嵩昆高速施工控制网加密技术方案.doc

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1、国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路嵩明（小铺）昆明高速公路施工控制网加密技术方案中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部第七标段2015年3月国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路嵩明（小铺）昆明高速公路嵩昆高速施工控制网加密技术方案编制：。 杜 可 满 。 审核：。 李 国 华 。复核：。 邱 洲 。中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部第七标段2015年3月目 录1任务概述12主要技术依据22.1编制依据22.2技术标准23坐标系统23.1平面坐标系统23.2高程系统24选点埋石24.1选点24.2点号编排34.3标石规格44.4标石中心标志54.5点之记65施工控制网加密采用的方法及精

2、度65.1平面控制网加密的方法和精度65.2高程控制网加密的方法和精度76施工控制网加密测量使用的仪器设备和人员组成76.1拟投入使用的仪器设备76.2拟投入的主要技术人员87平面控制网加密的实施87.1外业观测87.2GPS数据处理98高程控制网加密的实施118.1外业观测118.2内业计算129提交资料清单1310附件14国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路施工控制网加密技术方案1 任务概述国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路嵩明（小铺）昆明段高速公路（编号G85以下简称“嵩明至昆明高速公路”），是渝昆高速（G85）、沪昆高速（G60）和杭瑞高速（G56）三条国家高速公路的交通合流路段

3、的重要组成部分；是云南省“9210”干线公路骨架网的放射线昆明至水富、昆明至富源公路中的一段，其北接嵩待高速公路（G85）和曲嵩高速公路（G56和G60合流段），南接昆石高速公路（G78和G80合流段）和黄马高速公路（在建），在国家和云南省公路网中具有重要地位。其建设对于贯彻西部开发战略、“桥头堡建设”战略规划部署以及云南省“一极三向五群”和“滇中城市群”的城市空间开发战略规划，充分发挥路网体系的整体效益，实现昆明过境交通流的分离，缓解城区交通压力。并与铁路、航空连接，形成公路铁路航空综合运输局面，充分发挥联运效益，对缓解昆明城市交通压力，完善昆明市综合运输体系，促进昆明经济布局优化、区域经济

4、协调发展、资源开发利用、基础产业向外拓展，推动经济发展和社会进步具有重要意义。本合同段起点为K32+000，位于野毛冲，路线由北向南布线， 经野毛冲、张家坡、斑鸠沟、大麦地，于K39+270设置空港互通（立交范围K38+600K40+000）连接空港经济区和昆明长水国际机场，经新发村、坝口、大东冲，设置桥梁跨越宝象河后，过曹家冲，设置杨梅山隧道（左幅：ZK45+490ZK47+205；右幅：K45+445K47+245）穿越杨梅山，穿越杨梅山后，于K48+340（清水村）设置经开区互通（立交范围K47+620（左幅K47+600）K49+200）连接经开区及周边村镇。经箐上村、清水，止于对歌山

5、西侧山坡；止点桩号为K52+476.35，路线全长20.476公里。2 主要技术依据2.1编制依据1、工程测量规范（GB50026-2007）；2、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 18314-2009）；3、国家三、四等水准测量规范（GB/T12898-2009）；4、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004)；5、本合同段设计图纸及其他规定等。2.2技术标准本项目主线按6车道高速公路修建，一般路段采用整体式路基，路基宽度为33.5米，其中行车道宽63.75米，中间带宽为3.5米，其中中央分隔带宽为2.0米，左侧路缘带宽为0.75米，硬路肩宽3.0米，土路肩宽0.75米

6、。分离式路基当作宽中央分隔带处理。旋转轴及设计标高位置在中央分隔带边缘。路拱横坡一般为2%。超高采用绕中央分隔带边缘（分离式为其相对应的位置）旋转，先将外幅绕旋转轴抬高待达到与内幅横坡相同时，内外两幅绕各自的旋转轴旋转，直至达到超高横坡值。超高渐变率不小于1/330，超高渐变长度控制在缓和曲线全长或者部分范围内。3 坐标系统3.1 平面坐标系统平本合同段坐标系统采用2000国家大地坐标系，椭球参数：长半轴6378137m，扁率1/ 298. 257222101；高斯投影，中央子午线10255,投影面高程1980米。3.2 高程系统高程基准：高程系统采用1985国家高程基准。4 选点埋石4.1

7、选点平面控制点的选点(1) 平面控制点应在线路设计中线两侧50m200m范围内，按300m500m间隔布设一个点，且相互通视，困难地段至少有一个通视点，且点间距不得小于300米。(2) 平面控制点的布设应首先在图纸上设计，设计时考虑点位高程面应尽量在线路平均高程面上。(3) 外业选点时依据点位设计，选在地质条件稳固、地基坚实，利于GPS 观测，不易被施工等因素破坏，能长期保存的区域。(4) 平面控制点选点时应考虑如下因素：a 点位必须选择在四周开阔的区域，在地面高度角15 度内不应有成片的障碍物。b 点位应选择在交通方便，且利于安全作业的地方。c 点位附近不应有大面积水域或其它强烈干扰卫星信号

8、接收的物体（如金属广告牌等）。d 点位须远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不宜小于200m，并远离高压输电线其距离不宜小于50m。水准点的选点(1) 水准点的布设一般要求不大于2km一个，并位于离开线路中线50300m 范围内。必须保证地基坚实稳定，不受施工影响，利于标石的长期保存与观测。平面控制点在满足二等水准对点位的要求时，可共用。(2) 下列地点不应选埋水准点：a 易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点；b 易发生土崩、滑坡、沉陷等地面局部变形的地区；c 土质松软的地点；d 距既有铁路 50 米、公路30 米以内；e 在修建铁路及其设施时可能毁坏标石的地点；f 地形隐

9、蔽不便观测的地点。4.2 点号编排平面施工控制网加密点点号由“JM”加标段号，再加3 位流水号组成，如“JM4”；高程施工控制网加密点点号由“JMB” 加标段号，再加3 位流水号组成，如“JMB4”，自嵩明至昆明方向连续编号。当二等水准基点与平面控制点共桩时，桩号采用平面控制点编号，桩号唯一。4.3 标石规格施工控制网加密平面控制点标石埋设规格应符合图4.1的规定。图4.1 平面控制点标石埋设图（单位：mm）注：1盖板；2地面；3保护井；4素土；5混凝土施工控制网加密水准点标石埋设规格应符合图4.2的规定。图4.2 水准点标石埋设图（单位：mm）注：1盖板；2地面；3保护井；4素土；5混凝土加

10、密点应按要求做护井和护盖，在桩面上压盖或喷涂加密点点号及“嵩昆高速”字样，字体、字号视桩面大小确定，并用油漆描红。加密点桩面整饰规格如图4.3所示。JM4XXX嵩昆高速图4.3 桩面示意图4.4 标石中心标志加密点采用不锈钢质球面中心标志，在标志的正中位置刻制长10mm，深大于0.5mm、粗小于0.5mm 的“十”字丝作为GPS观测的对中点。标石中心标志如图4.4所示。图4.4 标石中心标志图（单位：mm）4.5 点之记加密点埋设结束后，应在现场绘制点之记。绘制点之记的具体格式参考附件1。点之记应包含以下内容：点号；概略经纬度；所在地；交通情况、交通略图；点位通视情况及点位略图；点位至三个参照

11、地物的距离；标石断面图；选点、埋石情况。点之记中的交通路线图、交通情况、点位略图及点位说明要尽可能多地增加找点信息，以便查找点位，并力求语言精练、简洁明了。点之记统一用AutoCAD 软件绘制，确保点之记内容完整、格式统一、整齐美观。5 施工控制网加密采用的方法及精度5.1 平面控制网加密的方法和精度平面控制网加密采用GPS测量方法施测，GPS测量的精度及主要技术指标如表5.1所示。表5.1 GPS施工控制网加密测量的主要技术指标等级固定误差a比例误差b基线方位角中误差约束点间的边长相对中误差约束平差后最弱边边长相对中误差四等5 mm1 mm/km2.01/100 0001/70 000GPS

12、施工控制网加密测量采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与GPS、DX点联测构成附合网。5.2 高程控制网加密的方法和精度 高程控制网加密采用水准测量方法施测，测量等级为二等，采用附合水准路线，起闭于线路GPS或DX水准基点。水准测量的精度指标如表5.2所示。表5.2 高程控制网加密水准测量精度指标（mm）水准测量等 级每千米高差偶然中误差M每千米高差全中误差MW限 差测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差检测已测测段高差之差平原山区二等1mm2mm注：表中K为测段水准路线长度，Ri为检测测段长度，单位为km，小于1km时按1km计。n为测段水准测量测站数，当山区

13、水准测量每公里测站数n25站以上时，采用测站数计算高差测量限差。6 施工控制网加密测量使用的仪器设备和人员组成6.1 拟投入使用的仪器设备本次施工控制网加密拟投入使用的测量仪器设备和精测网复测时基本一致，如表6.1所示。 所有仪器均经省级以上计量检定部门检定合格并在有效期内，仪器的标称精度及状态均满足加密测量的技术要求。表6.1 施工控制网加密拟投入仪器设备情况序号仪器名称品牌型号标称精度数量1GPS 接收机华测CHC X9005mm+1ppm4 套2数字水准仪TrimbleDiNi03+铟钢条码尺0.3mm/km1套6.2 拟投入的主要技术人员为保证本次施工控制网加密测量工作的顺利进行，投入

14、的作业人员与精测网复测时基本一致，仍由测量部负责。根据专业特点分成 1 个 GPS 测量小组、1个水准测量小组。预计投入的测量人员有：高级工程师 1名、工程师/助理工程师 2 名、技术员 3 名，测工 3名 。主要技术人员情况如表6.2表6.2 施工控制网加密测量主要技术人员情况序号姓 名职 称职 务项目分工1邱 洲高级工程师项目负责人项目负责2于剑波工程师测量部部长技术负责3杜可满工程师测量部副部长组织协调7 平面控制网加密的实施7.1 外业观测GPS施工控制网加密测量外业观测要求本次GPS施工控制网加密测量外业观测应按表7.1的要求执行。 等级项目四等卫星截止高度角15同时观测有效卫星数4

15、颗观测时段长度45min观测时段数2数据采样间隔15秒几何图形强度因子PDOP10表7.1 GPS施工控制网加密测量外业观测要求GPS测量网型设计本次GPS施工控制网加密测量，采用边连接方式，在网形设计时做到： 每个点有3条及以上独立基线相连接； GPS独立基线传递必须是边连接，组成大地四边形或多边形； 在选取独立基线构网时，要考虑以邻近点之间的短边传递为佳。GPS观测设站(1) 作业前按规范要求进行相关仪器检校，作业过程中经常对光学对中器进行检校，保持接收机设备工作状态正常。(2) 在观测前，预报星历情况，按卫星星历预报表、GPS 接收机数量及交通情况编制观测计划。(3) 作业中，仪器对中误

16、差小于1mm，每个时段观测前、后各量天线高一次，两次较差值小于2mm，取均值作为最后成果。(4) 观测点号记录要正确无误。(5) 要提前把电池充满电，数据采集过程中仪器不能断电。(6) 观测过程中不在天线附近50m 以内使用电台，10m 以内使用对讲机。(7) 在同一时段观测过程中不能出现以下操作：接收机关闭又重新启动；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。7.2 GPS数据处理基线处理本次GPS控制网加密测量，基线处理采用Trimble公司的商用软件TGO1.63进行；星历采用广播星历；观测值采用L1载波相位观测值或L1、L2双差组合观测值。每天外业观测结束后，随

17、即进行基线解算，并按以下要求进行闭合环、重复基线的检验。（1） 独立闭合环闭合差检验若干条独立基线构成闭合环时，各坐标差分量闭合差应符合下式：Wx3 Wy3 Wz3 W其中，n为闭合环的边数，其中为相应级别规定的精度，其相应计算公式为：其中a=5mm，b=1ppm，d为相邻点间平均边长，以km为单位。（2） 重复观测基线检核同一条边重复观测两个时段的成果互差，应满足：ds2式中：ds为重复观测的基线较差，为相应等级的标准差（计算同前式）。GPS网平差计算本次GPS控制网加密测量，网平差采用中铁四院开发的“GPS静态后处理软件（SYGPS）”（铁道部评审通过）进行。GPS网平差是在基线处理合格的

18、前提下进行的，先进行三维向量网无约束平差，各项指标合格后再进行二维约束平差。(1) 三维向量网无约束平差基线解算各项质量指标均满足要求后，以全网有效观测时间较长、观测条件较好、接近全网中部控制点的国家2000坐标作为起算数据，进行全网的无约束平差。无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应符合下式：否则，认为该基线或者其附近的基线存在粗差，应予剔除。平差合格后，提供无约束平差国家2000坐标系中的空间直角坐标、基线向量及其改正数和精度信息。(2) GPS施工控制网的约束平差GPS基线网三维无约束平差合格后，以所联测的、点位稳定可靠的CPI、CPII控制点作为约束点进行二维约束平差，计算加密点的工程

19、独立坐标值，得出加密点的坐标成果。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符合下式要求：8 高程控制网加密的实施8.1 外业观测水准测量的外业观测要求本次水准测量采用数字水准仪，外业观测要求应符合表8.1规定。表8.1 数字水准仪外业观测要求等级水准尺类型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测段前后视距累积差（m）视线高度（m）二等因瓦DS13且501.562.8且0.55观测的时间和气象条件水准测量应在标尺分划线成像清晰稳定时进行，下列情况下不宜进行观测：（1） 日出后与日落前30min钟内；（2） 太阳中天前后各约2h内；（3） 标尺分划线的影像跳动剧烈时；

20、（4） 气象突变时；（5） 风力过大而使标尺和仪器不稳定时。测站观测顺序和方法（1） 每一测站的观测顺序如下：奇数站为“后-前-前-后”，偶数站为“前-后-后-前”。（2） 每一测站的观测步骤如下（以奇数站为例）：整平仪器；望远镜对准后视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录；旋转望远镜对准前视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录；重新照准前视标尺，测量并记录；旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦致图像清晰，测量并记录。显示测站成果，测站检核合格后搬站。观测中应遵守的注意事项（1） 观测前将仪器置于露天阴影下30min，并在使用前进行预热，预热不少于20次单次测量；（2） 每

21、一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数；（3） 由往测转向反测时，两只标尺应互换位置；（4） 在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中的两脚与水准路线的方向基本平行，而第三只脚则依次轮换置于仪器的左侧和右侧；（5） 除路线转弯处外，每一个测站上仪器与前后视标尺的三个位置应在一条直线上；（6） 水准测量作业期间，每天开测前进行i角测定，保证i角绝对值在测量期间不超过15；（7） 应定期检校标尺上的气泡，发现异常及时调整；（8） 仪器视线被遮挡，遮挡不超过标尺在望远镜截长的20%；（9） 当外部震动剧烈，要停止测量，确定震动源消失后才能测量。8.2 内业计算观测数据质量检核外业测量结束后，对观

22、测数据的质量进行检核，检核的内容主要包括：测站数据，水准路线数据，附合路线的高差闭合差。数据质量检查合格后才能进行后续的平差计算。加密点间高差计算(1) 每千米高差偶然中误差的计算水准测量作业结束后，全线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差M ；当水准网的环（段）数超过20 个时，还应按环线闭合差计算MW。M和MW应符合下表的规定，否则应对较大闭合差的路线进行重测。M和MW应按下列公式计算：式中：测段往返测（或左右路线）高差不符值，mm R 测段长度，km n 测段数 W经过各项改正后的水准环闭合差，mm L水准环线周长，km N水准环数(2) 加密点高差计算计算各测段往返高差的平均值，得出

23、加密点间的高差。9 提交资料清单测量完成后，进行资料分析整理，形成以下文件：（1） 施工控制网加密技术方案； （2） 施工控制网加密技术总结； （3） 平面原始数据、RINEX数据； （4） 高程原始数据、Excel观测手簿、高差检核表；（5） 平面数据处理报告；（6） 高程数据处理报告；（7） 平面坐标成果； （8） 高程坐标成果；（9） 平面网形图； （10） 水准路线示意图；（11） 点之记 10 附件附件1：加密点点之记（模板）加密点点之记工程名称： 第 页共 页点 名等级详细断面图：标石断面图： 单位：mm点位详细说明交通路线概略坐标B=L=所在地标石类型标石质料选点单位埋石单位选点者埋石者选点日期埋石日期备注