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怀邵衡铁路测量基础知识 怀邵衡测量队 周懿 施工测量的基本原则 从整体到局部 先控制后碎部施工测量工作的实质 测量 测定或测设 点位施工测量工作的任务 将设计图精确的展放至地面指导施工 中铁五局集团有限公司 施工测量的基本要素 1 距离 水平距离或斜距 2 角度 水平角或竖直角 3 高程 中铁五局集团有限公司 全站仪测量放样设站方法 1 距离 方位角设站法 2 坐标定向设站法 3 后方交会设站法 由于后方交会设站时对已知点坐标的精确性和交会角度要求高 精密放样时严禁使用 中铁五局集团有限公司 本标段采用测量规范 高速铁路测量规范TB10601 2009 中铁五局集团有限公司 桥梁施工平面控制网的测量等级和精度 注 对于桥长小于800m的桥梁 当桥址两岸已有足够数量的CPI CPII控制点且能满足桥梁施工精度要求时 可直接利用之 无需另行建网 桥梁施工测量 中铁五局集团有限公司 施工水准点应沿桥轴线两侧均匀布设 每岸不得少于3个 水准点沿桥线方向的间距宜为400m左右 并构成连续水准闭合环 桥墩较高 两岸陡坡时 可在陡坡上一定高差内设辅助水准点 其精度必须满足施工要求 桥梁施工水准点布设 中铁五局集团有限公司 桥梁施工测量 明挖基础基坑放样宜采用全站仪极坐标法放样 基础高程应在基底处理后测量 涵洞基础分节丈量误差限值为1cm 泄水面高程测量误差限值为2cm 桥梁施工基础放样 中铁五局集团有限公司 桥梁施工测量 使用全站仪进行承台 墩身 顶帽 垫石放样及复核时 应检测后视点坐标 实测坐标与已知坐标的互差不应大于10mm 且前视距离不应超过后视距离 桥梁施工测量放样 复核注意重点事项 中铁五局集团有限公司 1 承台模板尺寸的设放限差为40mm 高程设放限差为30mm 2 墩身模板尺寸的设放限差为20mm 高程设放限差为30mm 模板上同一高程线的测量限差为10mm 3 顶帽模板尺寸的设放限差为10mm 高程精度应符合四等水准测量要求 4 垫石模板尺寸的设放限差为10mm 高程设放限差为0 10mm 承台 墩身 顶帽 垫石模板设放误差限值 中铁五局集团有限公司 桥梁施工测量 中铁五局集团有限公司 桥梁墩 台中心定位及轴线测设 在桥梁施工测量中 最主要的工作是 测设出墩 台的中心位置和它的纵横轴线 其测设数据由控制点坐标和墩 台中心的设计位置计算 若是曲线桥还需桥梁偏角 偏距及墩距等原始资料 测设方法则视河宽 水深及墩位的情况 可采用直接测设或角度交会的方法 墩 台中心位置定出以后 还要测设出墩 台的纵横轴线 以固定墩台方向 同时它也是墩台施工中细部放样的依据 中铁五局集团有限公司 直线桥的墩 台中心定位 直线桥的墩 台中心都位于桥轴线的方向上 已知墩 台中心的设计里程及桥轴线起点的里程 如图1 1所示 相邻两点的里程相减即可求得它们之间的距离 测设墩 台中心的位置的方法 直接测距法或交会法 图1 1直线桥墩台 曲线桥的墩 台中心定位 曲线桥墩 台中心定位的测量工作有 曲线线路复测 桥轴线控制桩的测设 控制测量 墩台中心及墩台轴线的测设 如图1 2 曲线桥的线路中线是曲线1 2 3 4 每跨梁中心线的连线是折线1 2 3 4 两者不能完全吻合 中铁五局集团有限公司 图1 2曲线桥墩台 中铁五局集团有限公司 桥梁工作线 各跨梁的中线联结起来的折线1 2 3 4 K 桥墩偏距 E 墩 台中心与线路中心的法向距离 1 1 2 2 3 3 等 偏距E一般是以梁长为弦线的中矢值的一半 这是铁路桥梁的常用布置方法 称为平分中矢布置 桥梁偏角 相邻两梁跨工作线构成的偏角称为 桥墩中心距 Li 桥梁工作线每段折线的长度L 如L1 L2 L3 跨梁间隙 2a 相邻两跨梁的端点在桥梁上 曲线内侧 要留一间隙 热胀冷缩 2a 10cm 曲线桥墩 台中心位于桥梁工作线转折角的顶点上 1 2 3 K 所谓墩台定位 就是测设这些转折角顶点的位置 曲线桥的几个术语 E L在设计图中都已经给出 结合这些资料即可测设桥墩 台中心位置 1 2 K 曲线上的桥梁是线路组成的一部分 故要使桥梁与曲线正确的联结在一起 曲线桥测设的精度要求较高 需要用精确的方法重新测定曲线转向角 重新计算曲线综合要素 精密地测设曲线主点 需对线路进行复测 由于桥轴线的精度要求较高 要设置桥轴线控制点 桩 曲线桥墩 台点位的测设精要求较高 距离和角度要精密测设 在测设过程中一定要多方检核 曲线桥墩 台放样 中铁五局集团有限公司 放样原则 即先放样轴线 再依轴线放样细部 就一座桥梁而言 应先放样桥轴线 再依桥轴线放样墩 台位置 就每一个墩台而言 应先放样墩台本身的轴线 再根据墩台轴线放样各个细部 其它各个细部也是如此 这就是所谓 先整体 后局部 的测量基本原则 在桥梁的施工放样 主要有基础放样 墩台细部放样及架梁时的测设工作 桥梁细部放样 中铁五局集团有限公司 部分细部放样方法 1 明挖基础 构造如图1 3 a 所示 它是在墩 台位置处挖出一个基坑 将坑底平整后 再灌注基础及墩身 根据已经测设出的墩中心位置及纵 横轴线及基坑的长度和宽度 测设出基坑的边界线 在开挖基坑时 根据基础周围地质条件坑壁需放有一定的坡度 可根据基坑深度及坑壁坡度测设出开挖边界线 边坡桩至墩 台轴线的距离D依下式计算 D b 2 h m l式中 b 基础底边的长度或宽度 h 坑底与地面的高差 m 坑壁坡度系数的分母 L 基底每侧加宽度 图1 3 a 明挖基础 中铁五局集团有限公司 部分细部放样方法 中铁五局集团有限公司 2 桩基础 构造如图1 4 b 所示 它是在基础的下部打入基桩 在桩群的上部灌注承台 使桩和承台连成一体 再在承台以上灌筑墩身 基桩位置的放样如图1 5所示 它是以墩 台纵 横轴线为坐标轴 按设计位置用直角坐标法测设 或根据基桩的坐标依极坐标的方法置仪器于任一控制点进行测设 后者更适合于斜交桥的情况 在基桩施工完成以后 承台修筑以前 应再次测定其位置 以作竣工资料 隧道施工测量的主要任务 保证相向开挖的工作面 按照规定的精度在预定位置贯通 保证洞内各项建筑物以规定的精度按照设计位置修建 不得侵入建筑限界 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量的特点 中铁五局集团有限公司 1 洞外总体控制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 隧道施工测量的特点 中铁五局集团有限公司 2 洞内分级控制洞内控制点控制正式中线点 正式中线点是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依据 正式中线点控制临时中线点 临时中线点控制掘进方向 洞内高程控制与平面相仿 临时水准点控制开挖面的高低 正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置 隧道施工测量的特点 中铁五局集团有限公司 3 开挖方法影响测量方式先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地 隧道施工测量可先粗后精 全断面开挖法一次成型 隧道施工测量必须一次到位 对于采用全断面开挖法开挖的隧道 其测量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样 不同的是对临时中线点 临时水准点的测设精度要求较高 或者是直接测设正式中线点 正式水准点 隧道施工测量的特点 中铁五局集团有限公司 4 隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特殊要求隧道贯通前 洞内平面控制测量采用双导线的形式 测量误差随着开挖的延伸而积累 洞外控制网和洞内施工控制测量应保证必要的精度 控制点应设置在不易被破坏的位置处 隧道施工测量的主要内容 中铁五局集团有限公司 洞外高程控制测量 洞内平面控制测量 洞内高程控制测量 进洞测量 洞内中线测设 贯通误差调整 竣工测量 洞外平面控制测量 隧道施工测量 一般规定 1 隧道洞外控制测量应在隧道开挖前完成 2 隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合下表规定 中铁五局集团有限公司 注 1本表不适用于利用竖井贯通的隧道 2相向开挖长度大于20Km的隧道应做特殊设计 隧道施工测量 隧道长度大于1500时 应根据横向贯通误差进行平面控制网设计 估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值 并进行洞内测量设计 水准线路大于5000m时 应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 开挖开挖前应校核中线点 并在开挖断面上标出设计断面轮廓线 开挖工作完成应及时测量超欠挖并绘出断面图 隧道开挖在曲线段采用全站仪进行中线及高程的放样 开挖断面成形后 采用断面检测仪对开挖断面进行检查 发现欠挖后及时报与施工班组处理 用中线法进行洞内测量的隧道时 中线点点位横向偏差不得大于5mm 直线地段宜采用正倒镜延伸直线法 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 初期支护根据设计图纸制作加工的钢支撑定位放样 把拱顶高程和起拱线高程以及隧道中线在实地上测设出来 控制钢拱架两侧拱脚的平面位置和高程 用红油漆标定记号并对本工序负责人进行书面交底 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 二次衬砌施工校核厂家预制的台车 台车制作半径与隧道二次衬砌断面内轮廓半径是否相符合 经过检查调试达到设计要求为准 二次衬砌台车就位定位可采用坐标放样方法把隧道中心线在实地上测设标定出来 严格控制台车所在的平面和高程确保隧道设计净空 放样点间距应与模板台车长度一致 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 隧道贯通误差相向开挖的两条施工中线上 具有贯通面里程的中线点不重合 两点连线的空间线段称为贯通误差 如图 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 贯通误差的分类贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差 在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差 简称高程误差 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量 与贯通面平行的分量 称为横向贯通误差 简称横向误差 与贯通面垂直的分量 称为纵向贯通误差 简称纵向误差 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 贯通误差对隧道贯通的影响 纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度 横向误差影响线路方向 如果超过一定的范围 就会引起隧道几何形状的改变 甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建 既给工程造成重大经济损失又延误了工期 因此 必须对横向误差加以限制 高程误差主要影响线路坡度 中铁五局集团有限公司 隧道施工测量 竣工测量应在中线复测的基础上埋设永久中线点 直线段每隔200 250m设置一个 曲线应在缓和曲线起中点各设一个 永久中线埋设之后 应在隧道边墙画出标志 应在直线地段每50m 曲线地段每20m及需要加测断面处测绘处以线路中线为准的隧道实际净空 标出拱顶高程 起拱线宽度 路面水平宽度 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 放样方法设计1 全站仪极坐标法 2 全站仪后方交会 极坐标法放样 3 GPSRTK放样 注 路基施工放样能达到交会角度条件时 大于30 小于120 可用 附属 结构物放样时建议不使用后方交会法 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 路基测量放样一 原地面及红线复核1 首先根据设计院提供的曲线要素对中桩坐标进行复核 合格后再根据设计院提供的征地红线图和路基横断面图用GPS RTK对路基红线和原地面进行复核 2 原地面复核结束后绘制横断面图计算方量 和设计院的进行对比 如误差太大上报监理及业主设计院 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 路基测量放样二 填方路段1 根据实测高程计算出填方坡脚的位置 用GPS放出坡脚线 记好原始记录上报监理 监理确认后做书面交底予现场技术负责 开始填筑 2 每填一层要测量填筑后顶面高程 以确保每层的填筑厚度满足规范要求 记好原始记录及时上报监理审批 3 每填筑4层要对其宽度 横坡进行检查并报监理审核 4 不同的填筑材料的填筑厚度是不同的 因此要认真的审阅图纸 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 路基测量放样三 挖方路段1 根据实测高程计算出挖方开挖线的位置 用GPS放出开挖线 记好原始记录上报监理 监理确认后做书面交底予现场技术负责 2 每挖至一个平台要检查平台高程 及上一级边坡坡脚并放出平台开挖线 记录好原始数据及时上报监理 并作好书面交底予现场技术负责人 3 需换填路段根据图纸测出换填边线 挖至换填底后需对其底面高程进行检查 做好记录上报监理 监理确认后做书面交底给现场技术负责进行换填 对于分层换填的每填筑一层都要检查顶面高程 以确保填筑的厚度做好记录同时及时的向监理报检 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 路基测量放样四 附属工程1 排水系统1 根据图纸给出的相关数据结合现场的具体情况计算出排水沟的中线坐标及高程 用GPS放出排水沟的位置和高程 上报监理确认后开挖 2 开挖完成后用全站仪和水准仪检查水沟的位置和高程是否合格 合格后上报监理 监理确认后开始砌筑水沟 3 水沟砌筑完成后用全站仪和水准仪检查水沟的中线和流水面是否合格 合格后上报监理 中铁五局集团有限公司 路基施工测量 路基测量放样四 附属工程2 防护结构 1 根据图纸提供的信息计算出防护结构的基础边线坐标及高程 用GPS放出基础边线的平面位置和原地面的实测高程 做好记录及时报检 监理确认后做书面交底给现场技术负责人 2 基础开挖结束后用GPS 水准仪对基底的位置和高程进行检查合格后上报监理 监理确认后编制书面交底给现场技术负责 进行砌筑 3 防护结构砌筑完成后根据规范要求对其成品进行检查 检查合格后上报监理 中铁五局集团有限公司 线下工程沉降变形观测 本标段线下工程沉降观测以路基 隧道 桥隧过渡段沉降观测为主 路基 隧道边仰坡沉降变形监测为辅 沉降元件的设置和埋设里程以设计里程为主 结合 怀邵衡铁路线下工程沉降变形观测评估细则 正式版 的要求 特殊地段适当增加沉降元件的埋设 具体要求严格按照 细则 和设计执行 在此不做详细介绍 中铁五局集团有限公司 线下工程沉降变形观测 设计断面类型解释 中铁五局集团有限公司 A 1型断面 A 1型断面包含元件 沉降板1个 沉降观测桩3个 位移边桩4个 全断面是4个 半填半挖是2个 详见路堤沉降变形监测设计图 线下工程沉降变形观测 设计断面类型解释 中铁五局集团有限公司 A 2型断面 A 2型断面包含元件