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中图分类号: TU7 文献标识码: A 文章编号:
目前,我国的铁路建设正在以令世界瞠目的速度快速发展,从普通铁路到重载铁路,从普速铁路到高速铁路,一条条新建的铁路不断出现在祖国的版图上。要确保铁路建设的高质量,就必须采用高水平的测量技术。如何适应现代铁路的发展,为铁路建设提供高质量的测绘服务就成了目前我国测绘工作者必须认真对待的问题。工程测量是施工过程中的一个重要环节,对整个工程施工起着重要作用。测量结果的精确度直接影响到工程质量,所以施工单位必须把前期的施工测量当作认真扎实地做细做好。
1 施工放样前首先要对本次所采用的测量控制点进行复核
复核测量时应尽量采用不同的3个点进行反测坐标法(即置镜2号点,后视1号点,反测3号点),单纯地采用反测后视点的方法从理论上是不可靠,因为这样只能在距离上达到复测的目的,如果距离合格,方向有误时通过该方法是检查不出来。
2 对施工测量的计算结果要进行复核
计算人和复核人对各自的计算方法和对方的计算方法必须清楚,计算过程和复核过程别要注意不能省略步骤;要认真核对曲线要素和主点里程、坐标,并在计算表中列出相应的取值;在进行复核时,对计算结果存在不一致时,计算人和复核人必须共同对计算方法的每一个步骤进行对比检查,双方共同找出原因,最后对修改结果进行复核确认。不能一方认为自己的计算有问题时直接采用对方结果,且不能在没有对对方计算过程了解、确认对方计算绝对正确的情况下直接采用。测量过程中,必须经常检查仪器和反光镜是否对中、置平良好,特别是在一个测站结束时要对置平和对中进行检查,有问题时要重新进行测量。
3 铁路桥曲线测量注意事项
铁路测量在曲线梁布置时,墩中心与线路中心存在一个外矢距E值,一般在几厘米,在曲线上不同的位置,E的取值不同。
方法一:从理论上应该采用设计的曲线布置图进行计算,即按折线法进行计算。桥墩的横轴向取折线的平分角。在计算出结果后与其对应里程的线路中心线坐标进行较核,两个坐标差应该与对应的E值相等。如果出入太大说明设计曲线布置可能存在问题,或者是设计者有特殊考虑。方法二:计算对应线路中心线的坐标后,向法向偏移一个E值,得到梁工作线的交点坐标(即墩中心坐标),采用相邻桥墩的墩中心坐标反算墩距,与设计给出墩距进行对比较核,如果出入太大,则设计有误或设计者有特殊考虑。方法二的计算是一种近似算法,因为在缓和曲线和不等跨的圆曲线上时,法向和梁工作线交角平分线并不重合,在向线路走向横向偏移出去时,存在一个误差值,这个误差值一般情况下会很小,随横向距离的增加而增加。建议用两种方法进行坐标计算出结果,对比坐标值有没有太大的出入,结果相符时,取第一种方法确定墩中心坐标。对比两种方法中的平分角和取曲线法向的方位角之差,该差值决定了桥墩横向的计算误差大小。
4. 现代铁路线路测量
铁路选线设计是整个铁路工程设计中关系全局的总体性工作,线路空间位置设计的主要内容是线路平面设计与纵断面设计,目的是在保证行车安全和平顺前提下兼顾工程投资和运营费用关系的平衡。铁路线路测量是铁路线路在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作的统称,主要包括为选择和设计铁路线路中心线的位置所进行的各种测绘工作,为把所设计的铁路线路中心线标定在地面上的放样工作,为进行路基、轨道、站场的设计和施工进行的测绘和放样工作等。我国修建一条铁路新线一般要经过方案研究、初测和初步设计、定测和施工设计等3个设计工作阶段。方案研究是在小比例尺地形图上找出线路可行的方案,初步选定一些重要的技术标准(比如线路等级、限制坡度、牵引种类、运输能力等)并提出初步方案。现代铁路方案研究一般多借助遥感的方法进行,通过航测遥感获取地表的三维数字化信息,通过地质航空遥感获取地理、地质信息,然后,提出初步方案。初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作,其主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质、水文资料。初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定线路中心线的位置(亦称纸上定线),经过经济、技术比较提出一个推荐方案,同时确定线路的主要技术标准(比如线路等级、限制坡度、最小半径等)。定测是为施工技术设计而做的勘测工作,其主要任务是把已经上级部门批准的初步设计中所选定的线路中线放样到地面上去,并进行线路的纵断面测量和横断面测量,对个别工程还要测绘大比例尺的工点地形图。施工技术设计是根据定测取得的资料,对线路全线和所有单体工程做出详细设计并提供工程数量、作出工程预算,该阶段的主要工作是线路纵断面设计和路基设计并对桥涵、隧道、车站、档土墙等作出单独设计。
5.铁路既有线测量
既有铁路改造的外业勘测与新线勘测不同,它是沿一条运营铁路进行勘测的,其选线工作较新线少,勘测时要充分了解和考虑既有铁路原有的设备,要考虑改造中能保证铁路的正常运营和相互配合。既有铁路改造的外业勘测是一项比较复杂、细致的工作,通常是分阶段进行的。既有铁路线路测量的内容主要有线路纵向丈量、横向调绘、水准测量、横断面测量、线路平面测绘、地形测绘、站场测绘及绕行线定测等。既有铁路的勘测放样通常分两阶段进行(即初测与初步设计、定测与施工设计)。由于各勘测阶段的目的不同,因而对某些测量资料要求的广度和深度也不一样。
既有线纵向丈量。线路纵向丈量又称百米标纵向丈量或里程丈量,方法是沿既有线丈量定出千米标、百米标及加标作为勘测放样和施工的里程依据,千米标、百米标及加标统称里程桩。线路里程丈量的起点在《设计任务书》中有明确规定,一般应从附近的车站中心或大型建筑物中心的既有里程引出,并应与附近的千米标里程进行核对,且应与既有线文件上的里程取得一致以及按原里程方向连续推算,其“断链”位置应在车站、大型建筑物、曲线以外的直线百米标上。丈量可采用手持式激光测距仪、GPS-RTK、电子全站仪进行。
里程桩标记。对里程进行丈量时应设千米标、百米标和加标,曲线范围内应每20m设一加桩(加桩里程应为20m的整倍数),在一些特殊地点还应增设加标。千米标和半千米标应写全里程,百米标及加标可不写千米数。
6. 铁路既有站场测量
既有线的站场测量资料是车站改建设计的依据。既有线站场测量的特点是面积大、地物多、车站作业频繁、测量精度要求高,与既有线路测量比难度和复杂性更大(尤其在大的枢纽进行站场测绘,采用一般的方法几乎不可能,必须结合具体的测量点采用不同的作业方法),工作开始前要先作好测区资料收集及准备工作(比如专用线、联络线的接轨点、站内曲线半径、道岔号数、高程系统、车流密度及列车运行图等)并应与地方、工业厂矿取得联系以求得支持。既有站场测绘内容视车站类型及要求而有所不同,主要包括纵向丈量、基线放样、横向测绘、道岔测量、站内线路平面测绘以及站场平面、地形、高程、横断面测量等,其中纵向丈量、横向测绘、高程测量和横断面测绘与区间线路测量大同小异。
现代铁路测量内容多、程序繁、指标多、要求高, 具体实施时应严格按设计及施工要求进行,应根据实际情况灵活选用适宜的、简便的、快速的、符合要求的测量方法和测量仪器,应灵活运用测绘科学的基本理论、基本技术、基本方法。
参考文献
[1]CH2001-92全球定位系统(GPS)测量规范
[2]GB50026-93工程测量规范
[3]GB50307-1999地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范
关键词 平面控制网高程控制网复测精度决定性
中图分类号: C35文献标识码: A
概述
任务来源
新建铁路成贵客运专线(四川段)CGZQ-7标(D2K176+315至DK217+685),由中铁二十局集团有限公司承担施工任务。
根据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)第5.7节的规定,在进行线下工程施工测量前,应对铁二院提供的CPI、CPII平面控制网和二等水准高程控制网进行复测。
测区概况
我标段处于四川省宜宾市长宁县、江安县和兴文县境内,自D2K176+315~DK217+685,线路全长41.370km,主要工程有:特大桥7座,其中干坝咀特大桥全长976m、土包弯特大桥全长1042.15m;大桥24座;中桥9座;隧道11座,其中兴隆坪隧道全长2803m、玛瑙山隧道全长3010m、猫鲁寺隧道全长4295m。
测区地形复杂,以山区为主,植被覆盖率大,地形陡峻,沟壑交织,道路盘旋,交通主要为附近村镇的乡道或村道,测区通视情况困难,水准测量难度较大。
控制点现状及数量
根据复测控制点的现状及数量,本次复测CPI点26个(包含搭接相邻标段各2个),CPII点27个;水准点19个(包含搭接相邻标段各1个),深埋水准点4个,交桩完成后我标段根据成贵铁路第一交桩小组要求继续寻找没有找到的控制点,最终确认CPI点破坏5个,CPII点破坏3个(CPII362为水准点共用桩),CPII374处竹林遮挡严重重新选点埋设,水准点破坏7个,我标段在复测开始前根据规范要求已经将破坏、丢失的控制点进行了补桩。
本次复测预计水准线路长度约150公里,须耗时约20天左右。
图1二等水准高程控制点平面分布示意图
测量技术依据
执行主要技术标准
《铁路工程卫星定位测量规范》(TB 10054-2010)
《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)
主要精度指标
CPI、CPII网复测的方法和精度指标
CPI、CPII均采用GPS测量方法施测,按照《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)规定的精度指标执行,具体的精度指标见表1。
表 1CPI、CPII网GPS测量的精度指标
线路水准基点复测的方法和精度指标
线路水准基点复测采用水准测量方法施测,检测相邻的线路水准基点间的高差,测量等级为二等水准,按照《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)规定的精度指标执行,见表2。
表 2水准测量的精度指标(mm)
注:表中K为测段水准路线长度、R为检测测段长度,单位km,当小于1km时按1km计。n为测段测站数,当每公里测站数n≥25时,采用测站数计算限差。
既有资料
设计单位移交本标段控制网资料4本,分别为:
《新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网CPII坐标成果表》 移交时间:2013年11月
《新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网CPI坐标成果表》移交时间:2013年11月
《新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网二等水准成果表》提交时间:2013年11月
《新建铁路成都至贵阳客运专线精密工程控制测量网点之记》提交时间:2013年11月
根据以上资料,和现场控制桩状况,我标段编写本次复测技术方案。并依次报监理站、咨询单位、建设单位审核。
坐标系统及高程基准
坐标系统
平面坐标系统按高斯投影的方法建立工程独立坐标系,采用WGS-84坐标系基本椭球参数(长半轴a=6378137m,扁率α=1/298.257223563),根据线路平纵断面设计资料,按投影变形值不宜大于10mm/km进行坐标系统设计,我标段共计有2个带,具体见下表3。
表3 投影分带表
高程基准
高程采用1985国家高程基准。
复测组织安排
生产计划安排
本次复测我标段计划组建二等水准组5个,GPS组1个,具体工作计划如下:
CPI网和CPII复测:因GPS控制点大部分在山上,车辆无法到达,并且人员爬山,车辆绕行耗时长,计划投入14台Trimble双频GPS接收机,按照CPI等级同时观测,保证重复设站率,节省搬站时间。
水准网复测:按照我标段各分公司承担的任务量,各自承担本管段内水准网复测,相邻两个公司搭接水准点由指挥部统一指定,复测数据统一报指挥部汇总审核。
仪器设备及软件
根据规范和工期的要求,本次复测共投入Trimble双频GPS接收机14套,Trimble DINI03数字水准仪5套。投入的主要测量仪器见表4。
表 4投入使用的主要测量仪器一览表
所有测量仪器都经过国家计量授权的计量仪器鉴定机构检定,均在仪器检定有效使用期内,满足规范要求。
主要的测量人员
根据工期和技术方案的要求,本次复测投入的测量人员共24人,主要测量人员有工程师5名,助理工程师1名,高级技师1名,高级测量工3名。
复测执行方案
平面控制网复测
主要作业技术指标
GPS外业观测技术要求按下表5要求执行:
表5GPS观测作业的基本技术要求
观测前的准备
作业期间根据项目所在位置进行卫星可见性和精度预报,结合点位对天通视障碍图进行观测时段的选择和安排。
对所有基座的水准器、光学对点器进行了检校,并且在作业过程中经常检查,保持其正常状态,对中误差小于1mm;
按作业要求检查并设置好仪器的各项技术参数,卫星观测高度角均设定为15°,数据采样间隔均设定为15s,满足设计要求。
要求测量人员在每时段测前(在开机之前)和测后(在关机之后)各量取一次天线高,两次量取误差不大于±2mm时,取平均值记入GPS外业观测手簿。
测区测量桩保存情况
根据设计单位移交我标段的设计成果文件和现场控制点状况,我项目管段内CPI点24个(新补桩5个),CPII点27个(新补桩4个),水准点10个,深埋水准点4个。
CPI、CPII布网观测方案
CPI网观测构网和实施
CPI网复测与原设计同精度、同等级的方式进行,按照二等GPS控制网要求采用GPS同步静态观测模式,同步作业图形之间采用边连接的方式,大地四边形同步图形扩展进行布网(如图2所示),每个环同步观测2个时段,每时段观测至少90分钟,满足设计要求。
图 2GPS测量网形示意图
与相邻标段CPI网的联测
为了保证相邻标段间的线路衔接平顺,本标段的CPI复测网向相邻标段延伸联测一对CPI控制点,向6标管段延伸联测至CPI控制点CPI117、CPI118(如图3所示),向8标延伸联测至CPI控制点CPI141、CPI142(如图4所示)。
图 3成贵铁路7标中铁二十局管段与8标中铁十六管段CPI网联测示意图
图 4 成贵铁路7标中铁二十局管段与6标四川路桥CPI网联测示意图
CPII网观测构网和组织
CPII网按照三等GPS控制网要求采用GPS同步静态观测模式,同步作业图形之间采用边连接的方式,大地四边形同步图形扩展进行布网,观测2个时段,每时段观测至少60分钟,满足设计要求。
CPII网复测时,相邻的所有CPI点均联入,使CPII网完全附合至CPI网。
GPS网基线解算
GPS观测数据采用接收机自带的数据转换软件,将原始观测数据以天为存储单位将每台接收机的数据保存至电脑,然后再采用天宝TGO软件统一进行基线解算,基线解算合格后输出形成基线向量文件提供平差计算。
基线解算:
(1)基线解算时采用广播星历,卫星高度角采用15°,双差固定解。
(2)同一时段观测值的数据剔除率小于10%。
(3)任一时段的同步观测时间不满足规范要求,则该时段作废。
质量检验:
(1)同一基线不同时段重复观测基线较差应满足: 。
(2)基线向量精度满足规范要求后,进行环闭合差检验。
由若干条独立基线边组成的独立环各坐标分量闭合差(Wx、Wy、Wz)及全长闭合差(Ws)应符合下式规定:
式中:n-闭合环的边数; -基线长度中误差(mm),固定误差a=5mm,比例误差系数b=1mm/km,环的平均边长d(单位以km计)。
坐标约束点的确定
CPI网使用相邻标段搭接的相对关系稳定,相对精度满足规范要求1/250000的CPI点作为坐标约束点;CPII网使用我标段稳定的CPI点做为约束点。
CPI、CPII网平差计算
GPS网平差计算采用武汉大学《科傻GPS数据处理软件》。
三维无约束平差:
在基线质量检验合格后进行三维无约束平差。无约束平差中,基线分量的改正数绝对值应符合下式:
无约束平差基线分量的改正数超限时,则认为该基线或者其附近的基线存在粗差,应进行分析并剔除含有粗差的基线然后再次平差。平差后提供无约束平差WGS-84坐标系中各点空间直角坐标、基线向量平差值及其改正数和精度信息。
二维约束平差:
平差合格后,提供约束平差后基线向量平差值及其改正数和精度,其中基线向量各分量改正数与无约束平差同一基线改正数较差的绝对值应符合下式要求:
约束平差后检查基线方位角中误差、最弱边相对中误差、相邻点相对精度等指标是否满足规范要求。
CPI、CPII控制网复测精度分析
在确认复测网自身精度满足规范要求的前提下,将复测成果与原测成果设计值进行全面对比分析。主要项目和标准如下:
(1)平面控制网复测与原测坐标成果较差的限差应满足表6规定。不满足限差要求时应当进行再次复核测量,当复核测量仍与设计坐标较差超限时,报监理确认后,报设计进行复测确认。
表6CPI、CPII控制点复测坐标较差限差
复测与原测相邻点间坐标差之差的相对精度应满足表7的规定。
表7 GPS复测相邻点间坐标差之差的相对精度限差
注:表中相邻点间坐标差之差的相对精度按下式计算:
式中,
S——相邻点间的二维平面距离或三维空间距离;
,——相邻点i与j间二维坐标差之差,单位m
——相邻点i与j间Z方向坐标差之差,当只统计二维坐标差之差的相对精度时该值为零,单位m。
根据《高速铁路工程测量规范》5.7.9要求,当较差超限时,应进行二次复测,当复核测量仍与设计坐标较差超限时,报监理确认后,报设计进行复测确认。
高程控制网复测
技术要求
高程控制网水准观测的主要技术要求严格按表8执行,各测站的限差严格按表 9执行。所有相关的技术指标和限差均在数字水准仪中进行设置,在外业观测时,由仪器自带的水准路线测量软件系统进行实时的检查并提示,一旦发生超限立即进行重测,从源头保证了观测数据的质量。
水准测量数据取位按表10执行。
表 8水准观测主要技术要求(m)
表 9水准观测的测站限差(mm)
注:对于数字水准仪,同一标尺两次读数差不设限差,两次读数所测高差的差按表中“基、辅分划所测高差之差”的限差执行。
表 10水准测量数据取位要求
高程控制网测量方案
本次高程控制网复测,除了复测本标段范围内的所有线路水准基点外,向两端的相邻标段各延伸联测二等水准基点。成都方向(与6标四川路桥)延伸联测至BM75-1,贵阳方向(8标中铁十六局)延伸联测至BM90-1。
与相邻标段的水准基点联测示意图如图5所示。
图 5水准基点与相邻标段联测示意图
水准测量观测
水准测量全部采用单路线往返观测,往返观测使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道路进行。
水准测量采用质量为5.0kg的尺台作转点尺承,并辅以专门的尺撑,以保证标尺稳定、铅直。
每一测站的观测顺序如下:奇数站为“后-前-前-后”,偶数站为“前-后-后-前”。
(4)每一测段的往测与返测,其测站数均为偶数。由往测转向返测时,两支标尺互换位置,并重新整置仪器。
高差平差计算
高程控制网平差计算采用武汉大学《科傻地面控制测量数据处理系统》。
外业工作结束后,首先对观测数据质量进行检核,检核的内容主要包括:测站数据观测各项限差检查、水准路线往返测高差不符值检查。测段往返测高差不符值应满足规定,符合要求后取往返测高差平均值作为最终测量成果生成平差文件参加平差计算,超限时应补测。
然后,选用相对关系稳定的二等水准点对高程控制网进行约束平差计算。按测段计算往返测高差不符值和每千米水准测量偶然中误差MΔ,要求MΔmm,每公里水准测量偶然中误差按下式计算:
式中:Δ--测段往返测(或左右路线)高差不符值,mm;
R --测段长度,km;
n --测段数。
高程控制网复测精度分析
(1)每公里水准测量偶然中误差MΔ满足规范要求后,分析测段高差与原设计高差,高差之差应满足限差要求,满足时深埋水准点成果仍采用设计高程,超限时应分析原因并重测;
(2)以相邻普通二等水准点为测段统计往返测高差不符值应满足限差要求,满足时取往返测平均值为测段高差复测成果;测段高差复测成果与原设计高差进行对比,应满足限差要求,满足时二等水准点采用原设计值,超限时应分析原因;
(3)当各项较差超限时,应进行二次复测;
(4)当二次复测较差仍超限时,报监理工程师确认后,报设计院进行复测。
生产、质量安全措施
1、人员培训
我标段对参加加密网测量的人员进行了技术培训和交底,确保测量人员熟悉仪器,操作规范,总调度分别带领水准组和GPS组熟悉现场点位,杜绝架错点;
2、数据采集
现场严格按照规范要求观测,勤复核,发现有超限时须立刻返工重新测量,对于数据记录要准确、清晰,每个小组长统一收集后交内业负责人。
3、测量仪器设备
所有进场测量设备必须经过国家正规技术部门鉴定,开具鉴定证书,没有鉴定或超过鉴定使用期限的仪器不准使用。
4、安全措施
测量期间要求测量人员严格遵守复测纪律,指挥部统一安排食宿、车辆,确保安全。
资料清单
复测完成后,及时对观测数据进行整理、计算、分析,按要求完成复测成果报告,提交以下资料:
精测网复测技术方案;
精测网复测成果报告;
精测网复测技术总结;
仪器、人员、单位资质证明。
参考文献
《铁路工程卫星定位测量规范》(TB 10054-2010)
《高速铁路工程测量规范》(TB 10601-2009)
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)
【关键词】盾构隧道;测量技术;贯通误差分配
一、盾构隧道概述
隧道盾构法施工是以盾构在地下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。盾构法在上海,广州,其他城市的地铁建设中应用广泛,在北京,南京等成功经验的施工也将被应用。与传统的地铁施工方法(如明挖法,盖挖法,矿山法等)相比,屏蔽层的优点是安全,快速,不影响地面交通,气候条件,并不适用于所有不同度的硬度或没有水在不同的地层(根据有针对性的专门设计不同的地质和水文地质条件屏蔽) ,它是加快城市地下铁路的发展的有效手段。盾构施工测量工作,以确保施工安全工程,优质,高效的工作的重要保障。
盾构法隧道施工中,需要测量的主要工作包括以下几点。(1)地面控制措施:建立平面和地面高程控制网,(2)地面坐标接触测量,方向和高度到地面,修建地下统一坐标系统接地;(3)地下控制测量:包括地下平面和高程控制(4)测量隧道施工放样根据隧道设计,引导线和开挖和李宁高程测量。
所有这些测量具有以下几方面的作用。(1)校准设计中心线和高程,为地下工程建设指定的方向和位置;(2)开挖断面开挖,施工中心线在平面和高程根据通过正确设计要求,保证开挖不得超过限额,确保所有建筑构造合理,;(3)为确保设备的正确安装;(4)为设计和管理提供一个完成的调查数据。盾构施工测量不仅要保障沿隧道设计轴线盾构机运行,盾构机姿态校正参数提供盾构机操作员。为了保证盾构机从开始通过隧道进入接收井必须精确地测量,高精度的盾构隧道施工。
二、贯通误差分配
为保证隧道准确贯通,满足施工规范要求,隧道控制测量应进行隧道贯通测量设计。一般在隧道控制测量前,根据隧道长度、依据测量规范,选择适当的测量精度。目前我国铁路工程采用三网合一的测量模式,根据高速铁路测量规范,基础控制网CPI的方位精度达到1.3",铁路隧道长度在9km以下时,隧道洞外控制网可直接使用或采用同级扩展的方式加密CPI网即可;当隧道长于9km时,需要建立更高精度的隧道控制网(当采用有斜井、横洞的施工方式是可以酌情采用)。洞外测量完成后,需要根据洞外实际测量精度估算洞内测量精度,一般是洞外测量精度高于预期,可以为洞内测量争取一定的贯通误差分配值。洞内导线设计则是根据隧道中线形状、隧道断面宽度、视线要求等情况,设计洞内导线的长度,按照测量误差原理,由预计的贯通误差反算洞内导线测量需要的测量精度。贯通误差估算时,可根据实用传统近似公式和严密公式,估算出洞外控制测量对隧道贯通误差的影响值;根据总贯通误差和洞外占用值,估算或设定洞内剩余值;根据洞内中线形状,定出洞内导线位置,使用传统公式,进行洞内导线测量测角精度设计。高程控制测量,洞内有烟尘、水气,按等影响原则分配,相等的原则分配,洞内的水准路线短,高差变化小,这些条件比地面的好;另一方面,光亮度差和施工干扰等不利因素,地面与地下控制测量的误差,应竖井联系测量作为一个独立因素,对高程贯通精度的影响。也应按地面控制测量误差对高程贯通中误差 的影响允许值为
上述贯通误差限值及精度要求均有一定局限性,随着勘测和施工技术的发展,GPS控制测量方法己逐渐替代常规测量方法,广泛应用于地铁工程的地面控制测量。
三、盾构隧道测量步骤
3.1 待测断面高程放样
高程放样是指按断面测量的要求,在待测断面相应里程处的隧道管片,放样出具体的位置,一般是与轨面高相隔一定高度的位置。盾构隧道施工过程中,外业采集数据时,先根据线路资料把待测断面中桩一一放样出来,标记清楚,并且记录下该点的实际高程。如果中桩放样不方便,就放样待测断面的边桩,同样标记清楚,并且记录下该点的实际高程和依照线路方向看该点与中桩的关系―主要是看在中桩的右侧还是左侧和距中桩的距离。
待测断面中桩或边桩放样完毕后,把全站仪搬到刚刚放样并标记的待测断面的中桩或边桩上去,对中调平,进入全站仪里的测量程序,首先输入工作名--最好以测量日期为文件名,这样便于内业处理时在电脑上迅速找到要处理的断面;然后设站, 要注意每一个站名只能测一个断面,如测K10+200右洞,则测站可设为Y10200;量取并且输入仪器高度,接下来输入该点X、Y、Z坐标,X-指该点与中桩的偏移值(沿线路前进方向左为负、右为正)如该点偏离中桩左2.5m,则输:-2.5;Y-指该点实测高程,如该点实测高程为330.159,则输330.159,Z-无实际意义统一输为0即可。然后定向,定向时瞄准小里程时把方位角设定为0度或瞄准大里程把方位角设定为180度;然后把仪器转到所测断面的线路法线方向(即90度或270度方向),此时便可进行测存,测存时,仪器的水平方向不要动,只动仪器的垂直方向,从一侧最下边向另外一侧开始测,直到扫测完整个断面。按照以上步骤测完所有断面。
3.2 全站仪测量三维坐标
断面点横距测量采用全站仪测量三维坐标法,将仪器置于隧道内的任一个控制导线点上,按一般坐标测量的方法分别测量出各个断面的左下、左中 、左中 、左上和右下、右中 、右中 、右上的三维坐标。只要通视良好,一次置站可以进行多个断面的测量,不需要每个断面都重新摆置仪器,效率明显提高。
3.3 数据处理
测得断面各点的坐标后,用 AUTOCAD 作图法可求出各点到中线的横距 L。但相对整个隧道断面测量工作,测量点可能有几千个,显然作图法的效率是非常低的,为此要用相应的计算机程序进行计算。
参考文献:
[1] 王暖堂. 盾构隧道施工中的测量技术研究.铁道建筑.2012
关键词:施工测量;测绘新技术;应用
施工测量中建筑施工控制网为施工放样提供控制基础;而按施工要求,采用各种不同的放样方法,将设计图纸上的建筑物在现场标定出来,则为实地施工的依据:在此基础上,还要进行―些竣工测量、变形观测以及没备的安装测量等。
1施工测量的精度要求
建设工程施工测量的精度应使各个建(构)筑物的平面位置和高程严格满足设计要求。―般来说,施工放样的精度随工程性质、建筑材钧和结构、施工方法等因素而改变。建筑物的放佯是根据施工控制网来进行的,其精度要求可根据测设对象的定位精度及施工现场的面积大小,参照有关测量规范加以规定。由于各类工程的性质、生产工艺差异大,对测量定位精度的要求也不相同,因此,我国许多行业主管部门都制定了相应的行业测量规范,如《水利水电水电工程施工测量规范》、《铁路测量技术规则》、《工程测量规范》等。
针对具体工程的各项精度要求,参照执行相关规范,如果没有具体规定则由设计、测量、施工以及构件制作相关技术人员共同协商决定,即先要在测量、施工、加工制造方面之间进行误差分配,然后才可得出测量工作应循的具体精度。
假设设计允许偏差为U0,测量工作中的允许偏差为U1,施工允许偏差为U2,构件加工制造允许偏差为U3(如果还有其它重要的误差因素,则应增加项数),若假定各工种产生的偏差在一定程度上能相互抵消,则按误差传播定律可写出:
式中只有U0是己知的,U1、U2、U3都是未知数。这时常采用假定各未知数的影响相等,即“等影响原则”进行计算,然后把计算结果与实际作业对照,必要时作适度调整(即不等影响)后再计算,如此反复直到误差分配比较台理为止。
由(3)式求得的U1是分配给测量工作的最大允许偏差,需把它缩小K倍才得中误差Mf,Mf可作为制定测量方案的精度依据。现实工程中,U1、U2、U3三种偏差实际上不―定按偶然误差规律出现,所以这时在计算中误差Mf时,宜把K值取得稍大一些,如K=2~3时,则
2施工测量中测绘新技术的应用
20世纪80年代以来出现许多先进的地面测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电则2巨仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替了三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放障测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪则为细部测量的理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。电子经纬仪和全站仪的应用,是地面测量技术进步的重要标志之一。
电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录一下来,通过接口设备传输到计算,叽,利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑,还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上,能对一系列目标自动测量,即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向白动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线澜控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设各安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新―代的陀螺经纬仪是由微柳控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高。
21全站仪的应用
全站仪是1S在一个测站上能同时完成角度和距离测量,并且立即可以计算、显示出待定点的坐标与高程的仪器。由于全站仪―次观测即可自动获得水平角、竖直角和倾斜距离三种基本观测数据,而且机内还具有较强的计算功能,测量时,仪器可以自动完成平距、高差、坐标增量的计算并显示在液晶屏上。配合电子记录手簿,可以实现自动记录、存储、输出测量成果,使测量工作大为简化。
2.1.1全站仪的几种测量方法
1)后方交会测量;2)对边测量;3)悬高测量;4)偏心测量。
2.1.2全站仪使用的注意事项
作为光、机、电一体化的精密测量仪器,全站仪了具有与光学仪器同样的要求外,还应注意:
1)运输仪器时应有防震垫,或由专人保管,以防动和冲撞。2)旋转照准部时应匀速旋转,切忌急速转动。3)没有滤光片时不要将望远镜镜头对羞太阳,以免损坏内部电子元件。4)全站f2v.~出现故障,应立即停比使用,并将电池取下,找专业人员维修。5)应尽量避免在潮湿的下雨天使用全站仪。日高温天气作业时,为保证仪器的使用寿命,应给仪器撑伞以遮挡阳光直射。7)长期不用的仪器应定期通电,―般一月一次,约一个小时,电池应定期充放电,以保证电池的容量和寿命。8)为保证全站仪的精度,作业时仪器应使用配套的棱镜组,并正确设置好仪器的各项参数,严格按照使用说明书进行操作。
22激光铅垂仪的应用
激光铅垂仪是一种供竖直定位用的专用仪器,适用于高层建(构)筑物的竖直定位,它主要由氦、氖激光器,竖轴,发射望远镜,水准器和基座等部件细戊。能够使测量人员快速地进行放样工作,极大地提高了工作效率。
在高层建筑竖直定向施工中,可在定向部位的底部的中央设置仪器井,将激光铅垂仪固定安置在井中,进行投点时,在工作平台上中央安置接收靶,仪器操作员打开激光电源,使激光束向上射出,并调节望远镜调焦螺旋,使接收靶得出晴晰的接收光斑,然后整平仪器,使竖轴垂直后,当仪器绕竖轴旋转时,光斑中心始终在同一点或画出一个小圆,在接收靶处的观测员,记录激光光斑中心在接收靶上的位置,并随著铅垂仪绕竖轴的旋转,记录下光斑中心的移动轨迹,其轨迹―般为一个不圆,小圆的中心即为铅垂仪的投射位置,施工人员可根据此位置定位。
3.结束语
测绘新技术在工程测量领域中的广泛应用,使得获取地理信息、处理数据和管理服务等过程真正实现了全过程数字化,可以使工作人员少走弯路,简化工作程序,降低出错率,提高劳动效率,现代测绘新技术的应用,为提供数字产品奠定基础,并提高了职工的技术素质,测绘生产力水平和生产效率大大提高,产生了很好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 李淑燕.浅谈数字化测绘技术和地质工程测量的发展应用[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
中图分类号 : TV146+.3文献标识码: A 文章编号:
渠道是线状引水工程,它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、节制闸、检修闸、分水闸、桥等一系列配套建筑物。渠道施工测量主要把这些建筑物的中心线位置和特征高程按设计图纸要求放样出来,为渠道工程现场施工及后期技术管理提供充分的测量资料。渠道施工测量的目的,是依据规范要求,测量原始地形断面为求取工程量;按照设计要求与图纸在地面上实际放样出建筑物的中心线与结构尺寸线及高程点以满足实际施工需要。渠道工程的施工放样,是与工程施工密切相关的。只有在现场及时、准确的放线工程施工才能顺利进行。根据实际工作经验,下面浅谈一下大型渠道测量工作的一般工作步骤和注意事项。
1工作准备
施工前应先熟悉合同文件、招标文件与投标文件,研究设计图纸及设计变更等设计技术资料,结合本工程各建筑物的建筑标准、工程特性,从实际出发确定施测方案。这些要求或建议的明确化对渠道测量、施工组织设计工作都很有指导意义。
2场区施工控制网的测设
渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。根据《水利水电工程施工测量规范》中关于“施工控制网的坐标系统和高程系统,应与规划设计阶段相一致”的规定,依据控制网应“分级布网、逐级控制,要有足够的精度、要有足够的密度、要有统一的规格”的布网原则,按照首级控制网的布设及其精度情况,确定测量坐标系与高程高程系统。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
3根据场区施工控制网的测设进行渠道及其配套建筑物的测量
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电施工测量规范(SL52-93)》执行。在上施工测量规范精度指标作业时还要结合各建筑物施工中的技术指标以满足工程施工需要渠道施工测量的内容主要包括:渠道及配套属建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道(原始地形测量)横断面高程测量等三部分。
3.1 渠道及其配套建筑物平面位置的测定
主要是为了绘制渠道设计导线图,应当把其位置都精确的在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成(也可以利用电子全站仪布设导线网进行),根据建筑物及所建渠道线状工程的分布特性与工程地貌、地形和地址情况进行控制网的布设,原则是控制网必须满足规范规定精度和保证现场施工要求。
3.2 渠道纵断面高程的测定
主要测出渠道拐角和渠道拐点、始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。
3.3 渠道纵断面高程测量
渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一般为100m~50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
3.3.1 应设置加桩的情况一般有:
1中心线上地形有显著起伏的地点;
2转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;
3拟建或已建建筑物的位置;
4与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;
5穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;
6中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;
7由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。
为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
3.3.2 纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
1渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;
2已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;
3已建桥应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;
4已建桥(或渡槽)应测出其顶、底高程,桥面(路面)宽度和其跨度;
5已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;
6已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数;
7渠道拐角、拐点及其配套建筑物的中心点坐标;
8渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角;
9渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;
10渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;
11渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;
12如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。
3.4 渠道原始地形测量
地形测量是进行工程建设、工程计量的依据,必须合理、公正、公平的进行。地形测量可分为工程开工前的原始断面测量和工程收方断面测量及工程竣工后的竣工断面。
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。
横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应≤±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。
横断面测量的测设要求:
a.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方向各测一条断面。
b.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上1~2点,另一侧适当延长。
c.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
3.4.1 断面布置
断面布设前应先熟悉施工设计图纸,根据建筑物结构及现场地形合理的布置纵、横断面,断面间距以正确反映断面形状、满足面积计算精度要求为原则。间距控制在5~20米之间,按照设计图纸中建筑物结构的变化及现场地形情况适当加密。断面实测比例按1:200控制。断面宽度应超出开挖开口线以外3~10米。所测量点一定要反映实际地形、保证断面面积精度。
3.4.2 现场测量
实测前应先组织好人员,进行合理的分工,准备好所用的工具。利用全站仪预先放样出建筑物的轴线、外轮廓线,放样出布置好的地形断面,标识出断面桩号、高程。断面的测量利用全站仪三维坐标程序,建筑物施工坐标系测量三维坐标值。测量误差控制在规范允许以内。记录时字迹要工整、清晰,不能够涂改。司镜员是经培训过的熟练技工,在跑尺时一定要按照断面的布置及现场地形取合理的点位。
3.4.3 内业整理
地形断面的绘制采用电子化办公,利用CAD绘图软件与Excel电子表格软件相结合的方法进行。
4 渠道沿线察看
渠道放线测量的同时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农田或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
5施工放样
5.1 施工放样要求
5.1.1在放样工作开始前必须收集整理首级网及施工控制网的平面坐标、高程及地理位置情况、收集施工区有关地形图、工程建筑物的设计图、设计要求及本项目的施工组织设计、作业指导书等技术资料。
5.1.2对施工设计图纸体型数据及几何尺寸认真分析、计算、检查、校核,经审核无误或有疑解答后方可进行施工放样。
5.1.3必须按设计院签发、监理部审核并盖章签字后的正式蓝图和文件进行放样,若设计图纸有变更,需要正式设计变更通知书,不得凭口头通知或草图进行放样。
5.1.4所有现场放样必须从测量仪器、现场观测、现场记录、点位标识等程序进行检测、核定,直到校核完确认无误后才能交付使用。
5.2 施工放样工作流程图
5.2.1工作流程框图
5.2.2工作流程综述
5.2.2.1接受任务应积极热情,明确任务的范围、数量、作用、精度要求、完成的时间及施工方面的配合。若任务特殊,所配置的人员、仪器工具及材料不足时可详细说明情况,及时指定处理办法,确保任务按时完成。
5.2.2.2审阅图纸
接到施工放线任务后,首先要审阅相关的图纸,了解图纸的出案情况,检查图中的几何尺寸,相关位置、数据标准、必要的精度要求,计算、校检尺寸标准的正确性,若无误,可作为施工放样的依据;若有错漏,须及时通知监理工程师(或甲方、设代),经明确批复后方可放样。
5.2.2.3 制定施工测量放样方案
a.制定施工测量放样方案必须在测量技术负责人的主持下,由全部作业人员参加的情况下,集思广益,制定出确保质量、安全、省时省工的最佳的方案,并尽可能采取新技术。
b.根据人员、仪器配置情况,结合现场地形及建筑物分布情况选择最优方法,并对于所选用的方法做出预期的精度估算,若能满足要求,按规范规定实施。
c.对于点位的标识可根据使用时间的长短,可利用价值、精度要求的高低,相应制定埋石、浇筑、刻画、圈定等方法。
5.2.2.4 施工放样单的编制
施工放样单做为工程实施放样的依据,它来源于设计图纸及相关技术文件,其经过对设计图纸审阅无误后绘出放样细部图、整理控制点坐标、编写计算程序或公式而成的,在本工程根据建筑物情况分类归档、统一编号。
5.2.2.5 施工测量的实施
a.施工测量的实施必须由测量工程师或技术熟练的人员组织完成,观测者和记录者必须由两人独立完成,不允许一人观测带记。司镜司尺人员必须是经培训过的熟练技工。
b.架设仪器必须按操作程序和相应的要求(根据不同仪器、不同精度要求有关规定)进行。利用全站仪三维坐标测量程序后视已知点、观测已知点进行三维坐标观测值对比检查。
c.计算、记录:现场计算采用fx4800p计算器编程结合全站仪三维坐标程序进行放样计算,计算依据为施工放样单。现场记录必须如实的将手簿中所有项目填写完成,绝不允许转抄或漏抄。计算、记录必须由两人相互校核。
d.标识点位检查:对于结构建筑物放样完成后必须用小钢尺进行尺寸核对。
5.2.2.6 检查、校核
检查、校核工作由测量技术负责人进行。对完成的测量工作全面了解,检查仪器工具使用的正确性,记录、计算工作的完整性,最终成果的可靠性,最后得出提供成果的肯定回答。检查和校核方法的程序可根据测量难易程度做内业分析,检查数据也可在野外作实际量测校对,总之要保证提供成果的绝对可靠性。
5.2.2.7 放样成果单的交付使用
测量成果放样单是直接为工程施工服务的,其工作必须及时、准确、可靠,以保证施工的精度和要求。测量成果放样单必须以书面形式提供,其内容为测量成果、工程部位、桩号、高程和时间组成,并且由抄录者和校核者共同签名才能生效。成果交付后不等于此项施工测量工作结束,必须随时注意测量工作或其它原因引起的不合格或缺陷,并及时纠正。
6 测量技术资料编制、管理
测量资料的整理必须根据工程特性结合工程项目划分表制定出一套测量资料专用模式。可分为控制测量、断面测量、施工放样,综合项目等方面。
6.1 控制测量
控制测量资料主要包可场区首级网测量资料、设计交桩成果、原有地形地貌原始资料、施工加密测量方案、控制网复核与加密测量资料、原始记录观测资料。
6.2 断面测量
原始断面测量资料、建基面及土石分解线测量资料、验收测量资料、工程量计算资料,测量原始记录
6.3 施工放样
施工方样方案、施工方样单、施工方样原始记录
6.4 综合项目等方面
施工图纸、设计文件、设计变更、施工组织设计、施工方案、作业指导书。
所有测量资料均统一编号,按类别归档。
关键词:秦岭隧洞 , 施工贯通 , 技术 , 探讨
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
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1概况
秦岭隧洞为引汉济渭工程的输水工程,横穿秦岭,地跨陕南、关中两区。秦岭隧洞进水口位于汉江二级支流子午河三河口枢纽右岸,出口位于渭河一级支流黑河金盆水库右侧支沟黄池沟出口处,主要任务是将经三河口水利枢纽调节后的汉江水自流送入渭河流域关中地区配水节点。
秦岭隧洞全长81.779km,施工设计秦岭南侧布设椒溪河、0#、0-1#、1#、2#、3#、4#等6个施工支洞,秦岭北侧布设5#、6#、7#等3个施工支洞。由于4#施工支洞长度1500m,其纵坡达30%,从4#施工支洞实施贯通测量控制精度受限制,那么穿越秦岭主脉的3#、5#施工支洞间隧洞相向准确贯通技术是整个秦岭隧洞施工的关键段,该段具有超长(37557m)、大埋深(最大1990米)的难点,与国内外已建、在建的长大隧道比较,在技术难度上均有超越之处,可称为隧洞工程世界级贯通。由于横穿秦岭主脉,洞线埋深很大,按照两台TBM由岭南、岭北相向推进,单台设备必须持续完成20km的掘进,而目前国内尚没有单台TBM一次持续完成20km以上掘进的实例。
因此,能否顺利穿越秦岭屏障是从技术上审视引汉济渭工程可行性的焦点和难点。引汉济渭工程的关键是秦岭隧洞,该隧洞穿越不仅地质构造复杂、施工难度大,同样为保证秦岭隧洞的正确贯通,测量上也有极大的困难。秦岭隧洞独头掘进长度已远远超出《铁路工程测量规范》设定长度所规定的贯通误差范围。
2 隧洞洞内贯通测量的技术方案设计
隧洞施工贯通测量的技术方案设计,其首要的是确定贯通控制等级,控制等级是根据支洞间相向开挖长度来确定的。秦岭隧洞除3#、5#施工支洞间相向开挖长度37557m属超长贯通外,其它各支洞间相向长度均小于20km,按照现行《铁路工程测量规范》(TB10101-2009/J961-2009)技术要求指导测量可满足施工贯通精度要求。因此,3#、5#施工支洞间相向施工控制测量技术方案设计是整个秦岭隧洞施工贯通的焦点和难点。
目前国内长大隧洞多为长隧道分段短打,实施中采用双隧道开导向洞或地面开挖斜竖井等方法。对向开挖距离未超过20Km。随着近年超长隧道的不断出现,国内外学者就超长隧道(洞)贯通测量的控制测量技术及贯通精度控制关键问题进行过分析、探讨,研究了高精度GPS隧道控制网的布网网型、布网等级、坐标基准等问题,提出了采用高精度陀螺定向等高新技术解决隧道(洞)内导线误差累计和传统几何方法进行联系测量费时、费力、精度不高的问题,从而提高隧道(洞)贯通精度。但未形成明确的施工测量技术指导性意见及参考规范。
而就本项目的深埋和超长环境下地面平高控制网如何优化布设?GPS网与局部传统加密控制如何进行数据平差处理?洞内高温、高湿度、高动压、岩尘、大气折光、地球曲率对观测边长、角度、高差、陀螺方位如何改正?如何实现超高精度陀螺仪与导线联合布网的误差可视化预计与控制?诸如此类关系秦岭隧洞贯通的关键问题研究不多。
3 贯通测量需要解决的几个技术问题
3.1深埋超长明流输水隧洞贯通误差和控制测量精度研究。从工程全局出发,研究确定TBM独头掘进长度超过21公里其横向贯通误差和高程贯通误差的允许值,在分析研究地面、隧洞、斜竖井等测量环节可能精度前提下,推算分配其地面控制网、隧洞导线、联系测量的精度指标,基于分项控制建立贯通误差总合模型,确定贯通精度要求和总体精度控制原则,为合理确定各级控制测量精度提供依据。
3.2超长隧洞贯通测量地面控制网优化与联合数据处理技术研究。在分析原地面控制测量方案和成果基础上,针对该项目地形地貌特征,优化GPS控制网测量方案,研究长距离GPS网局部加密精密导线小网可行性及联合数据处理方法,实现最长相向开挖段洞口联系边方向中误差优于±1.0秒。保证重要开挖洞口控制点的密度和精度。
3.3超长隧洞施工与贯通控制网坐标系统选择研究。针对超百公里GPS网长距离、地形复杂、跨越高差大、独头掘进长的特点,推算投影带与投影面联合对地面和隧洞导线边长的影响量级;研究平面网ITRF2005、CGCS2000、西安80、隧道局部独立坐标系联合共用的坐标系方案。即工程总体采用ITRF2005、CGCS2000、西安80等坐标系统成果,重点贯通段相邻洞口间独立构成小网平差,消除和减少总体控制网传递误差对贯通相对测量的影响,期望提高相向开挖段洞口联系边方向精度。
3.4秦岭生态与复杂地形关键段地面高程测量方法研究。整体输水线路高程控制测量的精度,不仅影响高程贯通误差,并影响明流输水隧洞调水量和泥沙的沉淀。因此该项目的整体高程测量精度比铁路、公路超长隧道贯通提出了更高的精度要求。针对穿越秦岭生态与复杂地形关键段水准测量直接对接困难、精密水准绕行路线超长不能保证高程精度等问题,研究精密水准穿越路线及精密光电三角高程传递等关键技术,保证贯通高程精度。
3.5深埋超长隧洞动压环境下测量成果的修正模型研究。秦岭隧洞埋深大、洞口径小、通视差、观测条件特殊,研究动压环境下隧洞测量成果的修正模型对保证正确贯通具有重要的意义。通过对深埋隧洞中温湿、风流、环尘、动压、旁折光、大气折光、地球曲率等因素的实测、模拟、仿真实验,确定隧洞内测边、测角、高差的修正模型,揭示复杂环境对测量成果的影响规律及改正方法。
3.6深埋超长隧洞进洞联系测量及陀螺控制方法研究。针对深埋超长隧洞及斜竖井特点,①研究长大斜井中,方向、坐标、高程传递测量方法,保证方向、坐标、高程传递精度,从而提高贯通测量精度。②研究高精度陀螺定向和精密高程传递关键技术。在国内自主研发的GAT磁悬浮陀螺全站仪成果基础上,研究提高竖井陀螺传递方位角精度方法,保证陀螺传递方位角中误差≤±4.0;③研究洞内导线测量方案优化设计、导线点布设位置、强制对中装置、夜视对点牌及隧洞导线陀螺边加测标准等;④研制基于高精度陀螺定向边控制下导线测量误差的控制与贯通仿真软件系统;
3.7隧洞施工期变形监测与测量成果信息化管理研究。基于系统工程思想,针对秦岭隧洞深埋及地质构造特征,在贯通施工期预先对隧洞裂缝、巷道围岩变形等形变监测问题进行研究,探索重点地段基于三维激光扫描与光纤传感监测等监测技术与方法;以贯通施工测量数据管理为核心,通过信息化网络,更加流畅、快捷地反馈测量成果信息,利用先进的网络数据库和GIS,有序管理相关测量检测、施工和设计资料,图文并茂,形象、全面地反映测量成果,为管理部门整体施工管理和决策提供依据,实现隧道施工与贯通测量的信息化管理。系统的主要功能有:①协助业主及相关各方完成支持材料的整理、入库工作;②把业主和各承包商的相关办公信息系统或者门户网站整合,形成一个综合的信息协同办公系统;③各种数据采集后及时进入管理系统,集成分析处理,即时产生相关报表,审核无误的数据通过网络数据库,随时提交业主和相关方;④工程信息管理及成果资料检索查询;⑤客户需求留言,资料报告下载等。
3.8最终贯通方案的选择。在上述研究基础上,对几种贯通测量方案进行比较,提出合理、确实可行的贯通测量实施方案。
4超长隧洞贯通测量研究的预期目标
(1)结合引汉济渭工程合理制订超长隧洞的贯通误差和各级控制测量精度;
(2)结合引汉济渭工程实际情况提出超长隧洞进洞联系测量的合理方法;
(3)研究分析现有水准测量方案,论证采用直接水准或精密三角高程测量翻越秦岭山脊直接对两洞口进行高程联测,以提高高程联测精度;
(4)针对深埋超长隧洞内环境状态, 模拟、测定、仿真环境对观测成果值影响规律,为生产实施提供改正模型;
(5)提出先进的超长隧洞洞内控制网测量技术与导线加测陀螺边方法。研究成果科学合理,能够更好的为引汉济渭工程建设服务;
(6)该贯通测量对秦岭隧洞施工起到很关键的作用,项目所研究的内容在这一领域也是具有国际先进水平或国际领先水平的。
关键词:CPⅡ控制网测量 二等水准测量 平差
中图分类号:P223 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)12(b)-0062-03
当前,随着我国国民经济的持续快速发展,铁路运输的压力也随之越来越大。而铁路高速客运专线由于其具有轨道平顺性好、整体性强、纵横向稳定性好、结构高度低、几何状态持久、低维修量以及显著的社会经济效益等优点,近期受到广泛重视[1]。为保证旅客列车高速运行时的安全性和舒适度,铁路轨道的平顺度是重要指标。高速铁路轨道施工的定位精度决定着高速铁路的平顺性[2],这就对控制网的测量提出了精度要求。按《客运专线无砟轨道工程测量暂行规定》,我国无砟轨道平面控制网分三级布设,分别为首级GPS基础平面控制网(CPI),二级GPS线路控制网(CPII)和三级基桩控制网(CPIII),其中CPI测量一般在初测时完成,为客运专线无砟轨道铁路提供高精度的平面基准;CP II一般在定测时完成,作为客运专线无砟轨道铁路施工平面控制网;CPIII在施工测量时施测,线下工程施工时作为加密平面控制网,铺设无砟轨道时作为无砟轨道铺设的基桩控制网。而客运专线无砟轨道铁路高程控制网应按照二等水准测量精度要求实施。
1 工程概况
该测区为新建长沙至昆明铁路客运专线引入贵阳枢纽工程贵阳东车站起点至林家湾一号隧道段,起讫线路里程为DK693+138~DK698+555,包括贵阳东车站(DK693+138~DK695+456.48)、林城三号隧道(DK695+456.48~DK697+230)及瓦窑一、二、三号桥与路基(DK697+230~DK698+555)。
该测区平面坐标系采用既有精测网的工程独立坐标系,参考椭球体为WGS84椭球体,中央子午线为107°00′,投影面大地高为1 075 m,高程异常-25 m。高程系统采用既有精测网高程系统。
2 CPⅡ控制网加密测量
2.1 GPS测量方法
2.1.1 观测精度
根据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009),CPⅡ加密控制网采用GPS测量,按三等GPS网精度要求测量,主要精度要求包括:卫星截止高度角≥15°,同时观察有效观测卫星数≥4,有效时段长度≥60 min,观测时段数不少于2个时段,数据采样间隔15 s,PDOP或GDOP值≤8等。
测量遵循的主要技术指标是:CPⅡ按三等GPS网要求施测,基线边方向中误差≤1.7″,最弱边相对中误差≤1/100 000。
2.1.2 作业方法
CPⅡ加密点采用GPS测量方法施测,起闭于经复测合格的既有CPI、CPⅡ点和加密CPII点上;采用双频GPS接收机观测,仪器的标称精度不低于5 mm+1 ppm;采用边联结方式构网,形成由三角形或大地四边形组成的带状网。
2.1.3 GPS网数据处理
GPS网的数据处理,主要包括GPS的基线解算和内业平差两方面。
(1)基线解算:CPⅡ网观测数据采用LGO软件统一进行基线解算处理。基线解算好后,导出基线向量文件,作为平差的原始基线向量数据。
(2)内业平差计算:GPS控制网平差采用铁四院研制的《铁路工程精密控制测量数据处理系统》软件进行,选取检验合格的基线构成GPS基线向量网,进行网的平差计算。
2.2 导线测量方法
2.2.1 观测精度
根据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009),隧道内CPⅡ加密点采用导线测量方法施测,测量等级为隧道三等,主要精度:边长范围取300~600 m,测距中误差≤3 mm,测角中误差≤1.8″,相邻点位坐标中误差≤7.5 mm,导线全长相对闭合差限差≤1/55 000,方位角闭合差限差±3.6″,对应导线等级为三等导线。
2.2.2 作业方法
CPⅡ导线网测量采用Leica TS30全站仪(测角精度±0.5″,测距精度±1 mm+1 ppm)配合Trimble手簿进行观测,洞内CPⅡ导线测量水平角观测技术要求:仪器等级为0.5″级仪器,测回数为≥4,半测回归零差≤4″,2C较差≥8″,同一方向各测回间较差≤4″。
2.2.3 导线网数据处理
(1)每天外业结束后,立即对当天观测数据进行复核和验算,检查各项指标是否符合规范要求,对超限部分都及时进行了外业补测。
(2)导线网严密平差采用中铁四院研制的《铁路工程精密控制测量数据处理系统》进行处理。
(3)精密导线网精度评定。
3 二等水准点加密测量
3.1 观测精度
二等水准加密点按照国家二等水准测量标准施测。主要精度要求包括:外业观测视距长≤50 m,视距累计差≤3 m(数字水准仪),前后视距差小于1 m(数字水准仪),附合路线闭合差≤4(L为附合水准路线的长度,单位为km),偶然中误差≤1 mm。
3.2 作业方法
二等水准加密点采用数字水准仪进行施测,起闭于既有精测网复测合格的水准点和经过评估合格的既有CPIII段落的水准点,采用单路线往返观测,一条路线的往返测使用同一类型仪器和转点尺垫,沿同一路线进行。观测时,按二等水准测量的相关技术要求进行,每一测段应为偶数测站。由往测转为返测时,两支水准标尺应互换。
3.3 数据处理
采用铁四院开发的“铁路工程精密控制测量数据处理系统”软件进行计算,限差按照规范相应要求进行严格控制。
4 实测结果分析
4.1 林城三号隧道导线控制网复测
4.1.1 洞外加密CPII点复测精度统计
林城三号隧道的洞外加密CPII点由设计院施测。采用GPS方法测量。此次复测采用的方法与原测方法相同。利用LGO解算,共测得160条基线,62个独立闭合环,采用铁四院开发的《铁路工程精密控制测量数据处理系统》平差,其独立平差具体精度情况如下。
(1)CPⅡ加密网质量检验:观测值误差中,重复观测基线较差最大值为6.6 mm,X、Y、Z坐标分量闭合差最大值依次为-0.2、6.5和1.8,环线全长闭合差最大值为6.8 mm,均各自小于其规定限差17.4 mm、28.8 mm、28.8 mm、28.8 mm和49.9 mm。
(2)CPⅡ加密网独立平差精度检验:观测值误差中,基线边方向中误差最大值为1.0″,最弱边相对中误差为1/196 230,均各自小于其规定限差1.7″和1/100 000。
由此可知,林城三号隧道洞外CPⅡ加密网的各项精度指标均满足规范要求。
4.1.2 洞内导线网复测
林城三号隧道内,设计院共布设10个导线加密点,分别为LC3CPII01、LC3CPII01-1、LC3CPII02、LC3CPII02-1、LC3CPII03、LC3CPII03-1、LC3CPII04、LC3CPII04-1、LC3CPII05、LC3CPII05-1,成对布设,采用了多边形导线网构网方法,按边角联接方式构网,形成由多个四边形或多边形组成的带状网。
对洞内的导线点复测,采用方法与原测方法相同。其独立平差具体精度情况如表1所示。
经计算,得测角中误差±1.77 s。且通过导线网精度分析,可以得出结论:林城三号隧道导线网各项精度指标均满足隧道三等导线网测量的精度要求。
4.2 路基与桥梁段加密CPII网测量精度统计
路基与桥梁段的加密CPII测量,采用GPS方法进行。利用LGO解算,共测得160条基线,62个独立闭合环,其独立平差具体精度情况如表2、表3。
由表2、表3可知,路基和桥梁段的加密CPII测量,经度满足规范要求,可用于CPIII控制测量使用。
4.3 二等水准加密网精度统计
该区段二等水准加密网共观测加密点2个(LCJMII02、LCJMII03),联测已知点3个(LHCBM01、BM169-4、0698P22),其独立平差具体精度情况如表4所示。
由表4可知,该区段二等水准加密网各项精度指标均满足规范要求。
5 结语
该区段CPⅡ加密控制网及二等水准加密网成果符合规范要求,可以作为CPⅢ网测设起算控制点使用。
参考文献
关键词:主体控制,廊道控制,小区控制
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
中途分类号:TU-02 文献识别码:A
一、工程概况
(一)工程规模
翻车机房是曹妃甸煤码头工程的重要设施之一,其功能是用于翻卸由铁路运抵港口的煤炭车辆。翻车机房采用四线四翻式工艺(设备部分预留2条线),内设四翻式翻车机4台,翻车机下设有格栅、接卸漏斗、振动给料机等设备,机房底部及地下输煤廊道中设有输煤皮带机,机房上部还设有定位车、推车机、夹轮器等车辆定位设施。除此之外,机房内还安装有控制、通风、除尘、维修及供水、供电等配套设施。
(二)结构形式
翻车机房主体构筑物,根据工艺布置,分为三层,顶层标高+5.338m,平台尺度77.9mX61.2m。沿火车走线方向,中间布置四条火车轨道,两侧为吊装孔、风机孔、排水孔等。顶板厚度约为0.5m,火车轨道处设轨道梁,顶板下设扶壁;第二层为漏斗层,顶标高为-1.042m,主要由面板和漏斗梁组成,面板厚度约为0.8m,漏斗梁尺寸为4.5×1.6m或4.5×1.2m。第三层为底板,底板顶标高-13.162m,主要布置输煤皮带机和振动给料机,底板厚度约为2m,底板与漏斗层之间设有隔墙,机房外墙厚:标高-1.042m以下为1.2m,标高-1.042m以上为0.8m。
翻车机房地下构筑物的围护结构地连墙为圆形,地连墙起挡土、截水作用。沿地连墙内侧高度方向设帽、圈梁,沿圆周设竖肋,圈梁及竖肋均为钢筋混凝土结构。
地下廊道构筑物为箱涵结构,位于翻车机房北侧火车进线侧,根据工艺布置,为双孔箱涵。箱涵内孔尺寸为4.8mX2.8m。箱涵顶板及底板厚度为0.5m~1.4m。侧墙厚度0.6m~1.1m。箱涵为现浇钢筋混凝土结构。
廊道地下构筑物的围护结构亦采用现浇钢筋混凝土连续墙方案,地连墙起挡土、挡水作用。
与翻车机房主体结构相配套附属设施基础包括翻车机房小区定位车轨道梁、夹轮器坑、轨道衡、电缆支架基础、除尘基础、电缆沟、高杆灯基础等。
二、测量总体控制
(一)测量依据
设计图纸;
《水运工程测量规范》JTJ203-2001;
《曹妃甸煤码头控制测量测量报告》。
(二)坐标及高程系统
坐标系统:1954北京坐标系,1.5°带分带,中央子午线118°30′;
高程系统:曹妃甸理论最低潮面。
(三)业主提供的测量控制点
坐标控制点:
国投港03(该点位于曹妃甸煤码头西北角入口处),为混凝土钢质标芯。
国投港04(该点距国投港03点1326.4m),为混凝土钢质标芯。
高程控制点:BM2(该点位于曹妃甸煤码头西北角入口处),为混凝土钢质标芯。
上述三点作为本工程施工测量的起算点,应用前对其进行复验,结果满足水运工程测量规范和设计要求。
(四)测量总体控制方法
1、平面控制:根据现场地貌和施工需要,考虑后续测量工作的通视条件,遵循由高级到低级,先整体后局部的原则,在狭窄的施工范围内布设控制点(FC01,FC02,FC03,FC04),并采用静态GPS测量方法施测从而得到控制点FC01、FC02、FC03、FC04的坐标。
同时,为了进行下步测量控制点布设,要对FC01、FC02、FC03、FC04控制点进行复测,其精度满足测量要求。
在进行翻车机房主体施工时,在主体中心线方向,位于主体围护结构地连墙帽梁上做四个测量墩,并在四个墩上做测量控制点FE(翻车机房东西中心线东侧),FS(翻车机房南北中心线南侧),FW(翻车机房东西中心线西侧),FN(翻车机房南北中心线北侧)。再对其进行校核。方法:以FC04,FC03为起始方向,采用测回法经过FN,FW,FS,FE最后闭合到FC03上。
2、高程控制:以业主提供的高程控制点BM2作为起算点,利用双面尺由BM2到C1(翻车机房主体围护结构地连墙帽梁上南侧)进行往返观测,经计算,高差往返闭合差为1mm小于规范要求。
三、翻车机房施工测量控制
(一)帽梁圈梁竖肋施工
1、帽梁施工
翻车机房基坑开挖阶段,必须结合地连墙变形监测,控制开挖速度和降水速度,防止地连墙发生过大变形、位移。同时需防止翻车机房圆形地连墙圈梁发生有害裂缝而影响结构安全。首先根据设计图纸利用计算机AutoCAD软件输入帽梁的中心点及直径,然后根据施工需要定出各测点的位置。以正南方向为起始线,所对应圆周上的点为1,顺时针转动,每次转动幅度为4°,由AutoCAD求出各测点的坐标并分别用全站仪放样帽梁所须各点,施工中因各种因素和障碍物的影响,控制点须多次传递才能完成放样点的工作,同时把设计的底标高分别放到测点上。对支立后的模板进行调正,用同样的方法进行施测,砼后验收误差达到了较小的误差,符合规范要求。
2、圈梁竖肋施工
以帽梁同样的方法放样圈梁,竖肋各测点,随着施工进度逐渐进行,开挖圈梁竖肋根据设计标高越来越深,施工控制点和高程也逐渐的往下传递。利用水准测量法传递高程:首先在帽梁的顶部一点与BM2进行往返观测,最后定出帽梁顶的绝对高程。在帽梁边架设一吊杆,从杆顶向下挂一根钢尺(钢尺0点在上),在钢尺下端吊一重锤,重锤的重量应与检定钢尺时所用的拉力相同。在帽梁上和基坑上分加别安置水仪。从而求出所需要的高程。
(二) 主体墙体施工
综合考虑翻车机房的结构特点、便于施工、防裂要求,设置水平施工缝,将主体结构划分为五个施工层。 主体每一层结构都有不同的变化,预埋件和预埋螺栓种类多,有几千个预埋件,为确保工期和质量,根据现场情况和翻车机房总体平面图进行布设。墙体和预埋件的施工控制点布设在翻车机房围护结构地连墙帽梁上。因地连墙是不稳定的,所以要定期对主体帽梁上的控制点进行校核。
1、主体一层
在打好的垫层上用全站仪(经纬仪)放出各墙的边线,预埋件的位置,然后用墨斗弹出各墙的边线。立钢筋骨架和模板调正后按设计高程进行抄平。
2、主体二层
在第一层砼后的墙体上用水准仪抄出二层模板底标高,根据设计图纸用全站仪(经纬仪)施放各墙边线和预埋件、预埋洞的位置,用全站仪(经纬仪)调正钢筋骨架和模板。
3、主体三层
根据主体三层的结构图纸要增设测量控制点。随着主体层次的增高和横梁的位置,采用碗扣式脚手杆分段搭设满堂支架,脚手架上横梁铺设的底模板用水准仪抄平,梁底根据设计标高在其中心起10mm拱,四层漏斗梁是翻车机房基础的主要部分。预埋螺栓安装精度高,尤其对角线要求误差不大于3mm,预埋螺栓安装过程中用两台经纬仪控制螺栓中心线,一台水准仪控制螺栓定位板的高程。在施工过程中严格控制,预埋螺栓安装后整体进行验收,以达到设计要求。
4、主体四、五层
由于施工脚手搭设,造成帽梁上各测量控制点不通视,所以为了进行翻车机房主体-1.042m以上结构施工,在位于主体围护结构地下连续墙四角吊车驻位平台上砌测量控制墩,并在四个礅上做测量控制点。各控制点采用极坐标方法,利用已做好的位于主体地下连续墙帽梁上的四个控制点FE,FW,FN,FS进行放样。所做控制点如下所示:A轴(位于东北角,控制南北方向轴线);A’轴(位于东南角,控制南北方向轴线);C轴(位于西北角,控制南北方向轴线);C’轴(位于西南角,控制南北方向轴线);1轴(位于东南角,控制东西方向轴线);1’轴(位于西南角,控制东西方向轴线);11轴(位于东北角,控制东西方向轴线);11’轴(位于西北角,控制东西方向轴线)。
(三) 廊道施工控制
1、支撑
根据设计图纸用全站仪放出支撑开挖的大概位置,水准仪控制支撑开挖的底标高,开挖后在垫层上用全站仪重新测放支撑的平面位置,在已浇筑完的廊道帽梁两侧作临时测量控制点,再通过此控制点放出其中一支撑的对撑轴线,斜撑轴线用已检定过的钢尺量出距离,定出其轴线位置。对支立后的模板进行调正,并在模板顶部按设计标高涂画标高标记。其它层支撑控制是在第一层砼后的支撑顶面用全站仪测放中心点,然后用墨斗弹出中心线,根据每一层的设计宽度用锤球和尺杆进行锤吊,高程根据每一层的设计高程来控制。
2、廊道
由于施工进度和施工场地条件的约束,在施工区域内不能建立控制点的情况下,利用暂时已建的构筑物做临时控制点或辅助点,通过多次传递才能达到施放廊道的设计轴线,廊道主体一段以后设计的底标高坡度在不断的变化,施工中根据每一段设计坡度变化情况,计算每米坡度的高差,用水准仪进行标高控制。在打好的垫层上用全站仪施测廊道轴线,然后在弹出边线及预留洞位置。每一段分段线有时被已建的支撑和各种机械设备所遮挡,在上部用全站仪施放控制点或辅助点。
(四) 小区施工控制
由于后序施工可能对翻车机房主体测量控制墩(FE,FW,FN,FS)造成破坏(振冲、回填等原因),因此在翻车机房顶层即+5.338m做测量控制点SCD2(翻车机房南侧CD2中心点),SCD3(翻车机房南侧CD3中心点),NCD2(翻车机房北侧CD2中心点),NCD3(翻车机房北侧CD3中心点)对小区进行控制。以FW,FS为起始方向,采用测回法经过SCD2,SCD3,NCD2,NCD3最后闭合到FS上。(如下图)同时高程控制点也引测到主体顶层上。
1、灌注桩
以翻车机房中心坐标X=4314897.744,Y=494327.585为依据,按设计图平面尺寸计算各灌注桩桩位坐标。使用美国天宝Trimble公司生产的5700型双频接收机在RTK模式下启动基准站,采用快速静态的方法进行各灌注桩桩位放样。并测出护筒某点高程以便控制桩基深度。
2、承台
灌注桩桩头凿除后,在承台的垫层上用全站仪测放承台中心线,并弹出承台的边线。
四、沉降观测点布设
(一)帽梁沉降观测点
基坑开挖及降水过程中,为了加强基坑围护结构及周围建筑物的监测,在帽梁上做沉降位移观测点。共设八个观测点,均匀分布在帽梁上。观测点用预先埋设在帽梁上的铁芯制成,上面盖有20cm直径圆铁盖以对之进行保护。
(二) 翻车机房主体沉降观测点
翻车机房主体底板浇筑完成后,在底板设置沉降观测点,底板上共设4个沉降观测点,位于东西方向伸缩缝两侧,看其沉降是否均匀;主体墙外侧也设有四个沉降观测点待主体仓格及墙外四周开始回填沙时,外墙上的沉降观测点便被覆盖,因此要重新引测沉降观测点,此沉降观测点可引至四层漏斗梁预埋螺栓上;翻车机房主体浇筑完成后,在其顶板上也设置沉降观测点。以上观测点用红油漆作为标志。
(三) 廊道沉降观测点
为了了解荷载以及不同地基(有旋喷桩地基和没有旋喷桩地基)对廊道沉降造成的影响,在廊道底板浇筑完成后,在每段廊道的北端头与南端头分别布设沉降观测点。东西廊道沉降观测点对称分布。
关键词:工程测量; 施工坐标系; 大地坐标
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
0.引言:工程测量中遵循测法科学、简捷,精度合理的原则,而施工测量坐标系的建立大大简化了实际工程放样过程中的测设步骤,同时对测量精度也是一个改进。对于场区控制网的建立和工程定位起到了简化数据、提高速度和质量的作用。再结合现在CAD制图技术的普及应用,使这一测量方式更加简单明了,是房建工程测量中一个必需的步骤。
1. 工程概况
本文介绍的长春动车运用所工程是一个大型的综合性站场工程,具有包括列车停车、检修以及清洗等在内的多种功能。工程总概算2.905亿元;哈大施合(2009)03号补(1)复初步设计变更1.0869亿元;总产值为3.9919亿元;建筑面积37116.45m2。站台墙4050m、自购设备98种,5024万元;甲供设备21种,6506万元;围墙6650m、栅栏19800m、混凝土路面36890m、综合管沟17733m、过轨管2358m、通信电缆槽15375m、绿化铺草坪面积共102774m2、种植常绿乔木4280株、灌木102244株,落叶乔木360株;各种储水池、化粪池33个;综合保养点一处。涵盖了房建、市政、水、电、通信等各个专业的测量放线。
2. 施工坐标系
2.1施工坐标系的建立
长春西动车运用所,里面包括十几栋构筑物,需要根据不同建筑物轴线建立相应的施工坐标系。如果每个构筑物都建立一个独立施工坐标系相对于该工程而言太繁琐了,反而加大计算量拖延放线速度。考虑到铁路站房、站场工程一般都在铁路线附近,构筑物的主要轴线均平行于铁路线。因此在这里以铁路线为主轴线建立统一的施工坐标系,用于各个构筑物的定位放样(如图1所示)。
本例的定位线是以D2线为定位方向,从图1中我们可以看出D2线并不是一条直线贯穿运用所,进入动车所后在D2K1+518.571处直行,又在D2K2+532.001处开始转弯到D2K2+565.257处又为直行,中间角度值为4°45'49″。所以本工程以JD4为分界点建立了两个独立施工坐标系。x坐标值为实际里程数,y坐标值为到D2线的实际距离,线左为负数、线右为正数。第一施工坐标系以D2K1+484.852(JD2)为原点,定向方位角α1为20°45'25.5″;第二施工坐标系以D2K2+548.639(JD4)为原点,定向方位角α2为25°31'14.5″。有了这些定位要素,我们就要进行坐标系之间的转换了。
2.2施工坐标与大地坐标的换算
在新布设的平面控制网中,至少需要已知一条边的坐标方位角才可以确定控制网的方向,简称定向;至少需要已知一个点的平面坐标,才可以确定控制网的位置,简称定位。设计图纸上建筑物各部分的平面位置,是以建筑物主轴线作为定位依据的。为了便于计算放样数据和实地放样,通常在施工中以一主轴线为坐标轴反算轴线的一个端点为原点,或以相互垂直的两轴线为坐标轴,建立施工坐标系。而建立平面控制网所布设的控制点的坐标是大地坐标,所以,在进行计算放样数据和实地放样时,应将控制点的大地坐标换算为施工坐标。
如图2所示,设X-O-Y为大地坐标系(第一坐标系),x-O1-y为施工坐标系(第二坐标系)。如果知道了施工坐标系原点O1的大地坐标(Xo,Yo)及方位角α(纵轴的转角),则测区内任一点P的大地坐标(Xp、Yp)换算成施工坐标(xp、yp)的公式为:
若采用大地坐标系进行放样,应将建筑物各点的施工坐标换算为大地坐标,其公式为:
上面各式中施工坐标系的原点O1的大地坐标(Xo、Yo)与方位角α可在设计资料中查得,或在地形图上用图解法求的。在本例中,O1的大地坐标为X=4859901.420Y=513789.7905,α1=20°45'25.5″;O2的大地坐标为X=4860896.158Y=514166.8036,α2=25°31'14.5″。
3. 施工坐标系的应用
长春西动车运用所十几栋构筑物的工程进度取决于各个施工环节的密切配合。而快速、精确的测量放线工作又是提高施工速度的关键环节。施工坐标系的建立便于在施工中快速、直观、准确地将设计点放样到实地,为施工建设工作节省时间,促进工程进度。2011年10月来动车所之前,这里的测设工作一直沿用测量坐标系,并没有意识到坐标系转换的便捷性。事先对每个点都要进行繁琐的内业计算,而进行如验线等测量工作时,对所测数据不能直观的实际位置,需要再一次进行内业计算进行数据比较,加上外业测量时间太长造成测量工作滞后严重。而利用施工坐标系定位放线就不会出现这种被动情况。在进行定位放线之前要对每个构筑物的各个轴线进行坐标计算,根据构筑物所在位置确定数字轴和字母轴坐标值。以临修和不落轮镟轮库为例,计算出的各个轴线坐标值数据见表1。
表1中明确计算出了各个轴线坐标值和相邻轴线间的距离。对于现场的导线控制网要同样进行坐标转换。现场放样时依据现场控制点的施工坐标值和全站仪强大的数据采集运算能力,就直接可以针对性地放样单一x(数字轴坐标)和y(字母轴坐标)值,免去了针对放样点事先计算测量坐标值和事后测量定位计算繁琐的情况,运算和现场定位一步完成,方便快捷。以此构筑物为例,举一反三,其他各个构筑物的轴线坐标依据施工图纸很容易统计计算出来。再运用全站仪的坐标测量放样功能,对其进行定位。场区内的各个水电通信管网以及道路等市政方面的测量,也是此工程的一大项。对其定位放线前,同样计算出放样点与D2线的位置关系,即计算出施工坐标,在此不再多讲。
4. 施工放样程序
由于工程建设的需要,在施工测量中需对各项目进行系统、快速、精确的计算,以便给工程提供可靠地测量资料,更好地为工程服务。针对工程测量计算工作量大、计算精度高的情况,需要对工程所触及的各种测量项目的施测计算方法进行程序编制,使之具有实用性和易操作性。程序运用CA-SIOfx5800计算器能准确、快速的计算出测量结果(大地坐标转施工坐标程序略)。
5. 结论
工程测量中遵循测法科学、简捷,精度合理的原则,而施工测量坐标系的建立大大简化了实际工程放样过程中的测设步骤,同时对测量精度也是一个改进。对于场区控制网的建立和工程定位起到了简化数据、提高速度和质量的作用。再结合现在CAD制图技术的普及应用,使这一测量方式更加简单明了,是房建工程测量中一个必需的步骤。
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