一标CPIII测量方案.doc

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1、目录1 任务概述11.1任务名称11.2设计依据11.3主要设计内容11.4主要设计范围11.5完成期限21.6执行单位及分工22工程概述32.1地理位置32.2地质条件32.3主要工程项目33.1精测网资料43.2精测网布网情况53.2.1平面控制网53.2.2高程控制网54无砟轨道CP控制网测量的准备工作64.1线下工程沉降和变形评估64.2 精测网全面复测64.3 CP控制网加密测量64.4线下工程平面线位复测85 CP控制网测量85.1 CP控制网平面测量85.1.1 CP布网形式85.1.2 CP网点测量标志埋设95.1.3 CP网点的布设115.1.3 CP点号编制原则115.1.

2、4 测量方法及精度要求115.1.5 CP控制网平面数据处理165.2 CP控制网高程测量175.2.1测量方法175.2.2 CP高程控制点精度要求185.2.3 CP控制点高程测量数据处理195.2.4 二等水准点上桥195.3CP网的维护226.推广应运226.1隧道内CP网点布设226.2隧道内CP网布设和测量236.3隧道内CP点的布设和观测247附录25附录一 用球棱镜组取代传统的园棱镜组作为CPIII的标志26附录二 CP观测数据采集机载软件CPMeas简介30附录三 竖向测距高程传递法详细介绍35CP控制网测量技术方案1 任务概述1.1任务名称京沪高速铁路土建一标段CP控制网测

3、量。1.2设计依据1.2.1客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定铁建设2006189号1.2.2客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设20061号）1.2.3精密工程测量规范(GB/T15314-94)1.2.4国家一、二等水准测量规范GB12897-20061.2.5全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054-1997）1.2.6全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2001）1.2.7 铁道部相关规定。1.3主要设计内容1.3.1 CP控制网加密测量。1.3.2 CP测量标志选用和埋设。1.3.3 CP平面控制网测量。1.3.4 CP高程控制测量。1.4主要

4、设计范围京沪高速铁路土建工程一标段，起讫里程为DK5+280.13DK238+470.17，正线长度223.944公里，联络线6.099公里。1.5完成期限CPI平面控制网和高程控制网复测计划：2009年3月1日开始， 2009年4月30日完成。CP控制网加密测量：2009年4月1日开始， 2010年4月30日完成。CP控制网建网和测量：2009年4月1日开始， 2010年4月30日完成。1.6执行单位及分工由土建一标段项目经理部测量队组织实施。CP控制网建网和测量按照架梁区段和路基段共分为12个作业区段。 土建一标段CP测量分工表 表1区段梁场施工里程长度技术负责人施工单位备注1路基加1号梁

5、场DIK5+280.13 DIK20+319.9515038.34 赵建龙 智 慧二公司22号梁场DIK20+319.95 DIK37+400.2217080.22 欧阳璇宇 姜 坤六公司33号梁场DIK37+400.22 DIK55+136.1417735.92 贺国强 詹 伟4廊坊路基段DIK55+136.14DIK67+168.2512032.34 张利军 张先锋 秦晓东 吴志东二公司54号梁场DIK67+168.25DK80+741.9118366.19 申小平 曹海鸿一公司65号梁场DK80+741.91DK102+170.7921428.88 76号梁场DK102+170.79DK

6、132+434.3116226.59 东升华 贺 明伏小军十九局四公司87号梁场DK132+434.31DK156+89924464.69 98号梁场DK156+899DK177+453.1720554.17 武 耀 张万龙三公司109号梁场DK177+453.17DK198+343.6420889.72 郑春海 岳振伟1110号梁场加沧州站DK198+343.64DK220+31121967.36 胡瑞海 刘跃伟杨立湖 王 安十八局五公司1211号梁场DK220+311DK238+470.1718159.17 合计223943.59 2工程概述2.1地理位置京沪高速铁路土建一标段起讫里程为D

7、K5+280.13DK238+470.17，正线长度223.944km，线路自北京南站西端引出，沿既有西黄线而行，在黄村跨京山线，沿既有京山线南侧经廊坊至天津南站，修建联络线引入天津西站并将其改造为高速始发站；正线线路继续向南与京沪高速公路大体平行，过沧州西，跨南运河主河道至104国道处。2.2地质条件标段地层主要为第四系冲积层、冲洪积层、海积层，一般以黏性土、粉土、砂类土为主，仅北京附近分布有厚层卵石土和圆砾土，城区、村庄及局部坑塘分布有厚度不等的填土。北京黄村至标段终点普遍分布松软层，松软层底板埋深618m。北京至沧州地震动峰值加速度0.10g，分布有地震可液化层，液化层以饱和的粉、细砂及

8、粉土为主。本线部分地段经过的大部分地区因地下水超采形成漏斗区，存在地面沉降等现象，特别是廊坊、天津、沧州等地区。2.3主要工程项目 正线桥梁23座，总长208.395km，占全长的93%，箱梁6065孔，各种特殊结构69处；路基15.549km，占全长的7%；无碴轨道256.41双线公里，占95%；正线铺轨269.959双线公里；联络线铺轨22.877单线公里，站线铺轨13.091km；道岔46组。3既有资料情况 3.1精测网资料铁三院提供的京沪高速铁路北京至徐州段精密控制测量技术文件；铁三院现场交接平面（CP、CP）控制桩和高程控制桩及技术资料；铁三院提供的4个CP0框架基准点（北京BJ01

9、、天津BJ02、沧州XCZ3、德州XDZ4）的坐标见表2，4个基岩水准点高程明细表见表3。 CP0坐标明细表 表2序号点号平面坐标空间直角坐标位置X(m)Y(m)X(m)Y(m)Z(m)1BJ014413006.6838455837.2969-2167503.28764398364.88704065252.8164丰台西站2TJ024336846.0464539014.7440-2263586.65474404193.92704006494.1297天津铁三院3XCZ34261049.5957512591.1609-2261409.58464458580.18563947498.1161沧州兴

10、济镇4XDZ44143142.9748467682.5493-2253928.90954543513.58663854500.4302德州陵县开发区 基岩点高程明细表 表3序号点号设计高程位置1JY0140.2495北京南站2LQZ022.539天津李七庄3CZJY38.3946沧州兴济镇4DZJY417.0241德州陵县开发区 3.2精测网布网情况 3.2.1平面控制网平面控制网沿线布设了三级控制网，分别为CP0框架基准网、CP基础平面控制网和CP线路控制网。CP0框架基准网按A级GPS 点沿线路100Km布设一个点，一标段共布设北京、天津、沧州CP0点3个，利用二标德州CP0点1个。CP平

11、面控制网按B 级GPS 点沿线路小于4Km 布设一对点，点对间形成大地四边形网，按边联式带状布网，由于地形条件限制，点对大多布设于线路一边；一（CP）标段共布设CP点172个。CP线路控制网按C级GPS标准在CP基础上按8001000m一个点符合布网，一标段共布设CP点222个。由于当地基础建设和其他原因部分CP和CP点破坏情况比较严重，部分点已补设。各级平面控制网布网情况见表4。 各级平面控制网布网情况 表4控制网级别测量方法测量等级点间距备注GPS 基站网GPSA 级100Km 左右CPGPSB 级点对间短边8001000m相邻点对长边4000m最短不小于600 mCPGPSC 级8001

12、000m最短不小于600 m 3.2.2高程控制网高程控制网沿线布设基岩点、深埋水准点和一般水准点三种类型的高程控制点，组成统一的高程控制网。各类高程控制点沿京沪高速铁路线路布设，水准点位设在线路施工的影响范围外。深埋水准点和一般水准点大多与CP和CP共点。一标段共有基岩水准点3个，间距100km左右，分别位于北京、天津、沧州；利用二标段德州基岩点一个。 深埋水准点31个，每8km左右设一个，深埋点JHBM03已破坏。 普通二等水准点141个，每2km设一个。4无砟轨道CP控制网测量的准备工作4.1线下工程沉降和变形评估无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格， CP的控制网测量应待线下工

13、程沉降和变形满足要求，且无砟轨道铺设条件评估通过后进行。4.2 精测网全面复测CP建网前对精测网进行复测，分别进行CPI平面控制网和高程控制网复测，分别联测CP0和基岩点，整网进行平差计算，确保基础平面控制网的准确性。4.3 CP控制网加密测量为了高效、准确地建立CP基桩网，一般情况下都需要加密CP网。CP的加密的主要目地是为了方便CP基桩网的观测，以及弥补被损毁的和无法利用的CPI和CP点。这里我们主要就不能满足CP测量地段如何加密CP点，提出CP加密方案。这些加密点一般选在梁的固定端防撞墙和路基CP永久基桩上，与CP点共点。在埋设CP标志位置处埋设一个特制的强制对中不锈钢管。管内中心有螺孔

14、，在作GPS加密点观测时可以凭借中心螺丝与对中基座相连，在作CP点观测时球棱镜可以直接安放在强制对中管上，保证加密点和CP点的平面位置相同。安装强制对中管时需要在中心螺孔中旋入特制的“水准气泡安平器”保证该管垂直安装，并且使强制对中管的上边缘与防撞墙（测量基桩）顶面平齐（参见下图）。强制对中管安装到位后，旋出水准气泡安平器，保证强制对中管不动直至与防撞墙（测量基桩）凝固稳定，然后旋出安平器。加密点的平面分布图如下：观测时应使用多台GPS接收机。如上图所示，在1、2、3、4号CPI点上和加密的CP点上以及可以利用进行CP网观测的原CP点（或CPI点）上分别架设同类型的GPS接收机，按C级网的要求

15、进行观测。完成本段观测搬站后，在下一组的GPS观测中，应保证搭接一对本段的CPI点。将1、2号或3、4号CPI上的GPS接收机沿观测方向搬至下一对CPI点，再按上面同样的步骤观测加密的CP点以及可以利用的CP点。野外观测的技术要求、数据处理及精度要求与CP复测时一样。4.4线下工程平面线位复测对竣工的线下工程在铺设无砟轨道前应进行平面线位的复测，以提前处理施工放样引起的误差超限，为铺设无砟轨道奠定良好的基础。5 CP控制网测量5.1 CP控制网平面测量5.1.1 CP布网形式CP平面控制测量采用后方交会方法施测，其测量布网形式见下图。 5.1.2 CP网点测量标志埋设采用球型棱镜取代常规圆棱镜

16、，从根本上免除了棱镜对中和整平的工艺过程，而且提高了棱镜的各方向获取数据的同一性，球心为控制点中心，将高程测量与平面测量统一到相同物理基准上，进行精密水准测量时，只需将水准尺直立在球棱镜的上表面观测即可，获得该点高程后，只要减掉球棱镜的固定半径（22.5mm）就是球棱镜中心的高程。有关球棱镜的详细介绍见附录一。CP控制点目标组使用球棱镜及根据不同需求配套相应的立式基座和横插基座，如下图所示： 球棱镜 立式基座 横插基座每个CP点埋设一立式基座或横插基座轴套，球棱镜仅测量时安放使用，两种基座接触面均嵌有磁性材料，有一定吸附力，在进行高程水准测量时，只需在球棱镜球壳表面立尺即可进行测量，测量后的高

17、程减去球棱镜的半径长度就是CP目标点测量中心的高程。球棱镜的质量要求： 每个球棱镜都必须提供各向异性和棱镜常数的检测报告（生产厂家提供），使用单位应进行抽查。检测距离在1015米范围内，应使用 1及以上精度，测距精度应不低于1mm+2ppm，且距离最小显示单位为0.1mm的全站仪来进行检测。检测时仪器应设置为自动寻找目标的测量模式，而不是人工对准目标。检测场地应选择无大气热闪烁，无直接日照场地，检测时段气象条件应基本无变化。检测场地应该远离建筑工地、打井、钻探场所和交通频繁地段。检测各向异性时，以棱镜的光轴为轴，每转动60，分正对全站仪、上仰10、下俯10三个位置，共检测18个位置，测量球棱镜

18、的斜距、X、Y、H坐标值（共测得72个数据）。每个球棱镜在不同位置所有测量获得的同类数据的互差不超过0.3mm为合格。 提供给每个轨道板铺设作业面的一批球棱镜的棱镜加常数互差不能超过0.2mm，检测值四舍五入取整到0.1mm位，所有用于CP标志点的批套球棱镜的加常数的互差不能超过0.3mm。也就是说用于一个作业面的所有球棱镜的加常数可认为是一个固定值，十分有利于CP网的建网观测作业，消除了由于加常数不一致带来的诸多麻烦和粗差。检测记录表格见下表。球棱镜检测记录表 单位：0.1mm（上表第一行中的1、2、3、4、5、6表示沿球棱镜光轴每次旋转60的位置）5.1.3 CP网点的布设（1）路基部分在

19、线路两侧的接触网电杆底座上使用钢筋混凝土成对浇筑CP基桩，基桩直径不小于20厘米，基桩顶面高于外轨轨顶面30厘米，相邻两对CP基桩在里程上相距约50米，待基桩稳定后，在基桩顶面开孔(孔径30毫米，孔深80毫米)然后使用快干砂浆或者锚固剂埋设立式基座，基座埋设完成后，基座外露部分不高于基桩顶面2毫米。待砂浆或锚固剂稳定凝固后，就可以使用了。特殊情况下可以在接触网电线杆上使用横插基座布设。(2) 桥梁部分直接在防撞墙顶面成对开凿铅垂方向的安装孔(孔径30毫米，孔深80毫米)，然后使用快干砂浆或者锚固剂埋设立式基座，相邻两对CP点在里程上相距约60米，基座埋设完成后，基座外露部分不高于基桩顶面2毫米

20、。待砂浆或锚固剂稳定凝固后，就可以使用了。5.1.3 CP点号编制原则 按公里数递增进行编号，为便于测设与无砟轨道测量施工配套并便于输入操作的方法，即所有位于线路左侧的点，使用01，03，05.等单号，位于线路右侧的点，使用02，04，等双号，如0078304，0078表示DK0078+，3表示CP，04表示CP点序号。5.1.4 测量方法及精度要求(1)仪器精度要求全站仪应尽量使用高精度测量仪，全站仪的基本精确度条件为：角度测量精确度： 1距离测量精确度： 2mm +2ppm全站仪应带目标自动搜索及照准（ATR）功能的全站仪，每台仪器宜配14个球棱镜。推荐采用的全站仪如下： Leica （徕

21、卡）系列的：TCA1201，TCA1800，TCA2003；TRIMBLE （天宝）S6，S8(机载自动观测软件有待开发)；索佳NET05。(2)观测时采用运行在全站仪上的CP自动观测机载软件CPMeas。CPMeas的技术特点：采用全站仪机载软件进行CP控制点自动观测数据采集；采用自由设站、边角联合、多测回正倒镜的全圆观测的方法采集数据；采集过程中建立了严格的实时质量控制体系，实时检核各项限差，对不合格超限的数据要求重测；按照CP控制网外业数据采集限差的要求，对采集数据进行筛选，最终将符合规范要求的质量合格的CP控制网观测数据保存在规定的数据文件中；同时也自动保存观测过程中的所有原始观测数据

22、，供事后溯源分析；观测数据文件导入无砟轨道CP网数据处理系统软件（CP Data Adjwstment Software）时， CP网数据处理系统软件还要按照相关的限差规定，对原始观测数据进行再次的检查和筛选，保证最终参与CP平面控制网的平差计算的观测数据是满足各项限差规定的合格的数据。全站仪上的CP自动观测机载软件CPMeas的详细介绍见附录二。(3)CP控制点测量方法及与上一级控制网的关系自由测站测量：每个自由测站以2 3（根据下图应为6）对 CP点为测量目标，测量时应保证每个点至少在不同的测站上被测量3次，见下图。观测CP网时，应尽量保证观测距离不要超过150（150米观测距离过长，是否

23、考虑限制在120米左右）米，因而搬站距离应限制在120（90）米左右。如果考虑每个测站观测24对CPIII点，观测距离可以控制在90米左右，因而搬站距离应限制在60米。虽然测站数增加了一倍，工作量增加了近三分之一，但每个CPIII点在不同测站被观测了4次，网强度增加，观测距离缩短，观测数据质量更有保证，返工量大大减少，可能更有利于CPIII建网的质量和速度。（可先期进行2Km 的比对测试）测站（自由站点） CP标记点 向CP点进行的测量（方向、角度和距离） 制作专用球棱镜转换套筒，套筒可以与普通安装徕卡棱镜的基座、支架配套，安装两种不同棱镜后，保证两种棱镜的中心重合。基座可安放在三脚架上并精确

24、整平对中，用于架设在原CP或CP上安放球棱镜。 转换套筒如下图所示： 每次测量开始前在全站仪初始行中输入起始点信息并填写自由测站记录表。测量根据2组完整的测回。（4）观测时段的选择应尽量选择无风的阴天进行；应完全避开日出，日落、日中天的前后1小时的时段进行观测；如果允许，首先应选择夜晚无风的时段观测。（5）水平角测量的精度测量水平方向：2-3测回。测量测站至CP标记点间的距离：2-3测回。全站仪应配套自动气象改正设备，如没有自动气象改正设备，必须观测时在全站仪上实时正确输入气温、气压，因为在部分后处理软件中再没有机会输入上述参数的可能。方向观测各项限差根据精密工程测量规范（GB/T 15314

25、-1994）的要求不应超过下表的规定，观测最后结果按等权进行测站平差。 方向测量法水平角测量精度表 表3-1经纬仪类 型光学测微器两次重合读数差电子经纬仪两次读数差半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差DJ050.5484DJ0711595DJ 111696注：DJ05为一测回水平方向中误差不超过0.5的经纬仪。对同一测站的同一边长测距互差不大于1mm。距离的观测应于水平角观测同步进行，并由全站仪自动进行。（6）测量中点位横向允许偏差不大于3mm。（7）平面测量可以根据测量需要分段测量，其测量范围内的CP及CP点应联测（观测距离应限制在150米，且至少应在两个测站上联测同一CP及CP

26、点）。（8） CP控制点的定位精度要求 CP控制点的定位精度表（mm） 表3-2控制点可重复性测量精度相对点位精度CP后方交会测量31（9）现场记录在现场测量时必须记录各测站的实际情况，它是测量中的重要数据，在进行外业测量时，应按下表记录填写。（如是手工输入气象参数，应记录开始和结束时刻的气温、气压值，然后取平均值进行计算）自由测站记录表 线 段 第 页共 页测量单位： 天气：自由测站编号仪器高温 度气 压测量点编号棱镜高备注测量点编号棱镜高备注测量点标记示意图线路里程方向说明：将自由测站编号、CP轨道标记点编号应在该示意图上标记出来司镜： 记录： 年 月 日5.1.5 CP控制网平面数据处理

27、对于测量数据的整理和保存，保证数据信息能够从测量一直到评估验收和存档都完整一致，并记录在案。CP网的平面数据处理可采用铁道部指定专用软件进行处理，处理结果不能满足所要求的精度指标时，应进行返工测量。5.2 CP控制网高程测量5.2.1测量方法每一测段应至少与3个二等水准点进行联测，形成检核。联测时，往测时以轨道一侧的CP水准点为主线贯通水准测量，另一侧的CP水准点在进行贯通水准测量摆站时就近观测。返测时以另一侧的CP水准点为主线贯通水准测量，对侧的水准点在摆站时就近联测。(1)往测示意如下： 二等水准点 后视 仪器摆站点 前视 CP水准点 联测线(2)返测水准路线如下图所示： 5.2.2 CP

28、高程控制点精度要求CP控制点水准测量应按精密水准测量的要求施测。CP控制点高程测量工作应在CP平面测量完成后进行，并起闭于二等水准基点，且一个测段不应少于三个水准点。精密水准测量采用满足精度要求的电子水准仪（电子水准仪每千米水准测量高差中误差为0.3mm），配套因瓦尺。使用仪器设备应在鉴定期内，每年必须对测量仪器精确度进行一次校准，每天使用该仪器之前，根据自带的软件对仪器进行检验和校准。（1）精密水准测量精度要求 精密水准测量精度要求表（mm） 表3-3水准测量等 级每千米水准测量偶然中误差M每千米水准测量全中误差MW限 差检测已测段高差之差往返测不符值附合路线或环线闭合差左右路线高差不符值精

29、密水准2.04.012884注：表中L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。（2）精密水准测量的主要技术标准要求 精密水准测量的主要技术标准 表3-4等级每千米高差全中误差（mm）路线长度（km）水准尺观 测 次 数往返较差或闭合差（mm）与已知点联测附合或环线精密水准42因瓦往返往返8注：结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。 L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。（3）精密水准观测应符合以下要求。 精密水准观测主要技术要求 表3-5等级水准尺类型视距（m）前后视距差（m）测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）精密水准因瓦602.04.

30、0下丝读数0.3注：L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位km。 DS05表示每千米水准测量高差中误差为0.5mm。5.2.3 CP控制点高程测量数据处理CP控制点高程测量应严密平差，平差时计算取位按下表中精密水准测量的规定执行。 精密水准测量计算取位 表3-6 等级往（返）测距离总和（km）往（返）测距离中数（km）各测站高差（mm）往（返）测高差总和（mm）往（返）测高差中数（mm）高程（mm）精密水准0.010.10.010.010.10.15.2.4 二等水准点上桥 利用球型棱镜和高精度全站仪测量高程，竖向测距高程传递和三角高程对向测量。（1）竖向测距高程传递 “竖向测距高程传递

31、法”的解决方案，直接通过全站仪测定垂向的距离从而获得两点高差来进行高程传递。现场实施竖向测距高程传递法示意图如下：根据上面的图我们可以得出m点的高程Hm式中：a仪器高，出厂时给出； r球棱镜的半径； A全站仪鉴定报告中的加常数； B全站仪鉴定报告中的乘常数；使用此法高程传递精度可以保证小于等于0.5mm。 有关竖向测距高程传递法详细介绍见附录三 （2）三角高程测量方法对于桥梁较高，二等水准测量上桥困难地段采用不量取仪器高和球棱镜高的三角高程测量方法。在桥上固定端埋设特制钢板，伸出桥面，用于放置球形棱镜做为水准点B，此点亦可用于垂直测距时桥上水准点；在桥下埋设球棱镜专用立式基座做为水准点A（棱镜

32、球心），将高程按照二等水准引测至球棱镜表面，减掉球棱镜的固定半径（22.5mm）就是球棱镜中心的高程。顺桥向在棱镜两边距离4倍左右桥高处设站观测A和B点的距离和垂直角，观测采用自动照准全站仪，并应保持仪器稳定，否则应重新安置仪器并重新观测。 垂直角测量：视线长垂直角观测次数读数差备注100 m2061. 0 距离测量：视线长观测次数六次读数差备注100 m61. 0 mm 高差较差要求 不同测站测得的相同两点的高差的较差应1. 0 mm。 仪器要求 采用TCA1800/ TCA 2003 及配套球棱镜。 TCA1800/ TCA 2003标称精度分别为1/1+2ppm和0.5/1+1ppm 。

33、 计算方法两边分别采用盘左（或盘右）观测六次，取平均距离s1、s2和垂直角a1、a2，分别计算高差h1和h2，水准点高差H=h1+h2，然后取两次平均值即为A、B两点高差。经实验验证，测量精度能达到二等水准测量精度，高差控制在1mm以内，实验方法和成果见附录四。5.3CP网的维护由于CP网布设于桥梁防撞墙和路肩接触网基础上，线下工程的稳定性等原因的影响，为确保CP点的准确、可靠，在使用CP点进行后续轨道安装测量时，每次都要与周围其它点进行校核，特别是要与地面上布设的稳定的CPI、CP点进行校核，以便及时发现和处理问题；同时应加强对永久CP点的维护，为客运专线建成后的养护维修提供控制基准。6.推

34、广应运CP网布设和测量可以推广应用于隧道工程。6.1隧道内CP网点布设在隧道两侧边墙上成对开凿安装孔 (孔径25毫米，孔深60毫米)，开孔位置高于外轨轨顶面60厘米，然后使用云石胶埋设横插基座轴套，相邻两对CP点在里程上相距约60米，进行观测时，插入横插基座，并紧配合螺母，基本保证横插基座呈水平状即可，观测完后或者不用时需要拧上轴套保护盖。也可以在隧道底部两侧的排水沟的外侧到边墙的距离中部，向下开凿铅垂方向的安装孔(孔径30毫米，孔深120毫米)， 然后使用云石胶埋设立式基座（隧道内的立式基座长度为100mm，比安装在洞外的立式基座长40mm）。相邻两对CP点在里程上相距约60米，基座埋设完成

35、后，基座外露部分不高于边沟顶面5毫米。这也是更加便捷合理的选择。 CP目标组观测状态见下图。这样球棱镜就可以十分方便地放置在垂直预埋的不锈钢圆柱筒上，无论怎样放置和旋转球心始终保持不动，实现了CP网对棱镜组的特殊要求。6.2隧道内CP网布设和测量因隧道内无法使用GPS，CP点的建立只能借助全站仪，传统方法是将隧道内的CP预埋点按导线方式施测，为了提高导线的观测精度，可将隧道内的CP网布设成“等伸旁向导线”。具体施测方法及所需器材如下。在隧道侧壁适当高度处利用安装支架固定强制对中基座，强制对中基座上既可安放全站仪也可放置球型棱镜，这样在相同的点上即可获得平面坐标，也可获得水准高程，所以引入隧道内

36、的CP加密点同时也是CP点。隧道内CP加密点的布设如下图所示： 6.3隧道内CP点的布设和观测旁向导线即在导线点附近设置一个旁向点，在旁向点上只需要设置被前后导线点上的仪器观测的反光镜（球棱镜）；在导线点上设置仪器除了按常规观测前视和后视导线点上的球棱镜外，还需要观测前后视导线点旁的旁向点。旁向点观测完后即可撤除，无需保留。但其观测值需要加入平差计算来提高单导线测量的精度和可靠性。在隧道中加密的CP点呈之字形布设如上图，旁向点就可以选择对面埋设的CP点。 隧道内支架固定强制对中基座安装示意图隧道内CP加密点平面坐标的引入：从隧道外的CP已知点向设置在隧道内的CP加密点引测坐标应采用旁向导线法进

37、行观测，隧道内的CP加密点既能架设仪器，也需放置球型棱镜。作业时，依此在导线点上架设全站仪，观测前首先采集当时的气象参数输入到全站仪里，可使用全站仪机载软件Inspector按全圆观测方法观测相邻CP点和旁向导线点，机载软件中测站的限差按国家四等导线（隧道长度4000m）或三等导线（隧道长度6000m）规定的相应限差进行设置。观测结束后用严密平差的方法对所有的合格的观测值进行平差而得到各CP加密点平面坐标值。并检查相应验后精度评定是否达到相应等级导线要求。（注意：为提高精度而设置的旁向观测点最终经平差获得的坐标不使用，在CP建网时再重新测设其坐标。）隧道内CP加密点高程系统的传递：在每个CP加

38、密点的强制对中基座螺孔中央直接放置球型棱镜，水准标尺可立于球型棱镜上来测量和传递高程。隧道内CP水准网布设成符合水准路线，从隧道一端的一个CP出发按“隧道内CP点的布设和观测图”上所示的测量主线方向，符合到隧道另一段的CP点上。观测时测站限差按国家二等水准相应的限差设置，经最后水准导线网平差后，获得隧道内各CP加密点的准确高程。7附录附录一 球棱镜的详细介绍附录二 全站仪上的CP自动观测机载软件CPMeas的详细介绍 附录三 竖向测距高程传递法详细介绍 附录一 用球棱镜组取代传统的园棱镜组作为CPIII的标志采用球型棱镜取代常规圆棱镜，从根本上免除了棱镜对中和整平的工艺过程，而且提高了棱镜的各

39、方向获取数据的同一性，将高程测量与平面测量统一到相同物理基准上。这不但是对高速铁路精密定位测量的目标器件的重大革新，而且是对整个精密工程测量的目标器件的重大革新，有着十分广阔的应用领域。在轨道板精调施工中，棱镜缺一不可。无论是CPIII建网时或是全站仪通过CPIII目标点进行自由设站，棱镜重复安装的实际物理位置的同一性和测量精度将直接影响最终的调整精度，所以研发一款高精度并且使用方便、结构简单的棱镜组是高铁施工的迫切需要1） 高铁施工中传统圆棱镜的缺陷常规圆棱镜由玻璃体、棱镜框、横轴（水平轴）、竖轴（垂直轴）、U型架、棱镜座等部件组成，如图3所示。常规棱镜可绕水平轴（即棱镜横轴）俯仰转动，也可

40、在测量时绕垂直轴（即棱镜竖轴）转动。理论上要求棱镜无论怎样转动横轴和竖轴的中心延长线必须交于一点，测量光反射中心也要交于这一点，即机械旋转点和测量点始终保持一致，不会产生水平和垂直移动，但实际加工出的圆棱镜很难做到。这样圆棱镜就带入了自身的误差，互换使用后的误差就更大。 图3 常规、传统棱镜在对目标点进行观测时，实际上就是观测代表目标点的棱镜中心。任何目标点都存在需要从不同的位置对它进行观测的要求。要实现多个角度观测并不难，只需要棱镜能旋转就可以实现，常规圆棱镜当然也能旋转，但是常规圆棱镜在棱镜各向异性要求上（从同一位置对以不同的上、下、左、右小角度偏转的棱镜进行测量，所获得的棱镜中心的三维坐

41、标值的差异）鲜有涉足，当旋转后圆棱镜中心代表的实际测量的物理中心位置就很难保证一致。而在高铁线上工程施工中首先需要就是建立CPIII网，观测的方法决定了放置在某个CPIII点上的棱镜需要多次重复安装和对准不同的方向设站的全站仪进行距离和角度的测量。这是原来测量中很少遇到的情况，而CPIII网的相对精度和绝对精度都是原来铁路测量没有或少有的；CPIII点上的棱镜的工作状况就决定了对棱镜及其安置方式提出了新的技术要求。需要具有精确高程值的目标点除了使用全站仪进行平面坐标测量外，还需要使用水准仪进行精确的目标点高程测量，水准尺不可能立在棱镜的中心点位置来测量，为了保证水准测量的高程代表棱镜中心的高程

42、，实际施工中多采用在圆棱镜底座上加装水准气泡的办法让圆棱镜竖轴铅垂，在进行高程水准测量时拿掉棱镜，直接在底座支架上立尺，获得精确的高程后加上棱镜中心位置到底座支架的定长即是棱镜中心位置的高程。因此，使用传统圆棱镜来代表目标点的测量装置，不仅构造复杂，使用麻烦，稳定性差，而且安装过程需要首先在防撞墙或临时基桩上打孔预埋不锈钢轴套，使用时用与之配合的螺杆或者轴旋入或插入预埋的轴套中，再在螺杆或轴的另一端插入普通园棱镜，平面测量完成之后，再插入一根更长的螺杆或轴来配套承载水准测量的水准尺；如此棱镜组一是每次安装棱镜不可能保证可靠的重复性。二是棱镜中心的平面坐标与水准测量的高程值也难以高度统一。如下图所示而且在实际工作过程中，常常由于轴杆或者螺杆的碰损等原因，使它无法顺利地插入或者旋入预埋的轴套中。球棱镜目标组2) 球型棱镜的优点当一个实体的球，安放在与它相切的空心的圆柱体套管上时，不论怎样放置和旋转，球心的位置将始终保持不变，而且始终在圆