2022年城市轨道交通轨道工程测量技术.docx

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1、1、城市轨道交通轨道工程测量概述近年来，我国快速进展的地铁、轻轨等城市轨道交通，对列车安全行驶、乘 客旅途舒服性的要求越来越高； 由于城市轨道交通的轨道结构采纳混凝土整体道床，轨道工程一次定位， 几乎不能再调整； 而铺轨基标是高标准轨道混凝土整体道床的轨道铺设掌握点， 故高精度满意铺轨要求的测量工作， 重点是用铺轨基标来保证轨道的设计位置和线路参数， 同时也保证行车隧道的限界要求； 这就对铺轨精度提出了更严格要求， 因此精确测设铺轨基标是保证地铁轨道高精度施工的重要环节；何谓铺轨基标？ 铺轨基标是高标准轨道整体道床的轨道铺设掌握点，它是具有精确平面坐标和高程的标志； 按精度等级可划分为掌握基标

2、和加密基标； 铺轨基标埋设位置有两种， 即位于线路中线或线路中线的一侧； 图一为： 利用直角道尺精度 0.5mm通过沿线布设的铺轨基标精确确定一股钢轨的位置和标高；图一 图二轨道工程测量的实质？ 轨道工程测量的主要工作是铺轨基标测量；其实质是依据设计线路和铺轨综合设计图的要求， 以肯定的间隔， 在线路中线或其一侧测设具有精确平面坐标和高程的标志，作为铺轨的平面和高程依据；见图二；在广州市城市轨道交通轨道工程建设中，我们总结如下城市轨道交通轨道工程测量作业流程图：城市轨道交通轨道工程测量作业流程图学习文档 仅供参考从城市轨道交通轨道工程测量作业流程图中，我们可以看出轨道工程测 量主要包括：施工掌

3、握点复测四等平面掌握、二等高程掌握、掌握基标测设三维放样、归化改正满意标准要求精度 、加密基标测设三维放样、复测满意标准要求精度、竣工测量、其他测量工作等；2铺轨基标测量作业程序轨道专业施工所需的中线方向、里程、高程等均是由地面精密掌握点引入，为保证铺轨精度， 要求铺轨前应全面的对其检测， 通过贯穿测量后， 对施工掌握点进行统一的调整和平差后再设置基标，以保证基标的精度；铺轨基标的测设依据为业主测量队供应的施工掌握点；施工单位进场后， 在驻地监理工程师的主持下由施工单位测量队、 业主专业测量队、 业主代表四方进行交接桩， 各方人员持交桩表逐桩核对、 交接确认； 现场掌握点移交时应留意点位标识是

4、否清楚、点位是否坚固，并应与移交资料相符；现场点位不清楚、不牢固或与资料不符时应在移交纪要上注明； 遗失的桩位坚持补桩， 无桩名视为废桩； 资料与现场不符的应予以定正；点位移交完毕后参与移交的四方代表现场签署交接桩文件纪要；掌握点的交接桩记录储存两份原件用作竣工文件使用； 而后施工单位测量队使用经过有关部门检测合格的全站仪和精密水准仪，对交接的施工掌握点进行复核联测；【体会沟通】 复测前依据业主测量队所给提交点位资料运算相邻施工掌握点间的转折角、边长、高差，通过现场对转折角、边长、高差进行实测，当实测值与运算值相差较大时即可重新复测检查并查明缘由；现场实测完毕后， 进行施工掌握点坐标和高程的运

5、算；一般来说， 以业主测量队所供应点位资料的前两个施工掌握点和最终两个施工掌握点作为已知点进行严密平差运算平面和高程 ；如假设平差结果满意驻地监理工程师要求的精度，即可整理施工掌握点成果表并利用该点测设铺轨掌握基标，否就应准时上报驻地监理工程师和业主测量队，恳求进行统一调整；复核联测应满意以下要求： 平面：1角度按 DJ1全站仪左、右角 4测回观测，在总测回数中应以奇数测回和偶数测回 各为总测回数的一半 分别观测导线前进方向的左角和右角； 左角和右角分别取中数之和与 360度之差测站圆周角闭合差不应超过5；方向观测法的各项限差仪器型号光学测微器两次重合读数差半测回来零差一测回内 2C较差同一方

6、向值各测回较差DJ11696DJ238139，方位角闭合差不大于 5n n 为测站数，全长相对闭合差 1/35000 ；3边长按一级测距仪来回测量各一次， 测回总数为 4测回；一测回指照准目标一次应读数三次，三次读数的较差应小于5mm；边长测量应考虑仪器加、乘常数改正和气象温度、气压改正；4 平面掌握网通过软件进行严密平差运算， 并编写平差报告； 内业运算最终成果的取值精确至 0.1mm；高程：1) 采纳二等水准测量作为高程掌握；2) 按与已知点联测、 附合或环线来回各测一次， 来回较差、 附合或环线闭合差不大于 8L L 为水准路线长度；3) 水准网通过软件进行严密平差运算， 并编写平差报告

7、； 内业运算最终成果的取值精确至 0.1mm；水准观测的主要技术要求 m项目标 尺 类仪 器 型视 线 长前后视距 任一测站 上前 后视线高度型号度差视距累积差等级二等因瓦DS150水准测量的测站观测限差 mm项目上下丝读数平均值与中丝读数的差基辅分划或黑红 基辅分划、黑红面等级5mm刻划标 10mm 刻划 面读数的差或两次高差的差检 测 间 歇 点高差的差尺标尺二等复测情形及处理措施报告经驻地监理工程师审核批准，于接桩后 15天内上报业主审定；依据地下铁道、轻轨交通工程测量标准要求：掌握基标在直线线路每120m设置一个，曲线线路除曲线元素点设置掌握基标外，应每60m设置一个掌握基标；掌握基标

8、埋设完成后，对其进行检查，检测内容、方法与各项限差应满意以下要求：检测掌握基标间夹角时， 其左、右角各测两测回， 距离来回观测各两测回；直线段掌握基标间的夹角与 180度较差应小于 8，实测距离与设计距离较差应小于 10mm；曲线段掌握基标间夹角与设计值较差运算出的线路横向偏差应小于2mm，弦长测量值与设计值较差应小于 5mm；在施工掌握水准点间，应布设附合水准路线测定每个掌握基标的高程，其实测值与设计值较差应小于 2mm；经检测掌握基标满意各项限差要求后，应进行永久固定；依据地下铁道、轻轨交通工程测量标准要求：直线上 6m，曲线上 5m测设一个加密基标； 埋设方法与掌握基标相同； 单开道岔铺

9、设地段， 在直股外侧肯定距离位置按 5m间距设置加密基标；交叉渡线铺设地段，仍应在菱形渡线上的两个锐角及钝角上设置加密基标；加密基标平面位置和高程测定的限差应符合以下要求：1直线加密基标纵向： 6m5mm；横向：加密基标偏离两掌握基标间的方向线不大于2mm；相邻加密基标实测高差与设计高差较差不大于 1mm，每个加密基标的实测高程与设计高程较差不大于 2mm；2曲线加密基标加密基标间纵向距离答应误差为 5mm；加密基标相对于掌握基标的横向偏距不大于2mm；相邻加密基标实测高差与设计高差较差不大于 1mm，每个加密基标的实测高程与设计高程较差不大于 2mm；在地下铁道、轻轨交通工程测量标准中，将道

10、岔铺轨基标单独分类说明； 那么实际施工中，道岔铺轨基标是掌握基标， 仍是加密基标？标准并未详细规定；【体会沟通】 我个人认为， 道岔基标最好作为加密基标进行测设， 缘由有二：1道岔位于直线线路，而掌握基标在直线线路是每120m设置一个；如假设将岔前点和岔后点或将岔心点也设置为掌握基标，那么120m线路内会多两个或一个掌握基标， 导致两两掌握基标间距离太短； 从测量技术角度分析， 短边对测角精度的影响较大，这不利于道岔在 120m线路范畴内的直顺；反之，将道岔基标作为加密基标测设，即可用间距为 120m的两个掌握基标进行测设；这不但满意道岔定位的精度，也满意道岔与线路的直顺；2标准中，明确“道岔

11、铺轨基标测设方法，可按铺轨基标坐标直接测设， 也可先测定岔心和直股与曲股线路方向，然后利用道岔线路中线点测设基标”； 同时标准明确了“利用线路中线点测设道岔铺轨基标时，其测定限差应满意的要求”；由此，可以看出：道岔铺轨基标的测设方法有两种，前者“按坐标直接测设”，即按加密基标测设； 后者“依据岔心和直股与曲股线路方向测设”，即将岔前点和岔后点或将岔心点当作道岔的“轴线点”，然后掌握道岔其他基标的测设，但也未明确“轴线点”肯定是“掌握基标”；对于高精度的铺轨基标测设来说，其精度除了受到所选放样方法和已知点精度影响外， 仍与铺轨基标坐标、 高程的运算精确程度有很大关系； 坐标运算通常是在局部坐标系

12、下通过截取坐标级数绽开式的有限项求得， 这不行防止地影响坐标的精确程度；铺轨基标测设数量大、精度高、报检资料多、时间紧，故铺轨基标坐标及高程计 算是测量内业的重点工作； 为满意实际生产需要， 广州地铁项目部已完成 铺轨基标测量内业软件 的开发；该软件采纳统一坐标系下不受线性限制的复合辛普森公式作为运算铺轨基标坐标的数学模型，在设有竖曲线地段采纳不受坡度和半径大小影响的严密公式作为运算竖曲线高程的数学模型；并融数据运算、 报表生成、数据传输和数据治理于一体， 轻松实现测量内业工作程序化操作；其运算结果以 Exlce 表格形式储存， 并自动生成符合业主要求的报表， 直接打印即可提交资料；其运算数据

13、仍可通过数据线或数据卡批量输入全站仪，外业即可利用仪器储备的数据进行作业， 防止大量数据手工输入带来的人为错误， 大大提高外业效率；由于轨道专业施工时， 车站掌握点一般从地面直接投测，精度比较高， 加之车站线路一般为直线， 线路与站台间距限差要求很严， 不宜在车站进行线路调整； 因此在基标测设中， 坚持“车站不动， 调整区间”的原就， 以“两站一区间”为铺轨单位，进行铺轨基标测设；由于城市轨道交通是以车站和区间分段施工， 所以测量掌握基标也是分段分批测放的；铺轨掌握基标的测设是以“两站一区间”为测设单位， 主要采纳全站仪坐标放样法；掌握基标的测设精度直接影响加密基标的测设精度， 故放样掌握基标

14、应留意：每放样一个掌握基标， 必需进行方向归零检核， 归零误差应在限差之内， 否就重新放样；铺轨掌握基标的测设包括三个步骤 :初步测设： 依据铺轨基标坐标资料， 采纳全站仪坐标放样法测设至地面， 并初步固定；串线测量：掌握基标埋设完成后，应对“测设单位”的掌握基标进行串线测量， 主要检测掌握基标间角度、 边长、高差等几何关系是否满意标准要求；当掌握基标间几何关系超限，并与线路存在较大偏差时应进行调线测量；归化改正： 调线前， 先运算掌握基标间夹角实测值与理论值较差，依据 和掌握基标间距运算出掌握基标在垂直于线路方向的改正值s，然后在现场对s较差超过标准时所涉及的掌握基标进行归化改正；归化改正时

15、要照料到相邻基标改正值的相互影响， 往往仅改正一个点就可使相邻点几何关系满意要求；铺轨掌握基标的高程就利用施工掌握水准点测定， 其观测方法和限差按二等水准测量的主要技术要求施测；【体会沟通】由于一条线路将埋设大量的铺轨基标，因此测设铺轨基标时必需采纳分段掌握， 中间加密的方法， 即先测设掌握基标， 然后在掌握基标间测设加密基标；这样每一个铺轨基标的精度才能到达标准要求； 由此，我们可以看出： 轨道工程测量精度最高、难度最大的工作就是掌握基标的测设，而掌握基标的测设关键是归化改正；掌握基标“归化改正”往往需反复进行多次， 如假设掌握基标高程及其之间的角度与边长不能满意限差要求时，就重新进行“归化

16、改正”，直至满意要求为止； 通常，初次进入城市轨道施工的单位， 都会显现因测量技术无法快速解决掌握基标精度而导致轨道铺设严峻窝工的情形， 比方：广州地铁二号线时， 我们项目部在公- 纪区间因掌握基标测设未能按时测量合格，导致该区间铺轨受影响；广州地铁三号线时，中铁一局客 - 大区间掌握基标归化改正 15天未到达标准要求的精度，导致严峻窝工；通常我们采纳的归化改正方法有两种：1坐标法：依据调线测量平差结果，运算各掌握基标改正数，分别改正；2角度距离法：依据掌握基标串测导线的角度、距离偏差，沿线路垂直方向调整掌握基标点位，使相邻掌握基标的夹角满意限差要求；通过广州城市轨道交通四号线的实践、分析和总

17、结， 我们对以上两种归化改正方法进行阐述；A、坐标法：坐标法能严格将点位改正到理论位置，该法利用掌握基标“双重属性”的特性进行强制性归化改正； 掌握基标是第一是“测设点”， 通过内业设计和运算可获得“设计坐标”； 其次是“导线点”， 掌握基标初步测设后， 对“测设单位”的掌握基标进行串线测量， 记录掌握基标间角度、 边长， 使其与施工掌握点联测形成附合导线，通过严密平差运算可获得掌握基标“实测坐标”；1一般坐标法： 无需归化改正运算模型， 只需简洁利用掌握基标“实测坐标”与“设计坐标”差值 Vx，Vy进行点位改正，属于强制性归化改正；但这种方法，实地操作相当困难，仅仅是停留在理论上，一般不被采

18、纳；2图形坐标法： 无需归化改正运算模型， 只需简洁利用掌握基标“实测坐标”与“设计坐标”的比例图形进行点位改正，属于强制性归化改正； 该方法简洁易懂，但实地操作不便利，建议实践体会不足的测量工作者采纳；图中 Pj-1 、Pj 、Pj+1是实测点位， P 是设计点位；先画 PjP，使其图纸比例尺是1：1，并将其延长至图纸边缘；然后以较小的比例尺画出Pj-Pj-1和Pj-Pj+1 的方向线；再画指北线N供防止错误用；带着这些图纸去现场； 借助小针将图纸的 Pj 点放在实地的掌握基标点上， 旋转图纸以两条方向线定向图纸； 然后沿 PjP 方向用钢板尺丈量距离， 得 P的点位；我认为假如细心操作归化

19、的精度可接近0.5mm；此方法得到北京城建勘测设计讨论院的教授级高工秦长利和上海同济高校测量教授陈龙飞的认同；3改良型坐标法： 回来掌握基标点位与线路中线关系， 寻求简洁运算方法，猎取点位纵横向改正值 VL，VD；该方法使现场归化改正形象直观，简洁易行， 在工程中得到普遍应用；通过设计图供应的线路中线要素资料，依据施工要求设计掌握基标里程和边距，即可运算出掌握基标的设计坐标， 这是内业运算的一部分工作 已实现运算程序化，可称之为“坐标正算”；反之，依据掌握基标“实测坐标”也可反算 出该坐标相对于线路中线的里程和边距，可称之为“坐标反算”；将掌握基标“实测坐标”转换为以“里程和边距”的表现形式，

20、就很简洁计 算设计边距与实测边距的差值、 设计里程与实测理论的差值， 这些差值即时掌握基标归化改正的数据；实际作业中，合理忽视里程偏差，重点考虑边距横向偏差，由于点位横向误差才是影响掌握基标间角度圆顺的主要因素；此方法得到北京城建勘测设计讨论院的教授级高工秦长利和上海同济高校测量教授陈龙飞的认同；B、角度距离法： 先运算掌握基标间夹角实测值与理论值较差，依据 和掌握基标间距运算出掌握基标在垂直于线路方向的改正值s，然后在现场对s较差超过标准时所涉及的掌握基标进行归化改正；角度距离法在满意施工需要的前提下，合理忽视距离偏差，重点考虑角度偏差，运算、操作相对简洁，在 工程中得到普遍应用； 但通常进

21、行角度距离法归化改正时， 人为判定和选取需改正的点位， 凭借体会摸索该点横向改正值； 由于在串测的导线上， 一点的横向改正会引起相邻两点间夹角的变化， 因此须反复摸索调整各点改正值， 才能满意调线和归化改刚要求； 此方法既无固定规律又不严密， 效率又低， 实践体会不足的测量工作者很难把握； 这种方法是有体会的现场测量人员最善于、 也必需把握的方法；我们也称之为“手工改正法”；秦长利，北京城建勘测设计讨论院的教授级高工，主要从事地铁工程测量工作和讨论，国家强制性标准地下铁道、轻轨交通工程测量标准主要编写人；他曾发表地铁掌握基标归化改正原理及编程实现一文；文章以角度距离法为动身点， 总结点位横向改

22、正值与角度改正数的变动规律， 建立较合理的数学模型， 寻求简洁有用的运算方法， 实现归化改正点位自动选取与对应改正值的自动运算； 这才是真正意义上的“角度距离法”；在城市轨道交通四号线中，测量队也曾借助数学软件Mtlab 、Exlce 、人工分步运算实现了此程序模型， 实践说明该归化改正原理模型的理论运算精度相当高，是目前国内同类数学模型的最优运算方法， 很值得我们学习、 分析和借鉴， 但完全实现程序化的难度很大公司欠缺娴熟编程人员 ；加密基标的测设方法采纳全站仪坐标放样法，其测设依据为已经精确测设的 掌握基标； 以掌握基标间的方向， 按加密基标的里程， 在掌握基标间测设加密基标；加密基标的高

23、程依据掌握基标高程用精密水准仪测定；道岔基标的测设方法同加密基标；岔区基标一般测设在道岔直股一侧，但各种类型道岔的基标位置各异，而且它的位置随设计图、施工方法与机具而变化；另外道岔岔心定位及道岔结构各元素点相对精度要求高，而且自成一体；因此， 在基标测设前第一要讨论基标设计图，然后确定测设步骤；以浅埋车站两端稳固的掌握基标为起始数据进行轨道竣工测量；轨道产生变 形时的地段应重新进行掌握测量， 并以其作为起始数据； 铺轨基标竣工测量主要进行横向、 竖向变异量的测量， 一般重点检测折角和高程， 可不再测量基标的间距一般变化和影响均不大 ，由于他们是影响轨道平顺质量的主要因素；基标设置要求满意地下铁道工程施工及验收标准要求；