任务12-2无砟轨道基准网GRP建立学习指南
一、概述
学习单元 学习目标 项目12: 高速铁路轨道测量 任务12-2无砟轨道基准网GRP建立 学时 讲课 2h，实作（课内2h,课外6h) 通过案例教学使学生学会高速铁路轨道GRP控制网测量的程序、内容、技术要求及实施；会编写高速铁路轨道GRP控制网测量技术设计及技术总结。 高速铁路轨道板精调时，通常设计单位与施工单位要在轨道上设置GRP控制点其实施过程——制定GRP测量方案——实施外业数据获取任务——检核测量结果的正确性——内业成果处理——检查观测结果正确性——GRP测量结果报告的编写等工作。该项目就是教会学生如何组织实施无砟轨道基准网GRP建立工作。 ①《高速铁路施工测量》西安交通大学出版社 周建东编著 ②《无砟轨道工程测量技术》中国铁道出版社 朱颖主编 ③《津秦无砟轨道基准网GRP建立作业指导书》案例 ④《工程测量规范》、《GPS测量规范》、《高速铁路设计文件》、GRP后处理软件. 1、 教学条件要求 ①多媒体教室； ②任务12-2PPT ③GRP内业处理软件 ④高程平差软件（武汉大学科傻控制测量平差软件） ⑤高速铁路施工测量规范 ⑥TC1201+或TC2003智能全站仪、电子水准仪使用说明书及操作视频 ⑦高速铁路GRP基准网建立技术设计书（案例） ⑧高速铁路GRP基准网建立技术总结（案例） 2、 实训条件 ①TC1201+或TC2003智能全站仪4台； ②天宝或徕卡电子水准仪4台； ③500米GRP基准网建立实训场； 主要内容描述 教学参考资料 项目保障条件 1.学习重点： ①高速铁路GRP基准网建立的测量方案的制定； ②高速铁路GRP基准网建立实施、计算及精度评定； 学习重点与难点 ③编写GRP基准网建立报告。 2.学习难点： ①高速铁路GRP基准网建立测量实施、计算及精度评定； 教学方法建议 头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法 成果评定： 学生自评： 考核标准 小组互评： 教师评价： 作业 根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%。 学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%。 根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%。 根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定； 根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定； 根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。 1.编写GRP基准网建立计划及方案；
二、任务书
任务无砟轨道基准网GRP建立 12-2 1、 CPIII平面图 搭接段CPIII(约180m) 设站点 CPIII 先施工作业区 2、GRP计算理论数据 点号 802905 802906 Y 486039.3645 486044.3079 486049.2512 486054.1946 486059.1380 486064.0814 486069.0247 486073.9681 486078.9115 486083.8548 486088.7982 486093.7416 486098.6850 486103.6283 486108.5717 486111.7829 486114.5377 X CPI/CPII 后施工作业区 H 32.8158 32.8093 32.8028 32.7963 32.7898 32.7833 32.7768 32.7703 32.7638 32.7573 32.7508 32.7443 32.7378 32.7313 32.7248 32.7206 32.7169 代码 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 类型 FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP 4409324.2335 4409320.0130 4409315.7924 4409311.5719 4409307.3513 4409303.1308 4409298.9102 4409294.6897 4409290.4691 4409286.2486 4409282.0280 4409277.8074 4409273.5869 4409269.3663 4409265.1458 4409262.4041 4409260.0521 任 务 已 有 资 料 802907 802908 802909 802910 802911 802912 802913 802914 802915 802916 802917 802918 802919 802920 802921 802922 802930 802931 802932 802933 486119.4811 486124.4245 486132.0296 486139.6348 486147.2400 4409255.8316 4409251.6110 4409245.1178 4409238.6247 4409232.1315 32.7104 32.7039 32.6939 32.6839 32.6739 61 61 61 61 61 FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP FF_GRP 任务要6人一组，每组在高铁GRP测量模拟实训场完成100米GRP测量任务 求 (1) 相邻 GRP 间相对精度要求 平面 高程 (2) GRP 测量自由设站精度 X Y H 定向精度 (3)CPⅢ控制点坐标不符值限差 X ≤1.5mm ≤1.5mm ≤1.5mm (4 )GRP 平面测量外业限差要求 横向坐标最大值最小值较控制网等级 差 轨道基准网 0.6mm 较差 0.8mm 测回间 纵向坐标最大值最小值备注 ≤1mm ≤1mm ≤1mm ≤2秒 0.2mm 0.1mm 技术要求 Y H （5） GRP 高程测量测站主要技术要求 水准测量等级 轨道基准网 前后视距差（m） ≤2 视线高度（m） ≥0.3 测量模式 后前（BF） (6) GRP 平面测量全站仪精度要求 仪器类型 全站仪 方向标称精度 ≤1秒 测距仪标称精度 ≤1+2ppm 备注 应能自动搜索目标 (7) GRP 平面测量设备精度要求 设备类型 棱镜组件 温度计 气压计 精密棱镜 CPIII棱镜杆 精密基座 脚架 精度指标 重复性和各标志点间互换性安装误差 温度测量误差 气压测量误差 至少 9 个 至少 8 根 至少 1 个 木质脚架 (8)GRP 高程测量设备精度要求 设备类型 水准仪 水准标尺 对中配件 CPIII高程杆 脚架 精度要求 ≤0.3mm ≤0.5℃ ≤50Pa 精度指标 MΔ 整体铟钢水准标尺 至少 1 个 至少 1 个 木质脚架 精度要求 ≤0.3mm/km ①根据点之记统计CPIII控制桩完整性; ②领取仪器设备并检校； 基本工③制定GRP平面及高程点测量方案； 作步骤 ④分组实施GRP平面及高程外业观测； ⑤GRP内业处理； ⑥技术总结 仪器与leica1201+1台；天宝 DINI03 型号电子水准仪1台 工具 检核 内容 小组自检 合格点数 不合格点数 小组互检 合格点数 不合格点数 测量结果检核 GRP平面 GRP高程 考核评成果评定 根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%； 得分 价 学生自评 小组互评 学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%； 根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%； 根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定； 根据根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定； 根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。 得分 得分 得分 教师评价 成绩 教师签名 三、教学内容 1 GRP控制网简介
GRP控制网又称轨道基准网，为轨道板精调提供控制基准，GRP控制网是在CPIII控制网的基础上加密得到的。
在每一个轨道板的接缝处，各设置一个GRP点和一个定位锥，并使之垂直于超高面，距轨道中心线10cm。
在超高区域，GRP点设置在低侧，定位锥设置在高侧。GRP点埋设时，要用粘合剂锚固，或用膨胀螺栓固定GRP基标钉，基标钉的测量点设在中心凹槽处。GRP基标钉如下图所示：
GRP控制网测量包括平面的测量和高程测量。
2 GRP网的精度要求
根据《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》，相邻GRP点的相对精度应满足平面
位置?0.2mm、高程?0.1mm。
3 测量仪器及精度要求
GRP测量主要设备表
序号 1 2 3 4 5 设备 棱镜三角座 全站仪 电子水准仪和条码因瓦水准尺 数量 1个 1台 1套 1个 8个 用途 用于基准点平面坐标测设 测量被测点的平面坐标 测量被测点的高程 放置水准尺 全站仪自由设站边角交会的目标 水准尺适配器 CPIII目标棱镜
平面测量需使用高精度智能型全站仪，角度测量的标称精度?1??，距离测量的标称精度
??1mm?2ppm。
高程测量使用高精度电子水准仪，配备因瓦水准尺且每公里往返测标准偏差不大于0.3mm。
4 测量前的准备工作
在测设GRP网前应完成如下工作
（1） 根据板的编号确定GRP点的编号，GRP点的编号应如下定义： 例：L00212——左侧轨道板上GRP点，对应板号为00212 （2） 利用施工布板软件计算出GRP点的平面放样坐标。
（3） 在两对CPII点间设站，观测八个CPIII点，利用后方交会计算出测站点坐标并定向。观测完成后应及时计算出测站中误差和CPIII点残差，并对残差进行评估，如出现异常偏差，则需分析原因及时处理。根据计算坐标测设轨道板基准点。
（4） 在基准点位置埋设测钉，埋设测钉时，轨道板基准点放样平面位置允许偏差为?5mm。
5 GRP控制网的测设
7.1 控制流程：
计算GRP点放样理论坐标 精确放样GRP点 GRP处埋设测钉 对GRP点进行多测回平面坐标观测 对GRP点进行多测回精密水准观测 对GRP点平面坐标和水准高程进行平差和搭接处理计算出基准点的实际三维坐标
7.2 GRP平面测量
7.2.1 测量方法
测站应尽量靠近待测点连线，以利用全站仪的测角高精度，所以对左右线的基准网分开测量。对基准点的测量应按组进行，对各组内的测量，全站仪不用倒镜，视线方向与测量运动方向相反。每组从64米（10块板）到104米（16块板）不等，视天气情况而定。也就是说一站至少测设11个基准点，其中5个与上一站重合。各组至少要3个测回。
7.2.2 测量步骤
（1）从靠近全站仪的位置出发，观测至少6个CPIII 点 观测GRP点（11个到16个点）（以上为一个测回，每站至少测三测回）。
（2）向前搬站观测CPIII点（至少要4个点与上一站的CPIII重合） 测GRP点（其中至少5点与上站测量重复），重复以上过程。
7.2.3 平差计算
将相关的CPIII点坐标文件、实测平面坐标的原始记录数据（储存在记忆卡上的GSI格式数据，记录模式采用标准模式，只记录测量点的三维坐标数据），纳入II型板施工布板软件的数据库。利用软件对各点进行总体的平差计算。计算结果超限将无法通过，需重新测量，直到通过。
在软件进行计算时，搭接区计算使用余弦均值计算以确保线形平顺，均值和单个GRP测量值之间的偏差应小于0.4mm。
7.3 GRP高程测量 7.3.1测量方法
高程测量的方法和平面测量类似，在相邻两个CPIII间置镜，以CPIII点作为后视点和前视点，待测的GRP点作为中视点，进行往返测量。测量时必须采用因瓦水准尺适配座，而在不加适配座的情况下要说明。水准测量时现场不需要记录CPIII点的实际高程只需要按照规定步骤进行测量并记录好点号及实测数据。莱卡水准仪选择记录格式为8位GSI格式。
7.3.2 测量步骤
（1）在两个CPIII点中间架站 后视一个CPIII点（如CPIII1） 测量GRP点 前视一个CPIII点（如CPIII2） 调整测站测CPIII2 测量GRP点 测CPIII1(测完一组)。 （2）向前搬站后视前一个CPIII点（如CPIII2） 先测上一组的基准点（至少3个）再测本组的基准点 前视下一个CPIII点如（CPIII3） 回测，重复以上过程。
7.3.3 平差计算
将电子水准仪对基准网的实测高程原始记录数据纳入II型板施工布板软件的数据库。利用软件对各点进行总体的平差计算。计算结果超限将无法通过，需重新测量，直到通过。
6 GRP测量的注意事项
（1）平面测量原理就是测出GRP点与CPIII点的相对坐标，然后利用软件将GRP点与CPIII的局部坐标转换成各施工网或区域网，所以测量时不需确定测站的位置（任意设站后分别测量各CPIII点和基准点，只记录测站点和所测点的三维坐标）。
（2）测量前应对仪器的工作状态进行检校，特别是水准仪的i角误差不得大于2秒
（3）测量过程中不易发现测量数据的正确性，所以每组测量都要对一起棱镜的安置仔细检查，防止测量结果偏差超限而返工。
（4）安置于CPIII点上的标准棱镜，每组棱镜常数都比较接近，在施工时只输入一个平均值即可。为了保证棱镜相对稳定性，棱镜插上后尽量不要插拔，棱镜插入CPIII前先正对准全站仪，之后不要转动棱镜方向。
（5）在平面测量中，同一测站只使用一个基座，确保系统误差不会影响内部精度；注意销钉与GRP基标钉凹槽相匹配，而且基标钉保持清洁；每次安装全站仪时，基座与全站仪的相对位置须保持一致。
（6）在高程测量中，单站视距差须小于2米，水准线路累计视距差小于4m，视线必须高出地面至少30cm。
（7）对于相邻两站的所测的GRP点，平面至少搭接5个点，高程至少搭接3个点。 （8）平面测量只能在铺设轨道板之前测量，注意高程测量必须在轨道板粗铺后进行，以消除荷载的影响。为了减小外界环境变化对测量结果的影响，夏季测量应在夜间或阴天进行。