大剧院测量方案.doc

l 中国国家大剧院 工程测量控制方案一、 工程概况 本工程位于天安门和人民大会堂西侧，长安街以南，石碑胡同以东。工程主体为一个超椭球体，0.000以上混凝土结构外是钢结构壳体，内设音乐厅、歌剧院和戏剧院。工程占地约12公顷，建筑面积为172000m2。0.00标高相当于绝对标高44.75m,基坑最深为-35m，建筑物檐高为46.28m。由于该工程为超椭球形，结构独特，曲线复杂，加之场地狭窄，因此施测难度大，作业量多。二、 编制依据1、中华人民共和国测绘法2、国家三、四等水准测量规范GB2898-91 1992.01.01实施3、中华人民共和国计量法1986.07.01实施5、北京市标准建筑工程施工测量规范6、工程建设标准规范分类汇编测量规范DBJ-01-21-957、国际标准房屋建筑测量仪器ISO8322 1819918、工程测量资料整理规定YSY21789 1990.06.01实施三、 施工准备 国家大剧院工程是一个标志性建筑，该工程占地面积大、基础深、钢结构壳体跨度大、结构形状复杂，建筑位置重要，该工程的测量工作较其它工程重要，因此必须做好控制测量的准备工作。在这方面，我们尤其考虑了以下几点：1、人员配备 考虑该工程的重要性和测量的复杂性，我们对人员是精挑细选，反复审核，组成了由两个测量本科生、两个测量技师、两个测量高级工和两个测量工的现场测量班。测量本科生的理论基础比较扎实，计算思维缜密，能完成工程中的各种复杂的计算问题；而测量技师（在本职岗位工作十五年以上）的实践经验比较丰富，工作细心，责任性强。这样新老结合，各自发挥所长、相互弥补，一定能圆满解决施工控制测量工作中的各种难题，完成施测任务。2、仪器配备 要作好施工控制测量工作，仪器是保证。考虑本工程施工测量的工作量较大，而且主体是一个超椭球体，其现场放样的难度较大，因此我们选用了先进的、高精度的仪器，以满足工程的需要。经过理论计算，选择测角精度为0.6，测距精度为(1mm+2ppmD)的蔡司Elta-2全站仪完全能满足工程的需要，而且蔡司仪器能自动感应温度和气压，其稳定性好，温度及大气压等外界条件的变化对其影响不大；高程采用精度为0.4mm的Pentex320（加测微器）和精度为1.5mm的Pentex270水准仪；同时，为完成控制点的竖向传递工作，我们采用了精度为1/200000的拓普康VS-A1天顶仪；另外，为方便现场数据的采集和整理，我们还配备了PC-E500S电子手簿一个。（具体详见测量仪器配备一览表）3、内业计算 由于本工程中有许多不规则曲线，如果内业仅靠人工计算，不仅工作繁琐，而且容易出错，为此我们建立了数学模型，开发了对应的坐标软件程序，简化计算，提高工作效率和精度。四、 平面控制 (一)、场区平面控制网的测设1、场区平面控制网的布设原则（1）、平面控制应先从整体考虑，遵循“先整体、后局部”，“高精度控制低精度”的原则。（2）、布设的平面控制网形应根据设计总平面图、现场施工平面布置图。（3）、点位应选在通视条件好、安全、易保护的地方。（4）、桩位应用混凝土浇筑，并用钢管进行围护，用红油漆作好测量标记。2、场区平面控制点的布设 由于本工程占地面积较大，根据总平面图利用Elta-2（精度测角为0.6，测距为（1mm+2ppmD）和城市导线点（C118、C119）在现场区域内布设一条闭合导线，然后利用极坐标法定出建筑物的两条主轴线，经角度、距离校测符合点位限差要求后，作为场区的首级控制（如图1），场区平面控制网的等级应符合表1中的技术指标要求。 表1等级测角中误差边长相对中误差一级101/20000 北 144m 96m 96m 96m 120m 120m 图1图中 表示导线点； 表示首级控制点 表示已知点 3、精度分析： 根据测角中误差公式m=ff/（n+1）/N1/2其中f为导线闭合差，N为导线闭合环数，取N=1；n为导线边数n=12，按一级导线的技术指标知m=5，得f=17，即导线闭合差必须小于17。测边相对误差，导线边数按100m计算，由（1mm+2 ppmD）的Elta-2仪器进行测距，其测距误差为1.2mm，测边相对误差1.2/100000=1/800001/40000，所以利用蔡司Elta-2仪器完全满足精度要求。（二）建筑物的平面控制网（轴线控制网）1、 轴线控制网的建立在场区平面控制网建立后，利用首级控制点建立轴线控制网，具体是以两主轴线为准向四面扩散。在主体部位建立24m的轴线控制网，以控制主体的施工；在南侧201区和北侧201区48m的轴线控制网，用以控制地下车库，地下通道及地面室外工程的施工。具体布设见下页图22、 特殊曲线的平面控制（施工中特殊曲线的控制） 对于特殊曲线的平面控制，我们根据曲线要素建立相应的数学模型，利用PC-E500电子手簿开发出相应的坐标程序，这样，输入点号即可得到对应坐标，实现办公自动化。实际施测中，用蔡司Elta-2全站仪利用极坐标法来定点，然后移动全站仪至另一位置，复核检查所定点，下面我们分析一下用此方法定点的精度：由极坐标公式知X1=X0+Lcos； Y1=Y0+Lsin；式中（X1，Y1）为待定点，（X0，Y0）为已知点，我们取 m0=0；L为已知点至待定点的距离，在施测时取L=242m,mL=1+242/10000002=1.068mm；为方位角，其误差m应为2倍测角中误差，即m=20.6=0.85由误差传播定律知：m1x2=(Lsin/)2m2+cos2mL2m1y2=(Lcos/)2m2+sin2mL2则m12=m1x2+m1y2=1.16mm，得m1=1.08mm即待定点的点位误差相对于已知点仅为1.08mm，此精度完全满足施工测量要求，因此利用此方法完全可行。高程控制(一)、高程控制网的建立1、 高程控制网的布设原则（1） 根据施工的需要和交桩情况，现场的高程控制网布设为闭合水准路线。（2） 由于本工程构筑物埋深较深且地下水较丰富，为减少地基沉降对高程控制带来的影响，我们在西北角，东北角，东南角，西南角距建筑物约100米处布设了四个水准点（尽可能避开沉降区），以做备用，定期与场区内水准点间的进行联测。2、 高程控制网的建立 高程控制网的建立按国家三等水准测量进行布设。根据测绘院提供的C118、C119和四BM1，先对其进行复核，确定无误后再在现场布设一条附合水准路线，其布设如图3其水准观测的主要技术指标应符合表2 表2等级视线高度视线长度前后视距差每公里高差全中误差三等大于0.3m小于40m小于2m6mm(3)、精度分析： 根据每公里全中误差公式M=（/L）/N1/2其中水准测量按国家三等水准测量标准进行，则M=6mm，L为水准路线的公里数取L=1.5km，N为附合或闭合水准路线的条数取N=1，得7mm,即施测时水准环线的闭合差或附合差应小于7mm。当闭合环线的闭合差满足要求时，利用按距离加权的方法将闭合差分配到各点高程上，即按公式Vi=（-）/SiSi，Vi表示第I测段的改正数，Si=L，Si表示第I点至起始水准点的距离。经改正后的各点高程方可作为结构施工过程中的高程已知点。五、 测量控制桩点的设置、保护及复测1、 测量控制桩点的设置由于本工程的工期较长，为确保我们现场的平面控制点和水准点的稳定性，场区内的平面控制点和水准点（即首级控制点）采用永久点的方法来布设，其布设形式如图4（平面点）、图5（水准点）2、 测量控制桩的保护 在控制桩点周围用脚手架搭设2米2米的护栏，并制作圆盘形的标识，写上“测量点位、注意保护”的字样。测量人员应经常去现场巡视桩点的情况，并派专人看管。3、 控制桩点的复测 控制桩点的复测应定期进行，轴线控制线的施工测量过程中，每利用一次方格网线，都应复测一次；首级控制点也应在36月间检查一次，如有变动应及时恢复，作好检查记录，记录填写应真实，签字应齐全，具有可追溯性。六、 施工中的测量控制（一）、平面控制 先用外控法作好内控点，然后再用内控点控制平面施工。具体叙述如下：先检查轴线控制网，无误后利用建筑方格网（轴线控制 网）在基础平面上投测；将底板投测点检查无误后，根据施工流水段的划分确定好以后的投测点，并作好保护；在以后的施工中直接利用ZL铅直仪往上传递轴线，利用全站仪复核检查传递在施工层的轴线，确定无误后，再进行细部放样。轴线投测及传递的误差应符合表3 表3项 目允许误差mm每 层3总高HH30m530mH60m10 各细部放线的允许误差应符合表4 表4项 目允许误差mm外廓主轴线LL30m530mL60m1060mL90m15细部轴线3承重墙、梁、柱边线3非承重墙边线3门窗洞口线3 注：表4中各项误差均相对于控制轴线而言的。（二）、高程控制1、 为保证竖向控制的精度要求，对每层所需的标高基准点，必须正确引测，且在同一平面层上至少引测三个高程点，且其互差不应大于3mm，施工中取其平均值作为该施工层的控制标高点。2、 0.000以下的控制高程桩点设在护坡桩的立面位置，用红三角作上标记，并写上绝对标高和相对标高，便于施工。0.000以上的标高利用检定并经温度、拉力和尺长三差改正的钢尺沿铅直线往上传递。3、 由于施工中有些层较高，因此为控制顶板的高度，施工中除了采用常规的抄50线外，还应在距底板20cm处抄测一条水平线，以便于净空检查。4、 施工中传递高程的允许误差应符合表5 表5项 目允许误差mm每 层3总高度Hh30m530mh60m10施工层水平线3(三)、施工过程中的技术保证措施1、 施工测量中应遵循先整体，后局部，高精度控制低精度的原则，即遵循主轴线轴线细部放线的放线原则，达到整体控制局部的目的。2、 施工测量过程中，应遵循步步有校核的原则 即：在轴线投测前应先校测轴线控制桩准确无误后，再进行投测，投测后还应用其他方法进行检查；施工层放线时，先校核轴线投测是否准确，再进行细部放线，细部放线完毕后，也应复核检查，这样做到步步有校核。3、 为保证高程的准确性，每个施工层的高程点至少应传递三个，复核后较差在3mm以内，利用其平均点引测水平线；引测水平线时，水准仪尽量安置在测点范围内的中心位置，并进行一次精密定平。4、 施工中应坚持联合验线的原则以及步步验线的原则联合验线是指甲方、监理、总承包方、施工方等相关人联合一起检查放线的精度，确定放线等级。通常是在重先利用精度为0.4mm的日本Pentex320水准仪检，然后由施工方的技术、质量验线，报施工总承包方验线，如有必要再组织联合验线。七、 施工测量管理：根据本工程的施工情况和管理要求特制定测量管理制度和复核验线制度如下：（一）、测量管理制度1、 本工程测量管理体系如下： 2、各级施测人员应认真学习与执行国家法令与规范，认真阅读施工图纸，做到按规范工作，按图纸施工。3、 各参施单位应建立健全内部测量管理与质量保证体系，并服从于总承包部测量队的业务工作协调。4、 测量工作应严格遵循自检、互检的作业程序，合格后方可报上级管理部门复核验线。5、 外业测量成果的记录要求做到：原始真实、数值正确、内容完整、字体工整清晰，记录应当场及时填写，不允许先写在草稿纸上后再转抄，保持记录的原始性。采用电子记录手簿时，应打印出观测数据。6、 草图、点志记图等，应当场勾绘，方向、有关数据和地名等一并标注清楚。测量记录多有保密内容，应妥善保管，工作结束后上缴有关部门保存。7、 测量计算工作要依据正确、方法科学、计算有序、步步校核、结果可靠。8、 测量人员应定期对测量仪器进行检定校核，确保测量仪器在受控状态之中。9、 测量仪器的检定必须按国家技术监督局发布的有关检定规程并在受控的检定部门进行，一般测量仪器的检定周期为一年（包括全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺、水准标尺）。10、 严禁测量黑器具在施工现场出现，作好现场测量仪器的登记、标示、记录等管理工作。（二）、复核验线制度1、 测量验线工作由总承包部全权委托总承包部测量队对大剧院工程的施工测量工作统一进行管理。2、 总承包部测量队负责建立本工程的平面控制网（点）及高程控制网（点）。3、 复核验线规定如下：各分包单位应先进行自检符合标准后再上报股份公司测量班，股份公司测量班复验合格后再上报总承包部测量队，各级复核应认真负责，严格把关，不合格者不得向上级复核单位报验。4、 复核验线前，各分包单位应提前提交有关报验资料，包括：坐标依据，高程依据，施测方案，待复核点与所用依据点的位置关系。只有内业资料正确后，才能进行外业实测。5、 轴线及碎部点由各分包单位依据总承包部测量队，提供的控制、高程网（点）自行施测，分包单位对本身所测放的成果负责。6、 总承包部测量队有责任协助监理对建筑物的主要控制轴线及建筑物主点进行复测认证。复测范围原则上以承包合同中测量取费列项所列为准。7、 复测标准应按建筑工程施工测量规程（DBJ 01-21-95）中的有关规定执行。8、 复测监控过程记录应作为技术资料入档。八、 变形观测 施工中变形测量包括垂直沉降观测和水平位移观测，其具体叙述