第二節　精密測量

一、準備工作

1.勞動組織

（1）勞動力組織方式：采用測量組組織模式。

（2）人員配置表見表2.2.1。

續上表

2.設備配置

設備配置見表2.2.2。

3.材料要求

材料要求見表2.2.3。

4.內業技術準備

作業指導書編制后，應在開工前組織技術人員認真學習實施性施工組織設計，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規范和技術標準。制定施工安全保證措施，提出應急預案。對施工人員進行技術交底，對參加施工人員進行上崗前技術培訓，考核合格后持證上崗。

土建單位站場基本成形后，從業主獲取線路的CPⅡ交樁資料，接觸網施工圖紙到達后，與站場施工單位聯系，索取站場資料，依據CPⅡ資料，計算基坑定位、線路中心線對應的測量數據表。

（1）路肩高程計算：

H=Hd+L·i（m）

式中　H——支柱點路肩高程；

Hd——變坡點高程；

L——支柱點至變坡點距離；

i——坡度（‰）。

（2）豎曲線計算公式：

式中　y——豎曲線支距；

T——切線長；

L——支柱點到豎曲線始、終點距離；

R——15000m。

Δi——相鄰坡段坡度代數差的絕對值；Δi=|i1-i2|。

（3）曲線偏角計算：

①圓曲線夾角計算公式（圖2.2.1）

T=R·tan（α/2）　L=R·α·π/180

C=2R·sin（r/2）　由三角關系可得r=2β

β=L·90/Rπ　此即為圓曲線上任一點處弦線與切線的夾角公式。

其中　T——切線長；

L——曲線長；

R——圓半徑；

C——弦長；

r——圓心角。

②緩和曲線夾角計算公式（圖2.2.2）

弦長計算公式

C=L-L3/（90·R2）+L5/（3888·R4）

β=L2·180/（6R·L0·π）

且圖中夾角關系為：β2∶β1∶β=3∶2∶1

其中L——緩和曲線上任一點與ZH點的弧長；

L0——緩和曲線長；

R——圓曲線半徑；

C——緩和曲線上任一點與ZH點的弦長。

（4）坐標計算

由于使用全站儀進行坐標放樣測量，所以必須先將各點坐標計算完成才能進行放樣測量。

①方位角計算及平面坐標計算（圖2.2.3）

如圖2.2.3：已知A、B兩點在坐標系統中的坐標，則可求得其方位角α；

tanα=Δy/Δx=（y2-y1）/（x2-x1）則AB延長線上一點C點，其坐標為：

Xc=cosα·L+XA　　　Yc=sinα·L+YA

由此可得直線AB上任一點P的坐標計算公式為：

Xp=cosα·Lp+XA　　　Yp=sinα·Lp+YA

其中：α為這條直線在極坐標系統中的偏角，L為點P到點A的距離。

②緩和曲線坐標計算（圖2.2.4）

由已知條件，依據起點坐標、交點坐標采用坐標反算求得切線方位角。

根據已知條件及求得的方位角計算出ZH點坐標。

利用緩和曲線的偏角公式β=L2·180/（6R·L0·π）計算出此段弧長的偏角。

計算出此段弧長所對弦長C=L-L3/（90R2）+L5/（3888R4）

計算弦長的方位角，曲線為右轉時等于曲線切線的方位角加偏角β（曲線左轉時等于曲線切線的方位角減偏角β）。

由已知條件以ZH點為起點，方位角已知，弦長已知，則可以根據（公式一）算出HY點坐標。

③圓曲線坐標計算（圖2.2.5）

進入圓曲線時原理同緩和曲線計算中所述。起點應該從HY點開始。

應先求出HY點的切線方位角&=3β+該曲線的切線方位角（即ZH點處切線的方位角）。

求出HY點至圓曲線上一點C點的弧長的偏角β3=L·90/R·π（L：為此段弧長，R：圓半徑）。

求出該段弧長所對的圓心角r=2β3。

計算出該段弦長C1=2R·sin（r/2），則弦長的方位角=&+β3

已知HY點坐標、弦長方位角及弦長可算出點C坐標，同理可求得圓曲線上任意一點坐標值。

從HY點起可以計算到YH點終。

YH—HZ段的緩和曲線坐標的計算方法同前所述，就是有一處變化，原弦長的方位角是曲線切線方位角加緩和曲線的偏角，YH—HZ段弦長的方位角等于曲線切線方位角減緩和曲線的偏角。

5.外業技術準備

修建或租賃生活及辦公房屋，配齊生活、辦公設施，滿足主要管理、技術人員進場生活、辦公需要。

二、施工程序與工藝流程

1.施工程序

（1）施工測量一般包含地面站場、區間路基段。

（2）施工程序為：施工準備→資料交接→內業計算→中線測量及水準測量→放樣打樁→內業資料整理→進行下一處測量。

2.工藝流程（圖2.2.6）

三、施工步驟

1.施工準備

在取得正式線路設計圖紙后，開工前，須組織有監理和站前施工單位共同參加的資料交接，現場共同辦理線路基樁以及其他資料的交接手續。交樁內容包括：直線（ZD）和曲線（ZH、HY、QZ、YH和HZ）；永久性水準基點和增設的臨時性水準基點；中樁里程表，統一里程表，統一里程與施工里程對照表，坡度表與水準點表，設計提供的導線點樁坐標及其位置分布表，相關的設計變更內容。交樁完畢后雙方互相確認簽字。

2.施工工藝

（1）中線測量（坐標放樣法）

沿左線線路中心丈量，右線支樁與左線互相對應。

①坐標計算

根據站前交付的線路資料，采用前面介紹的坐標計算方法算出接觸網支柱處的坐標值及支柱處線路中心樁的坐標值。

②坐標放樣

計算完成后可以到現場用全站儀進行桿位和中心樁的放樣操作。

a.全站儀置鏡于導線點A，反射棱鏡置于點B，各自對中調平；在全站儀中輸入置鏡點A的坐標值，后視B點，輸入B點坐標，對準棱鏡中心，點觀測按紐發射激光，從目鏡觀察激光反射情況確定已經對準棱鏡中心，最后再按確定按紐，完成坐標系統的建立。

b.建立了坐標系統后，可以通過全站儀對所有目測外圍內的點進行坐標放樣；在全站儀主菜單選擇坐標放樣，輸入C點放樣坐標值，則屏幕上自動顯示目鏡與C點處的水平夾角β，按提示轉動目鏡直至屏幕顯示夾角為0°，將棱鏡置于AC線上，用目鏡觀測棱鏡進行粗測，則屏幕上顯示棱鏡位置與C點的距離差，通過不斷調整棱鏡位置使屏幕顯示距離差為0，則定位棱鏡進行調平，最后再將目鏡對準棱鏡中心進行精測復核，從而完成對C點的坐標放樣；在C點處用木樁和鐵釘做好標記，同時在C點1m的順橫線路各打兩個輔樁，A′、B′、C′、D′見附圖，并且做好數據記錄。

c.下一個點D的位置同理可以確定。超出目測范圍需轉鏡時，必須按照①中步驟重新建立坐標系統，然后再開始放樣。

d.曲線坐標放樣時，與以上步驟相同，放樣過程中數據輸入要準確，要注意經常復核，轉點時尤其要注意重新建立坐標系統各步驟的先后順序，確保最后放樣結果的準確無誤。

e.測量要求的確定：接觸網桿位所對線路中樁位置和接觸網桿位中心位置，都可以通過以上步驟確定。

（2）水準測量（可分別采用水準儀和全站儀）

①用水準儀測量

采用水準閉合測量法，即從一個已知高程的水準點開始，沿路基測出支柱處各樁橛的高程，并連續測至另一已知高程的水準點，進行閉合檢查。

a.將測站設于幾個跨距之中心，近儀器支柱點為中視點，遠儀器支柱點為前、后視點。

b.支柱點處豎好塔尺，儀器調整，對中讀取塔尺的讀數，并做好記錄。

c.現場計算：

儀器高程=后視點高程+后視讀數

中視高程=儀器高程-中視讀數

轉點高程=儀器高程-前視讀數

實測高差h測=∑a-∑b

原有高差h原=∑B-∑A

d.調整：

當閉合差在允許閉合差范圍時，則認為測量精度合格。此時，閉合差應在各點高程進行調整。調整的方法，反其符號，按距離的長短或比例進行調整。

e.記錄：填寫水準測量記錄表。

②用全站儀測量

在用全站儀進行中線測量時，當用目鏡對準棱鏡中心時，屏幕上除了顯示放樣點坐標外還有棱鏡所處位置的高程，所以可以把水準測量和中線測量揉合在一起，與中線測量的區別只是在起測點的選擇有所不同。

a.如圖2.2.10所示，選擇起測點A、B時應該靠近水準點，在建立坐標系統之前首先置鏡A點，后視水準點得到A點的高程，然后再建立坐標系統，則以A點為中線和水準測量的起測點，當全站儀確定每個桿位時，儀器自動顯示出該處的高程。

b.轉點時同理也應先得出新坐標系統起測點的準確高程，測量過程中遇到水準點須經常復核，以確保測量準確無誤。

c.根據復核結果，對各處高程進行適當調整，并且做好記錄，填寫水準測量記錄表。

四、技術要求

1.基坑定位測量，依據站前單位提供的CPⅢ為依據，利用全站儀測量。

2.在使用全站儀測量前，務必檢查并確認該儀器各項功能運行正常，不可將儀器浸入水中。

3.當架設儀器時，盡可能用木質三腳架，因為金屬三腳架可能會產生振動，從而影響測量精度。

4.經常檢查基座上的校正螺栓，確保基座上的固定鈕鎖好，基座上的中心固定螺栓旋緊。

5.在一般運輸中，應盡可能減輕振動，劇烈振動可能導致測量功能受損。

6.搬動儀器時，必須握住提手。

7.長時間將儀器放置在高溫環境，可能對儀器的使用產生不良影響。

8.儀器和棱鏡任何形式的溫度突變，都可能導致測程的縮短。要使儀器逐漸適應周圍的溫度后方可使用。

9.在作業之前，檢查電池電壓是否滿足要求；在電源打開期間，不要將電池取出。

10.儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，應握住儀器提手和底座，不要握住顯示單元的下部。

五、質量控制及檢驗

1.質量控制

（1）現場交樁

①交接樁以管界外第一個轉點樁開始或終止；

②按圖表直接逐點點交，均應作好詳細記錄；

③交接樁手續要完善，各種數據要反復核準；

④各種樁橛標志要明顯，標樁書寫要工整并符合規定。

（2）縱向測量

支柱縱向測量時，每個中樁既是起測點，又是終點。

（3）中線測量

①全站儀的對中、調平、保養須執行有關的程序和規程；

②所用全站儀須經過年度檢修；

③儀器必須穩定，腳架踩入土中，擰緊腳架上固定螺旋及儀器連接螺旋；

④圍繞儀器走動腳步要輕，切忌用手扶壓儀器及腳架，操作各部螺旋，要手輕、心細，動作平穩，觀測時不要騎跨腳架；

⑤目標必須豎直，瞄準時盡量照準其下部，用十字絲交點分目標，并注意消除視差；

⑥看鏡人讀出讀數，記錄人要馬上復誦，讀數記錄要準確。

（4）水準測量

①測量前，儀器須檢驗校正；

②測量中，盡可能使前、后視距相等，視線長度以50～100m為宜；

③為減少大氣折光的影響，視線應離開地面0.3m以上，中午前后應避免觀測；

④儀器和尺墊應安置在堅實地面，并踏實腳架和尺墊；

⑤觀測和讀數時應精心對光，消除視差影響；

⑥觀測時，須撐傘保護儀器，防止日光照射以免儀器結構局部溫度的升高而影響視線的水平和測量精度；

⑦水準尺必須扶直，轉站時，前視點的尺墊不應移動，可將尺子放在尺墊上，保持尺墊頂部與水準尺底部不應沾泥土；

⑧使用塔尺，要經常注意接頭處是否完全拉出后又向下脫落（稱落尺）的現象。

（5）基坑中心定位

①基坑定位樁，標高應用水準儀測量，力求精確度。

②測量時要用鋼尺確保精度。

③每個基坑應做詳細記錄作為開挖和澆筑基礎的復核依據。

2.質量檢驗

（1）測量要求符合《客運專線鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收暫行標準》〔2010〕。

（2）計算要求：中間過程及最后結果精確到mm。

（3）支柱縱向測量要求：

①距離測量允許誤差為1/2000。

②丈量用鋼尺，尺面要直，拉力均勻，一般每鏈30m，拉力為49～98N。

（4）中線測量要求：

①全站儀的對中誤差不越過2mm，整平誤差不超過1格；

②允許閉合差（δ）直線轉點（含曲線起迄點）的左右方向偏差不大于距置鏡長度的1/20000，長度長于400m時亦不應大于20mm；

③“⊕”標記應做在線路中心處的軌枕上或平整的道砟上；

④樁頂應與路基平，并覆蓋上道砟，以防碰動或丟失；

⑤在石質地段，可在路基上用紅漆畫“⊕”標記，代替木樁。

⑥允許閉合差（δ）：曲線長度小于500m時不大于30mm；曲線長度等于500m時不大于50mm。

（5）水準測量要求

①允許閉合差：

式中　L——符合水準路線長度，mm。

②前、后視距離應相等，其不等差不得超過4m。最大視距不得超過100m。

③記錄要整潔、清晰，不得涂抹，錯誤處可用鉛筆劃去保持原始資料，以便核查。

六、安全及環保要求

1.安全要求

（1）對運輸人員的車輛進行定期檢查、養護、維修；

（2）車輛在運行過程中，必須嚴格遵守《中華人民共和國道路交通安全法》中機動車行駛安全要求，嚴禁超速行駛；

（3）為保證施工測量的安全，現場應有專人統一指揮，并設一名專職安全員負責現場安全工作；

（4）在橋梁等高處邊緣處測量時，應安排專人進行安全監護，必要時應作好專項安全措施；

（5）堅持班前進行安全教育制度，要有針對性安全技術交底各布置專項安全措施。

2.環保要求

（1）生產中的廢棄物應集中收集，如電池等，運到當地環保部門規定的地點棄置；

（2）按照環保部門要求，集中處理測量及生活中產生的污水及廢水；

（3）測量定位使用的樁橛應集中收集；

（4）油漆罐密封完好，避免潑灑。