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        徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測中的應(yīng)用

        2016-01-04 08:02:56劉士旬
        測繪通報 2015年2期
        關(guān)鍵詞:互換性重復(fù)性可靠性

        引文格式: 劉士旬. 徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測中的應(yīng)用[J].測繪通報,2015(2):133-135.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0061

        徠卡全站儀和電子水準(zhǔn)儀在高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測中的應(yīng)用

        劉士旬

        (中鐵六局集團有限公司工程設(shè)計院,北京 100036)

        ApplicationofLeicaTotalStationandElectronicLevelinCPⅢControl

        NetworkRetestofHigh-speedRailway

        LIUShixun

        摘要:CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測質(zhì)量包含兩方面的內(nèi)容:一是保證復(fù)測的準(zhǔn)確性;二是保證復(fù)測的可靠性。在合??瓦\專線六標(biāo)的CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測中,平面網(wǎng)測量使用具有自動目標(biāo)搜索、自動照準(zhǔn)、自動觀測和記錄的智能型全站儀Leica TS30(標(biāo)稱精度:0.5″,0.6mm+1×10-6D)進(jìn)行;高程網(wǎng)測量使用Leica DNA03電子水準(zhǔn)儀(標(biāo)稱精度:0.3mm/km)進(jìn)行。在此次高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測過程中,通過采取各種切實可行的措施和方法,保證了復(fù)測的質(zhì)量,完成了測量任務(wù)。

        關(guān)鍵詞:可靠性;重復(fù)性;互換性;同精度內(nèi)插

        中圖分類號:P258文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        一、概述

        CPⅢ控制點一般布設(shè)于路基專用控制樁、橋梁防撞墻和隧道邊墻內(nèi)襯上,容易受到線上施工和構(gòu)筑物沉降變形的影響。為確保CPⅢ控制點成果準(zhǔn)確可靠,應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)展情況對CPⅢ控制網(wǎng)進(jìn)行定期的復(fù)測和維護。

        高速鐵路CPⅢ控制網(wǎng)共需復(fù)測兩次:第一次復(fù)測為軌道板道床施工前;第二次復(fù)測為軌道精調(diào)和工程靜態(tài)驗收前。CPⅢ控制網(wǎng)的復(fù)測內(nèi)容包括CPⅢ平面控制網(wǎng)復(fù)測和CPⅢ高程控制網(wǎng)復(fù)測兩部分。

        二、復(fù)測原則

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測的總體原則是:采用與建網(wǎng)相同的技術(shù)要求和作業(yè)方法進(jìn)行;在各區(qū)段測量完成,平差合格后對CPⅢ點復(fù)測與原測成果的坐標(biāo)進(jìn)行比較(較差應(yīng)≤±3.0mm),對相鄰點的復(fù)測與原測坐標(biāo)增量進(jìn)行比較(較差應(yīng)≤±2.0mm);超限時應(yīng)結(jié)合線下工程結(jié)構(gòu)和沉降評估結(jié)論分析判斷超限原因,確認(rèn)復(fù)測成果無誤后,采用同精度內(nèi)插的方式更新成果。

        三、CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測中采取的各種措施

        1. 選用高精度的測量儀器

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測盡量選用標(biāo)稱精度高的儀器進(jìn)行。平面網(wǎng)測量可使用瑞士徠卡公司生產(chǎn)的智能型全站儀如LeicaTS30(標(biāo)稱精度:0.5″,0.6mm+1×10-6D)、LeicaTCA2003(標(biāo)稱精度:0.5″,1mm+1×10-6D)、LeicaTCRP1201+(標(biāo)稱精度:0.5″,1mm+1.5×1×10-6D);高程網(wǎng)測量則使用LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀(標(biāo)稱精度:0.3mm/km)。如圖1所示。

        圖1

        這些儀器都是經(jīng)過實踐檢驗的高精度、高穩(wěn)定性的儀器,能夠保證測量數(shù)據(jù)的精度和可靠性,更好地避免測量中的粗差,保證復(fù)測與建網(wǎng)成果的一致性。

        2. 對預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查

        復(fù)測前派專人對CPⅡ加密點、二等水準(zhǔn)點及CPⅢ點預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查,對被破壞的點位應(yīng)及時在原位置附近恢復(fù),并做好詳細(xì)記錄,保證現(xiàn)場點位的唯一性、完好性,保證測量桿插入后和預(yù)埋件能緊密貼合。這是保證CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測效率和精度的有效手段之一。

        3. 對 CPⅡ及水準(zhǔn)加密網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核

        CPⅡ及水準(zhǔn)加密網(wǎng)數(shù)據(jù)是CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測成敗的關(guān)鍵。在使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行約束前一定要保證其準(zhǔn)確性。使用SYADJ軟件對內(nèi)符合精度高、可靠的CPⅢ控制網(wǎng)測量數(shù)據(jù)通過約束CPⅢ點反算出CPⅡ加密點的坐標(biāo)和水準(zhǔn)加密點的高程,并進(jìn)行檢核;對于采用GPS測量方法測定的CPⅡ加密點,還可使用全站儀進(jìn)行邊角關(guān)系檢核。

        4. 對棱鏡桿和水準(zhǔn)桿進(jìn)行檢驗

        使用合格的棱鏡桿和水準(zhǔn)桿是保證點位測量精度和點位互換性的前提。將重復(fù)性和互換性超過0.4mm的棱鏡桿、超過0.2mm的水準(zhǔn)桿去除。

        5. 對 CPⅡ加密點基座和棱鏡進(jìn)行檢驗

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測最好使用建網(wǎng)時所用的CPⅡ加密點基座和棱鏡。若不具備條件,也要與建網(wǎng)單位使用的CPⅡ加密點基座和棱鏡進(jìn)行檢驗、比對、改正。對與建網(wǎng)時高度不一致的基座進(jìn)行加工處理,保證CPⅡ加密點棱鏡中心與建網(wǎng)時一致;對與建網(wǎng)時常數(shù)不一致的棱鏡在使用時輸入棱鏡常數(shù),保證測距與建網(wǎng)時一致。只有這樣才能更好地消除復(fù)測與建網(wǎng)的系統(tǒng)誤差,與建網(wǎng)的成果符合。

        6. 建立試驗段

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測工作開始后首先選取3km作為試驗段。一方面對參加測量的人員進(jìn)行培訓(xùn),使相關(guān)人員盡快熟悉和掌握所從事的測量工種與任務(wù);另一方面對測量的數(shù)據(jù)及時進(jìn)行平差處理、成果比對,發(fā)現(xiàn)并消除復(fù)測中存在的問題,排除復(fù)測中存在的系統(tǒng)誤差。

        7. 嚴(yán)格執(zhí)行測量標(biāo)準(zhǔn)

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測時要嚴(yán)格執(zhí)行建網(wǎng)時的技術(shù)要求甚至要高于建網(wǎng)要求。只有這樣才能獲取合格的數(shù)據(jù),保證測量成果的準(zhǔn)確性,通過消除系統(tǒng)誤差達(dá)到與建網(wǎng)數(shù)據(jù)的高度符合。在CPⅢ控制網(wǎng)的測量中做到以下幾個要點:不要勉強進(jìn)行測量,數(shù)據(jù)采集困難時不能保證精度;確保全站儀或水準(zhǔn)儀視線不受遮擋;確保棱鏡桿或水準(zhǔn)桿安裝到位;確保全站儀或水準(zhǔn)儀穩(wěn)定;每天測量工作開始前對測量儀器進(jìn)行必要的檢校。

        8. 坐標(biāo)更新后進(jìn)一步檢核

        復(fù)測成果與建網(wǎng)成果比對后,對于較差超限,成果需要更新的點位要核對預(yù)埋標(biāo)具檢查記錄,并再次到現(xiàn)場對預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行檢查。若點位確實破壞、損毀,則在報告中加以說明;若點位沒有明顯痕跡,測量桿插入后和預(yù)埋件能緊密貼合,則使用全站儀利用新、舊坐標(biāo)分別進(jìn)行自由設(shè)站檢查坐標(biāo)不符值情況,確保更新成果的真實、可靠。

        四、工程應(yīng)用

        合福客運專線六標(biāo)施工里程為DK212+276.35~DK249+236.5,全部采用CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道施工。本次CPⅢ控制網(wǎng)的復(fù)測分4個段落進(jìn)行,現(xiàn)在以DK240+860.000~DK249+236.500段CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測為例來說明復(fù)測情況。

        1. 準(zhǔn)備工作

        對該區(qū)段的預(yù)埋標(biāo)具進(jìn)行細(xì)致檢查,發(fā)現(xiàn)共有20個點的標(biāo)具出現(xiàn)不同程度的損毀,其中2個點的標(biāo)具嚴(yán)重破壞,須進(jìn)行重埋。

        本區(qū)段的CPⅡ加密網(wǎng)和二等水準(zhǔn)加密網(wǎng)經(jīng)過復(fù)測采用原成果。使用CPⅢ測量數(shù)據(jù)反算檢核,也沒有發(fā)現(xiàn)變化,用原成果進(jìn)行約束。

        2. CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測情況

        CPⅢ平面網(wǎng)測量使用LeicaTS30全站儀配合測量手簿進(jìn)行,采用自由設(shè)站邊角交會法;高程網(wǎng)測量使用LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行,采用矩形環(huán)單程水準(zhǔn)網(wǎng)法。

        本區(qū)段CPⅢ平面網(wǎng)共觀測CPⅢ控制點298個,聯(lián)測CPⅡ加密控制點20個。其自由網(wǎng)平差和搭接前約束網(wǎng)平差的各項精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求(見表1)。本區(qū)段CPⅢ高程控制網(wǎng)共觀測CPⅢ控制點302個,聯(lián)測二等水準(zhǔn)加密點6個,構(gòu)成150個閉合環(huán),各項精度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求(見表2)。

        表1 平面網(wǎng)平差后技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計表

        表2 高程網(wǎng)平差后技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計表  mm

        CPⅢ點復(fù)測與原測成果的坐標(biāo)較差超限點共有20個,相鄰點的復(fù)測與原測坐標(biāo)增量較差超限的邊共有44條,經(jīng)核對預(yù)埋標(biāo)具檢查記錄和再次現(xiàn)場核查發(fā)現(xiàn)超限點均為施工現(xiàn)場施工導(dǎo)致的破壞或毀損的點,其余均滿足限差要求,根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求,本區(qū)段CPⅢ點控制網(wǎng)的超限點采用復(fù)測成果,其余點采用建網(wǎng)成果。

        3. CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測結(jié)論

        本測區(qū)CPⅢ控制網(wǎng)布設(shè)、觀測、數(shù)據(jù)處理和平差符合《高速鐵路工程測量規(guī)范》(TB10601—2009)等相關(guān)規(guī)范規(guī)定要求,可以使用本次復(fù)測的坐標(biāo)成果進(jìn)行軌道精調(diào)施工。

        五、結(jié)束語

        CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測的質(zhì)量直接關(guān)系到無砟軌道道床施工和軌道精調(diào)的精度和效率。從本文復(fù)測過程來看,選擇合適的測量儀器(如徠卡公司生產(chǎn)的高精度測量機器人和電子水準(zhǔn)儀),通過采取一定措施和方法,可以保證測量點位的穩(wěn)定可靠、保證起算數(shù)據(jù)的可靠、保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確,消除與建網(wǎng)的系統(tǒng)誤差,能夠保證CPⅢ控制網(wǎng)復(fù)測成果質(zhì)量滿足下一工序施工的需要。

        參考文獻(xiàn):

        [1]中華人民共和國鐵道部.TB10601—2009高速鐵路工程測量規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2009.

        [2]國家測繪局.GB12897—2007 國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

        [3]中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T18314—2009全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

        (本專欄由徠卡測量系統(tǒng)和本刊編輯部共同主辦)

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