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中圖分類號: TU7 文獻標識碼: A 文章編號:
目前,我國的鐵路建設正在以令世界瞠目的速度快速發展,從普通鐵路到重載鐵路,從普速鐵路到高速鐵路,一條條新建的鐵路不斷出現在祖國的版圖上。要確保鐵路建設的高質量,就必須采用高水平的測量技術。如何適應現代鐵路的發展,為鐵路建設提供高質量的測繪服務就成了目前我國測繪工作者必須認真對待的問題。工程測量是施工過程中的一個重要環節,對整個工程施工起著重要作用。測量結果的精確度直接影響到工程質量,所以施工單位必須把前期的施工測量當作認真扎實地做細做好。
1 施工放樣前首先要對本次所采用的測量控制點進行復核
復核測量時應盡量采用不同的3個點進行反測坐標法(即置鏡2號點,后視1號點,反測3號點),單純地采用反測后視點的方法從理論上是不可靠,因為這樣只能在距離上達到復測的目的,如果距離合格,方向有誤時通過該方法是檢查不出來。
2 對施工測量的計算結果要進行復核
計算人和復核人對各自的計算方法和對方的計算方法必須清楚,計算過程和復核過程別要注意不能省略步驟;要認真核對曲線要素和主點里程、坐標,并在計算表中列出相應的取值;在進行復核時,對計算結果存在不一致時,計算人和復核人必須共同對計算方法的每一個步驟進行對比檢查,雙方共同找出原因,最后對修改結果進行復核確認。不能一方認為自己的計算有問題時直接采用對方結果,且不能在沒有對對方計算過程了解、確認對方計算絕對正確的情況下直接采用。測量過程中,必須經常檢查儀器和反光鏡是否對中、置平良好,特別是在一個測站結束時要對置平和對中進行檢查,有問題時要重新進行測量。
3 鐵路橋曲線測量注意事項
鐵路測量在曲線梁布置時,墩中心與線路中心存在一個外矢距E值,一般在幾厘米,在曲線上不同的位置,E的取值不同。
方法一:從理論上應該采用設計的曲線布置圖進行計算,即按折線法進行計算。橋墩的橫軸向取折線的平分角。在計算出結果后與其對應里程的線路中心線坐標進行較核,兩個坐標差應該與對應的E值相等。如果出入太大說明設計曲線布置可能存在問題,或者是設計者有特殊考慮。方法二:計算對應線路中心線的坐標后,向法向偏移一個E值,得到梁工作線的交點坐標(即墩中心坐標),采用相鄰橋墩的墩中心坐標反算墩距,與設計給出墩距進行對比較核,如果出入太大,則設計有誤或設計者有特殊考慮。方法二的計算是一種近似算法,因為在緩和曲線和不等跨的圓曲線上時,法向和梁工作線交角平分線并不重合,在向線路走向橫向偏移出去時,存在一個誤差值,這個誤差值一般情況下會很小,隨橫向距離的增加而增加。建議用兩種方法進行坐標計算出結果,對比坐標值有沒有太大的出入,結果相符時,取第一種方法確定墩中心坐標。對比兩種方法中的平分角和取曲線法向的方位角之差,該差值決定了橋墩橫向的計算誤差大小。
4. 現代鐵路線路測量
鐵路選線設計是整個鐵路工程設計中關系全局的總體性工作,線路空間位置設計的主要內容是線路平面設計與縱斷面設計,目的是在保證行車安全和平順前提下兼顧工程投資和運營費用關系的平衡。鐵路線路測量是鐵路線路在勘測、設計和施工等階段中所進行的各種測量工作的統稱,主要包括為選擇和設計鐵路線路中心線的位置所進行的各種測繪工作,為把所設計的鐵路線路中心線標定在地面上的放樣工作,為進行路基、軌道、站場的設計和施工進行的測繪和放樣工作等。我國修建一條鐵路新線一般要經過方案研究、初測和初步設計、定測和施工設計等3個設計工作階段。方案研究是在小比例尺地形圖上找出線路可行的方案,初步選定一些重要的技術標準(比如線路等級、限制坡度、牽引種類、運輸能力等)并提出初步方案。現代鐵路方案研究一般多借助遙感的方法進行,通過航測遙感獲取地表的三維數字化信息,通過地質航空遙感獲取地理、地質信息,然后,提出初步方案。初測是為初步設計提供資料而進行的勘測工作,其主要任務是提供沿線大比例尺帶狀地形圖以及地質、水文資料。初步設計的主要任務是在提供的帶狀地形圖上選定線路中心線的位置(亦稱紙上定線),經過經濟、技術比較提出一個推薦方案,同時確定線路的主要技術標準(比如線路等級、限制坡度、最小半徑等)。定測是為施工技術設計而做的勘測工作,其主要任務是把已經上級部門批準的初步設計中所選定的線路中線放樣到地面上去,并進行線路的縱斷面測量和橫斷面測量,對個別工程還要測繪大比例尺的工點地形圖。施工技術設計是根據定測取得的資料,對線路全線和所有單體工程做出詳細設計并提供工程數量、作出工程預算,該階段的主要工作是線路縱斷面設計和路基設計并對橋涵、隧道、車站、檔土墻等作出單獨設計。
5.鐵路既有線測量
既有鐵路改造的外業勘測與新線勘測不同,它是沿一條運營鐵路進行勘測的,其選線工作較新線少,勘測時要充分了解和考慮既有鐵路原有的設備,要考慮改造中能保證鐵路的正常運營和相互配合。既有鐵路改造的外業勘測是一項比較復雜、細致的工作,通常是分階段進行的。既有鐵路線路測量的內容主要有線路縱向丈量、橫向調繪、水準測量、橫斷面測量、線路平面測繪、地形測繪、站場測繪及繞行線定測等。既有鐵路的勘測放樣通常分兩階段進行(即初測與初步設計、定測與施工設計)。由于各勘測階段的目的不同,因而對某些測量資料要求的廣度和深度也不一樣。
既有線縱向丈量。線路縱向丈量又稱百米標縱向丈量或里程丈量,方法是沿既有線丈量定出千米標、百米標及加標作為勘測放樣和施工的里程依據,千米標、百米標及加標統稱里程樁。線路里程丈量的起點在《設計任務書》中有明確規定,一般應從附近的車站中心或大型建筑物中心的既有里程引出,并應與附近的千米標里程進行核對,且應與既有線文件上的里程取得一致以及按原里程方向連續推算,其“斷鏈”位置應在車站、大型建筑物、曲線以外的直線百米標上。丈量可采用手持式激光測距儀、GPS-RTK、電子全站儀進行。
里程樁標記。對里程進行丈量時應設千米標、百米標和加標,曲線范圍內應每20m設一加樁(加樁里程應為20m的整倍數),在一些特殊地點還應增設加標。千米標和半千米標應寫全里程,百米標及加標可不寫千米數。
6. 鐵路既有站場測量
既有線的站場測量資料是車站改建設計的依據。既有線站場測量的特點是面積大、地物多、車站作業頻繁、測量精度要求高,與既有線路測量比難度和復雜性更大(尤其在大的樞紐進行站場測繪,采用一般的方法幾乎不可能,必須結合具體的測量點采用不同的作業方法),工作開始前要先作好測區資料收集及準備工作(比如專用線、聯絡線的接軌點、站內曲線半徑、道岔號數、高程系統、車流密度及列車運行圖等)并應與地方、工業廠礦取得聯系以求得支持。既有站場測繪內容視車站類型及要求而有所不同,主要包括縱向丈量、基線放樣、橫向測繪、道岔測量、站內線路平面測繪以及站場平面、地形、高程、橫斷面測量等,其中縱向丈量、橫向測繪、高程測量和橫斷面測繪與區間線路測量大同小異。
現代鐵路測量內容多、程序繁、指標多、要求高, 具體實施時應嚴格按設計及施工要求進行,應根據實際情況靈活選用適宜的、簡便的、快速的、符合要求的測量方法和測量儀器,應靈活運用測繪科學的基本理論、基本技術、基本方法。
參考文獻
[1]CH2001-92全球定位系統(GPS)測量規范
[2]GB50026-93工程測量規范
[3]GB50307-1999地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規范
關鍵詞 平面控制網高程控制網復測精度決定性
中圖分類號: C35文獻標識碼: A
概述
任務來源
新建鐵路成貴客運專線(四川段)CGZQ-7標(D2K176+315至DK217+685),由中鐵二十局集團有限公司承擔施工任務。
根據《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009)第5.7節的規定,在進行線下工程施工測量前,應對鐵二院提供的CPI、CPII平面控制網和二等水準高程控制網進行復測。
測區概況
我標段處于四川省宜賓市長寧縣、江安縣和興文縣境內,自D2K176+315~DK217+685,線路全長41.370km,主要工程有:特大橋7座,其中干壩咀特大橋全長976m、土包彎特大橋全長1042.15m;大橋24座;中橋9座;隧道11座,其中興隆坪隧道全長2803m、瑪瑙山隧道全長3010m、貓魯寺隧道全長4295m。
測區地形復雜,以山區為主,植被覆蓋率大,地形陡峻,溝壑交織,道路盤旋,交通主要為附近村鎮的鄉道或村道,測區通視情況困難,水準測量難度較大。
控制點現狀及數量
根據復測控制點的現狀及數量,本次復測CPI點26個(包含搭接相鄰標段各2個),CPII點27個;水準點19個(包含搭接相鄰標段各1個),深埋水準點4個,交樁完成后我標段根據成貴鐵路第一交樁小組要求繼續尋找沒有找到的控制點,最終確認CPI點破壞5個,CPII點破壞3個(CPII362為水準點共用樁),CPII374處竹林遮擋嚴重重新選點埋設,水準點破壞7個,我標段在復測開始前根據規范要求已經將破壞、丟失的控制點進行了補樁。
本次復測預計水準線路長度約150公里,須耗時約20天左右。
圖1二等水準高程控制點平面分布示意圖
測量技術依據
執行主要技術標準
《鐵路工程衛星定位測量規范》(TB 10054-2010)
《高速鐵路工程測量規范》(TB 10601-2009)
《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897-2006)
主要精度指標
CPI、CPII網復測的方法和精度指標
CPI、CPII均采用GPS測量方法施測,按照《高速鐵路工程測量規范》(TB 10601-2009)規定的精度指標執行,具體的精度指標見表1。
表 1CPI、CPII網GPS測量的精度指標
線路水準基點復測的方法和精度指標
線路水準基點復測采用水準測量方法施測,檢測相鄰的線路水準基點間的高差,測量等級為二等水準,按照《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897-2006)規定的精度指標執行,見表2。
表 2水準測量的精度指標(mm)
注:表中K為測段水準路線長度、R為檢測測段長度,單位km,當小于1km時按1km計。n為測段測站數,當每公里測站數n≥25時,采用測站數計算限差。
既有資料
設計單位移交本標段控制網資料4本,分別為:
《新建鐵路成都至貴陽客運專線精密工程控制測量網CPII坐標成果表》 移交時間:2013年11月
《新建鐵路成都至貴陽客運專線精密工程控制測量網CPI坐標成果表》移交時間:2013年11月
《新建鐵路成都至貴陽客運專線精密工程控制測量網二等水準成果表》提交時間:2013年11月
《新建鐵路成都至貴陽客運專線精密工程控制測量網點之記》提交時間:2013年11月
根據以上資料,和現場控制樁狀況,我標段編寫本次復測技術方案。并依次報監理站、咨詢單位、建設單位審核。
坐標系統及高程基準
坐標系統
平面坐標系統按高斯投影的方法建立工程獨立坐標系,采用WGS-84坐標系基本橢球參數(長半軸a=6378137m,扁率α=1/298.257223563),根據線路平縱斷面設計資料,按投影變形值不宜大于10mm/km進行坐標系統設計,我標段共計有2個帶,具體見下表3。
表3 投影分帶表
高程基準
高程采用1985國家高程基準。
復測組織安排
生產計劃安排
本次復測我標段計劃組建二等水準組5個,GPS組1個,具體工作計劃如下:
CPI網和CPII復測:因GPS控制點大部分在山上,車輛無法到達,并且人員爬山,車輛繞行耗時長,計劃投入14臺Trimble雙頻GPS接收機,按照CPI等級同時觀測,保證重復設站率,節省搬站時間。
水準網復測:按照我標段各分公司承擔的任務量,各自承擔本管段內水準網復測,相鄰兩個公司搭接水準點由指揮部統一指定,復測數據統一報指揮部匯總審核。
儀器設備及軟件
根據規范和工期的要求,本次復測共投入Trimble雙頻GPS接收機14套,Trimble DINI03數字水準儀5套。投入的主要測量儀器見表4。
表 4投入使用的主要測量儀器一覽表
所有測量儀器都經過國家計量授權的計量儀器鑒定機構檢定,均在儀器檢定有效使用期內,滿足規范要求。
主要的測量人員
根據工期和技術方案的要求,本次復測投入的測量人員共24人,主要測量人員有工程師5名,助理工程師1名,高級技師1名,高級測量工3名。
復測執行方案
平面控制網復測
主要作業技術指標
GPS外業觀測技術要求按下表5要求執行:
表5GPS觀測作業的基本技術要求
觀測前的準備
作業期間根據項目所在位置進行衛星可見性和精度預報,結合點位對天通視障礙圖進行觀測時段的選擇和安排。
對所有基座的水準器、光學對點器進行了檢校,并且在作業過程中經常檢查,保持其正常狀態,對中誤差小于1mm;
按作業要求檢查并設置好儀器的各項技術參數,衛星觀測高度角均設定為15°,數據采樣間隔均設定為15s,滿足設計要求。
要求測量人員在每時段測前(在開機之前)和測后(在關機之后)各量取一次天線高,兩次量取誤差不大于±2mm時,取平均值記入GPS外業觀測手簿。
測區測量樁保存情況
根據設計單位移交我標段的設計成果文件和現場控制點狀況,我項目管段內CPI點24個(新補樁5個),CPII點27個(新補樁4個),水準點10個,深埋水準點4個。
CPI、CPII布網觀測方案
CPI網觀測構網和實施
CPI網復測與原設計同精度、同等級的方式進行,按照二等GPS控制網要求采用GPS同步靜態觀測模式,同步作業圖形之間采用邊連接的方式,大地四邊形同步圖形擴展進行布網(如圖2所示),每個環同步觀測2個時段,每時段觀測至少90分鐘,滿足設計要求。
圖 2GPS測量網形示意圖
與相鄰標段CPI網的聯測
為了保證相鄰標段間的線路銜接平順,本標段的CPI復測網向相鄰標段延伸聯測一對CPI控制點,向6標管段延伸聯測至CPI控制點CPI117、CPI118(如圖3所示),向8標延伸聯測至CPI控制點CPI141、CPI142(如圖4所示)。
圖 3成貴鐵路7標中鐵二十局管段與8標中鐵十六管段CPI網聯測示意圖
圖 4 成貴鐵路7標中鐵二十局管段與6標四川路橋CPI網聯測示意圖
CPII網觀測構網和組織
CPII網按照三等GPS控制網要求采用GPS同步靜態觀測模式,同步作業圖形之間采用邊連接的方式,大地四邊形同步圖形擴展進行布網,觀測2個時段,每時段觀測至少60分鐘,滿足設計要求。
CPII網復測時,相鄰的所有CPI點均聯入,使CPII網完全附合至CPI網。
GPS網基線解算
GPS觀測數據采用接收機自帶的數據轉換軟件,將原始觀測數據以天為存儲單位將每臺接收機的數據保存至電腦,然后再采用天寶TGO軟件統一進行基線解算,基線解算合格后輸出形成基線向量文件提供平差計算。
基線解算:
(1)基線解算時采用廣播星歷,衛星高度角采用15°,雙差固定解。
(2)同一時段觀測值的數據剔除率小于10%。
(3)任一時段的同步觀測時間不滿足規范要求,則該時段作廢。
質量檢驗:
(1)同一基線不同時段重復觀測基線較差應滿足: 。
(2)基線向量精度滿足規范要求后,進行環閉合差檢驗。
由若干條獨立基線邊組成的獨立環各坐標分量閉合差(Wx、Wy、Wz)及全長閉合差(Ws)應符合下式規定:
式中:n-閉合環的邊數; -基線長度中誤差(mm),固定誤差a=5mm,比例誤差系數b=1mm/km,環的平均邊長d(單位以km計)。
坐標約束點的確定
CPI網使用相鄰標段搭接的相對關系穩定,相對精度滿足規范要求1/250000的CPI點作為坐標約束點;CPII網使用我標段穩定的CPI點做為約束點。
CPI、CPII網平差計算
GPS網平差計算采用武漢大學《科傻GPS數據處理軟件》。
三維無約束平差:
在基線質量檢驗合格后進行三維無約束平差。無約束平差中,基線分量的改正數絕對值應符合下式:
無約束平差基線分量的改正數超限時,則認為該基線或者其附近的基線存在粗差,應進行分析并剔除含有粗差的基線然后再次平差。平差后提供無約束平差WGS-84坐標系中各點空間直角坐標、基線向量平差值及其改正數和精度信息。
二維約束平差:
平差合格后,提供約束平差后基線向量平差值及其改正數和精度,其中基線向量各分量改正數與無約束平差同一基線改正數較差的絕對值應符合下式要求:
約束平差后檢查基線方位角中誤差、最弱邊相對中誤差、相鄰點相對精度等指標是否滿足規范要求。
CPI、CPII控制網復測精度分析
在確認復測網自身精度滿足規范要求的前提下,將復測成果與原測成果設計值進行全面對比分析。主要項目和標準如下:
(1)平面控制網復測與原測坐標成果較差的限差應滿足表6規定。不滿足限差要求時應當進行再次復核測量,當復核測量仍與設計坐標較差超限時,報監理確認后,報設計進行復測確認。
表6CPI、CPII控制點復測坐標較差限差
復測與原測相鄰點間坐標差之差的相對精度應滿足表7的規定。
表7 GPS復測相鄰點間坐標差之差的相對精度限差
注:表中相鄰點間坐標差之差的相對精度按下式計算:
式中,
S——相鄰點間的二維平面距離或三維空間距離;
,——相鄰點i與j間二維坐標差之差,單位m
——相鄰點i與j間Z方向坐標差之差,當只統計二維坐標差之差的相對精度時該值為零,單位m。
根據《高速鐵路工程測量規范》5.7.9要求,當較差超限時,應進行二次復測,當復核測量仍與設計坐標較差超限時,報監理確認后,報設計進行復測確認。
高程控制網復測
技術要求
高程控制網水準觀測的主要技術要求嚴格按表8執行,各測站的限差嚴格按表 9執行。所有相關的技術指標和限差均在數字水準儀中進行設置,在外業觀測時,由儀器自帶的水準路線測量軟件系統進行實時的檢查并提示,一旦發生超限立即進行重測,從源頭保證了觀測數據的質量。
水準測量數據取位按表10執行。
表 8水準觀測主要技術要求(m)
表 9水準觀測的測站限差(mm)
注:對于數字水準儀,同一標尺兩次讀數差不設限差,兩次讀數所測高差的差按表中“基、輔分劃所測高差之差”的限差執行。
表 10水準測量數據取位要求
高程控制網測量方案
本次高程控制網復測,除了復測本標段范圍內的所有線路水準基點外,向兩端的相鄰標段各延伸聯測二等水準基點。成都方向(與6標四川路橋)延伸聯測至BM75-1,貴陽方向(8標中鐵十六局)延伸聯測至BM90-1。
與相鄰標段的水準基點聯測示意圖如圖5所示。
圖 5水準基點與相鄰標段聯測示意圖
水準測量觀測
水準測量全部采用單路線往返觀測,往返觀測使用同一類型的儀器和轉點尺承沿同一道路進行。
水準測量采用質量為5.0kg的尺臺作轉點尺承,并輔以專門的尺撐,以保證標尺穩定、鉛直。
每一測站的觀測順序如下:奇數站為“后-前-前-后”,偶數站為“前-后-后-前”。
(4)每一測段的往測與返測,其測站數均為偶數。由往測轉向返測時,兩支標尺互換位置,并重新整置儀器。
高差平差計算
高程控制網平差計算采用武漢大學《科傻地面控制測量數據處理系統》。
外業工作結束后,首先對觀測數據質量進行檢核,檢核的內容主要包括:測站數據觀測各項限差檢查、水準路線往返測高差不符值檢查。測段往返測高差不符值應滿足規定,符合要求后取往返測高差平均值作為最終測量成果生成平差文件參加平差計算,超限時應補測。
然后,選用相對關系穩定的二等水準點對高程控制網進行約束平差計算。按測段計算往返測高差不符值和每千米水準測量偶然中誤差MΔ,要求MΔmm,每公里水準測量偶然中誤差按下式計算:
式中:Δ--測段往返測(或左右路線)高差不符值,mm;
R --測段長度,km;
n --測段數。
高程控制網復測精度分析
(1)每公里水準測量偶然中誤差MΔ滿足規范要求后,分析測段高差與原設計高差,高差之差應滿足限差要求,滿足時深埋水準點成果仍采用設計高程,超限時應分析原因并重測;
(2)以相鄰普通二等水準點為測段統計往返測高差不符值應滿足限差要求,滿足時取往返測平均值為測段高差復測成果;測段高差復測成果與原設計高差進行對比,應滿足限差要求,滿足時二等水準點采用原設計值,超限時應分析原因;
(3)當各項較差超限時,應進行二次復測;
(4)當二次復測較差仍超限時,報監理工程師確認后,報設計院進行復測。
生產、質量安全措施
1、人員培訓
我標段對參加加密網測量的人員進行了技術培訓和交底,確保測量人員熟悉儀器,操作規范,總調度分別帶領水準組和GPS組熟悉現場點位,杜絕架錯點;
2、數據采集
現場嚴格按照規范要求觀測,勤復核,發現有超限時須立刻返工重新測量,對于數據記錄要準確、清晰,每個小組長統一收集后交內業負責人。
3、測量儀器設備
所有進場測量設備必須經過國家正規技術部門鑒定,開具鑒定證書,沒有鑒定或超過鑒定使用期限的儀器不準使用。
4、安全措施
測量期間要求測量人員嚴格遵守復測紀律,指揮部統一安排食宿、車輛,確保安全。
資料清單
復測完成后,及時對觀測數據進行整理、計算、分析,按要求完成復測成果報告,提交以下資料:
精測網復測技術方案;
精測網復測成果報告;
精測網復測技術總結;
儀器、人員、單位資質證明。
參考文獻
《鐵路工程衛星定位測量規范》(TB 10054-2010)
《高速鐵路工程測量規范》(TB 10601-2009)
《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897-2006)
【關鍵詞】盾構隧道;測量技術;貫通誤差分配
一、盾構隧道概述
隧道盾構法施工是以盾構在地下暗挖隧道的一種施工方法。盾構是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。盾構法在上海,廣州,其他城市的地鐵建設中應用廣泛,在北京,南京等成功經驗的施工也將被應用。與傳統的地鐵施工方法(如明挖法,蓋挖法,礦山法等)相比,屏蔽層的優點是安全,快速,不影響地面交通,氣候條件,并不適用于所有不同度的硬度或沒有水在不同的地層(根據有針對性的專門設計不同的地質和水文地質條件屏蔽) ,它是加快城市地下鐵路的發展的有效手段。盾構施工測量工作,以確保施工安全工程,優質,高效的工作的重要保障。
盾構法隧道施工中,需要測量的主要工作包括以下幾點。(1)地面控制措施:建立平面和地面高程控制網,(2)地面坐標接觸測量,方向和高度到地面,修建地下統一坐標系統接地;(3)地下控制測量:包括地下平面和高程控制(4)測量隧道施工放樣根據隧道設計,引導線和開挖和李寧高程測量。
所有這些測量具有以下幾方面的作用。(1)校準設計中心線和高程,為地下工程建設指定的方向和位置;(2)開挖斷面開挖,施工中心線在平面和高程根據通過正確設計要求,保證開挖不得超過限額,確保所有建筑構造合理,;(3)為確保設備的正確安裝;(4)為設計和管理提供一個完成的調查數據。盾構施工測量不僅要保障沿隧道設計軸線盾構機運行,盾構機姿態校正參數提供盾構機操作員。為了保證盾構機從開始通過隧道進入接收井必須精確地測量,高精度的盾構隧道施工。
二、貫通誤差分配
為保證隧道準確貫通,滿足施工規范要求,隧道控制測量應進行隧道貫通測量設計。一般在隧道控制測量前,根據隧道長度、依據測量規范,選擇適當的測量精度。目前我國鐵路工程采用三網合一的測量模式,根據高速鐵路測量規范,基礎控制網CPI的方位精度達到1.3",鐵路隧道長度在9km以下時,隧道洞外控制網可直接使用或采用同級擴展的方式加密CPI網即可;當隧道長于9km時,需要建立更高精度的隧道控制網(當采用有斜井、橫洞的施工方式是可以酌情采用)。洞外測量完成后,需要根據洞外實際測量精度估算洞內測量精度,一般是洞外測量精度高于預期,可以為洞內測量爭取一定的貫通誤差分配值。洞內導線設計則是根據隧道中線形狀、隧道斷面寬度、視線要求等情況,設計洞內導線的長度,按照測量誤差原理,由預計的貫通誤差反算洞內導線測量需要的測量精度。貫通誤差估算時,可根據實用傳統近似公式和嚴密公式,估算出洞外控制測量對隧道貫通誤差的影響值;根據總貫通誤差和洞外占用值,估算或設定洞內剩余值;根據洞內中線形狀,定出洞內導線位置,使用傳統公式,進行洞內導線測量測角精度設計。高程控制測量,洞內有煙塵、水氣,按等影響原則分配,相等的原則分配,洞內的水準路線短,高差變化小,這些條件比地面的好;另一方面,光亮度差和施工干擾等不利因素,地面與地下控制測量的誤差,應豎井聯系測量作為一個獨立因素,對高程貫通精度的影響。也應按地面控制測量誤差對高程貫通中誤差 的影響允許值為
上述貫通誤差限值及精度要求均有一定局限性,隨著勘測和施工技術的發展,GPS控制測量方法己逐漸替代常規測量方法,廣泛應用于地鐵工程的地面控制測量。
三、盾構隧道測量步驟
3.1 待測斷面高程放樣
高程放樣是指按斷面測量的要求,在待測斷面相應里程處的隧道管片,放樣出具體的位置,一般是與軌面高相隔一定高度的位置。盾構隧道施工過程中,外業采集數據時,先根據線路資料把待測斷面中樁一一放樣出來,標記清楚,并且記錄下該點的實際高程。如果中樁放樣不方便,就放樣待測斷面的邊樁,同樣標記清楚,并且記錄下該點的實際高程和依照線路方向看該點與中樁的關系―主要是看在中樁的右側還是左側和距中樁的距離。
待測斷面中樁或邊樁放樣完畢后,把全站儀搬到剛剛放樣并標記的待測斷面的中樁或邊樁上去,對中調平,進入全站儀里的測量程序,首先輸入工作名--最好以測量日期為文件名,這樣便于內業處理時在電腦上迅速找到要處理的斷面;然后設站, 要注意每一個站名只能測一個斷面,如測K10+200右洞,則測站可設為Y10200;量取并且輸入儀器高度,接下來輸入該點X、Y、Z坐標,X-指該點與中樁的偏移值(沿線路前進方向左為負、右為正)如該點偏離中樁左2.5m,則輸:-2.5;Y-指該點實測高程,如該點實測高程為330.159,則輸330.159,Z-無實際意義統一輸為0即可。然后定向,定向時瞄準小里程時把方位角設定為0度或瞄準大里程把方位角設定為180度;然后把儀器轉到所測斷面的線路法線方向(即90度或270度方向),此時便可進行測存,測存時,儀器的水平方向不要動,只動儀器的垂直方向,從一側最下邊向另外一側開始測,直到掃測完整個斷面。按照以上步驟測完所有斷面。
3.2 全站儀測量三維坐標
斷面點橫距測量采用全站儀測量三維坐標法,將儀器置于隧道內的任一個控制導線點上,按一般坐標測量的方法分別測量出各個斷面的左下、左中 、左中 、左上和右下、右中 、右中 、右上的三維坐標。只要通視良好,一次置站可以進行多個斷面的測量,不需要每個斷面都重新擺置儀器,效率明顯提高。
3.3 數據處理
測得斷面各點的坐標后,用 AUTOCAD 作圖法可求出各點到中線的橫距 L。但相對整個隧道斷面測量工作,測量點可能有幾千個,顯然作圖法的效率是非常低的,為此要用相應的計算機程序進行計算。
參考文獻:
[1] 王暖堂. 盾構隧道施工中的測量技術研究.鐵道建筑.2012
關鍵詞:施工測量;測繪新技術;應用
施工測量中建筑施工控制網為施工放樣提供控制基礎;而按施工要求,采用各種不同的放樣方法,將設計圖紙上的建筑物在現場標定出來,則為實地施工的依據:在此基礎上,還要進行―些竣工測量、變形觀測以及沒備的安裝測量等。
1施工測量的精度要求
建設工程施工測量的精度應使各個建(構)筑物的平面位置和高程嚴格滿足設計要求。―般來說,施工放樣的精度隨工程性質、建筑材鈞和結構、施工方法等因素而改變。建筑物的放佯是根據施工控制網來進行的,其精度要求可根據測設對象的定位精度及施工現場的面積大小,參照有關測量規范加以規定。由于各類工程的性質、生產工藝差異大,對測量定位精度的要求也不相同,因此,我國許多行業主管部門都制定了相應的行業測量規范,如《水利水電水電工程施工測量規范》、《鐵路測量技術規則》、《工程測量規范》等。
針對具體工程的各項精度要求,參照執行相關規范,如果沒有具體規定則由設計、測量、施工以及構件制作相關技術人員共同協商決定,即先要在測量、施工、加工制造方面之間進行誤差分配,然后才可得出測量工作應循的具體精度。
假設設計允許偏差為U0,測量工作中的允許偏差為U1,施工允許偏差為U2,構件加工制造允許偏差為U3(如果還有其它重要的誤差因素,則應增加項數),若假定各工種產生的偏差在一定程度上能相互抵消,則按誤差傳播定律可寫出:
式中只有U0是己知的,U1、U2、U3都是未知數。這時常采用假定各未知數的影響相等,即“等影響原則”進行計算,然后把計算結果與實際作業對照,必要時作適度調整(即不等影響)后再計算,如此反復直到誤差分配比較臺理為止。
由(3)式求得的U1是分配給測量工作的最大允許偏差,需把它縮小K倍才得中誤差Mf,Mf可作為制定測量方案的精度依據。現實工程中,U1、U2、U3三種偏差實際上不―定按偶然誤差規律出現,所以這時在計算中誤差Mf時,宜把K值取得稍大一些,如K=2~3時,則
2施工測量中測繪新技術的應用
20世紀80年代以來出現許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電則2巨儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替了三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放障測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀則為細部測量的理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。電子經緯儀和全站儀的應用,是地面測量技術進步的重要標志之一。
電子經緯儀具有自動記錄、自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差等優點。全站儀測量可以利用電子手簿把野外測量數據自動記錄一下來,通過接口設備傳輸到計算,嘰,利用“人機交互”方式進行測量數據的自動數據處理和圖形編輯,還可以把由微機控制的跟蹤設備加到全站儀上,能對一系列目標自動測量,即所謂“測地機器人”或“電子平板”野外直接圖形編輯,為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。激光水準儀、全自動數字水準儀、記錄式精密補償水準儀等儀器的出現,實現了在幾何水準測量中自動安平、自動讀數和記錄、自動檢核測量數據等功能,使幾何水準測量向白動化、數字化方向邁進。激光準直儀和激光掃描儀在高層建筑施工和大面積混凝土施工中是必不可少的儀器。國產JDA系列多功能自動激光準直儀,具有6種自動保持精度的基準,可用于高層和高聳建筑的軸線瀾控;滑模測偏、測扭、水平測控;構筑物與設各安裝放線控測;各類工程測平,結構變形觀測等。陀螺經緯儀是用于礦山、隧道等工程測量的另一類主要的地面測量儀器,新―代的陀螺經緯儀是由微柳控制,儀器自動、連續地觀測陀螺的搖動并能補償外部的干擾,觀測時間短、精度高。
21全站儀的應用
全站儀是1S在一個測站上能同時完成角度和距離測量,并且立即可以計算、顯示出待定點的坐標與高程的儀器。由于全站儀―次觀測即可自動獲得水平角、豎直角和傾斜距離三種基本觀測數據,而且機內還具有較強的計算功能,測量時,儀器可以自動完成平距、高差、坐標增量的計算并顯示在液晶屏上。配合電子記錄手簿,可以實現自動記錄、存儲、輸出測量成果,使測量工作大為簡化。
2.1.1全站儀的幾種測量方法
1)后方交會測量;2)對邊測量;3)懸高測量;4)偏心測量。
2.1.2全站儀使用的注意事項
作為光、機、電一體化的精密測量儀器,全站儀了具有與光學儀器同樣的要求外,還應注意:
1)運輸儀器時應有防震墊,或由專人保管,以防動和沖撞。2)旋轉照準部時應勻速旋轉,切忌急速轉動。3)沒有濾光片時不要將望遠鏡鏡頭對羞太陽,以免損壞內部電子元件。4)全站f2v.~出現故障,應立即停比使用,并將電池取下,找專業人員維修。5)應盡量避免在潮濕的下雨天使用全站儀。日高溫天氣作業時,為保證儀器的使用壽命,應給儀器撐傘以遮擋陽光直射。7)長期不用的儀器應定期通電,―般一月一次,約一個小時,電池應定期充放電,以保證電池的容量和壽命。8)為保證全站儀的精度,作業時儀器應使用配套的棱鏡組,并正確設置好儀器的各項參數,嚴格按照使用說明書進行操作。
22激光鉛垂儀的應用
激光鉛垂儀是一種供豎直定位用的專用儀器,適用于高層建(構)筑物的豎直定位,它主要由氦、氖激光器,豎軸,發射望遠鏡,水準器和基座等部件細戊。能夠使測量人員快速地進行放樣工作,極大地提高了工作效率。
在高層建筑豎直定向施工中,可在定向部位的底部的中央設置儀器井,將激光鉛垂儀固定安置在井中,進行投點時,在工作平臺上中央安置接收靶,儀器操作員打開激光電源,使激光束向上射出,并調節望遠鏡調焦螺旋,使接收靶得出晴晰的接收光斑,然后整平儀器,使豎軸垂直后,當儀器繞豎軸旋轉時,光斑中心始終在同一點或畫出一個小圓,在接收靶處的觀測員,記錄激光光斑中心在接收靶上的位置,并隨著鉛垂儀繞豎軸的旋轉,記錄下光斑中心的移動軌跡,其軌跡―般為一個不圓,小圓的中心即為鉛垂儀的投射位置,施工人員可根據此位置定位。
3.結束語
測繪新技術在工程測量領域中的廣泛應用,使得獲取地理信息、處理數據和管理服務等過程真正實現了全過程數字化,可以使工作人員少走彎路,簡化工作程序,降低出錯率,提高勞動效率,現代測繪新技術的應用,為提供數字產品奠定基礎,并提高了職工的技術素質,測繪生產力水平和生產效率大大提高,產生了很好的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1] 李淑燕.淺談數字化測繪技術和地質工程測量的發展應用[J].科技信息,2009,(25)
Abstract: Channels are linear water diversion project, which include head works, channel, aqueduct, inverted siphon, tunnels, control gate, overhaul brake, sluices, bridge and a series of supporting buildings. The channel construction measurement is mainly lofting out the centerline of the position and features elevation of these buildings according to the design plan, which provides adequate measurement data for the channel engineering site construction and later technical management.
Key words: large channel measurement; steps
中圖分類號 : TV146+.3文獻標識碼: A 文章編號:
渠道是線狀引水工程,它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、節制閘、檢修閘、分水閘、橋等一系列配套建筑物。渠道施工測量主要把這些建筑物的中心線位置和特征高程按設計圖紙要求放樣出來,為渠道工程現場施工及后期技術管理提供充分的測量資料。渠道施工測量的目的,是依據規范要求,測量原始地形斷面為求取工程量;按照設計要求與圖紙在地面上實際放樣出建筑物的中心線與結構尺寸線及高程點以滿足實際施工需要。渠道工程的施工放樣,是與工程施工密切相關的。只有在現場及時、準確的放線工程施工才能順利進行。根據實際工作經驗,下面淺談一下大型渠道測量工作的一般工作步驟和注意事項。
1工作準備
施工前應先熟悉合同文件、招標文件與投標文件,研究設計圖紙及設計變更等設計技術資料,結合本工程各建筑物的建筑標準、工程特性,從實際出發確定施測方案。這些要求或建議的明確化對渠道測量、施工組織設計工作都很有指導意義。
2場區施工控制網的測設
渠道現狀導線圖應明確標出渠道各個拐角、拐點及起點、終點的位置,分水閘、節制閘、橋涵等渠道配套建筑物的位置,上下級渠道和各個建筑物的名稱。各個建筑物的使用要求也要標明,如不同渠段的設計流量(加大流量),節制閘、分水閘的流量,交通橋的過荷要求等。根據《水利水電工程施工測量規范》中關于“施工控制網的坐標系統和高程系統,應與規劃設計階段相一致”的規定,依據控制網應“分級布網、逐級控制,要有足夠的精度、要有足夠的密度、要有統一的規格”的布網原則,按照首級控制網的布設及其精度情況,確定測量坐標系與高程高程系統。使用渠道現狀導線圖可以使渠道測量工作真正做到有的放矢,因地制宜,從而從根本上保證渠道測量的準確性。
3根據場區施工控制網的測設進行渠道及其配套建筑物的測量
渠道上的閘、橋、涵等交叉建筑物稱為其配套建筑物。渠道測量的技術要求應按《水利水電施工測量規范(SL52-93)》執行。在上施工測量規范精度指標作業時還要結合各建筑物施工中的技術指標以滿足工程施工需要渠道施工測量的內容主要包括:渠道及配套屬建筑物平面位置的測定、渠道縱斷面高程測量、渠道(原始地形測量)橫斷面高程測量等三部分。
3.1 渠道及其配套建筑物平面位置的測定
主要是為了繪制渠道設計導線圖,應當把其位置都精確的在渠道設計導線圖中標出來。這項工作主要是使用GPS來完成(也可以利用電子全站儀布設導線網進行),根據建筑物及所建渠道線狀工程的分布特性與工程地貌、地形和地址情況進行控制網的布設,原則是控制網必須滿足規范規定精度和保證現場施工要求。
3.2 渠道縱斷面高程的測定
主要測出渠道拐角和渠道拐點、始點、終點及其配套建筑物中心位置點的坐標,并在圖紙上用適當的比例和圖例明確表示出來。
3.3 渠道縱斷面高程測量
渠道縱斷面高程測量是利用間視法測量路線中心線上里程樁和曲線控制樁的地面高程,以便進行渠道縱向坡度、閘、橋、涵等的縱向位置的設計。為便于計算渠道長度、繪制縱斷面圖,沿渠道中心線從渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起點,不論直線或曲線,均應用小木樁標定里程,這些木樁稱為里程樁。木樁的間距一般為100m~50m,自上游向下游累積編號。這種按相等間隔設置的木樁稱為整樁。在實際工作,遇到特殊情況應設加樁。整樁和加樁均屬于里程樁。
3.3.1 應設置加樁的情況一般有:
1中心線上地形有顯著起伏的地點;
2轉彎圓曲線的起點、終點和必要的曲線樁;
3擬建或已建建筑物的位置;
4與其它河道、溝渠、閘、壩、橋、涵的交點;
5穿過鐵路、公路、和鄉村干道的交點;
6中心線上及其兩側的居民地、工礦企業建筑物處;
7由平地進入山地或峽谷處;設計斷面變化的過渡段兩端。
為了注記地表性質和中心線經過的主要建筑物,必要時要繪制路線草圖。
3.3.2 縱斷面測量時需要連帶測定的數據和注意事項
1渠首交上級渠道的樁號,及交點處的坐標和渠底高程、水位高程;
2已建節制閘、分水閘應測出閘底、閘頂、閘前閘后水位高程,閘孔寬度和孔數;
3已建橋應測出橋頂、橋底高程;橋面(路面)寬度和其跨度;
4已建橋(或渡槽)應測出其頂、底高程,橋面(路面)寬度和其跨度;
5已建涵洞或倒虹吸應測出其跨度和頂部高程;
6已建跌水或陡坡應測出其寬度、長度、落差和級數;
7渠道拐角、拐點及其配套建筑物的中心點坐標;
8渠道與河溝、排渠、道路和上下級渠道的交角;
9渠道穿過鐵路時應測出軌面高程;穿過公路時應測出路面高程;同時應測出道路寬度;
10渠道沿線所留的BM點的高程和位置坐標;
11渠道末端坐標,及其所灌溉的農田地面控制高程;
12如果大段的渠、堤中心線在水內,為便于測量工作,可以平行移開,選擇輔助中心線。
3.4 渠道原始地形測量
地形測量是進行工程建設、工程計量的依據,必須合理、公正、公平的進行。地形測量可分為工程開工前的原始斷面測量和工程收方斷面測量及工程竣工后的竣工斷面。
對垂直于路線中線方向的地面高低所進行的測量工作稱為橫斷面測量。橫斷面圖是確定渠道橫向施工范圍、計算土石方數量的必須資料。
橫斷面測量的精度要求:橫斷面地形點的精度,包括地形點對中心線樁的平面位置中誤差。平地、丘陵地應≤±1.5m,山地、高地應≤±2.0m,地形點對鄰近基本高程控制點的高程中誤差應≤±0.3m。
橫斷面測量的測設要求:
a.中心線與河道、溝渠、道路等交叉時,應測出中心線與其交角。當交角大于85°、小于95°時,可只沿中心線施測一條所交渠、路的的橫斷面;當交角小于85°或大于95°時,應垂直于所交渠、路和沿中心線方向各測一條斷面。
b.橫斷面通過居民地時,一側測至居民地邊緣,并注記村名,另一側應適當延長。橫斷面遇到山坡時,一側可測至山坡上1~2點,另一側適當延長。
c.橫斷面上地形點密度,在平坦地區最大點距不得大于30m。地形變化處應增加測點,提高橫斷面的精度。
3.4.1 斷面布置
斷面布設前應先熟悉施工設計圖紙,根據建筑物結構及現場地形合理的布置縱、橫斷面,斷面間距以正確反映斷面形狀、滿足面積計算精度要求為原則。間距控制在5~20米之間,按照設計圖紙中建筑物結構的變化及現場地形情況適當加密。斷面實測比例按1:200控制。斷面寬度應超出開挖開口線以外3~10米。所測量點一定要反映實際地形、保證斷面面積精度。
3.4.2 現場測量
實測前應先組織好人員,進行合理的分工,準備好所用的工具。利用全站儀預先放樣出建筑物的軸線、外輪廓線,放樣出布置好的地形斷面,標識出斷面樁號、高程。斷面的測量利用全站儀三維坐標程序,建筑物施工坐標系測量三維坐標值。測量誤差控制在規范允許以內。記錄時字跡要工整、清晰,不能夠涂改。司鏡員是經培訓過的熟練技工,在跑尺時一定要按照斷面的布置及現場地形取合理的點位。
3.4.3 內業整理
地形斷面的繪制采用電子化辦公,利用CAD繪圖軟件與Excel電子表格軟件相結合的方法進行。
4 渠道沿線察看
渠道放線測量的同時應注意觀察沿線的地形地貌、植被情況,并以樁號為準做好記錄。新建渠道應察看是否穿越農田或林帶、居民點等;老渠道應查看已建建筑物的使用狀況,并應做好記錄。注意查看渠道沿線是否有可供渠道施工用的道路、水源和料場。較重要的交叉建筑物還要測大比例尺地形圖。
5施工放樣
5.1 施工放樣要求
5.1.1在放樣工作開始前必須收集整理首級網及施工控制網的平面坐標、高程及地理位置情況、收集施工區有關地形圖、工程建筑物的設計圖、設計要求及本項目的施工組織設計、作業指導書等技術資料。
5.1.2對施工設計圖紙體型數據及幾何尺寸認真分析、計算、檢查、校核,經審核無誤或有疑解答后方可進行施工放樣。
5.1.3必須按設計院簽發、監理部審核并蓋章簽字后的正式藍圖和文件進行放樣,若設計圖紙有變更,需要正式設計變更通知書,不得憑口頭通知或草圖進行放樣。
5.1.4所有現場放樣必須從測量儀器、現場觀測、現場記錄、點位標識等程序進行檢測、核定,直到校核完確認無誤后才能交付使用。
5.2 施工放樣工作流程圖
5.2.1工作流程框圖
5.2.2工作流程綜述
5.2.2.1接受任務應積極熱情,明確任務的范圍、數量、作用、精度要求、完成的時間及施工方面的配合。若任務特殊,所配置的人員、儀器工具及材料不足時可詳細說明情況,及時指定處理辦法,確保任務按時完成。
5.2.2.2審閱圖紙
接到施工放線任務后,首先要審閱相關的圖紙,了解圖紙的出案情況,檢查圖中的幾何尺寸,相關位置、數據標準、必要的精度要求,計算、校檢尺寸標準的正確性,若無誤,可作為施工放樣的依據;若有錯漏,須及時通知監理工程師(或甲方、設代),經明確批復后方可放樣。
5.2.2.3 制定施工測量放樣方案
a.制定施工測量放樣方案必須在測量技術負責人的主持下,由全部作業人員參加的情況下,集思廣益,制定出確保質量、安全、省時省工的最佳的方案,并盡可能采取新技術。
b.根據人員、儀器配置情況,結合現場地形及建筑物分布情況選擇最優方法,并對于所選用的方法做出預期的精度估算,若能滿足要求,按規范規定實施。
c.對于點位的標識可根據使用時間的長短,可利用價值、精度要求的高低,相應制定埋石、澆筑、刻畫、圈定等方法。
5.2.2.4 施工放樣單的編制
施工放樣單做為工程實施放樣的依據,它來源于設計圖紙及相關技術文件,其經過對設計圖紙審閱無誤后繪出放樣細部圖、整理控制點坐標、編寫計算程序或公式而成的,在本工程根據建筑物情況分類歸檔、統一編號。
5.2.2.5 施工測量的實施
a.施工測量的實施必須由測量工程師或技術熟練的人員組織完成,觀測者和記錄者必須由兩人獨立完成,不允許一人觀測帶記。司鏡司尺人員必須是經培訓過的熟練技工。
b.架設儀器必須按操作程序和相應的要求(根據不同儀器、不同精度要求有關規定)進行。利用全站儀三維坐標測量程序后視已知點、觀測已知點進行三維坐標觀測值對比檢查。
c.計算、記錄:現場計算采用fx4800p計算器編程結合全站儀三維坐標程序進行放樣計算,計算依據為施工放樣單。現場記錄必須如實的將手簿中所有項目填寫完成,絕不允許轉抄或漏抄。計算、記錄必須由兩人相互校核。
d.標識點位檢查:對于結構建筑物放樣完成后必須用小鋼尺進行尺寸核對。
5.2.2.6 檢查、校核
檢查、校核工作由測量技術負責人進行。對完成的測量工作全面了解,檢查儀器工具使用的正確性,記錄、計算工作的完整性,最終成果的可靠性,最后得出提供成果的肯定回答。檢查和校核方法的程序可根據測量難易程度做內業分析,檢查數據也可在野外作實際量測校對,總之要保證提供成果的絕對可靠性。
5.2.2.7 放樣成果單的交付使用
測量成果放樣單是直接為工程施工服務的,其工作必須及時、準確、可靠,以保證施工的精度和要求。測量成果放樣單必須以書面形式提供,其內容為測量成果、工程部位、樁號、高程和時間組成,并且由抄錄者和校核者共同簽名才能生效。成果交付后不等于此項施工測量工作結束,必須隨時注意測量工作或其它原因引起的不合格或缺陷,并及時糾正。
6 測量技術資料編制、管理
測量資料的整理必須根據工程特性結合工程項目劃分表制定出一套測量資料專用模式。可分為控制測量、斷面測量、施工放樣,綜合項目等方面。
6.1 控制測量
控制測量資料主要包可場區首級網測量資料、設計交樁成果、原有地形地貌原始資料、施工加密測量方案、控制網復核與加密測量資料、原始記錄觀測資料。
6.2 斷面測量
原始斷面測量資料、建基面及土石分解線測量資料、驗收測量資料、工程量計算資料,測量原始記錄
6.3 施工放樣
施工方樣方案、施工方樣單、施工方樣原始記錄
6.4 綜合項目等方面
施工圖紙、設計文件、設計變更、施工組織設計、施工方案、作業指導書。
所有測量資料均統一編號,按類別歸檔。
關鍵詞:秦嶺隧洞 , 施工貫通 , 技術 , 探討
Abstract: in this paper the qinling tunnel long buried deep in the technical characteristics, analyzed the qinling tunnel breakthrough measuring several aspects to technical problems, and put forward the measure to solve the difficulty of breakthrough and explores the direction, in order to give breakthrough error and all levels of control network measurement precision, ensure the smooth construction qinling tunnel through the barrier.
Key words: the qinling tunnel, construction is completed, and technology, to discuss
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1概況
秦嶺隧洞為引漢濟渭工程的輸水工程,橫穿秦嶺,地跨陜南、關中兩區。秦嶺隧洞進水口位于漢江二級支流子午河三河口樞紐右岸,出口位于渭河一級支流黑河金盆水庫右側支溝黃池溝出口處,主要任務是將經三河口水利樞紐調節后的漢江水自流送入渭河流域關中地區配水節點。
秦嶺隧洞全長81.779km,施工設計秦嶺南側布設椒溪河、0#、0-1#、1#、2#、3#、4#等6個施工支洞,秦嶺北側布設5#、6#、7#等3個施工支洞。由于4#施工支洞長度1500m,其縱坡達30%,從4#施工支洞實施貫通測量控制精度受限制,那么穿越秦嶺主脈的3#、5#施工支洞間隧洞相向準確貫通技術是整個秦嶺隧洞施工的關鍵段,該段具有超長(37557m)、大埋深(最大1990米)的難點,與國內外已建、在建的長大隧道比較,在技術難度上均有超越之處,可稱為隧洞工程世界級貫通。由于橫穿秦嶺主脈,洞線埋深很大,按照兩臺TBM由嶺南、嶺北相向推進,單臺設備必須持續完成20km的掘進,而目前國內尚沒有單臺TBM一次持續完成20km以上掘進的實例。
因此,能否順利穿越秦嶺屏障是從技術上審視引漢濟渭工程可行性的焦點和難點。引漢濟渭工程的關鍵是秦嶺隧洞,該隧洞穿越不僅地質構造復雜、施工難度大,同樣為保證秦嶺隧洞的正確貫通,測量上也有極大的困難。秦嶺隧洞獨頭掘進長度已遠遠超出《鐵路工程測量規范》設定長度所規定的貫通誤差范圍。
2 隧洞洞內貫通測量的技術方案設計
隧洞施工貫通測量的技術方案設計,其首要的是確定貫通控制等級,控制等級是根據支洞間相向開挖長度來確定的。秦嶺隧洞除3#、5#施工支洞間相向開挖長度37557m屬超長貫通外,其它各支洞間相向長度均小于20km,按照現行《鐵路工程測量規范》(TB10101-2009/J961-2009)技術要求指導測量可滿足施工貫通精度要求。因此,3#、5#施工支洞間相向施工控制測量技術方案設計是整個秦嶺隧洞施工貫通的焦點和難點。
目前國內長大隧洞多為長隧道分段短打,實施中采用雙隧道開導向洞或地面開挖斜豎井等方法。對向開挖距離未超過20Km。隨著近年超長隧道的不斷出現,國內外學者就超長隧道(洞)貫通測量的控制測量技術及貫通精度控制關鍵問題進行過分析、探討,研究了高精度GPS隧道控制網的布網網型、布網等級、坐標基準等問題,提出了采用高精度陀螺定向等高新技術解決隧道(洞)內導線誤差累計和傳統幾何方法進行聯系測量費時、費力、精度不高的問題,從而提高隧道(洞)貫通精度。但未形成明確的施工測量技術指導性意見及參考規范。
而就本項目的深埋和超長環境下地面平高控制網如何優化布設?GPS網與局部傳統加密控制如何進行數據平差處理?洞內高溫、高濕度、高動壓、巖塵、大氣折光、地球曲率對觀測邊長、角度、高差、陀螺方位如何改正?如何實現超高精度陀螺儀與導線聯合布網的誤差可視化預計與控制?諸如此類關系秦嶺隧洞貫通的關鍵問題研究不多。
3 貫通測量需要解決的幾個技術問題
3.1深埋超長明流輸水隧洞貫通誤差和控制測量精度研究。從工程全局出發,研究確定TBM獨頭掘進長度超過21公里其橫向貫通誤差和高程貫通誤差的允許值,在分析研究地面、隧洞、斜豎井等測量環節可能精度前提下,推算分配其地面控制網、隧洞導線、聯系測量的精度指標,基于分項控制建立貫通誤差總合模型,確定貫通精度要求和總體精度控制原則,為合理確定各級控制測量精度提供依據。
3.2超長隧洞貫通測量地面控制網優化與聯合數據處理技術研究。在分析原地面控制測量方案和成果基礎上,針對該項目地形地貌特征,優化GPS控制網測量方案,研究長距離GPS網局部加密精密導線小網可行性及聯合數據處理方法,實現最長相向開挖段洞口聯系邊方向中誤差優于±1.0秒。保證重要開挖洞口控制點的密度和精度。
3.3超長隧洞施工與貫通控制網坐標系統選擇研究。針對超百公里GPS網長距離、地形復雜、跨越高差大、獨頭掘進長的特點,推算投影帶與投影面聯合對地面和隧洞導線邊長的影響量級;研究平面網ITRF2005、CGCS2000、西安80、隧道局部獨立坐標系聯合共用的坐標系方案。即工程總體采用ITRF2005、CGCS2000、西安80等坐標系統成果,重點貫通段相鄰洞口間獨立構成小網平差,消除和減少總體控制網傳遞誤差對貫通相對測量的影響,期望提高相向開挖段洞口聯系邊方向精度。
3.4秦嶺生態與復雜地形關鍵段地面高程測量方法研究。整體輸水線路高程控制測量的精度,不僅影響高程貫通誤差,并影響明流輸水隧洞調水量和泥沙的沉淀。因此該項目的整體高程測量精度比鐵路、公路超長隧道貫通提出了更高的精度要求。針對穿越秦嶺生態與復雜地形關鍵段水準測量直接對接困難、精密水準繞行路線超長不能保證高程精度等問題,研究精密水準穿越路線及精密光電三角高程傳遞等關鍵技術,保證貫通高程精度。
3.5深埋超長隧洞動壓環境下測量成果的修正模型研究。秦嶺隧洞埋深大、洞口徑小、通視差、觀測條件特殊,研究動壓環境下隧洞測量成果的修正模型對保證正確貫通具有重要的意義。通過對深埋隧洞中溫濕、風流、環塵、動壓、旁折光、大氣折光、地球曲率等因素的實測、模擬、仿真實驗,確定隧洞內測邊、測角、高差的修正模型,揭示復雜環境對測量成果的影響規律及改正方法。
3.6深埋超長隧洞進洞聯系測量及陀螺控制方法研究。針對深埋超長隧洞及斜豎井特點,①研究長大斜井中,方向、坐標、高程傳遞測量方法,保證方向、坐標、高程傳遞精度,從而提高貫通測量精度。②研究高精度陀螺定向和精密高程傳遞關鍵技術。在國內自主研發的GAT磁懸浮陀螺全站儀成果基礎上,研究提高豎井陀螺傳遞方位角精度方法,保證陀螺傳遞方位角中誤差≤±4.0;③研究洞內導線測量方案優化設計、導線點布設位置、強制對中裝置、夜視對點牌及隧洞導線陀螺邊加測標準等;④研制基于高精度陀螺定向邊控制下導線測量誤差的控制與貫通仿真軟件系統;
3.7隧洞施工期變形監測與測量成果信息化管理研究。基于系統工程思想,針對秦嶺隧洞深埋及地質構造特征,在貫通施工期預先對隧洞裂縫、巷道圍巖變形等形變監測問題進行研究,探索重點地段基于三維激光掃描與光纖傳感監測等監測技術與方法;以貫通施工測量數據管理為核心,通過信息化網絡,更加流暢、快捷地反饋測量成果信息,利用先進的網絡數據庫和GIS,有序管理相關測量檢測、施工和設計資料,圖文并茂,形象、全面地反映測量成果,為管理部門整體施工管理和決策提供依據,實現隧道施工與貫通測量的信息化管理。系統的主要功能有:①協助業主及相關各方完成支持材料的整理、入庫工作;②把業主和各承包商的相關辦公信息系統或者門戶網站整合,形成一個綜合的信息協同辦公系統;③各種數據采集后及時進入管理系統,集成分析處理,即時產生相關報表,審核無誤的數據通過網絡數據庫,隨時提交業主和相關方;④工程信息管理及成果資料檢索查詢;⑤客戶需求留言,資料報告下載等。
3.8最終貫通方案的選擇。在上述研究基礎上,對幾種貫通測量方案進行比較,提出合理、確實可行的貫通測量實施方案。
4超長隧洞貫通測量研究的預期目標
(1)結合引漢濟渭工程合理制訂超長隧洞的貫通誤差和各級控制測量精度;
(2)結合引漢濟渭工程實際情況提出超長隧洞進洞聯系測量的合理方法;
(3)研究分析現有水準測量方案,論證采用直接水準或精密三角高程測量翻越秦嶺山脊直接對兩洞口進行高程聯測,以提高高程聯測精度;
(4)針對深埋超長隧洞內環境狀態, 模擬、測定、仿真環境對觀測成果值影響規律,為生產實施提供改正模型;
(5)提出先進的超長隧洞洞內控制網測量技術與導線加測陀螺邊方法。研究成果科學合理,能夠更好的為引漢濟渭工程建設服務;
(6)該貫通測量對秦嶺隧洞施工起到很關鍵的作用,項目所研究的內容在這一領域也是具有國際先進水平或國際領先水平的。
關鍵詞:CPⅡ控制網測量 二等水準測量 平差
中圖分類號:P223 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0062-03
當前,隨著我國國民經濟的持續快速發展,鐵路運輸的壓力也隨之越來越大。而鐵路高速客運專線由于其具有軌道平順性好、整體性強、縱橫向穩定性好、結構高度低、幾何狀態持久、低維修量以及顯著的社會經濟效益等優點,近期受到廣泛重視[1]。為保證旅客列車高速運行時的安全性和舒適度,鐵路軌道的平順度是重要指標。高速鐵路軌道施工的定位精度決定著高速鐵路的平順性[2],這就對控制網的測量提出了精度要求。按《客運專線無砟軌道工程測量暫行規定》,我國無砟軌道平面控制網分三級布設,分別為首級GPS基礎平面控制網(CPI),二級GPS線路控制網(CPII)和三級基樁控制網(CPIII),其中CPI測量一般在初測時完成,為客運專線無砟軌道鐵路提供高精度的平面基準;CP II一般在定測時完成,作為客運專線無砟軌道鐵路施工平面控制網;CPIII在施工測量時施測,線下工程施工時作為加密平面控制網,鋪設無砟軌道時作為無砟軌道鋪設的基樁控制網。而客運專線無砟軌道鐵路高程控制網應按照二等水準測量精度要求實施。
1 工程概況
該測區為新建長沙至昆明鐵路客運專線引入貴陽樞紐工程貴陽東車站起點至林家灣一號隧道段,起訖線路里程為DK693+138~DK698+555,包括貴陽東車站(DK693+138~DK695+456.48)、林城三號隧道(DK695+456.48~DK697+230)及瓦窯一、二、三號橋與路基(DK697+230~DK698+555)。
該測區平面坐標系采用既有精測網的工程獨立坐標系,參考橢球體為WGS84橢球體,中央子午線為107°00′,投影面大地高為1 075 m,高程異常-25 m。高程系統采用既有精測網高程系統。
2 CPⅡ控制網加密測量
2.1 GPS測量方法
2.1.1 觀測精度
根據《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009),CPⅡ加密控制網采用GPS測量,按三等GPS網精度要求測量,主要精度要求包括:衛星截止高度角≥15°,同時觀察有效觀測衛星數≥4,有效時段長度≥60 min,觀測時段數不少于2個時段,數據采樣間隔15 s,PDOP或GDOP值≤8等。
測量遵循的主要技術指標是:CPⅡ按三等GPS網要求施測,基線邊方向中誤差≤1.7″,最弱邊相對中誤差≤1/100 000。
2.1.2 作業方法
CPⅡ加密點采用GPS測量方法施測,起閉于經復測合格的既有CPI、CPⅡ點和加密CPII點上;采用雙頻GPS接收機觀測,儀器的標稱精度不低于5 mm+1 ppm;采用邊聯結方式構網,形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網。
2.1.3 GPS網數據處理
GPS網的數據處理,主要包括GPS的基線解算和內業平差兩方面。
(1)基線解算:CPⅡ網觀測數據采用LGO軟件統一進行基線解算處理。基線解算好后,導出基線向量文件,作為平差的原始基線向量數據。
(2)內業平差計算:GPS控制網平差采用鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測量數據處理系統》軟件進行,選取檢驗合格的基線構成GPS基線向量網,進行網的平差計算。
2.2 導線測量方法
2.2.1 觀測精度
根據《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009),隧道內CPⅡ加密點采用導線測量方法施測,測量等級為隧道三等,主要精度:邊長范圍取300~600 m,測距中誤差≤3 mm,測角中誤差≤1.8″,相鄰點位坐標中誤差≤7.5 mm,導線全長相對閉合差限差≤1/55 000,方位角閉合差限差±3.6″,對應導線等級為三等導線。
2.2.2 作業方法
CPⅡ導線網測量采用Leica TS30全站儀(測角精度±0.5″,測距精度±1 mm+1 ppm)配合Trimble手簿進行觀測,洞內CPⅡ導線測量水平角觀測技術要求:儀器等級為0.5″級儀器,測回數為≥4,半測回歸零差≤4″,2C較差≥8″,同一方向各測回間較差≤4″。
2.2.3 導線網數據處理
(1)每天外業結束后,立即對當天觀測數據進行復核和驗算,檢查各項指標是否符合規范要求,對超限部分都及時進行了外業補測。
(2)導線網嚴密平差采用中鐵四院研制的《鐵路工程精密控制測量數據處理系統》進行處理。
(3)精密導線網精度評定。
3 二等水準點加密測量
3.1 觀測精度
二等水準加密點按照國家二等水準測量標準施測。主要精度要求包括:外業觀測視距長≤50 m,視距累計差≤3 m(數字水準儀),前后視距差小于1 m(數字水準儀),附合路線閉合差≤4(L為附合水準路線的長度,單位為km),偶然中誤差≤1 mm。
3.2 作業方法
二等水準加密點采用數字水準儀進行施測,起閉于既有精測網復測合格的水準點和經過評估合格的既有CPIII段落的水準點,采用單路線往返觀測,一條路線的往返測使用同一類型儀器和轉點尺墊,沿同一路線進行。觀測時,按二等水準測量的相關技術要求進行,每一測段應為偶數測站。由往測轉為返測時,兩支水準標尺應互換。
3.3 數據處理
采用鐵四院開發的“鐵路工程精密控制測量數據處理系統”軟件進行計算,限差按照規范相應要求進行嚴格控制。
4 實測結果分析
4.1 林城三號隧道導線控制網復測
4.1.1 洞外加密CPII點復測精度統計
林城三號隧道的洞外加密CPII點由設計院施測。采用GPS方法測量。此次復測采用的方法與原測方法相同。利用LGO解算,共測得160條基線,62個獨立閉合環,采用鐵四院開發的《鐵路工程精密控制測量數據處理系統》平差,其獨立平差具體精度情況如下。
(1)CPⅡ加密網質量檢驗:觀測值誤差中,重復觀測基線較差最大值為6.6 mm,X、Y、Z坐標分量閉合差最大值依次為-0.2、6.5和1.8,環線全長閉合差最大值為6.8 mm,均各自小于其規定限差17.4 mm、28.8 mm、28.8 mm、28.8 mm和49.9 mm。
(2)CPⅡ加密網獨立平差精度檢驗:觀測值誤差中,基線邊方向中誤差最大值為1.0″,最弱邊相對中誤差為1/196 230,均各自小于其規定限差1.7″和1/100 000。
由此可知,林城三號隧道洞外CPⅡ加密網的各項精度指標均滿足規范要求。
4.1.2 洞內導線網復測
林城三號隧道內,設計院共布設10個導線加密點,分別為LC3CPII01、LC3CPII01-1、LC3CPII02、LC3CPII02-1、LC3CPII03、LC3CPII03-1、LC3CPII04、LC3CPII04-1、LC3CPII05、LC3CPII05-1,成對布設,采用了多邊形導線網構網方法,按邊角聯接方式構網,形成由多個四邊形或多邊形組成的帶狀網。
對洞內的導線點復測,采用方法與原測方法相同。其獨立平差具體精度情況如表1所示。
經計算,得測角中誤差±1.77 s。且通過導線網精度分析,可以得出結論:林城三號隧道導線網各項精度指標均滿足隧道三等導線網測量的精度要求。
4.2 路基與橋梁段加密CPII網測量精度統計
路基與橋梁段的加密CPII測量,采用GPS方法進行。利用LGO解算,共測得160條基線,62個獨立閉合環,其獨立平差具體精度情況如表2、表3。
由表2、表3可知,路基和橋梁段的加密CPII測量,經度滿足規范要求,可用于CPIII控制測量使用。
4.3 二等水準加密網精度統計
該區段二等水準加密網共觀測加密點2個(LCJMII02、LCJMII03),聯測已知點3個(LHCBM01、BM169-4、0698P22),其獨立平差具體精度情況如表4所示。
由表4可知,該區段二等水準加密網各項精度指標均滿足規范要求。
5 結語
該區段CPⅡ加密控制網及二等水準加密網成果符合規范要求,可以作為CPⅢ網測設起算控制點使用。
參考文獻
關鍵詞:主體控制,廊道控制,小區控制
Abstract: This paper mainly introduces the construction measurement technology of dumper Caofeidian, expounds the methods of Car Dumper Shed construction control survey and characteristics
Keywords: the main control, corridor control, area control
中途分類號:TU-02 文獻識別碼:A
一、工程概況
(一)工程規模
翻車機房是曹妃甸煤碼頭工程的重要設施之一,其功能是用于翻卸由鐵路運抵港口的煤炭車輛。翻車機房采用四線四翻式工藝(設備部分預留2條線),內設四翻式翻車機4臺,翻車機下設有格柵、接卸漏斗、振動給料機等設備,機房底部及地下輸煤廊道中設有輸煤皮帶機,機房上部還設有定位車、推車機、夾輪器等車輛定位設施。除此之外,機房內還安裝有控制、通風、除塵、維修及供水、供電等配套設施。
(二)結構形式
翻車機房主體構筑物,根據工藝布置,分為三層,頂層標高+5.338m,平臺尺度77.9mX61.2m。沿火車走線方向,中間布置四條火車軌道,兩側為吊裝孔、風機孔、排水孔等。頂板厚度約為0.5m,火車軌道處設軌道梁,頂板下設扶壁;第二層為漏斗層,頂標高為-1.042m,主要由面板和漏斗梁組成,面板厚度約為0.8m,漏斗梁尺寸為4.5×1.6m或4.5×1.2m。第三層為底板,底板頂標高-13.162m,主要布置輸煤皮帶機和振動給料機,底板厚度約為2m,底板與漏斗層之間設有隔墻,機房外墻厚:標高-1.042m以下為1.2m,標高-1.042m以上為0.8m。
翻車機房地下構筑物的圍護結構地連墻為圓形,地連墻起擋土、截水作用。沿地連墻內側高度方向設帽、圈梁,沿圓周設豎肋,圈梁及豎肋均為鋼筋混凝土結構。
地下廊道構筑物為箱涵結構,位于翻車機房北側火車進線側,根據工藝布置,為雙孔箱涵。箱涵內孔尺寸為4.8mX2.8m。箱涵頂板及底板厚度為0.5m~1.4m。側墻厚度0.6m~1.1m。箱涵為現澆鋼筋混凝土結構。
廊道地下構筑物的圍護結構亦采用現澆鋼筋混凝土連續墻方案,地連墻起擋土、擋水作用。
與翻車機房主體結構相配套附屬設施基礎包括翻車機房小區定位車軌道梁、夾輪器坑、軌道衡、電纜支架基礎、除塵基礎、電纜溝、高桿燈基礎等。
二、測量總體控制
(一)測量依據
設計圖紙;
《水運工程測量規范》JTJ203-2001;
《曹妃甸煤碼頭控制測量測量報告》。
(二)坐標及高程系統
坐標系統:1954北京坐標系,1.5°帶分帶,中央子午線118°30′;
高程系統:曹妃甸理論最低潮面。
(三)業主提供的測量控制點
坐標控制點:
國投港03(該點位于曹妃甸煤碼頭西北角入口處),為混凝土鋼質標芯。
國投港04(該點距國投港03點1326.4m),為混凝土鋼質標芯。
高程控制點:BM2(該點位于曹妃甸煤碼頭西北角入口處),為混凝土鋼質標芯。
上述三點作為本工程施工測量的起算點,應用前對其進行復驗,結果滿足水運工程測量規范和設計要求。
(四)測量總體控制方法
1、平面控制:根據現場地貌和施工需要,考慮后續測量工作的通視條件,遵循由高級到低級,先整體后局部的原則,在狹窄的施工范圍內布設控制點(FC01,FC02,FC03,FC04),并采用靜態GPS測量方法施測從而得到控制點FC01、FC02、FC03、FC04的坐標。
同時,為了進行下步測量控制點布設,要對FC01、FC02、FC03、FC04控制點進行復測,其精度滿足測量要求。
在進行翻車機房主體施工時,在主體中心線方向,位于主體圍護結構地連墻帽梁上做四個測量墩,并在四個墩上做測量控制點FE(翻車機房東西中心線東側),FS(翻車機房南北中心線南側),FW(翻車機房東西中心線西側),FN(翻車機房南北中心線北側)。再對其進行校核。方法:以FC04,FC03為起始方向,采用測回法經過FN,FW,FS,FE最后閉合到FC03上。
2、高程控制:以業主提供的高程控制點BM2作為起算點,利用雙面尺由BM2到C1(翻車機房主體圍護結構地連墻帽梁上南側)進行往返觀測,經計算,高差往返閉合差為1mm小于規范要求。
三、翻車機房施工測量控制
(一)帽梁圈梁豎肋施工
1、帽梁施工
翻車機房基坑開挖階段,必須結合地連墻變形監測,控制開挖速度和降水速度,防止地連墻發生過大變形、位移。同時需防止翻車機房圓形地連墻圈梁發生有害裂縫而影響結構安全。首先根據設計圖紙利用計算機AutoCAD軟件輸入帽梁的中心點及直徑,然后根據施工需要定出各測點的位置。以正南方向為起始線,所對應圓周上的點為1,順時針轉動,每次轉動幅度為4°,由AutoCAD求出各測點的坐標并分別用全站儀放樣帽梁所須各點,施工中因各種因素和障礙物的影響,控制點須多次傳遞才能完成放樣點的工作,同時把設計的底標高分別放到測點上。對支立后的模板進行調正,用同樣的方法進行施測,砼后驗收誤差達到了較小的誤差,符合規范要求。
2、圈梁豎肋施工
以帽梁同樣的方法放樣圈梁,豎肋各測點,隨著施工進度逐漸進行,開挖圈梁豎肋根據設計標高越來越深,施工控制點和高程也逐漸的往下傳遞。利用水準測量法傳遞高程:首先在帽梁的頂部一點與BM2進行往返觀測,最后定出帽梁頂的絕對高程。在帽梁邊架設一吊桿,從桿頂向下掛一根鋼尺(鋼尺0點在上),在鋼尺下端吊一重錘,重錘的重量應與檢定鋼尺時所用的拉力相同。在帽梁上和基坑上分加別安置水儀。從而求出所需要的高程。
(二) 主體墻體施工
綜合考慮翻車機房的結構特點、便于施工、防裂要求,設置水平施工縫,將主體結構劃分為五個施工層。 主體每一層結構都有不同的變化,預埋件和預埋螺栓種類多,有幾千個預埋件,為確保工期和質量,根據現場情況和翻車機房總體平面圖進行布設。墻體和預埋件的施工控制點布設在翻車機房圍護結構地連墻帽梁上。因地連墻是不穩定的,所以要定期對主體帽梁上的控制點進行校核。
1、主體一層
在打好的墊層上用全站儀(經緯儀)放出各墻的邊線,預埋件的位置,然后用墨斗彈出各墻的邊線。立鋼筋骨架和模板調正后按設計高程進行抄平。
2、主體二層
在第一層砼后的墻體上用水準儀抄出二層模板底標高,根據設計圖紙用全站儀(經緯儀)施放各墻邊線和預埋件、預埋洞的位置,用全站儀(經緯儀)調正鋼筋骨架和模板。
3、主體三層
根據主體三層的結構圖紙要增設測量控制點。隨著主體層次的增高和橫梁的位置,采用碗扣式腳手桿分段搭設滿堂支架,腳手架上橫梁鋪設的底模板用水準儀抄平,梁底根據設計標高在其中心起10mm拱,四層漏斗梁是翻車機房基礎的主要部分。預埋螺栓安裝精度高,尤其對角線要求誤差不大于3mm,預埋螺栓安裝過程中用兩臺經緯儀控制螺栓中心線,一臺水準儀控制螺栓定位板的高程。在施工過程中嚴格控制,預埋螺栓安裝后整體進行驗收,以達到設計要求。
4、主體四、五層
由于施工腳手搭設,造成帽梁上各測量控制點不通視,所以為了進行翻車機房主體-1.042m以上結構施工,在位于主體圍護結構地下連續墻四角吊車駐位平臺上砌測量控制墩,并在四個礅上做測量控制點。各控制點采用極坐標方法,利用已做好的位于主體地下連續墻帽梁上的四個控制點FE,FW,FN,FS進行放樣。所做控制點如下所示:A軸(位于東北角,控制南北方向軸線);A’軸(位于東南角,控制南北方向軸線);C軸(位于西北角,控制南北方向軸線);C’軸(位于西南角,控制南北方向軸線);1軸(位于東南角,控制東西方向軸線);1’軸(位于西南角,控制東西方向軸線);11軸(位于東北角,控制東西方向軸線);11’軸(位于西北角,控制東西方向軸線)。
(三) 廊道施工控制
1、支撐
根據設計圖紙用全站儀放出支撐開挖的大概位置,水準儀控制支撐開挖的底標高,開挖后在墊層上用全站儀重新測放支撐的平面位置,在已澆筑完的廊道帽梁兩側作臨時測量控制點,再通過此控制點放出其中一支撐的對撐軸線,斜撐軸線用已檢定過的鋼尺量出距離,定出其軸線位置。對支立后的模板進行調正,并在模板頂部按設計標高涂畫標高標記。其它層支撐控制是在第一層砼后的支撐頂面用全站儀測放中心點,然后用墨斗彈出中心線,根據每一層的設計寬度用錘球和尺桿進行錘吊,高程根據每一層的設計高程來控制。
2、廊道
由于施工進度和施工場地條件的約束,在施工區域內不能建立控制點的情況下,利用暫時已建的構筑物做臨時控制點或輔助點,通過多次傳遞才能達到施放廊道的設計軸線,廊道主體一段以后設計的底標高坡度在不斷的變化,施工中根據每一段設計坡度變化情況,計算每米坡度的高差,用水準儀進行標高控制。在打好的墊層上用全站儀施測廊道軸線,然后在彈出邊線及預留洞位置。每一段分段線有時被已建的支撐和各種機械設備所遮擋,在上部用全站儀施放控制點或輔助點。
(四) 小區施工控制
由于后序施工可能對翻車機房主體測量控制墩(FE,FW,FN,FS)造成破壞(振沖、回填等原因),因此在翻車機房頂層即+5.338m做測量控制點SCD2(翻車機房南側CD2中心點),SCD3(翻車機房南側CD3中心點),NCD2(翻車機房北側CD2中心點),NCD3(翻車機房北側CD3中心點)對小區進行控制。以FW,FS為起始方向,采用測回法經過SCD2,SCD3,NCD2,NCD3最后閉合到FS上。(如下圖)同時高程控制點也引測到主體頂層上。
1、灌注樁
以翻車機房中心坐標X=4314897.744,Y=494327.585為依據,按設計圖平面尺寸計算各灌注樁樁位坐標。使用美國天寶Trimble公司生產的5700型雙頻接收機在RTK模式下啟動基準站,采用快速靜態的方法進行各灌注樁樁位放樣。并測出護筒某點高程以便控制樁基深度。
2、承臺
灌注樁樁頭鑿除后,在承臺的墊層上用全站儀測放承臺中心線,并彈出承臺的邊線。
四、沉降觀測點布設
(一)帽梁沉降觀測點
基坑開挖及降水過程中,為了加強基坑圍護結構及周圍建筑物的監測,在帽梁上做沉降位移觀測點。共設八個觀測點,均勻分布在帽梁上。觀測點用預先埋設在帽梁上的鐵芯制成,上面蓋有20cm直徑圓鐵蓋以對之進行保護。
(二) 翻車機房主體沉降觀測點
翻車機房主體底板澆筑完成后,在底板設置沉降觀測點,底板上共設4個沉降觀測點,位于東西方向伸縮縫兩側,看其沉降是否均勻;主體墻外側也設有四個沉降觀測點待主體倉格及墻外四周開始回填沙時,外墻上的沉降觀測點便被覆蓋,因此要重新引測沉降觀測點,此沉降觀測點可引至四層漏斗梁預埋螺栓上;翻車機房主體澆筑完成后,在其頂板上也設置沉降觀測點。以上觀測點用紅油漆作為標志。
(三) 廊道沉降觀測點
為了了解荷載以及不同地基(有旋噴樁地基和沒有旋噴樁地基)對廊道沉降造成的影響,在廊道底板澆筑完成后,在每段廊道的北端頭與南端頭分別布設沉降觀測點。東西廊道沉降觀測點對稱分布。
關鍵詞:工程測量; 施工坐標系; 大地坐標
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
0.引言:工程測量中遵循測法科學、簡捷,精度合理的原則,而施工測量坐標系的建立大大簡化了實際工程放樣過程中的測設步驟,同時對測量精度也是一個改進。對于場區控制網的建立和工程定位起到了簡化數據、提高速度和質量的作用。再結合現在CAD制圖技術的普及應用,使這一測量方式更加簡單明了,是房建工程測量中一個必需的步驟。
1. 工程概況
本文介紹的長春動車運用所工程是一個大型的綜合性站場工程,具有包括列車停車、檢修以及清洗等在內的多種功能。工程總概算2.905億元;哈大施合(2009)03號補(1)復初步設計變更1.0869億元;總產值為3.9919億元;建筑面積37116.45m2。站臺墻4050m、自購設備98種,5024萬元;甲供設備21種,6506萬元;圍墻6650m、柵欄19800m、混凝土路面36890m、綜合管溝17733m、過軌管2358m、通信電纜槽15375m、綠化鋪草坪面積共102774m2、種植常綠喬木4280株、灌木102244株,落葉喬木360株;各種儲水池、化糞池33個;綜合保養點一處。涵蓋了房建、市政、水、電、通信等各個專業的測量放線。
2. 施工坐標系
2.1施工坐標系的建立
長春西動車運用所,里面包括十幾棟構筑物,需要根據不同建筑物軸線建立相應的施工坐標系。如果每個構筑物都建立一個獨立施工坐標系相對于該工程而言太繁瑣了,反而加大計算量拖延放線速度。考慮到鐵路站房、站場工程一般都在鐵路線附近,構筑物的主要軸線均平行于鐵路線。因此在這里以鐵路線為主軸線建立統一的施工坐標系,用于各個構筑物的定位放樣(如圖1所示)。
本例的定位線是以D2線為定位方向,從圖1中我們可以看出D2線并不是一條直線貫穿運用所,進入動車所后在D2K1+518.571處直行,又在D2K2+532.001處開始轉彎到D2K2+565.257處又為直行,中間角度值為4°45'49″。所以本工程以JD4為分界點建立了兩個獨立施工坐標系。x坐標值為實際里程數,y坐標值為到D2線的實際距離,線左為負數、線右為正數。第一施工坐標系以D2K1+484.852(JD2)為原點,定向方位角α1為20°45'25.5″;第二施工坐標系以D2K2+548.639(JD4)為原點,定向方位角α2為25°31'14.5″。有了這些定位要素,我們就要進行坐標系之間的轉換了。
2.2施工坐標與大地坐標的換算
在新布設的平面控制網中,至少需要已知一條邊的坐標方位角才可以確定控制網的方向,簡稱定向;至少需要已知一個點的平面坐標,才可以確定控制網的位置,簡稱定位。設計圖紙上建筑物各部分的平面位置,是以建筑物主軸線作為定位依據的。為了便于計算放樣數據和實地放樣,通常在施工中以一主軸線為坐標軸反算軸線的一個端點為原點,或以相互垂直的兩軸線為坐標軸,建立施工坐標系。而建立平面控制網所布設的控制點的坐標是大地坐標,所以,在進行計算放樣數據和實地放樣時,應將控制點的大地坐標換算為施工坐標。
如圖2所示,設X-O-Y為大地坐標系(第一坐標系),x-O1-y為施工坐標系(第二坐標系)。如果知道了施工坐標系原點O1的大地坐標(Xo,Yo)及方位角α(縱軸的轉角),則測區內任一點P的大地坐標(Xp、Yp)換算成施工坐標(xp、yp)的公式為:
若采用大地坐標系進行放樣,應將建筑物各點的施工坐標換算為大地坐標,其公式為:
上面各式中施工坐標系的原點O1的大地坐標(Xo、Yo)與方位角α可在設計資料中查得,或在地形圖上用圖解法求的。在本例中,O1的大地坐標為X=4859901.420Y=513789.7905,α1=20°45'25.5″;O2的大地坐標為X=4860896.158Y=514166.8036,α2=25°31'14.5″。
3. 施工坐標系的應用
長春西動車運用所十幾棟構筑物的工程進度取決于各個施工環節的密切配合。而快速、精確的測量放線工作又是提高施工速度的關鍵環節。施工坐標系的建立便于在施工中快速、直觀、準確地將設計點放樣到實地,為施工建設工作節省時間,促進工程進度。2011年10月來動車所之前,這里的測設工作一直沿用測量坐標系,并沒有意識到坐標系轉換的便捷性。事先對每個點都要進行繁瑣的內業計算,而進行如驗線等測量工作時,對所測數據不能直觀的實際位置,需要再一次進行內業計算進行數據比較,加上外業測量時間太長造成測量工作滯后嚴重。而利用施工坐標系定位放線就不會出現這種被動情況。在進行定位放線之前要對每個構筑物的各個軸線進行坐標計算,根據構筑物所在位置確定數字軸和字母軸坐標值。以臨修和不落輪鏇輪庫為例,計算出的各個軸線坐標值數據見表1。
表1中明確計算出了各個軸線坐標值和相鄰軸線間的距離。對于現場的導線控制網要同樣進行坐標轉換。現場放樣時依據現場控制點的施工坐標值和全站儀強大的數據采集運算能力,就直接可以針對性地放樣單一x(數字軸坐標)和y(字母軸坐標)值,免去了針對放樣點事先計算測量坐標值和事后測量定位計算繁瑣的情況,運算和現場定位一步完成,方便快捷。以此構筑物為例,舉一反三,其他各個構筑物的軸線坐標依據施工圖紙很容易統計計算出來。再運用全站儀的坐標測量放樣功能,對其進行定位。場區內的各個水電通信管網以及道路等市政方面的測量,也是此工程的一大項。對其定位放線前,同樣計算出放樣點與D2線的位置關系,即計算出施工坐標,在此不再多講。
4. 施工放樣程序
由于工程建設的需要,在施工測量中需對各項目進行系統、快速、精確的計算,以便給工程提供可靠地測量資料,更好地為工程服務。針對工程測量計算工作量大、計算精度高的情況,需要對工程所觸及的各種測量項目的施測計算方法進行程序編制,使之具有實用性和易操作性。程序運用CA-SIOfx5800計算器能準確、快速的計算出測量結果(大地坐標轉施工坐標程序略)。
5. 結論
工程測量中遵循測法科學、簡捷,精度合理的原則,而施工測量坐標系的建立大大簡化了實際工程放樣過程中的測設步驟,同時對測量精度也是一個改進。對于場區控制網的建立和工程定位起到了簡化數據、提高速度和質量的作用。再結合現在CAD制圖技術的普及應用,使這一測量方式更加簡單明了,是房建工程測量中一個必需的步驟。
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