市政工程施工员专业基础知识第二章市政工程施工测量

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,*,*,四川省建筑技工学校,,,,缪海全,,市政工程施工员,,专业根底知识课件,第二章 市政工程施工测量第一节施工测量的概念、任务及内容,一、施工测量的概念和任务,,,施工测量(放样)：研究将设计图纸中的各项元素按照规定的精度准确测设于实地作为施工的依据。将在地形图或平面图上的构造物的设计位置和形状按规定的精度在实地上标定出来的工作，方便施工。,,施工测量的任务：,,1．复测、加密水准点。,,2．恢复公路中线的位置。,,3．测设施工控制桩。,,4．路基边坡桩和路面施工的放样。,,5．公

2、路桥涵放样。,,6．隧道放样。,,二、施工测量内容：测量需用的工具和仪器；道路、桥梁、隧道、管道等确定控制点位置、恢复公路中线测量、测设施工控制桩、复测与加密水准点、路基边坡桩放样、路面放样、构造物放样。,,第二节测量放线使用的仪器和工具,,一、水准测量的仪器和工具,,〔一〕水准仪 ：DS3型水准仪，进行水准测量每千米往、返测高差精度可达±3mm(DS3型).其主要由望远镜、水准器和基座三局部构成。,望远镜,,,水准器,,,基 座,,主,,体,,结,,构,〔二〕水准尺和尺垫,,水准尺也叫塔尺——由两节或三节套接而成，长3m或5米，接头处存在误差，多用于精度较低的水准测量中。双面尺：尺长2

3、m，一面为黑面划分，黑白相间，尺底为零；另一面为红面划分，红白相间，尺底为一常数〔如K1=4.687m，K2=4.787m〕。普通水准测量用黑面读数，三、四等水准测量用黑、红面读数进行校核。,,2、尺垫：目的是临时标志点位，并防止土壤下沉和立尺点位置变动而影响读数,〔三〕水准仪的使用,,1、安置 2、粗平 3、瞄准 4、精平 5、读数,水准仪的安置,,先固定脚架两条腿，用另外一条大致调整水平，然后将三脚架踩实，使仪器稳定。,,,,,调整脚架三条腿的高度或脚螺旋，使圆水准器水准气泡居中。规律：先用两个脚螺旋，再用第三个，气泡移动方向与左手大拇指移动方向相同。,,,水准仪的粗平,,脚螺旋,瞄准,调

4、目镜,,〔十字丝〕,,粗略瞄准,,〔准星〕,,调焦,,精确瞄准,,〔微动螺旋〕,精平,,,调整微倾螺旋使水准管中气泡居中，获得精确水,,平视线。,,读数,：,用中丝在水准尺上进行读数，在尺上读至厘米，估读至毫米。,,,,,12,,0.714,1.271,〔四〕水准测量中的精度要求和误差因素,,水准测量中允许误差公式：,,fh容=±20√L (mm) 或 fh容=±6√n (mm),,式中：L是水准测量的定位长度Km; n是测量中单程测站次数。每Km转折点少于15点时用前一个公式，反之用后一个公式。,,水准测量误差因素：仪器误差：,,,,,,,观测误差,,,,,,,,,,,,外界条件影响

5、,,,,,,,,,,,,,,,〔五〕新型水准仪介绍,,1、自动安平水准仪,2、精密水准仪,国产DSZ2自动安平精密水准仪,,3、电子水准仪,仪器望远镜光路中增加分光镜和光电探测器,,采用条形码分划水准尺，图像处理电子系统,,构成光、机、电及信息存储处理一体化水准测量系统。徕卡,DNA03,中文电子精密水准仪，,2002,年推出。,二、角度测量的仪器和工具,,〔一〕光学经纬仪：DJ6光学经纬仪,望远镜,望远镜,,制动螺旋,望远镜,,微动螺旋,拨盘螺旋,拨盘螺旋杠杆,脚螺旋,水准管,水平制动螺旋,水平微动螺旋,,,垂直制动,水平微动,读数目镜,水平度盘转换轮,垂直微动,光学对点器,补偿器转换钮,望

6、远镜,圆水准器,〔二〕经纬仪的安置和使用,,1、经纬仪的安置：对中整平装置：包括三脚架，垂球或光学对点器，脚螺旋，圆水准器及管水准器。,,三脚架的作用是用来支撑仪器。,,垂球的作用是用来标志仪器是否对中的，它悬挂于连接三脚架与仪器的中心连接螺旋上。当仪器整平，即仪器的竖轴铅垂时，它即与竖轴位于同一铅垂线上。当垂球尖对准测站点的标志时，即表示竖轴的中心线及水平度盘的刻划中心与测站点在同一条铅垂线上。,,光学对点器是用来标志仪器是否对中的,其优点是不像垂球那样在对中时会受风力的影响，所以对中精度较垂球为高。,,光学对点器是在一个平置的望远镜前面，安装一块直角棱镜。望远镜的视线通过棱镜而偏转90°，

7、以使其处于铅垂状态，且要保持与仪器的竖轴重合。当仪器整平后，从光学对点器 的目镜看去，如果地面点与视场内的圆圈重合，那么表示仪器已经对中。旋转目镜可对分划板调焦，推拉目镜可对地面标调焦。,,脚螺旋用于整平仪器，,,位于基座的下部，,,当旋转脚螺旋时，,,可使仪器的基座,,升降，从而将仪,,器整平。,,,,基座,水平度盘,照准部,水准器是用来标志仪器是否已经整平用的。它一般有两个：一个是圆水准器，用来粗略整平仪器；一个是管水准器，用来精确整平仪器。,照准装置〔照准部〕，包括望远镜，横轴及其支架，竖轴和控制望远镜及照准部旋转的制动和微动螺旋。,,望远镜：倒像，2630倍，在用望远镜进行目标照准

8、时，要注意正确的操作程序：Ⅰ.目镜调焦；Ⅱ.目标照准；Ⅲ.消除视差-----视差定义、产生原因、消除方法,,,横轴与望远镜固连在一起，并且水平安置在两个支架上，望远镜可绕其作圆周转动。在一端的支架上有一个制动螺旋，当旋紧时，望远镜不能转动。另有一个微动螺旋，在制动螺旋旋紧的条件下，转动它可使望远镜作上下微动，以便于精确地照准目标。,,望远镜连同照准部可绕竖轴在水平方向旋转，以照准不在同一铅垂面上的目标。照准部也有一对制动和微动螺旋，以控制其固定或作微小转动。,,读数装置：,包括度盘、读数显微镜及测微器等。,,水平度盘,,水平度盘由光学玻璃制成；,顺时针0°360°刻度；,,仪器整平，水平度盘

9、水平；,,水平度盘与照准部相互脱离；,,改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。,,读数显微镜,,竖直度盘〔竖盘〕,,2、经纬仪的使用,,〔1〕水平角度的观测,,水平角观测方法，根据测量工作要求的精度、使用的仪器、观测目标的多少而定，有测回法和方向观测法。,当观测者正对望远镜目镜时，竖盘在望远镜的左边，此时的仪器位置称为盘左或正镜；反之，当观测者正对目镜，竖盘在右边时的仪器位置称为盘右或倒镜。为了消除或削弱仪器的某些误差，一般都用盘左和盘右两个位置进行观测。,,测回法观测水平角,,观测程序：,,盘左,：,瞄准J，读数j左,,瞄准K，读数k左,,盘右 瞄准K，读数k右,,,瞄准J，读数j

10、右,,,,,第1方向,第2方向,测站,J,K,B,,,左,=,k,左,-j,左,,右,=,k,右,-j,右,精度要求： 左-右±40",,取: =(左+右)/2,,角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然后按照“测回法〞的次序观测。水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。,,(2)竖直方向的观测:,,由A、B 两点间的视线,,斜距S化为水平距,,D=S·cos； 三角高程测量,,hab=D·tanα+i–v,,i-仪器高, v---目标高,,,,,H,B,=,H,A,+,h,ab,=,H,A,,+,D,·tan,α,

11、+,i,–,v,竖直角观测与水平角一样,都是依据度盘上两个方向读数之差来实现,但其中一个方向读数不变。,,两方向中必有一个是水平线方向,,视线水平时其竖盘读数是一固定,,值(如90,,或270,,)。,,竖直角观测只,,需照准目标,,,读取竖直度盘,,读数,,即可根据,,相应公式计算,,出竖直角,,。,,3、经纬仪观测误差和原因,,〔1〕仪器误差---仪器经校正后剩余误差.,,主要有以下几项：视准轴误差；横轴误差；竖轴误差；度盘偏心误差；光学对中器视准轴与竖轴不重合误差。,,1〕度盘偏心误差：度盘偏心是指水平度盘中心与照准部旋转中心不重合。,,2〕视准轴误差：由视准轴不垂直于横轴引起。仪

12、器整平后望远镜绕横轴转动,视准轴扫出的是一锥面,而非竖直平面。,,产生原因：望远镜的十字丝分划板安置不正确、望远镜调焦透镜运行时晃动、仪器受热不均匀使视准轴位置变化。,3〕横轴误差：横轴不垂直于竖轴引起。此时仪器整平后竖轴处于铅垂,而横轴必然倾斜,视线绕横轴旋转时形成一垂直于横轴的倾斜面,而非铅垂面。,,4〕竖轴误差：水准管轴与竖轴不垂直，或整平不够引起。横轴总是向一个方向倾斜，盘左、盘右取平均值不能消除其误差。,,5〕光学对中器视线与竖轴不重合误差：误差导致测站偏心。,,2、观测误差,,〔1〕测站偏心误差：对中误差对水平角观测的影响是很大的，且边长愈短，影响愈大。,,〔2〕目标偏心误差：原因

13、:是观测标志与地面点未在同一铅垂线上，致使视线偏移。其影响类似于测站偏心。,,〔3〕照准、读数误差：用十字丝竖丝瞄准目标时应仔细操作。目标成像较粗时，用单丝平分目标；目标成像较细时，用目标成像平分双丝。读数时应认真测微，仔细估读。,,3、外界条件的影响：松软的地面会使仪器下沉；曝晒会使水准管气泡变形； 大风会使仪器抖动； 旁折光会使视线变弯等等。观测时尽量选择较好的条件〔阴天无风〕。,,〔3〕电子经纬仪：电子经纬仪是利用光电技术测角，带有角度数字显示和进行数据自动归算及存储装置的经纬仪。操作：1)电子经纬仪架设仪器2)对中3〕整平〔粗平、精平〕4〕电子经纬仪瞄准与读数,三、全站型电子速测仪器,

14、,全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。,,〔一〕水平角测量,,1、按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标A.,,2、设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃.,,3、照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角.,〔二〕距离测量,,1、设置棱镜常数,,测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正.,,2、设置大气改正值或

15、气温,气压值,,光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm.实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值〔也可直接输入大气改正值〕,并对测距结果进行改正.,,3、量仪器高,棱镜高并输入全站仪.,,4、距离测量,,照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完,时显示斜距,平距,高差.,,全站仪的测距模式有精测模式,跟踪模式,粗测模式三种.精测模式是最常用的测距模式,测量时间约2.5S,最小显示单位1mm;跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S;粗测模式,测

16、量时间约0.7S,最小显示单位1cm或1mm.在距离测量或坐标测量时,可按测距模式〔MODE〕键选择不同的测距模式.,,应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差.,,〔三〕坐标测量,,1〕设定测站点的三维坐标.,2、设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.,,3、设置棱镜常数.,,4、设置大气改正值或气温,气压值.,,5、量仪器高,棱镜高并输入全站仪.,,6、照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维

17、坐标.,,四、测量仪器的管理和保养,,〔一〕器具的管理,,1、采购时必须认真检查仪器的合格证及计量合格证书、外观有无损坏、望远镜镜片有无磨损、各转动,轴是否灵活。,,2、测量主管应建立健全测量仪器设备台帐、收发制度、专管专用、精密仪器定期送计量检查部门检测，确保其精度，完善仪器档案。,,3、严禁使用未经检验和签定、校正不到出厂精度、超过检定周期、以及零配件缺损和示值难辩的仪器。,,4、钢尺使用时，应防止打结，扭曲，防止行人踩踏和车辆碾压，以免钢尺折断。携尺前进时，应将尺身离地提起，不得在地面上拖曳，以防钢尺尺面刻划磨损。钢尺用毕后，应将其擦净并涂油防锈。钢尺收卷时。应一人拉持尺环，另一人把尺顺

18、序卷入〔注意尺末端不得反转〕，防止绞结，扭断。,,5、仪器使用前仔细阅读使用说明书，仪器的操作必,须严格遵守仪器操作规程。非测量人员不得私自操作仪器。,,6、皮尺使用时，应均匀用力拉伸，防止强力拉曳而使皮尺断裂。如果皮尺浸水受潮，应及时凉干。皮尺收卷时，切忌扭转卷入。,,〔二〕器具的保养,,1 测量仪器实行专人负责制，建立测量仪器管理台帐，由专人保管、填写。,,2 所有测量仪器必须每年鉴定一次，并经常进行自检。,,3 测量仪器必须置于专业测量仪器柜内，测量仪器柜必须枯燥、无尘土。,4 测量仪器使用完毕后，必须进行擦拭，并填写使用情况表格。,,5 测量仪器在运输过程中，必须手提抱等，禁

19、止置于有振动的车上。,,6 测量仪器现场使用时，司仪人员不得离开测量仪器。使用过程中防爆晒、防雨淋，正确使用测量仪器，严格按照测量仪器的操作规程使用。,,7 水准尺不得躺放，三角架水准尺不得做其他工具使用。,,第三节道路工程的定位放线,,一、概述,,〔一〕概述,,道路、管线、铁路、输电线等工程统称为线性工程，在线性工程建设中的测量称为路线工程测量，简称,路线测量。,,其主要任务是：1、根据规划设计在地形图上确定路线的走向及相应的控制点位。2、根据图上设计的线性工程进行平面和高程控制测量。3、沿线性工程的根本走向进行带状地形的测绘。4、根据规划设计要求将线路中线点位测设到实地。5、测定路线中

20、线点位的地面高程和垂直于中线方向的地面上下起伏状况并绘制纵横断面图。6、按线性工程的施工图设计进行施工测量。,,〔二〕路线工程测量的根本过程,,1、规划选线,,〔1〕图上选线。〔2〕实地考察。〔3〕方案论证比较。,2、勘测设计,,〔1〕二阶段勘测设计,,1〕初测：包括控制测量和带状地形测量,,2〕定测：包括将图纸上设计的道路中心测设于实地和路线的纵横断面测量。,,3〕道路工程的施工放样。,,二、道路的施工测量,,〔一〕道路施工测量的准备工作,,1、学习设计文件和相应的技术标准，全面了解设计意图，认真熟悉与审核图纸。并做好测量前的技术交底工作。,,2、恢复或加密导线点、水准点。,3、恢复中线。,

21、,4、横断面的检测和补测。,,〔二〕道路施工测量,,1、路基边桩的测设,,〔1〕图解法测设边桩,,将各桩号处横断面地面线及路基设计断面按一定的比例，绘在厘米方格纸上，然后量出路基中心至路基边坡与地面相交点〔坡脚〕之距离，到现场用方向架〔或仪器〕定出横断面方向，用皮尺直接量出边桩的位置，钉上木桩。,,优点：手续简单，速度快，适用于地形变化不大的地段。但当地形变化较大，横断面测量不够准确时误差较大。,,〔2〕解析法,,,,,,,,,,路堤边桩至中桩的距离：,,斜坡上侧D,上,=B/2+m(h,中,-h,上,),,斜坡下侧D,下,=B/2+m(h,中,-h,下,),,,,,路堑边桩至中桩的距离：,,

22、斜坡上侧D,上,=B/2+S+(h,中,-h,上,),,斜坡下侧D,下,=B/2+S+(h,中,-h,下,),,,,2路堤边坡的放样,,〔1〕用竹竿、绳索放样边坡。,1〕一次挂线,,当路堤高度不大时，可一次把线挂好。,,2〕分层挂线,,当路堤较高时，分层挂线较好。在每次挂线前，,应当恢复中线并用手水准横向抄平。,,该法只适用于人工施工，对机械化施工不适宜。,,,,,,,,,,,〔2〕用边坡样板放样边坡,,首先按照路基边坡坡度，做好坡度尺，施工时可比照该尺进行。也可用一直尺上装有带坡度的手水准代替。,,,,在施工过程中，可随时用坡度尺或手水准来检查路基边坡是否符合设计要求。,,3、路面放线,恢复

23、中桩,每10m一个断面，横断面上设多个测点桩,测量标高,计算并标定施工高差,按标定施工,重复上述过程进行验收,路面施工同法,路面施工是公路施工的最后一个环节。路面施工放样的精度要求精度较高。为了保证精度、便于测量，通常在路面施工之前，将线路两侧的导线点和水准点引测到路基上。,,路面施工阶段的测量放样工作包括恢复中线、放样高程和测量边线。,,路面各结构的放样方法仍然是先,恢复中线,，然后由,中线控制边线,，再放样高程控制各结构的高程。除面层外，各结构层横坡按直线形式放样。要注意的是路面的加宽和超高。,,路面边桩放样：,先放出中线，再根据,中线的位置和横断面方向用钢尺丈量放出边桩,。在高等级公路路

24、面施工中，有时不放中桩而直接根据边桩的,坐标放样,边桩。,,,,路拱放样：对于水泥路面或者中间有别离带的沥青路面，其路拱〔面层顶面横坡〕一般有如下的几种形式：⑴ 抛物线形路拱: ① 二次抛物线路拱 ② 改进的二次抛物线路拱 ③ 半立方次〔一次半〕抛物线路拱 ④ 改进的三次抛物线路拱 ⑵ 屋顶线形路拱: ① 倾斜直线形 ② 圆顶直线形,,,,,,二次抛物线路拱 屋顶线形路拱,,路口和广场的路面施工，应根据设计图先加钉5~20m的方格桩，再于各桩上测设设计高程，以便分块施工和验收。,4、竣工测量,,在公路路面竣工结束后，要进行竣工测量。竣工测量是检验施工

25、质量，放样是否符合技术要求，并为编制竣工图表提供资料。竣工测量要测定路线的平面，纵断面和横断面。所得路线标高，路基宽度，边坡坡度与原设计比较，其差值的允许范围都有相应的规定。,,按竣工测量结果绘制竣工图。目前有些施工单位，只绘竣工的纵断面图。图中设计线及设计高程由原纵断面设计图中转抄，地面高程按施工复测高程填写，施工高程按竣工测量结果填写。,,在进行竣工中线测量时，与定测一样，先定中心控制桩，后测中桩。这时的中线控制桩的测设，是根据施工前所放出去的护桩来恢复的。,第四节桥梁的施工测量放线,一、概述,,桥梁是道路工程的重要组成局部。桥梁：有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁以及陆地上的立交桥和

26、高架道路。桥梁按其轴线长度分类：一般分为小型桥〔＜30 m〕、中型桥〔30～100 m〕、大型桥〔100～500 m〕、特大型桥〔＞500 m〕四类。,,桥梁测量工作内容：,,桥梁施工阶段的测量工作:,,①桥轴线长度测量,,②桥梁控制测量〔平面控制测量、高程控制测量〕,,〔小型桥一般不进行控制测量〕,③墩台定位及轴线测设 ④墩台细部放样及梁部放样等 另外，之前要勘测选址、地形测量；之后要竣工测量、变形观测。 对铁路桥梁，梁部构件一般工厂预制，现场拼接和安装，

27、这就对测量工作提出了十分严格的要求。,,〔一〕桥梁平面控制测量,,1、桥梁平面控制测量的目的：是测定桥轴线长度并据以进行墩、台位置的放样；同时，也可用于施工过程中的变形监测。,,2、平面控制网布设形式：根据桥梁跨越的河宽及地形条件，平面控制网多布设成如图13-1所示的形式。,,,,,,,,,,,,,,,,,双三角 四边形 双四边形 四边形加三角形,,,表,13-1 桥梁施工控制网等级,图,13-1,,,,,,,,,,,,,,平面控制测量等级,,,,,桥长〔m〕,桥轴线相对中误差,,〔二〕高程控制测量,,在桥梁的施工阶段，为了作为放样的高程依据，应建立高程控制网

28、，即在河流两岸建立假设干个水准基点，这些水准基点除用于施工外，也可作为以后变形观测的高程基准点。,,1、水准基点布设： 数量视河宽及桥的大小而异。,,小桥：只设1个；,,桥长≤200m，宜1个/岸；,,桥长≥200m，宜2个/岸。,,水准基点是永久性的，必须十分稳固。除了它的位置要求便于保护外，根据地质条件，可采用混,凝土标示、钢管标示、管柱标示或钻孔标示。在标示上方嵌以凸出半球状的铜质或不锈钢标志。,,2、施工水准点的布设：为了方便施工，也可在附近设立施工水准点，由于其使用时间较短，在结构上可以简化，但要求使用方便，也要相对稳定，且在施工时不致破坏。,,3、高程系统：桥梁水准点与线路水准点应

29、采用同一高程系。水准测量的等级：由?测规?而定。从国家水准点引测的精度：可用三等水准进行测量。 跨河水准测量：当跨河距离大于200m时，宜采用过河水准法联测两岸的水准点。跨河点间的距离小于,,800m时，可采用三等水准，大于800m时那么采用二等水准进行测量。,,〔1〕直接法跨河水准测量,,这种方法适用于无水或浅水河道。,,1〕用检定过的钢尺测设：根据计算出的距离，从桥轴线的一个端点开始，逐个测设出墩、台中心，并附合于桥轴线的另一个端点上。假设在限差范围之内，那么依各端距离的长短按比例调整已测设出的距离。在调整好的位置上钉一小钉，即为测设的点位。,,〔2〕用光电测距仪测设：在桥轴线起点或终

30、点架设仪器，并照准另一个端点。在桥轴线方向上设置反,光镜，并前后移动，直至测出的距离与设计距离相符，那么该点即为要测设的墩、台中心位置。为了减少移动反光镜的次数，在测出的距离与设计距离相差不多时，可用小钢尺测出其差数，以定出墩、台中心的位置。,,第五节隧道工程的施工测量放线 一、地面控制测量 〔一〕地面控制测量的前期准备 1、收集资料 2、现场踏勘：一般沿隧道中线从一端洞口向着另一端洞口前进，了解隧道两侧的地形、水源、

31、居民、人行便道的分布情况。规划阶段，提供隧道选线用的地形图和地质填图所需的测绘资料；勘测设计阶,段的地形图和地质填图所需的测绘资料；勘测设计阶段，在隧道沿线布测测图控制网，测绘带状地形图，实地进行隧道的洞口点、中线控制桩和中,,线转折点的测设，绘制隧道线路平面图、纵断面图、洞身工程地质横断面图、正洞口和辅助洞口的纵断面图等工程设计图。 3、选点布置 〔1〕隧道平面测量控制网应采用独立坐标系，其投影面宜采用隧道纵面高程的平均高程面。 〔2〕隧道平面测量

32、控制网应采自由网的形式，选定根本平行隧道轴线的一条长边作为基线边与路线控制点联测，作为控制网的起算数据。 〔3〕各洞口附近设置2个以上相互通视平面控制点，点位应便于引测进洞。,,,4、作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞外施工控制网，而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞的依据。,,〔二〕地面导线测量,,1、对于直线隧道，洞外平面控制测量的目的主要是获取两端洞口较为精确的点的平面位置和引测进洞，的方向，应尽可能沿着隧道的中线布置。,,2、

33、导线点数不宜过多，以减少测角误差对横向贯穿的影响。,3、对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具有与直线隧道相同的目的外，还在于间接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞口控制桩与交点的相对位置，进而按设计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新确定隧道中线的位置。,,4、,隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中导线环的个数应不少于,4,个；每个环的边数约为,4~6,条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到导线网中。,,5、为了便于检查，保证导线的测角精度，应考虑增加闭合环个数以减少闭合环中的导线点数。,,6、为减小仪器误差对测角的影响，导线点之间的高差不宜过大，视线应高出障碍物或地面1m以上，以减小地面折光和旁折光的

34、影响。,〔三〕地面三角测量,,1、三角测量建立隧道洞外平面控制时，一般是布设成单三角锁的形式。,,2、对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路中线布设。条件许可时，可将线路中线做为三角锁的一条根本边，布设为直伸三角锁。以减小边长误差对横向贯穿的影响。,,3、对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线方向布设，以减弱边长误差对横向贯穿的影响。,,4、观测时要在测站观测的各目标中选择一个距,,5、在观测过程中，每2~3测回将仪器和目标对中一次。,,〔四〕地面水准测量,,1、首先求出每公里高差中数的中误差：,,,,,,直线隧道三角锁测量,,,,,,,,,曲线隧道三角锁测量,,,,,,,,,,,,,,,,18

35、 式中：R---水准测量路线,,∆ ———mm 的长度，以Km计。然后按,,M∆值的大小及标准规定,,值选定水准测量等级。,,2、洞外高程控制测量的任务，是按照测量设计中规定的精度要求，以洞口附近一个线路定测点的高程为起算高程，测量并传算到隧道另一端洞口与另一个定测高程点闭合。使整座隧道具有统一的高程系统，又使之与相邻线路正确衔接，从而保证隧道按规定精度在高程方面正确贯穿，保证各项建筑物在高程方面按规定限界修建。,,3、布置水准点时，每个洞口附近埋设的水准点不应少于2个。,,,4、,隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三

36、角高程测量。,,洞外高程测量的等级划分,二、洞内控制测量及中线测设,,〔一〕洞内控制测量,,1、洞内导线测量,,〔1〕洞内导线主要有以下几种布设形式：,1〕单导线,2〕导线环,3〕主副导线环,4〕交叉导线,5〕旁点导线,6〕C导线网〔见教材P64〕,,〔2〕洞内导线点的埋设,,,选点。隧道中的导线点要选在巩固的地板或顶板上，应便于观测，易于安置仪器，通视较好；边长要大致相等，不小于20m。,,〔3〕洞内导线测角和測边,,测角。隧道中的导线点如果在顶板上，就需点下对中〔又称镜上对中〕，要求经纬仪有镜上中心。地下导线一般用测回法、复测法，观测时要严格进行对中，瞄准目标或垂球线上的标志。,,測边。洞

37、内导线測边的常用方法是钢尺精密量距。,,2、陀螺经纬仪在洞内导线测量中的作用：可以测定井下定向边的坐标方位角，还可以用于洞内导,线，加测一定数量导线边的陀螺方位角，用以限制测角误差的积累，提高横向精度。,,3、洞内水准测量,,〔1〕水准测量方法与地面根本相同。假设水准点在顶板上，用1.5m的水准尺倒立于点下，高差的计算与地面相同，只是读数的符号不同而已。,,,,,,,,,,〔2〕一般情况下，水准点,,的间距不大于200m。,〔3〕在隧道施工中，由于地面控制测量、联系测量、地下控制测量以及细部放样的误差，使两个相向开挖的工作面的施工中线，不能理想地衔接，而产生的错开现象，即所谓贯穿误差。,,〔二

38、〕隧道内中线的测设,,1、导线法,,〔1〕地下导线随隧道的开挖而向前延伸，所以只能逐段设支导线。而支导线采用重复观测的方法进行检核。,,〔2〕导线在地下开挖的坑道内敷设，因此其导线形状〔直伸或曲折〕完全取决于坑道的形状，导线点选择余地小。,,〔3〕地下导线是先敷设精度较低的施工导线，然后再敷设精度较高的根本控制导线。,地下导线的布设,,〔1〕施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样且指导开挖的导线测量，施工导线的边长一般为25～50m。,,〔2〕根本控制导线：当掘进长度达100～300m以后，为了检查隧道的方向是否与设计相符合，并提高导线精度，选择一局部施工导线点布设边长较长，精度较高的根本

39、控制导线，根本导线的边长一般为50～100m。,,〔3〕主要导线：当隧道掘进大于2km时，可选择一局部根本导线点敷设主要导线，主要导线的边长一般为150～800m〔用测距仪测边〕。,,2、中线法,,如果A点离掘进工作面较远，那么在工作面近处建立新的中线D′，A与D′之间不应大于是100m。在工,作面附近，用正倒镜分中法设立临时中线点D、E、F，都埋设在顶板上。D、E、F之间的距离不宜小于5m。,,,,,,三、洞外控制测量,,〔一〕洞外平面测量,,1、隧道施工测量的任务,,隧道施工测量的任务是保证隧道各施工洞口相向开,,挖能够正确贯穿，并使各项建筑物按照设计位置和,,尺寸修建，不得侵入限界。,2

40、. 隧道施工测量的内容,,隧道施工测量包括施工前洞外控制测量、施工中洞,,内测量及竣工测量。施工中洞内测量又包括洞内控,,制测量、施工中线测量、高程测量、断面测量及衬,,砌施工放样测量等。,,3. 隧道施工测量的内容,,〔1〕地面〔洞外〕控制测量：在地面上建立平面和高程控制网；,,〔2〕联系测量：将地面上的坐标、方向和高程传到地下，建立地面地下统一坐标系统；,,〔3〕地下控制测量：包括地下平面与高程控制；,,〔4〕道施工测量：根据隧道设计进行放样、指导开控及衬砌的中线及高程测量。,,,〔二〕洞外平面控制测量的建立,,1. 精密导线法,,〔1〕原理及方法,,隧道洞外导线测量与路线导线测量方法相同

41、，但它,,的精度要求较高，导线布设必须按照隧道建筑的要,,求来确定。,,〔2〕适用范围：长隧道、洞外地形复杂量距又特别困难等。,,2、用GPS定位系统建立控制网,,〔1〕原理及方法,〔2〕适用范围,,利用GPS定位系统建立洞外的隧道施工控制网，由于无需通视，故不受地形限制，减少了工作量，提高了速度，降低了费用，并能保证施工控制网的精度。,,〔二〕洞外高程控制测量,,1. 隧道高程控制测量,,隧道高程控制测量的任务，是按照规定的精度，施,,测隧道洞口附近水准点的高程。根据两洞口点间的,,高差和距离，可以确定隧道底面的设计坡度，并按,,设计坡度控制隧道底面开挖的高程。,,2. 精度要求,一次相向贯

42、穿的隧道，在贯穿面上对高程要求的精度为±25mm。对地面高程控制测量分配的影响值为±18mm，分配到洞内高程控制的测量影响值是±17mm。地面水准测量等级选定及技术要求，符合标准要求。,,四、隧道施工测量,,〔一〕开挖断面的测量,,腰线的标定,,在隧〔巷〕道掘进过程中首先要给出掘进的方向，,,即隧道的中线；同时要给出掘进的坡度，称为腰线。,,1．用水准仪标定腰线,,当隧道坡度在8°以下时，可用水准仪测设腰线。,,,,,腰线法确定开挖断面高程,,掘进中隧道断面的测量,,常用的方法有：五寸台阶法〔断面支距法〕、大样,,法、三角高程法等。,,“五寸台阶法〞,,〔断面支距法〕,〔二〕衬砌放线,,1、拱

43、部衬砌放样,,拱部衬砌的放样是将拱架安装在正确的空间位置上，拱架定位并固定好后，即可铺设模板、灌注砼等。在灌注砼衬砌施工过程中，应经常检查拱架和模板的位置和稳定性。假设位移变形值超限，应及时加以纠正。,,2、边墙及避人洞衬砌放样,,以中线点和水准点为依据，控制其平面位置和高程。,,放样建筑物的部位分别有边墙角、边墙根底、边墙身线、起拱线等位置。拱顶内沿、拱脚、边墙脚等设计高程均应用水准仪放出，并加以标注。,边墙衬砌的施工放样，假设为直墙式衬砌，从校准的中线按规定尺寸放出支距，即可安装模板；假设为曲墙式衬砌，那么从中线按计算好的支距安设带有曲面的模板，并加以支撑固定，即可开始衬砌施工。,,五、隧

44、道贯穿测量与贯穿误差统计,,〔一〕贯穿误差,,在隧道施工中，由于地面控制测量、联系测量、地,,下控制测量以及细部放样的误差，使两个相向开挖,,的工作面的施工中线，不能理想地衔接，而产生的,,错开现象，即所谓贯穿误差。,,〔二〕分类,,贯穿误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯穿,,误差〔简称纵向误差〕，在垂直于中线方向的投影,,长度称为横向贯穿误差〔简称横向误差〕，在高程,方向的投影长度称为高程贯穿误差〔简称高程误,,差〕,,〔三〕误差因素,,〔1〕将地面控制测量的误差作为影响隧道贯穿误差的一个独立因素；将地面两相向开挖洞内导线测量误差各为一个独立因素。共3个因素。,,1〕地面水准测量误差,,

45、用高差闭合差的大小确定其容许值。以四等水准计算，一般规定闭合差不大于2倍中误差。,,2〕地下水准测量误差,,用地下水准测量的闭合差确定，以Ⅰ级水准计算，,,并且地下水准支线是往返测求平均值。,3〕导入高程的误差mH0按照标准规定，两次独立导入高程之差不得超过H/8000。,,〔2〕对于通过竖井开挖的隧道，横向贯穿误差受竖井联系测量的影响也较大，通常将竖井联系测量也作为一个独立因素，且按等影响原那么分配。共5个因素。,,〔四〕贯穿误差的测定,,1、采用中线法测量的隧道，,,贯穿之后，应从相向测量的,,两个方向各自向贯穿面延伸,,中线，并各钉一临时桩A、,,B。丈量出两临时桩A、B之,间的距离，即

46、得隧道的实际横向贯穿误差，A、B两临时桩的里程之差，即为隧道的实际纵向贯穿误差。,,〔2〕由进洞的任一方向，在贯穿面附近钉设一临时桩点，然后由相向的两个方向对该点进行测角和量距，各自计算临时桩点的坐标。这样可以测得两组不同的坐标值，其Y坐标的差数即为实际的横向贯穿误差，其x坐标之差为,,实际的纵向贯穿误差。在临,,时桩点上安置经纬仪测出角,,度，以便求得导线的角度闭,,合差〔也称方位角贯穿误差〕,,,,,,,,,,,二、隧道贯穿误差的调整,二、隧道贯穿误差的调整,,〔一〕直线隧道贯穿误差的调整,,直线隧道中线的调整，可在未衬砌地段上采用折线法调整。如果由于调整贯穿误差而产生的转折角在5´以内时

47、，可作为直线线路考虑。当转折角在5´~25´时，可不加设曲线， 但应以顶点a、C的内移 量考虑衬砌和线路的位 置。当转折角大于25´时， 那么应以半径为4000m的圆曲线加设反向曲线。,,〔二〕曲线隧道贯穿误差的,,调整当贯穿面位于圆曲线上，,,调整贯穿误差的地段又全部,,在圆曲线上时，可由曲线的,,两端向贯穿面按长度比例调,,整中线，也可用调整偏角法,进行调整。也就是说，在贯穿面两侧每20m弦长的中线点上，增加或减小10″~60″的切线偏角值。,,,,,,,,,,,,第六节管道工程的施工测量放线,,一、概述,,〔一〕管道工程测量的意义,在城镇建设中要敷设给水、排水、煤气、电力、电信、

48、热力、输油等各种管道，管道工程测量是为各种管道设计和施工效劳的。,,管道工程施工测量主要包括管道中线测设，管道纵、横断面测量，带状地形图测量，管道施工测量和管道竣工测量等。,,工程多属地下构筑物，在较大的城镇街道及厂矿地区，管道相互穿插、纵横交错。在测量、设计或施工中如果出现过失，往往会造成很大损失，所以，测量工作必须采用城镇或厂矿的统一坐标和高程系统，按照“从整体到局部，先控制后细部〞的工作,程序和步步有校核的工作方法进行，为设计和施工提供可靠的测量资料及测设标志。,,〔二〕管道工程测量的主要任务,,有两个方面：一是为管道工程的设计提供地形图和断面图；二是按设计要求将管道位置标定于实地。其具

49、体内容包括如下各项工作：,,(1) 准备资料：收集规划设计区域的1∶10000(或1∶5000)、1∶2000(或1∶1000)地形图以及原有管道平面图、断面图等资料；,,(2) 图上定线：利用已有地形图，结合现场勘察，进行规划和图上定线；,,(3) 地形图测绘：根据初步规划的线路，实地测量管,,线附近的带状地形图，如该区域已有地形图，那么需,要根据实际情况对原有地形图进行修测；,,(4) 管道中线测量：根据设计要求，在地面上定出管道的中心线位置，即管道主点〔包括起点、转点、终点〕桩测设、交点桩的测设、线路转折角测量、里程桩和加桩的标定等；,,(5) 纵横断面图测量： 测绘管道中心线方向和垂直

50、中心线方向的地面上下起伏情况；,,(6) 管道施工测量：根据设计要求，将管道敷设于实地所需进行的测量工作；,,(7) 管道竣工测量：将施工后的管道位置，通过测量绘制成图，以反映施工质量，并作为使用期间维修、管理以及今后管道扩建的依据。,,测量工作必须采用城市或厂区的同一坐标和高程系,,统，严格按设计要求进行，并要做到“步步有校核〞，这样才能保证施工质量。,,二、管道的施工测量,,〔一〕地下管线的施工测量,,1、主点桩的检查与测设,,根据控制点测设管线的主点 ：当管道规划设计图上已给出管线起点、转折点和终点的设计坐标与附近控制的坐标时，可计算出测设数据，然后用极坐标法或交会法进行测设。,,2、检

51、查井位的测设,,根据设计图纸测设出各检查井、维修井的位置，并用木桩在地面上标定。,,3、控制桩测设,,管线开槽后，中线上的各桩位将被挖掉。因此，在开槽前，应在不受施工干扰、引测方便和易于保存的位置测设施工控制桩。,,施工控制桩分中线控制桩和附属构筑物的位置控制桩两种.中线控制桩设置在管道中线的延长线上。位置控制桩设置,在与中线垂直的方向上以控制里程桩和井位等。,,4、管道中线及高程施工测量,,在施工时中桩要被挖掉，为了在施工时控制中线位置，应在不受施工干扰、引测方便、易于保存桩位的地方测设施工控制桩。施工控制桩分中线控制桩和位置控制桩两种。,,〔1〕中线控制桩的测设：,,一般是在中线的延长线,

52、,上钉设木桩并做好标记，,,如下图。,2〕附属构筑物位置控制桩的测设：一般是在垂直于中线方向上钉两个木桩。控制桩要钉在槽口外0.5 m左右，与中线的距离最好是整分米数。恢复构筑物时，将两桩用小线连起，那么小线与中线的交点即为中心位置。当管道直线较长时，可在中线一侧测设一条与其平行的轴线，利用该轴线标示恢复中线和构筑物的位置。,,〔2〕龙门板法,,龙门板应根据工程进度要求及时埋设，其间距为10～15 m，如遇检查井、支线等构筑物时应增设坡度板。当槽深在2.5 m以上时，应待挖至距槽底2.0 m左右时，再在槽内埋设龙门板。龙门板要埋设牢固，不得露出地面，应使其顶面近于水平。用机械,,,,开挖时，坡

53、度板应在机械挖完土方后及时埋设。如右图所示 。,,1〕测设中线钉,,坡度板埋好后，,,将经纬仪安置在,,中线控制桩上将,,管道中心线钉投,,测在坡度板上并,,钉中心钉，中线 龙门板组成,,钉的连线即为管道中线，挂垂线可将中线投测到槽底定出管道平面位置。,,2〕测设坡度钉 为了控制管道使之符合设计要求，,在各坡度板上中线钉的一侧钉一坡度立板，在坡,,度立板侧面钉一个无头钉或扁头钉，称为坡度钉，使各坡度钉的连接平行管道设计坡度线，并距管底设计高程为一整分米数，称为下返数。利用这条线来控制管道的坡度、高程和管槽深度。,,为此按下式计算出每一坡度板顶向上

54、或向下量的调整数，使下反数为预先确定的一个整数。,,调整数＝预先确定的下返数－(板顶高程－管底设计高程),,调整数为负值时，坡度板顶向下量，反之那么向上量。,,〔3〕水平桩法：在管槽挖到一定程度，每隔10~20m在管槽两侧和检查井处打入带小钉的木桩，并用水平仪测量其高程。,〔二〕架空管道的施工测量,,施工前应根据管道的起止点、转折点，以及管道支架根底的中心线进行管道的放线工作。先定出管道走向的中线桩，再根据支架间距定出支架根底的中心桩。由于支架根底中心桩将在根底施工时被挖掉，为了便于恢复中心桩的正确位置，应在互为垂直的方向上引测控制。根据根底开挖宽度确定开挖边线，并用石灰撒出灰线，作为开挖的依

55、据。根底开挖后，钉设腰桩，用以控制开挖深度、垫层高度及支架顶面高度。垫层打好后，根据根底控制桩在垫层上放出根底边线，指导根底的浇注。安装支架时，用经纬仪控制支架的垂直度，将管道中心线投测到支架顶面，作为管道架设的依据。,1.支架根底中心桩,,2.控制桩,,3.管道中线,三、顶管施工测量,,在管道穿越铁路、公路、河流或建筑物时，由于不能或不允许开槽施工，常采用顶管施工方法。另外，为了克服雨季和严冬对施工的影响，减轻劳动强度和改善劳动条件等也常采用顶管方法施工。顶管施工技术随着机械化程度的提高而不断开展和广泛采用，是管道施工中的一项新技术。,,顶管施工时，应在放顶管的两端先挖好工作坑，在工作坑内安

56、装导轨(铁轨或方木)，并将管材放置在导轨上，用顶镐将管材沿管线方向顶进土中，然后将管内土方挖出来。顶管施工测量的主要任务是掌握控制好顶管中线方向、高程和坡度。,〔一〕中线桩的测设,,中线桩是工作坑放线和测设坡度板中线钉的依据。测设时应根据设计图纸的要求，根据管道中线控制桩，用经纬仪将顶管中线桩分别引测到工作坑的前后，钉以大铁钉和木桩，以标定顶管的中线位置(见以下图)。中线桩钉好后，即可根据它定出工作坑的开挖边界，工作坑的底部尺寸一般为4 m×6 m。,〔二〕临时水准点的测设,,为了控制管道按设计高程和坡度顶进，应在工作坑内设置临时水准点。一般在坑内顶进起点的一侧钉设一大木桩，使桩顶或桩一侧的小

57、钉的高程与顶管起点管内底设计高程相同。,,〔三〕导轨的安装,,导轨一般安装在土根底或混凝土根底上。根底面的高程及纵坡都应符合设计要求〔中线处高程应稍低，以利于排水和防止摩擦管壁〕。根据导轨宽度安装导轨，根据顶管中线桩及临时水准点检查中心线及高程，检查无误后，将导轨固定。,〔四〕顶进过程中的测量工作,,1、中线测量,,通过顶管的两个中线桩拉一条细线，并在细线上挂两个垂球，然后贴靠两垂球线再拉紧一水平细线，这根水平细线即标明了顶管的中线方向。为了保证中线测量的精度，两垂球间的距离尽可能远些。这时在管内前端横放一水平尺，其上有刻划和中心钉，尺长等于或略小于管径。顶管时用水准器将尺找平。通过拉入管内的

58、小线与水平尺上的中心钉比较，可知管中心是否有差异，尺上中心钉偏向哪一侧，就说明管道也偏向哪个方向。为了及时发现顶进时中线是否有偏差，中线测量以每顶进0.5～1.0 m量一次为宜。其偏差值可直接在水平尺上读出，假设左右偏差超过1.5 m，那么需要进行中线校正。,该方法在短距离顶管是可行的，当距离超过50 m时，应分段施工，可在管线上每隔100 m设一工作坑，在采用对顶施工过程中，可采用激光经纬仪和激光水准仪进行导向，从而保证施工质量，加快施工进度。,,,,,,2、高程测量,,将水准仪安置在工作坑内，后视临时水准点，前视顶管内待测点，在管内使用一根小于管径的标尺，即可测得待测点的高程。将测得,中线

59、测量,的管底高程与管底设计高程进行比较，即可知道校正顶管坡度的数值了。,,为了工作方便，一般以工作坑内水准点为依据，按设计纵坡用比高法检验。,,例如，管道设计坡度为5‰，每顶进1.0 m高程就应升高5 mm，该点的水准尺上读数就应小5 mm。,高程测量,四、管线竣工测量,管道工程竣工后，为了准确反映管道的位置应及时进行竣工测量，整理并编绘全面的竣工资料和竣工图。,,竣工图是管道建成后进行管理、维修、改建和扩建时不可缺少的依据。,,管道竣工图包括两个内容：一是管道竣工平面图；二是管道竣工断面图。,,,,管道竣工平面图应能全面地反映管道及其附属构筑物的平面位置。,,测绘的主要内容有：管道的主点、检查井位置以及附属构筑物施工后的实际平面位置和高程。图上还应标有：检查井编号、井口顶高程和管底高程，以及井间的距离、管径等。对于给水管道中的阀门、,消火栓、排气装置等，应用符号标明。,,管道竣工平面图的测绘，可利用施工控制网测绘竣工平面图。当已有实测详细的平面图时，可以利用已测定的永久性的建筑物来测绘管道及其构筑物的位置。,,管道竣工纵断面图应能全面地反映管道及其附属构筑的高程。一定要在回填土以前测定检查井口和管顶的高程。管底高程由管顶高程和管径、管壁厚度计算求得，井间距离用钢尺丈量。如果管道互相穿越，在断面图上应表示出管道的相互位置，并注明尺寸。,,,谢谢大家！,