水平方向觀測技術要求》的規定。
CPⅢ平面網距離測量應滿足表《CPⅢ平面網距離觀測技術要求》的規定。
當CPⅢ平面網外業觀測的水平方向和距離觀測不滿足以上技術要求時,該測站外業觀測值應部分或全部重測。
②技術指標
CPⅢ平面網的主要技術指標應滿足表《CPⅢ平面網的主要技術指標》的規定。
CPⅢ平面自由網平差后,方向改正數的限差為±3″,距離改正數的限差為±2mm。
CPⅢ平面約束平差后的精度指標應滿足表《CPⅢ平面網平差后的主要精度指標》的規定,單位權中誤差宜為0.7~1.3,可靠性指標最小為0.15,平均為0.25。
CPⅢ平面網的平差計算取位,應按表《CPⅢ平面網平差計算取位》的規定執行。
③CPⅢ網分段與測段銜接
CPⅢ可以根據施工需要分段測量,分段測量的測段長度不宜小于4km。測段間應重復觀測不少于6對CPⅢ點,作為分段重疊觀測區域以便進行測段銜接。
測段之間銜接時,前后測段獨立平差重迭點坐標差值應滿足≤±3mm。在坐標換帶處CPⅢ平面網計算時,應分別采用相鄰兩個投影帶的CPⅠ、CPⅡ坐標進行約束平差,并分別提交相鄰投影帶兩套CPⅢ平面網的坐標成果。兩套坐標成果都應該滿足上面的精度要求,兩套坐標的CPⅢ測段長度不應小于800m。
④外業記錄
在現場測量時應記錄各測站的實際情況,它是CPⅢ測量的重要原始數據,應認真填寫,對于特殊情況在備注欄中加以說明,結束后裝訂存檔。
⑤內業數據處理
CPⅢ點的平面數據處理軟件采用鐵道部評審通過的TSDI_HRSADJ軟件。觀測數據存儲之前,必須對觀測數據的質量進行檢核。觀測數據經檢核不滿足要求時,及時重測。用該軟件進行平差計算時,要對各項精度作出評定。平差處理按照數據傳輸及預處理、坐標概算及距離改化、粗差的剔除、邊、角權比、起算點兼容性、平差計算、提交成果七步程序進行。
3)CPⅢ網高程測量
CPⅢ控制點水準測量可按矩形環單程水準網或往返測水準網構網觀測。CPⅢ水準網與(加密)線路水準基點聯測時,應按精密水準測量要求進行往返觀測。
①聯測網形
CPⅢ控制點間的水準路線,可選如下水準路線形式中的一種進行。
a)往返測水準網
每一測段應至少與2個二等水準點進行聯測,形成檢核。聯測時,往測以軌道一側的CPⅢ水準點為主線貫通水準測量,另一側的CPⅢ水準點在進行貫通水準測量擺站時就近觀測。返測時以另一側的CPⅢ水準點為主線貫通水準測量,對面的水準點作為間視點在擺站時就近觀測,計算時不參與平差計算,只是把測量結果和平差結果進行對比。
b)單程矩形閉合環
外業測量時,各閉合環的4個高差應該由2個測站完成,按照后-前-前-后或前-后-后-前的順序測量。
②主要技術要求
②CPⅢ高程控制網測量要求
CPⅢ高程控制網精密水準測量的主要技術要求,應符合表《精密水準測量的主要技術標準》的規定。
精密水準測量精度要求應符合表《 精密水準測量精度要求》的規定。
CPⅢ高程網精密水準測量測站的主要技術要求,應符合表《CPⅢ高程網精密水準測量測站的主要技術標準》的規定。
CPⅢ高程網的外業觀測值不滿足要求時,應該部分或全部重測。
③橋面高程傳遞
當橋面與地面間高差大于3m,線路水準基點高程直接傳遞到橋面CPⅢ控制點上困難時,可采用三角高程測量法傳遞,觀測兩遍,且要求儀器變換儀器高,每次要求手工觀測四個測回。
中間設站三角高程測量的主要技術要求,應滿足表《中間設站三角高程測量的技術要求》的要求。測量中,前后視必須是同一個棱鏡。觀測時,棱鏡高不變;儀器與棱鏡的距離不宜大于100m,最大不應超過150m。前、后視距應盡量相等,一般距離差值不宜超過5m。觀測時,要準確測量溫度、氣壓值,以便進行邊長改正。
④內業數據處理
內業數據處理包括:測站數據檢核、水準路線數據檢核。當CPⅢ水準網的環數超過20個時還應進行每千米水準測量的高差全中誤差的計算。外業觀測數據全部合格后,方可進行內業平差計算,且應以聯測的穩定線路水準基點的高程作為起算數據進行固定數據平差計算。
⑤CPⅢ高程區段接邊處理
CPⅢ高程測量分段方式與CPⅢ平面測量分段方式保持一致,前后段接邊時應聯測另外一段2對CPⅢ點。區段之間銜接時,前后區段獨立平差重疊點高程差值應≤±3mm。滿足該條件后,后一區段CPⅢ網平差,應采用本區段聯測的線路水準基點及重疊段前一區段連續1~2對CPⅢ點高程成果進行約束平差。
⑥CPⅢ高程成果的取用
相鄰CPⅢ點高差中誤差不應大于±0.5mm。CPⅢ高程點復測時與原測成果的高程較差≤±2mm,且相鄰點的復測成果高差與原測成果高差較差≤±1mm時,采用原測成果。較差超限時應分析判斷超限原因,確認復測成果無誤后,應對超限的CPⅢ點采用同級擴展方式更新成果。
三、CPⅢ網的復測與維護
為了保證無砟軌道施工的精度,在施工過程中應根據無砟軌道板、軌道精調等施工階段及施工組織計劃安排對CPⅢ網進行復測,CPⅢ網在竣工驗收時必須進行一次復測。
1、CPⅢ網復測要求
在區域沉降漏斗區CPⅢ網測量完成與軌道基準點的測量、鋪板和軌檢開始的時間不宜相隔太長,以減少橋梁或路基可能發生沉降對CPⅢ點精度的影響。
2、復測精度指標
1)平面
CPⅢ平面網復測采用的觀測方法、精度指標及聯測上一級控制點CPⅠ、CPⅡ的數量均應與原測相同。CPⅢ點復測與原測成果的坐標較差應≤±3mm,且相鄰點的復測與原測坐標增量較差應≤±2mm。較差超限時應結合線下工程結構和沉降評估結論進行分析判斷,并根據分析結論采取補測或重測措施。坐標增量較差按下式計算:
Δxij=(Xj―Xi)復―(Xj―Xi)原
ΔYij=(Yj―Yi)復―(Yj―Yi)原
2)高程
CPⅢ高程網復測采用的精度指標、計算軟件及聯測上一級線路水準基點的方法和數量均應與原測相同。CPⅢ點復測與原測成果的高程較差應≤±3mm,且相鄰點的復測與原測高程成果增量較差應≤±2mm。較差限時應結合線下工程結構和沉降評估結論進行分析判斷,并根據分析結論采取補測或重測措施。高程增量較差應按下式計算:
ΔHij=(Hj―Hi)復―(Hj―Hi)原
3)成果選用
復測完成后,應對CPⅢ網復測精度進行評價,滿足要求后,對復測數據和原測數據進行對比分析和評價,對超限的點位認真進行原因分析,確認復測成果無誤。為保證CPⅢ點位的相對精度,對超限的CPⅢ點應按照同精度內插的方式更新CPⅢ點的坐標。最終應選用合格的復測成果和更新成果進行后續作業。
3、CPⅢ網維護
由于CPⅢ網布設于橋梁防撞墻上,會受線下工程的穩定性等原因的影響,為確保CPⅢ點的準確、可靠,在使用CPⅢ點進行后續軌道安裝測量時,每次都要與周圍其它點進行校核,特別是要與地面上穩定的CPⅠ、CPⅡ點進行校核,以便及時發現和處理問題;同時應加強對永久CPⅢ點的維護,為京滬高速鐵路建成后的養護維修提供控制基準。
1)補設CPⅢ標志:在施工或運營過程中應檢查標石的完好性,對丟失和破損較嚴重的標石應按原測標準,并在原標志附近重新埋設。
2)補設CPⅢ點的編號:同新設CPⅢ編號一樣,采用7位編號形式(0000400)。
3)外業測量及數據處理:當有CPⅢ點丟失時,應補測此CPⅢ點臨近的兩個CPII點之間的所有CPⅢ,并約束這兩個CPII點進行平差,平差后CPⅢ點復測與原測成果的坐標較差應≤±3mm,當滿足3毫米要求后應約束此點周圍的五個點和兩端的CPII點,并保證各觀測的方向與距離的殘差滿足規范要求,且以本次平差結果為該點的最后成果。
如果不能滿足上述要求應結合具體情況分析,如果滿足規范要求可對其它點成果進行調整。
【參考文獻】:
(1)《國家一、二等水準測量規范》(GB12897-2006);
(2)《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009);
(3)《鐵路工程測量規范》(TB10101-2009);
(4)《鐵路工程衛星定位測量規范》(TB10054-2010);