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1、提高有碴轨道客运专线单双线结合型特大桥CP测设精度单位名称：中铁七局武汉公司小组名称：CP测设QC小组发 表 人：王 先 甲时 间：2010年3月25日目 录一、基本概况3二、选题理由4三、现状调查5四、确定目标7五、原因分析7六、要因确定8七、制定对策9八、对策实施10九、检查效果14十、巩固措施15十一、总结体会与打算15一、基本概况1.1 工程概况合武客运专线武汉枢纽段东起喻家线路所DK330+000，西至汉口车站HDK365+400，正线全长70.8Km，均为有碴轨道，设计速度为250km/h，按业主及设计要求，全线需布设CP控制网，为轨道精调提供条件。此段共有7座特大桥，其中江岸特大
2、桥东起DK344+600，西至DK360+600，全长16km，且DK344+600-DK348+600段4km为单线，DK348+600-DK360+600段12km为双线，全桥单双线结合，平均墩高20米，桥上无CP点及水准点，桥两侧安装遮板（高2米），造成桥上CP点与桥下CP点及水准点均不通视。1.2 小组概况小组名称中铁七局集团武汉公司CP测设QC小组小组类型技术攻关型人均年龄25岁小组人数6人平均接受QC教育时间72小时 注 册 号2009-07注册日期2009年6月1日活动课题提高有碴轨道客运专线单双线结合型特大桥CP测设精度序姓 名性别年龄学历组 内 分 工1王先甲男25本科组长，
3、工程部长，负责总体方案决策及平差计算2吕 健男35中专副组长，测量主管，指导现场测量3李 钊男22本科副组长，助理工程师，技术攻关，方案比选4王 龙男21中专组员，测量工程师，现场测量及仪器保管5范玉勉男20中专组员，测量工程师，现场测量及仪器检测6唐 旺男25大专组员，助理工程师，负责现场布网及误差计算二、选题理由选题理由1、创新要求。合武线区间段CP网全是聘请设计院测设，施工单位无测设经验，同时枢纽段测设条件更复杂。2、质量目标高。合武线设计时速250km，CP控制网为轨道精调的基础，业主要求CP点位的精度合格率为100%。3、施测条件难。桥梁施工完毕，桥上无高级点，给CP网施测带来很大困
4、难，直接影响CP测设精度。4、技术方案要求。单双线结合型特大桥，对测量和计算都有很大影响，易造成单双线结合处CP精度不达标。综上所述在精度高、目标高、施测条件难的情况下第一次进行，开展QC攻关。提高有碴轨道客运专线单双线结合型特大桥CP测设精度。三、现状调查3.1、平面测量因为第一次在长达16km的单双线结合型特大桥上进行CP网测设，为了保证测设精度，我们对前期4座特大桥及一单双线结合处路基上CP附和导线网测设结果进行了统计分析，同时使用相同测量方法对其进行复测，结果如下： 序号地段附和长度CP个数全长相对闭合差角度闭合差点位中误差超限个数点位中误差超限原因复测坐标超限个数复测坐标超限原因原因
5、分析1左线跨麻汉特大桥1.55km81/7556012s2附和长度过长，中间点误差偏大2附和长度过长，中间点误差偏大桥上CP点无法和桥下CP点通视，造成附和长度超限2右线跨麻汉特大桥0.95km61/330008s1全长相对闭合差偏大1初测全长相对闭合差偏大全长相对闭合差虽满足规范要求，但还是偏大，应提高要求3右线跨麻汉特大桥0.81km51/675564s05复测时仪器性能经检测不达标仪器问题4左线跨川龙特大桥0.8261/587967s1最短边45m1最短边45m点位布置不合理5左线跨川龙特大桥0.96km61/112237s01CP点埋设在梁活动支座端CP埋设位置不正确6右线跨川龙特大桥
6、0.97km61/3988826s3角度闭合差过大4初测点位误差过大初测时，阳光很强，仪器未遮伞7右线跨川龙特大桥0.9661/8245210s2有两人主镜测量2初测时有一角度观测偏差很大同一附和导线中，多人主镜，造成人员观测误差8单双线结合处路基0.9661/756518s01平差方式不同单双线结点处的同一个CP点连接3个方向的附和导线，应对整个导线网进行平差计算，不能分段平差。由上可见，影响单双线结合型桥上CP点平面测量精度的因素有：仪器性能不合格、点位布设不正确、晴天测量未遮阳、附和长度超限、全长闭合差要求过低、测量人员不固定、测量及平差方式不合理等。3.2、高程测量CP高程测量属于精密
7、水准等级，我们对前期4座特大桥及一单双线结合处路基上CP高程测设结果进行了统计分析，同时使用相同测量方法对其进行复测，结果如下：序号地段闭合长度闭合差复测差值超限个数超限原因1左线跨麻汉特大桥2.5km5.2mm5仪器i角超限，应进行检测2右线跨麻汉特大桥5.6km7.4mm1点位设在连续梁上3左线跨川龙特大桥2.3km10.2mm2有风天气测量，且前后视距差超限4右线跨川龙特大桥9.1km13.2mm4闭合长度过长，中间点误差偏大5单双线结合处路基5.2km11.7mm1单双线结合点平差方法不合理，应进行整体平差计算由上可见，影响单双线结合型桥上CP点高程测量精度的因素有：仪器性能不合格、点
8、位布设不正确、风力等级、闭和长度超限、前后视距长度及视距差、测量及平差方式不合理。四、确定目标4.1 目标设定根据小组现状调查和统计分析，确定了公关目标：有碴轨道客运专线单双线结合型特大桥CP测设精度合格率达到100%。4.2 目标可行性分析（1）高精度仪器：平面测量采用1s全站仪及配套基座，高程测量采用数字水准仪及配套铟瓦尺，只要按期校验，完全满足规范要求。（2）CP点位布设完全可以优化调节，达到规范要求。（3）平差方式可以通过软件优化。（4）参与小组的成员都有测设CP控制网经验，能打硬仗。（5）领导的大力支持。五、原因分析QC小组总结前阶段CP网测设经验，结合单双线结合型特大桥特殊情况，对
9、影响CP网测设精度的因素进行分析。 CPIII测设精度偏低设精度偏低环境方法仪器人员施工车辆影响阳光照射仪器风力过大高等级点有位移平差方法不合理附(闭)和长度过长测量方法不规范点位布设不合理仪器未及时检测仪器精度低测量人员不固定培训不到位操作经验少六、要因确定6.1 根据以上末端因素，结合工程现场条件，QC小组对末端因素逐条分析确认，结果如下表：序号末端原因确定方法确认情况是否要因参加 人员1人员操作经验少现场观察外业测量人员操作是关键，只有操作规范正确才能有高精度成果。是王先甲吕 健2培训不到位现场分析加强培训，使其能够弥补。否王先甲李 钊3测量人员不固定现场分析同一阶段测量，前视、后视、主
10、镜、记录人员均需固定，减少误差。是王先甲吕 健4仪器仪器精度低现场检测仪器精度能满足规范要求。否范玉勉王 龙5仪器未及时检测现场分析CP测量前仪器应送检校验，测量过程中应定期进行常规性检测。是范玉勉王 龙6方法点位布设不合理现场分析CP点应埋设于桥梁固定支座端，应避开连续梁，且保证点位均匀。是唐 旺王 龙7测量方法不规范现场分析平面采用边角测回法测量两测回，高程采用往返测。否吕 健李 钊8附(闭)和长度过长现场分析桥上无高级点，造成附(闭)和长度过长，中间点误差偏大。是吕 健唐 旺9平差方法不合理现场分析单双线结合处采取分段平差，同一个点至少有两种结果，造成误差。是王先甲李 钊10环境高等级点
11、有位移现场分析高等级点为CP测设基础，若有位移，则直接影响CP精度。是吕 健唐 旺11风力过大现场分析大风天气测量，仪器、后视镜、铟瓦尺都会晃动，直接影响测量精度。是吕 健范玉勉12阳光照射仪器现场分析阳光照射仪器，造成仪器气泡偏移，局部受热，直接影响测量结果。是吕 健唐 旺13施工车辆影响现场分析外业观测时，若有车辆经过，会造成桥面晃动。否王 龙李 钊6.2 主要原因操作经验少测量人员不固定主要原因仪器未及时检测点位布设不合理附(闭)和长度过长平差方法不合理高等级点有位移风力过大阳光照射仪器七、制定对策序号要因对策目标措施负责人地点实施时间1操作经验少传授外业测量人员必须100%按规范操作。
12、让有经验的人员通过培训传授其他人员。王先甲吕 健会议室6.16.52测量人员不固定指定保证外业测量人员岗位固定。指定外业测量分工，一人一岗。王先甲会议室6.53仪器未及时检测定期检测保证仪器随时处于优良状态。制定专人定期检测仪器。范玉勉省测绘局6.66.84点位布设不合理优化改进保证CP点位埋设符合规范要求。对现场进行调查，规划好后再埋设。唐 旺现场6.66.105高等级点有位移复测保证所采用的高级点全部没有位移。在CP网开测前，对所有CP点及水准点进行复测。吕 健现场6.10-6.156附(闭)和长度过长补测高级点保证附(闭)和长度满足规范要求。桥上每隔1km选取一对相隔0.5km的点对作为
13、高级点补测。王先甲吕 健现场6.15-6.207平差方法不合理优化平差方式用最合理的平差方式保证计算准确性。聘请武汉大学邹教授指导，采用科傻软件进行整体平差。王先甲现场7.25-7.318天气影响避开不利天气保证测量仪器不受恶劣天气影响。大风天气不进行测量，晴天测量应打伞遮阳。吕 健现场6.15-7.30八、对策实施实施一：操作经验少6月1日6月5日，由王先甲、吕健在会议室对整个小组成员进行CP测量知识培训，重点对CP测量原理、测量方法、数据记录及外业观测限差四个方面进行讲解。8.1.1 CP测量原理CP测量为五等导线、精密水准等级，平面测量起闭于CP边，形成附和导线，高程测量起闭于二等水准点
14、，且一个测段至少与三个二等水准点联测，形成检核。为了提高测量精度，我们将导线测量全长相对闭合差、方位角闭合差、测角中误差三项指标提高到四等导线要求，将水准测量限差指标提高到二等水准要求。8.1.2 测量方法CP平面测量采用TC1201（1s,2mm2ppm）全站仪施测，外业观测采用边角测回法观测两个测回，与高级边联测时观测四个测回；高程测量采用DNA03（0.3mm/km）数字水准仪进行往返测。8.1.3 数据记录CP平面测量采用边角测回法表格记录，高程测量采用二等水准记录本记录，同时设置仪器自动储存数据，所有记录必须清晰完整、准确无误，不得涂改。8.1.4 外业观测限差CP平面测量角度及边长
15、观测限差如下表：角度观测限差边长观测限差半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差一测回读数间互差(mm)测回间互差(mm)同一水平面上往返测(mm)6962+2D10-6（2+2 D10-6）2（2+2 D10-6）实施二：测量人员不固定因不同的人去进行相同的测量，结果也不尽相同，在6月5日，召开QC小组会议，经过小组内部协商，指定外业测量时，由观测经验最丰富的吕健进行主镜观测，由王龙进行前视，唐旺进行后视，李钊进行数据记录及判断现场观测数据是否超限。实施三：仪器未及时检测指定小组成员范玉勉在6月56月8日期间，将所有的测量仪器（包括全站仪、数字水准仪、后视基座、棱镜等）送往湖北省测绘
16、局进行检测，保证所有的测量仪器均处于优良工作状态。 实施四：点位布设不合理CP点位的布设直接关系到控制网的稳定性及点位的精确性。经小组商议决定，制定以下措施。8.4.1 由唐旺负责，调取大桥结构资料，包括桥梁跨度、类型等，自桥台开始，根据150m200m间距，依次选取CP点埋设位置。8.4.2 所有CP点均应埋设于桥梁固定支座端，若有连续梁，则应避开，在两端的简支梁固定支座端埋设。若连续梁总跨度大于200米，则应特殊注明，并在外业观测时，对此处加强观测两个测回。实施五：高等级点有位移高等级点为CP测设基础，若有位移，则直接影响CP精度，为此，在CP测量开始前，QC小组全线调查现存高等级点（含C
17、P、CP、二等水准点）情况，制定复测计划，对高等级点进行复测。8.5.1 采用GPS对全线CP、CP点进行复测，对复测结果进行评估，将有问题的点剔除使用范围。8.5.2 采用数字水准仪对全线二等水准点进行复测，对复测结果进行评估，将有问题的点剔除使用范围。实施六：附(闭)和长度过长桥梁修建完工后，桥上并无高等级测量点，若从桥一头高级点闭合到桥另一头高级点，则会形成闭合长度超限，中间点的精度不达标。为此，经小组商议，采取以下措施： 8.6.1 平面：桥上每隔1km选取一对相隔0.5km的点对作为高级点使用，采取GPS按照C级网要求施测，从而在桥上建立起CP网，解决平面测量附和长度过长问题。8.6
18、.2 高程：根据全桥结构，经过分析，桥A、B、D 端各有一个二等水准点，全桥CP高程精度最弱区在C1处，经过小组商议，制定以下测量方案：采用数字水准仪，按二等水准测量要求分别进行往返测，得出AC、BC、CC1、C1C2、C2D高差，A、B、D为已知二等水准点，利用软件进行严密平差计算，得出C、C1、C2三点高程。同时，利用C、C1、C2附近房屋等建筑物，按二等水准跨河测量要求，将1s全站仪架于房屋上，用等距观测法测出桥下水准点与C、C1、C2的高差，计算出C、C1、C2三点高程，与数字水准仪测出的结果进行比较，得出C1点差值最大，为2.3mm，满足二等水准检测已测段高差限差要求。经小组分析决定
19、：将C、C1、C2三点的初测高程作为已知点高程使用。这样，在桥上就建立了一个新的二等水准网。实施七：平差方法不合理不同的平差方法，会得出不同的计算结果，如何选择平差方法，是一个关系到成果精度的关键环节。经小组商议，聘请武汉大学邹教授指导，最终决定采取如下平差方式：8.7.1 平面平差：为保证线路的整体平顺性，故而全线所有的相邻CP点间均应有边角关系，不应在高级边处分段，首先将所有相邻CP点间边角关系贯通，然后联入高级边，整座桥就形成一个“人”字形导线网。在每个分测段方位角闭合差及全长相对闭合差满足规范要求后，对整个导线网进行平差计算及精度评估。8.7.2 高程平差：同平面测量一样，首先将有相邻
20、CP点间高差贯通，然后联入水准点，在AC、BC、CC1、C1C2、C2D五个分测段闭合差满足要求后，计算AD段、BD段及AB段闭合差，当其满足要求后，对全桥“人”字形CP网高程进行整体严密平差计算及精度评估。实施八：天气影响外业测量属于露天作业，受天气影响较大，比如：大风天气测量，仪器、后视镜、铟瓦尺都会晃动，直接影响测量精度；晴天测量时，有阳光照射仪器，造成仪器气泡偏移，局部受热，使得测量结果偏差较大；雨天测量，因空气湿度过大，对测距结果也有影响等等。针对以上情况，QC小组结合以往测量经验，进行分析，CP测量属于精密测量，对精度要求非常高，故决定：风力超过三级、下雨及有雾天气均不进行测量，宁
21、可不测，也不测错，晴天测量，仪器必须打伞遮阳，夏天测量时，应避开中午高温时段。九、检查效果单双线结合型江岸特大桥CP网的测设是一次了解、探索的过程，也是一次实现高追求、高目标的过程，QC小组勇于探索，不断创新，顺利的完成了CP控制网的布设测量，同时于8月2日提交了初测成果报告，8月5日通过了业主、设计院、监理、武汉大学专家组的评审，同时申报设计院复测，10月5日，设计院复测完成，全线CP点位精度合格率达100%，至此，合武线CP网测设宣布圆满完工！为轨道精调提供了条件，为全线开通奠定了基础。同时，QC小组在实践中不断总结外业观测及内业平差经验，锻炼了队伍，坚定了克服困难的信心。9.1、经济效益
22、9.1.1 直接经济效益合武线区间段CP控制网为铁三院初测，铁四院复测，其中初测费用由施工单位支付，复测费用由业主支付。枢纽段70kmCP控制网的初测均由施工单位完成，按设计院初测单价，直接节省成本70km0.9万元/km=63万元。9.1.2 间接经济效益只有高精度的CP网，才有高精确性、高平顺性的轨道。若CP网精度不够，可能导致轨道经过数次精调后，动检仍不达标，这就导致轨道精调次数增加，间接增加大量成本。9.2、工期效益通过攻关，将CP网测设的障碍全部消除，顺利的完成了任务，且由原计划90天工期缩短到65天，为大机提前进场作业提供了技术条件。9.3、技术效益9.3.1在QC小组攻关以前，我
23、项目部技术人员对CP网了解很少，对该工作的性质及所牵涉的新理论、新方法、新技术认识都远远不足，我们对参与QC小组的6名成员进行调查分析，如下：其中，理论知识及操作经验都丰富的只有1人，理论知识丰富而缺少操作经验的有2人，操作经验丰富而理论知识缺少的有2人，理论知识及操作经验都缺少的有1人。9.3.2 在进行QC培训并完成CP控制网的测设后，我们对参与QC小组的6名成员重新进行调查分析，结果如下：其中，理论知识及操作经验都丰富的有4人，理论知识丰富而缺少操作经验的1人，操作经验丰富而理论知识缺少的有1人。综上所述，经过我们成立QC小组，对组员加强培训，同时通过互相学习和研究，又经过大量的现场操作
24、后，使我项目部的技术力量在CP网测设方面上了一个很大的台阶，为公司培养了技术人才，同时在客运专线大兴的今日，为公司以后在CP网测设方面积累了丰富的经验。十、巩固措施为了进一步巩固活动成果，小组将已经培训过的材料结合整个攻关过程中积累的经验整理成有碴轨道客运专线CP控制网测设技术总结，以便参考借鉴。十一、总结体会与打算在施工生产中碰到技术难题，通过QC方法解决问题，行之有效，科学规范，为项目部节约了大量的成本，创造了良好的经济效益，通过这次QC方案的实施，时我项目部的各个成员在技术管理知识上有了很大的提高，也使我们得出了一个很大的启发：只要勇于探索，敢于实践，那么一切成绩皆有可能！除此之外，我们在活动过程中发现导线法在测设CP网中存在很多不足，其精度无法达到更高的标准，为此，我们将围绕客运专线CP网导线测设法改进一题作为本QC小组下一步的研究课题。
