某著名院校《土木工程测量》ppt课件第17章管道工程测量

管道工程测量,工程测量 第17章,17-1 管道工程测量概述 17-2 管道中线和纵、横断面测量 17-3 管道施工测量 17-4 顶管施工测量 17-5 管道竣工测量和竣工图编绘,第17章 管道工程测量,17-1 管道工程测量概述,一、本章教学内容分析,（1）熟悉管道工程测量的主要任务和内容； （2）掌握管道中线测量、纵横断面图的测绘； （3）掌握管道施工测量； （4）掌握顶管施工测量； （5）熟悉管道竣工测量。,（1）重点：管道中线测量、纵横断面图的测绘 （2）难点：管道施工测量、顶管施工测量。,1.教学目标,2.重点与难点,二、管道工程测量的任务和内容,1.管道工程测量的任务,（1）为管道工程的设计提供地形图和断面图； （2）按设计要求将管道位置敷设于实地。,2.管道工程测量的内容,（1）收集已有地形图、原有管道平面图、断面图等资料； （2）现场踏勘，进行纸上定线和规划； （3）带状地形图的测绘； （4）管道中线测量；。 （5）纵横断面图测量； （6）管道施工测量； （7）管道竣工测量；,三、管道工程测量的特点,1.测量控制系统必须统一,平面控制：统一的坐标系统 高程控制：统一的高程系统,2.测量的原则,严格按照设计要求进行测量工作 做到步步有检核,17-2 管道中线和纵、横断面测量,一、管道中线测量,管道中线测量是将设计的管道中线平面位置测设在实地上。,1.管道主点的测设,管道主点包括起点、终点和转向点，位置在设计资料中给出。,(1)图解法,2）当管道规划设计图的比例尺较大，且管道主点附近又有明显可靠的地物时，可按图解法来采集测设数据。 图解法一般在测设精度要求不高时使用。,1）图解法是指在规划或设计图纸上，量取主点与附近固定地物间的数据关系，据此在实地确定主点位置的方法。,在图上量出D，a、b、c、d、e、f等相关距离，根据比例尺计算出实地测设数据； 沿管道MN方向（M、N为已有检查井位置），由M点实地量取D即得I点，用直角坐标法由a、b测设II点，用距离交会法由d、e测设III点。 校核。用直角坐标法测设II点后，量出c作为校核；用距离交会法测设III点后，量出f作为校核。,3）图解法测设主点例,如图，欲在地面测设出I、II、III点。,2）当管道规划设计图上已给出管道主点的坐标，而且主点附近又有控制点时，可用解析法来采集测设数据。 解析法一般在测设精度要求较高时使用。,(2)解析法,1）解析法是根据设计给出的主点坐标，利用附近的导线点计算出测设数据，并将主点标定于实地的方法。,3）解析法测设主点例,安置经纬仪于2点，后视1点； 拨12N，得出2N方向，在此方向上测设距离D，即得N点； 其他主点均可按上述方法进行测设。,-先用主点坐标计算相邻主点间的长度， -然后在实地量取主点间距离，检核是否与计算值相符。,(3)注意事项,1）如果拟建管道工程附近没有控制点或控制点不够，应先在管道附近敷设一条导线，或用交会法加密控制点，然后再进行主点的测设工作。,2）在管道中线精度要求较高的情况下，均用解析法测设主点。,3）主点测设工作必须进行校核。,2.中桩测设,(1)整桩和加桩,中桩测设即在地面上沿管道中心线测设整桩和加桩。,1)整桩是从起点开始，按里程每间隔一整数值设置的桩橛，整桩间隔一般为20m、30m、50m。 2)加桩是在相邻整桩间管线穿越重要地物处和地面坡度变化处加设的桩橛。,3)里程桩,管道中线上的整桩和加桩都称为里程桩。 里程表示该桩距管道起点的距离，以“+”的形式写出， “+号前为公里数。 里程用红油漆标明在木桩的侧面。,1)采用全站仪极坐标法施测。 2)采用GPS-RTK方法直接测设。 3)采用经纬仪配合钢尺或皮尺。,(2)中桩测设方法,管线点相对于邻近控制点的测量点位中误差不应大于5cm；,若用钢尺或皮尺量距，一般要求丈量两次，相对误差一般不大于1/2000。,3.转向角测量,（2）一般用经纬仪观测一测回即可。 若采用全站仪或GPS RTK直接测设中桩坐标，转向角应以计算值为准。,（1）转向角即管线转变方向后与原方向之间的夹角，有左角与右角之分。,二、纵断面测量,1.纵断面测量的任务和工作内容,(1)水准点的类型,（1）任务是根据水准点高程，测量各中桩的地面高程，然后根据测得的高程和相应的桩号绘制纵断面图。 （2）工作内容有布设水准点、纵断面高程测量和绘制纵断面图。,2.布设水准点,1）永久水准点：在纵断面高程测量之前，一般沿管道中线方向每隔12km布设一永久水准点。 2）临时水准点：一般在较长线路的两永久水准点之间或较短的线路上，每隔300500m布设一临时水准点，作为纵断面测量时分段附合和施工时引测高程的依据。,(2)测量方法,1）水准测量方法 2）光电测距三角高程测量方法,(3)精度要求,1）高差闭合差一般应不大于 ； 2）若精度要求较高时，可按四等水准测量精度要求或根据需要另行设计施测。,(1)纵断面高程测量的任务,3.纵断面高程测量,测量中线上各中桩的高程,(2)测量方法,1）采用图根水准测量或图根光电测距三角高程测量的方法。 2 ）一般从一个水准点开始，沿中线逐桩测量各中桩高程并检查里程桩号后，附和到另一水准点上，转点一般为中桩点。 3 ）水准点和转点上的读数须读至mm，转点间的中桩点可用视线高程法求得，读至cm。 4 ）当管道较短时，纵断面高程测量可与水准点测量一起进行。,在进行纵断面高程测量时，应特别注意做好与其它管道交叉的调查工作，记录管道交叉点的桩号，测量已有管道的高程和管径等数据，并在纵断面图上表明其位置。,(3)精度要求,按照图根水准测量精度要求施测，高差闭合差应不大于 （L为路线长度，以km计算）; 若成果合格，闭合差不必调整。,(4)注意事项,(1)纵断面图的绘制要求,4.绘制纵断面图,1）纵断面图一般绘在毫米方格纸上，图幅设计应视线路长度、高差变化与晒印条件而定。 2）纵断面图应自左至右展绘。 3）一般采用的高程比例尺（纵坐标）是水平距离比例尺（横坐标）的1020倍。 4）展绘地面线时应根据高差和工程性质确定最高和最低点的位置，使地面线适中或偏上些，不宜使其进入注顶与设计备用范围。 5）中线有断链，应在纵断面上注记断链桩的里程及线路总长所增、减数值。,(2)纵断面图的绘制方法,1）在毫米方格纸上适当位置绘出水平线，水平线上绘管线纵断面图，水平线下注记实测、设计和计算有关数据。 2）在管线平面图内表明整桩和加桩的位置，在桩号栏内注明各桩的桩号，距离栏内填写相邻两桩的间距离，在地面高程栏内注明各桩地面高程，并凑整到cm。 3）水平线上部，按高程比例尺，依各桩的地面高程，在相应的垂直线上确定各点位置。用直线连接各点，即得纵断面图。,4）在纵断面图上绘出管道设计线。在坡度栏内注明坡度方向，用“/” 、“”、“”分别表示上坡、下坡和平坡，坡度线上以千分数形式注明坡度值，线下注明距离。 5）计算管底高程：各点的管底高程是根据管道起点的高程、设计坡度、各桩之间的距离逐点推算出来的。 如0+000的管底高程为54.31m，管道坡度为+5，则0+050管底高程为： 54.31+550=54.31+0.25=54.56m 6）计算管道埋置深度：地面高程减去管底高程即为管道的埋深。,纵断面图上，还应将本管道与已有管道的连接处、交叉处以及与之相交叉的其它地下构筑物的位置标出。,三、横断面测量,1.横断面测量方法,横断面测量即在中线各桩处，作垂直于中线的方向线，测出中线两侧该方向线上一定范围内各特征点距中线的平距和高差，然后根据这些数据绘制横断面图。 横断面图反映了管线两侧的地面起伏情况，是管线设计时计算土方量和施工时确定开挖边界的依据。,（1）横断面可采用全站仪测量、水准仪测高用皮尺或绳尺量距。 （2）横断面测量的宽度应能满足需要，一般每侧为20m。 （3）横断面的方向，在直线部分应与中线垂直，在曲线部分应在法线上。 （4）如管道施工时，管槽开挖不宽，管道两侧地势平坦，一般不进行横断面测量。,（1）横断面图一般绘在毫米方格纸上。 （2）以中桩点为坐标原点，水平距离为横坐标，高程为纵坐标。 （3）比例尺根据需要可选择1：50、1：100或1：200。当横断面图用于土石方量的计算时，其水平、垂直比例尺应一致。,2.绘横断面图,17-3 管道施工测量,一、地下管道施工测量,1.校核中线,检查设计阶段标定的中线位置与施工时所需中线位置是否一致。若不一致或已经丢损，则需重新测设管道中线。 测设中线时，应同时定出井位等附属构筑物的位置。,1：中线控制桩 2：井位控制桩,2.测设施工控制桩,分为中线控制桩和井位控制桩两种。 中线控制桩一般测设在管道主点处的中心线延长线上。 井位控制桩测设于管道中线的垂直线上。,式中： b为槽底宽度； 1：m为槽边坡的坡度； h为中线上挖土深度。,（1）槽口边线宽度通常依据土质情况、管径大小、埋设深度等来确定。 （2）当横断面坡度较平缓时，通常用下述方法求槽口宽度：,3. 槽口放线,B = b + 2mh,4. 测设控制中线及高程的施工测量标志,（1）龙门板法,龙门板由坡度板和高程板组成。 一般在检查井处和中线方向每隔1020m处埋设一龙门板。,各龙门板上中线钉的连线即为管道的中线方向。 还可将中线位置投影到管槽内。,1）控制中线,将全站仪或经纬仪置于中线控制桩上，把管道中线投影到坡度板上，再用小钉标定其点位（中线钉）。,在坡度板上设一高程板，使其一侧对齐中线； 从已知水准点，用水准仪测出各坡度板的板顶高程； 根据管道坡度计算该处管底的设计高程； 令下返数为一整数值M，每一坡度板顶应向下或向上量的改正数为 ， =M（H板顶-H管底）,2）控制管槽的开挖深度,根据改正数，在高程板竖面上标出一条高程线，再在该高程线上横向钉一小钉，称为坡度钉； 从坡度钉向下量取下返数M，便是管底设计高程。,（2）平行轴腰桩法,对现场坡度大、管径小，精度要求不高的管道，可采用平行轴腰桩法控制管道中线和管底高程。,1）测设平行轴线 ，控制管道中线位置,开工前，先在中线一侧测设一排与中线平行的轴线桩(A)。 各检查井位也应在平行轴线上定桩。 桩位应落在槽开挖边线外，各桩间距1020m。,为方便施工和检查检查，通常先确定下返数为一整数M，并计算出腰桩的高程值。然后用水准仪据此值在槽坡上测设出腰桩并钉设小钉标明位置。则此时各小钉的连线与设计坡度线平行，而小钉的高程与管底高程相差为一常数M。,在槽坡上(距槽底约1m左右)打一排与地面平行轴线桩对应的轴线桩B（腰桩）。在腰桩上钉一小钉； 用水准仪测出腰桩上小钉的高程，则 下返数hb=小钉高程-该处管底设计高程； 用各腰桩的hb即可控制埋设管道的高程。,2）钉腰桩，控制管底高程,方法、精度要求与厂房柱子安装测量相同。 应配合施工进行柱子垂直校正和标高测量工作。,二、架空管道施工测量,1.管架基础施工测量,管架基础中心桩测设后，一般采用骑马桩法进行控制，将其位置引测到互为垂直的四个控制桩上。,架空管道主点测设与地下管道相同。,2.架空管道的支架安装测量,17-4 顶管施工测量,一、顶管测量的准备工作,1.设置顶管中线桩,中线控制桩、顶管中线桩和管道中线应在一条直线上。 中线桩要订牢固，防止丢失或碰动。,（2）根据中线控制桩，用经纬仪将中线引测到坑壁上，并钉立顶管中线桩，用以标定顶管中线位置。,（1）在工作坑的前后中线上钉立两个中线控制桩。,当工作坑开挖到一定深度时,在其两端应牢固地埋设坡度板,并在其上测设中心钉和坡度钉。坡度板应在管顶以上，距槽底1.82.2m处为宜。 中心钉是管材顶进过程中的中线依据，坡度钉用于控制挖槽深度和安装导轨。,2.测设坡度板和水准点,（1）测设坡度板,在工作坑内靠近顶管起点处设一木桩作为水准点，使桩顶或桩上钉的高程与顶管起点管底设计标高相同，作为安装导轨和顶管顶进过程中掌握高程的依据。 引测时尽量不设转点，并需经常校核，其误差应不大于5mm。,（2）测设水准点,导轨常用钢轨或断面为1520cm的方木。,为了正确地安装导轨，应先算出导轨的轨距A0，使用木导轨时，应求出导轨抹角的x值和y值（y值一般规定为50mm）。,3.导轨的计算和安装,（1）钢导轨轨距A0的计算,由图可知：,式中 R-管外壁半径； B-轨顶宽度； H-钢轨高度。,式中 R-管外壁半径(mm)； A0-木导轨轨距(mm)； X-抹角横距(mm)。,（2）木导轨轨距A0及抹角x值的计算,以木导轨断面为150200mm为例，可看出：,导轨一般安装在木基础或混凝土基础上。 中线处高程应稍低，以利于排水和减少管壁摩擦。 根据A0及x值稳定好铁轨或方木（削好方木的抹角），然后根据中心钉和坡度钉用与管材半径一样大的样板检查中心线和高程，无误后，将导轨稳定牢固。,（3）导轨的安装,二、顶进过程中的测量工作,1.中线测量,（1）顶管距离较短（如小于50m ）,以顶管中线桩为方向线。 1)通过顶管中线桩拉一条细线，并在细线上挂两个垂球，两垂球的连线即为管道方向线。 2)在管内安置一个水平尺，其上有刻划和中心钉。如果两垂球的连线方向与水平尺的中心钉重合，则说明管的中心在设计方向线上。,中线测量以每顶进0.5m量一次为宜。,（3）当顶管距离太长时，可采用激光导向仪定向。,在中线上每100m设一工作坑，分段施工，采用对向顶管施工方法。 采用对向顶管施工方法，贯通时管子错口不得超过30mm。,