高速鐵路精密工程測(cè)量

高速鐵路精密工程測(cè)量演繹誠(chéng)信之本追求卓越之路鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)公司2010年7月目錄一、精密工程測(cè)量的概念及常用的設(shè)備二、高速鐵路建精測(cè)網(wǎng)的必要性三、傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量的方法四、高速鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn)五、高速鐵路精密工程測(cè)量的內(nèi)容和方法六、一體化測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、精密工程測(cè)量的概念及常用技術(shù)設(shè)備什么叫精密工程測(cè)量精密工程測(cè)量的特點(diǎn)如何理解測(cè)量的精度高速鐵路工程中哪些測(cè)量屬于精密工程測(cè)量范疇GPS全站儀電子水準(zhǔn)儀什么叫精密工程測(cè)量工程測(cè)量分普通工程測(cè)量和精密工程測(cè)量所謂精密，顧名思義是精確嚴(yán)密精密工程測(cè)量主要是研究地球空間中具體幾何實(shí)體的精密測(cè)量描述和抽象幾何實(shí)體的精密測(cè)設(shè)實(shí)現(xiàn)的理論、方法和技術(shù)。精密工程測(cè)量代表著工程測(cè)量學(xué)的發(fā)展方向

精密工程測(cè)量的特點(diǎn)精密工程測(cè)量的最大特點(diǎn)是要求的測(cè)量精度很高。精密工程測(cè)量的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)測(cè)量的可靠性要求很高，包括測(cè)量?jī)x器的鑒定檢核，測(cè)量標(biāo)志的穩(wěn)定、測(cè)量方法的嚴(yán)密、測(cè)量方案的優(yōu)選、觀測(cè)量之間的相互檢查控制，以及嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理和對(duì)測(cè)量的質(zhì)量檢查控制以及監(jiān)理等等。

如何理解測(cè)量的精度精度這一概念包含的意義很廣，分相對(duì)精度和絕對(duì)精度。相對(duì)精度又有兩種一種是觀測(cè)量的精度與觀測(cè)量的比值，比值越小則精度越高，如邊長(zhǎng)的相對(duì)精度。但比值與觀測(cè)量及其精度這兩個(gè)量都相關(guān)，同樣是1/1000000,觀測(cè)量是10m和10km，精度分別為0.01mm和10mm，故有可比性差的缺點(diǎn)；另一種是一點(diǎn)相對(duì)于另一點(diǎn)，特別是臨近點(diǎn)的精度，這種相對(duì)精度與基準(zhǔn)無(wú)關(guān)，便于比較，但是各種組合太多，如有100個(gè)點(diǎn)，每一個(gè)點(diǎn)就有99個(gè)這樣的相對(duì)精度。

如何理解測(cè)量的精度絕對(duì)精度也有兩種一是指一個(gè)觀測(cè)量相對(duì)于其真值的精度，這一精度指標(biāo)應(yīng)用最多。由于真值難求，通常用其最或是值代替。但這一絕對(duì)精度指標(biāo)也有弊病，有時(shí)，它也與觀測(cè)量的大小有關(guān)，如長(zhǎng)度觀測(cè)量另一種是指一點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的精度，該精度與基準(zhǔn)有關(guān)，并且只能在相同的基準(zhǔn)下比較

如何理解測(cè)量的精度由于精度的含義較多，而且隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展又在不斷地提高，那么，有什么精度要求的測(cè)量才能稱(chēng)之為精密工程測(cè)量很難給出一個(gè)確切的定義。這里我們給出以下定義：凡是采用一般的、通用的測(cè)量?jī)x器和方法不能滿(mǎn)足工程對(duì)測(cè)量或測(cè)設(shè)精度要求的測(cè)量，統(tǒng)稱(chēng)精密工程測(cè)量。

高速鐵路那些測(cè)量屬于精密工程測(cè)量大型工程、特種工程中并非所有的測(cè)量都是精密工程測(cè)量，因此大型工程、特種工程不能與精密工程并列。大型、特種工程中一定包括一些或許多精密工程測(cè)量

高速鐵路那些測(cè)量屬于精密工程測(cè)量高速鐵路工程變形監(jiān)測(cè)和軌道板鋪設(shè)、軌道精調(diào)屬于精密工程測(cè)量，就其精度而言，其相對(duì)精度可能要求達(dá)到毫米至亞毫米級(jí)高速鐵路工程控制網(wǎng)從分級(jí)布設(shè)，最弱邊長(zhǎng)相對(duì)精度從幾萬(wàn)分之一到上百萬(wàn)之一，臨近點(diǎn)坐標(biāo)精度一般10毫米左右長(zhǎng)大隧道的橫向貫通精度雖然在厘米到分米級(jí)，但其對(duì)方向測(cè)量精度要求很高，也屬于精密工程測(cè)量

GPS

GPS

GPS

GPS

GPS

GPSRTK

全站儀

電子水準(zhǔn)儀

二、高速建精密工程測(cè)量體系的必要性高速鐵路行車(chē)速度快，列車(chē)運(yùn)行安全和舒適度對(duì)軌道的高平順性和高穩(wěn)定性要求高；高速鐵路建設(shè)需要大量鋪設(shè)無(wú)砟軌道，軌道板的鋪設(shè)和軌道（道岔）精調(diào)都需要高精度、高可靠性的測(cè)量技術(shù)做保證；高速鐵路勘察設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)檢測(cè)過(guò)程中的測(cè)量很多都屬于精密工程測(cè)量的范疇“三網(wǎng)合一”建設(shè)的需要；高速鐵路建設(shè)工程測(cè)量成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)需要。三、傳統(tǒng)的鐵路工程測(cè)量的方法鐵路速度目標(biāo)值低，對(duì)平順性要求不高，勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)維修沒(méi)有要求建立統(tǒng)一的坐標(biāo)基準(zhǔn)（控制網(wǎng)不唯一，各自一體），沒(méi)有“三網(wǎng)合一”的概念各級(jí)控制網(wǎng)測(cè)量精度指標(biāo)主要考慮線下工程施工要求制定，沒(méi)有考慮過(guò)軌道施工和運(yùn)營(yíng)對(duì)測(cè)量控制網(wǎng)的要求作業(yè)模式和流程一般是：初測(cè)、定測(cè)、線下工程施工測(cè)量、鋪軌測(cè)量高斯投影變形和高程投影變形大。北京54和西安80坐標(biāo)系統(tǒng)一般采用3度帶投影，不利于GPSRTK、全站儀進(jìn)行勘測(cè)和施工放樣。高程投影變形在高原地區(qū)和線路高差大的地方投影變形大。測(cè)量精度要求低，平面一般五等導(dǎo)線精度，高程測(cè)量采用五等水準(zhǔn)，多屬于普通工程測(cè)量的范疇。經(jīng)常出現(xiàn)曲線偏角超限問(wèn)題，施工單位只有已改變曲線要素的方法進(jìn)行施工施工交樁一般也是只交中樁，不給施工單位交導(dǎo)線點(diǎn)和GPS控制點(diǎn)，施工單位也不用坐標(biāo)法施工

四、高速鐵路精密工程測(cè)量的特點(diǎn)從控制網(wǎng)網(wǎng)形上看屬于帶狀，CPI直接閉合到國(guó)家高等級(jí)GPS點(diǎn)（A/B級(jí)）困難，所以有時(shí)需要做CP0；高速鐵路精密工程測(cè)量最大的特點(diǎn)是精度要求高。軌道基準(zhǔn)點(diǎn)和軌道（道岔）精調(diào)需要達(dá)到亞毫米級(jí)測(cè)量精度；軌道板的鋪設(shè)需達(dá)到亞毫米～毫米級(jí)的測(cè)量精度；軌道控制網(wǎng)CPIII測(cè)量要求1毫米測(cè)量精度；高速鐵路精密工程測(cè)量層次多，領(lǐng)域廣，工作量繁重，是鐵路建設(shè)成敗的關(guān)鍵技術(shù)之一。

五、高速精密工程測(cè)量的內(nèi)容及方法主要技術(shù)支持性文件或規(guī)范平面控制測(cè)量的內(nèi)容和作業(yè)方法高程控制測(cè)量的內(nèi)容和作業(yè)方法控制網(wǎng)復(fù)測(cè)及加密作業(yè)方法線下施工階段的測(cè)量作業(yè)方法無(wú)砟軌道鋪設(shè)階段的測(cè)量作業(yè)方法構(gòu)筑物變形測(cè)量作業(yè)方法線路整理及竣工測(cè)量作業(yè)方法運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)護(hù)維修測(cè)量主要技術(shù)支持性文件或規(guī)范1、《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10601-2009）2、《新建鐵路工程測(cè)量規(guī)范》（TB10101-2009）3、《高速鐵路無(wú)砟軌道工程施工精調(diào)作業(yè)指南》（鐵建設(shè)函[2009]674號(hào)）4、《高速鐵路無(wú)砟軌道施工測(cè)量暫行標(biāo)準(zhǔn)》（報(bào)批稿）5、《客運(yùn)專(zhuān)線鐵路無(wú)碴軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2006]158號(hào)）6、《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程施工技術(shù)指南》（TZ216-2007）7、《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2007]85號(hào)）8、《時(shí)速200公里及以上鐵路工程基樁控制網(wǎng)（CPⅢ）測(cè)量管理辦法》（鐵建設(shè)[2008]80號(hào)）9、《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范鐵路工程測(cè)量控制網(wǎng)管理工作的通知》（鐵建設(shè)[2009]20號(hào)）

平面控制測(cè)量的內(nèi)容和作業(yè)方法平面控制按分級(jí)布網(wǎng)的原則布設(shè)GPS框架網(wǎng)CPOD×10-6

基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）10線路平面控制網(wǎng)（CPⅡ）8線下施工控制網(wǎng)加密8軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)1加密基標(biāo)0.2

GPS框架網(wǎng)CP0

按每50～100km左右設(shè)置一座，按國(guó)家A/B級(jí)GPS標(biāo)準(zhǔn)施測(cè)。若國(guó)家A/B級(jí)GPS點(diǎn)密度和兼容性好可以代替CP0。測(cè)量方法：使用雙頻GPS接收機(jī)，按靜態(tài)測(cè)量方式觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段24小時(shí)（A級(jí)）或4小時(shí)（B級(jí)），使用精密星歷解算基線。精度指標(biāo)要求：最弱邊相對(duì)中誤差：1/1000000基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）按二等GPS施測(cè)，小于4km布設(shè)一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)點(diǎn)對(duì)，點(diǎn)對(duì)間距大于等于800m。測(cè)量方法：使用雙頻GPS接收機(jī)，按靜態(tài)測(cè)量方式觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段90分鐘，使用廣播星歷解算基線?；€邊方向中誤差:1.3秒最弱邊相對(duì)中誤差：1/180000相對(duì)點(diǎn)位精度：10

mm

線路控制網(wǎng)（CPⅡ）采用GPS法測(cè)量，按三等GPS測(cè)量施測(cè)，點(diǎn)間距在600～800m。測(cè)量方法：使用雙頻GPS接收機(jī)，按靜態(tài)測(cè)量方式觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段60分鐘，使用廣播星歷解算基線?；€邊方向中誤差:1.7秒最弱邊相對(duì)中誤差：1/100000相對(duì)點(diǎn)位精度：8mm《暫規(guī)》規(guī)定無(wú)砟軌道客運(yùn)專(zhuān)線水準(zhǔn)基點(diǎn)高程控制測(cè)量采用二等水準(zhǔn)施測(cè)，點(diǎn)間距小于等于2km，CPIII高程測(cè)量采用精密水準(zhǔn)測(cè)量。

沿線布設(shè)基巖點(diǎn)、深埋水準(zhǔn)點(diǎn)和一般水準(zhǔn)點(diǎn)（線路水準(zhǔn)基點(diǎn)）三種類(lèi)型，組成統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，水準(zhǔn)點(diǎn)位設(shè)在線路施工的影響范圍以外。

高程控制測(cè)量

基巖點(diǎn)：按約每100km設(shè)置一座。京津城際高速在北京和天津共設(shè)置2座，京滬高速北京至徐州段采用既有和新布設(shè)基巖點(diǎn)共計(jì)6座。大西客專(zhuān)大同至運(yùn)城段利用國(guó)家基巖點(diǎn)三個(gè)。作業(yè)方法：使用電子水準(zhǔn)儀和條碼尺，按一等或二等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)。

高程控制測(cè)量深埋水準(zhǔn)點(diǎn)：京津城際每4km設(shè)置一個(gè)深埋水準(zhǔn)點(diǎn)，共設(shè)置28個(gè)，京滬高速北京至濟(jì)南段部分路段地處區(qū)域性地面沉降區(qū)，按每6-8km設(shè)置一個(gè)深埋水準(zhǔn)點(diǎn)。大西客專(zhuān)20-256-8km設(shè)置一個(gè)。深度根據(jù)地質(zhì)地層