1、成贵客专复测技术方案研究摘要高速铁路控制网为整条线路施工的总体控制网，结构复杂，覆盖面大，其平面控制网精度和网形稳定性以及高程控制网复测精度对于线路施工起决定性作用，为保证施工质量，控制网复测工作至关重要。 关键词 平面控制网高程控制网复测精度决定性 中图分类号： C35 文献标识码： A 概述 任务来源 新建铁路成贵客运专线（四川段）CGZQ-7 标（D2K176+315 至DK217+685） ，由中铁二十局集团有限公司承担施工任务。 根据高速铁路工程测量规范 （TB106012009）第 5.7 节的规定，在进行线下工程施工测量前，应对铁二院提供的 CPI、CPII 平面控制网和二等水准
2、高程控制网进行复测。 测区概况 我标段处于四川省宜宾市长宁县、江安县和兴文县境内，自D2K176+315DK217+685，线路全长 41.370km，主要工程有：特大桥 7 座，其中干坝咀特大桥全长 976m、土包弯特大桥全长 1042.15m；大桥 24 座；中桥 9 座；隧道 11 座，其中兴隆坪隧道全长 2803m、玛瑙山隧道全长3010m、猫鲁寺隧道全长 4295m。 测区地形复杂，以山区为主，植被覆盖率大，地形陡峻，沟壑交织，道路盘旋，交通主要为附近村镇的乡道或村道，测区通视情况困难，水准测量难度较大。 控制点现状及数量 根据复测控制点的现状及数量，本次复测 CPI 点 26 个（
3、包含搭接相邻标段各 2 个） ，CPII 点 27 个；水准点 19 个（包含搭接相邻标段各 1 个），深埋水准点 4 个，交桩完成后我标段根据成贵铁路第一交桩小组要求继续寻找没有找到的控制点，最终确认 CPI 点破坏 5 个，CPII 点破坏 3个（CPII362 为水准点共用桩） ，CPII374 处竹林遮挡严重重新选点埋设，水准点破坏 7 个，我标段在复测开始前根据规范要求已经将破坏、丢失的控制点进行了补桩。 本次复测预计水准线路长度约 150 公里，须耗时约 20 天左右。 图 1 二等水准高程控制点平面分布示意图 测量技术依据 执行主要技术标准 铁路工程卫星定位测量规范 （TB 10
4、054-2010） 高速铁路工程测量规范 （TB 10601-2009） 国家一、二等水准测量规范 （GB/T 12897-2006） 主要精度指标 CPI、CPII 网复测的方法和精度指标 CPI、CPII 均采用 GPS 测量方法施测，按照高速铁路工程测量规范（TB 10601-2009）规定的精度指标执行，具体的精度指标见表 1。 表 1CPI、CPII 网 GPS 测量的精度指标 线路水准基点复测的方法和精度指标 线路水准基点复测采用水准测量方法施测，检测相邻的线路水准基点间的高差，测量等级为二等水准，按照国家一、二等水准测量规范（GB/T 12897-2006）规定的精度指标执行，见
5、表 2。 表 2 水准测量的精度指标（mm） 注：表中 K 为测段水准路线长度、R 为检测测段长度，单位 km，当小于 1km 时按 1km 计。n 为测段测站数，当每公里测站数 n25 时，采用测站数计算限差。 既有资料 设计单位移交本标段控制网资料 4 本，分别为： 新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网 CPII 坐标成果表 移交时间：2013 年 11 月 新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网 CPI 坐标成果表移交时间：2013 年 11 月 新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网二等水准成果表提交时间：2013 年 11 月 新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控
6、制测量网点之记提交时间：2013 年 11 月 根据以上资料，和现场控制桩状况，我标段编写本次复测技术方案。并依次报监理站、咨询单位、建设单位审核。 坐标系统及高程基准 坐标系统 平面坐标系统按高斯投影的方法建立工程独立坐标系，采用 WGS-84坐标系基本椭球参数（长半轴 a6378137m，扁率=1298.257223563） ，根据线路平纵断面设计资料，按投影变形值不宜大于 10mm/km 进行坐标系统设计，我标段共计有 2 个带，具体见下表3。 表 3 投影分带表 高程基准 高程采用 1985 国家高程基准。 复测组织安排 生产计划安排 本次复测我标段计划组建二等水准组 5 个，GPS
7、组 1 个，具体工作计划如下： CPI 网和 CPII 复测：因 GPS 控制点大部分在山上，车辆无法到达，并且人员爬山，车辆绕行耗时长，计划投入 14 台 Trimble 双频 GPS 接收机，按照 CPI 等级同时观测，保证重复设站率，节省搬站时间。 水准网复测：按照我标段各分公司承担的任务量，各自承担本管段内水准网复测，相邻两个公司搭接水准点由指挥部统一指定，复测数据统一报指挥部汇总审核。 仪器设备及软件 根据规范和工期的要求，本次复测共投入 Trimble 双频 GPS 接收机14 套，Trimble DINI03 数字水准仪 5 套。投入的主要测量仪器见表 4。 表 4 投入使用的主
8、要测量仪器一览表 所有测量仪器都经过国家计量授权的计量仪器鉴定机构检定，均在仪器检定有效使用期内，满足规范要求。 主要的测量人员 根据工期和技术方案的要求，本次复测投入的测量人员共 24 人，主要测量人员有工程师 5 名，助理工程师 1 名，高级技师 1 名，高级测量工 3 名。 复测执行方案 平面控制网复测 主要作业技术指标 GPS 外业观测技术要求按下表 5 要求执行： 表 5GPS 观测作业的基本技术要求 观测前的准备 作业期间根据项目所在位置进行卫星可见性和精度预报，结合点位对天通视障碍图进行观测时段的选择和安排。 对所有基座的水准器、光学对点器进行了检校，并且在作业过程中经常检查，保
9、持其正常状态，对中误差小于 1mm； 按作业要求检查并设置好仪器的各项技术参数，卫星观测高度角均设定为 15，数据采样间隔均设定为 15s，满足设计要求。 要求测量人员在每时段测前（在开机之前）和测后（在关机之后）各量取一次天线高，两次量取误差不大于2mm 时，取平均值记入 GPS 外业观测手簿。 测区测量桩保存情况 根据设计单位移交我标段的设计成果文件和现场控制点状况，我项目管段内 CPI 点 24 个（新补桩 5 个） ，CPII 点 27 个（新补桩 4 个） ，水准点 10 个，深埋水准点 4 个。 CPI、CPII 布网观测方案 CPI 网观测构网和实施 CPI 网复测与原设计同精度
10、、同等级的方式进行，按照二等 GPS 控制网要求采用 GPS 同步静态观测模式，同步作业图形之间采用边连接的方式，大地四边形同步图形扩展进行布网（如图 2 所示） ，每个环同步观测2 个时段，每时段观测至少 90 分钟，满足设计要求。 图 2GPS 测量网形示意图 与相邻标段 CPI 网的联测 为了保证相邻标段间的线路衔接平顺，本标段的 CPI 复测网向相邻标段延伸联测一对 CPI 控制点，向 6 标管段延伸联测至 CPI 控制点CPI117、CPI118（如图 3 所示） ，向 8 标延伸联测至 CPI 控制点CPI141、CPI142（如图 4 所示） 。 图 3 成贵铁路 7 标中铁二十
11、局管段与 8 标中铁十六管段 CPI 网联测示意图 图 4 成贵铁路 7 标中铁二十局管段与 6 标四川路桥 CPI 网联测示意图 CPII 网观测构网和组织 CPII 网按照三等 GPS 控制网要求采用 GPS 同步静态观测模式，同步作业图形之间采用边连接的方式，大地四边形同步图形扩展进行布网，观测 2 个时段，每时段观测至少 60 分钟，满足设计要求。 CPII 网复测时，相邻的所有 CPI 点均联入，使 CPII 网完全附合至CPI 网。 GPS 网基线解算 GPS 观测数据采用接收机自带的数据转换软件，将原始观测数据以天为存储单位将每台接收机的数据保存至电脑，然后再采用天宝 TGO 软
12、件统一进行基线解算，基线解算合格后输出形成基线向量文件提供平差计算。 基线解算： （1）基线解算时采用广播星历，卫星高度角采用 15，双差固定解。（2）同一时段观测值的数据剔除率小于 10%。 （3）任一时段的同步观测时间不满足规范要求，则该时段作废。 质量检验： （1）同一基线不同时段重复观测基线较差应满足： 。 （2）基线向量精度满足规范要求后，进行环闭合差检验。 由若干条独立基线边组成的独立环各坐标分量闭合差（Wx、Wy、Wz）及全长闭合差(Ws)应符合下式规定： 式中：n-闭合环的边数； -基线长度中误差（mm） ，固定误差a=5mm，比例误差系数 b=1mm/km，环的平均边长 d(
13、单位以 km 计） 。 坐标约束点的确定 CPI 网使用相邻标段搭接的相对关系稳定，相对精度满足规范要求1/250000 的 CPI 点作为坐标约束点；CPII 网使用我标段稳定的 CPI 点做为约束点。 CPI、CPII 网平差计算 GPS 网平差计算采用武汉大学科傻 GPS 数据处理软件 。 三维无约束平差： 在基线质量检验合格后进行三维无约束平差。无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应符合下式： 无约束平差基线分量的改正数超限时，则认为该基线或者其附近的基线存在粗差，应进行分析并剔除含有粗差的基线然后再次平差。平差后提供无约束平差 WGS-84 坐标系中各点空间直角坐标、基线向量平差值及
14、其改正数和精度信息。 二维约束平差： 平差合格后，提供约束平差后基线向量平差值及其改正数和精度，其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符合下式要求： 约束平差后检查基线方位角中误差、最弱边相对中误差、相邻点相对精度等指标是否满足规范要求。 CPI、CPII 控制网复测精度分析 在确认复测网自身精度满足规范要求的前提下，将复测成果与原测成果设计值进行全面对比分析。主要项目和标准如下： （1）平面控制网复测与原测坐标成果较差的限差应满足表 6 规定。不满足限差要求时应当进行再次复核测量，当复核测量仍与设计坐标较差超限时，报监理确认后，报设计进行复测确认。 表 6CPI、CPII 控制点复测坐标较差限差 复测与原测相邻点间坐标差之差的相对精度应满足表 7 的规定。 表 7 GPS 复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差 注：表中相邻点间坐标差之差的相对精度按下式计算： 式中，
