情境教学八 市政管道工程施工测量.doc

情境教学八 市政管道工程施工测量【学习目标】学习本单元，要求掌握各种测量仪器在管道工程施工中的具体应用方法；掌握管道中线的测设方法；管道纵、横断面图的测绘；地下管道和顶管施工测量方法。【学习要求】知识要点技能训练相关知识管道中线测量管道主点测设；中桩测设；转向角测设；绘制里程桩手薄；（1）管道主点测设；（2）中桩测设；（3）转向角测设；（4）绘制里程桩手薄；管道纵、横断面测量管道纵、横断面测量管道纵、横断面测量管道施工测量地下管道施工测量方法；（1）槽口放线；（2）坡度板和中线钉的测设；顶管施工测量顶管施工测量方法；中线测量和高程测设；管道竣工测量管道竣工测量。（1）管道竣工带状平面图；（2）管道竣工断面图的测绘。在市政建设中要敷设给水、排水、煤气、电力、电信、热力、输油等各种管道，管道工程测量是为各种管道设计和施工服务的。它主要包括管道中线测设，管道纵、横断面测量，带状地形图测量，管道施工测量和管道竣工测量等。管道工程一般属于地下构筑物。在较大的城镇及工矿企业中，各种管道常相互上下穿插，纵横交错。因此在施工过程中，要严格按设计要求进行测量工作，并做到“步步有校核”，这样才能确保施工质量。管道施工测量的主要任务是根据工程进度的要求，为施工测设各种基准标志，以便在施工中能随时掌握中线方向和高程位置。项目1 管道中线测量管道的起点、终点和转向点通称为管道的主点，主点的位置及管道方向是在设计时确定的。管道中线测量就是将已确定的管道位置测设于实地，并用木桩标定之。其内容包括：管道主点的测没；中桩测设；管线转向角测量以及里程桩手簿的绘制等。1.1 施工前的测量工作(1) 熟悉图纸和现场情况施工前，要认真研究图纸，了解设计意图及工程进度安排。到现场找到个交点桩、转点桩、里程桩及水准点位置。(2)校核中线并测设施工控制桩中线测量时所钉各桩，在施工过程中会丢失或被破坏部分。为保证中线位置准确可靠，应根据设计及测量数据进行复核，并补齐已丢失的桩。 在施工时由于中线上各桩要被挖掉，为便于恢复中线和其他附属构筑物的位置，应在不受施工干扰、引测方便和易于保存桩位处设置施工控制桩。施工控制桩分中线控制桩和附属构筑物的位置控制桩两种，如图8.1所示。图8.1 管道的施工控制桩(3)加密控制点为便于施工过程中引测高程，应根据原有水准点，在沿线附近每隔150m增设一个临时水准点。(4)槽口放线槽口放线就是按设计要求的埋深和土质情况、管径大小等计算出开槽宽度，并在地面上定出槽边线位置划出白灰线，以便开挖施工。1.2 管道主点的测设管道主点的测设可采用直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。主点测设数据的采集可根据管道设计所给的条件和精度要求采用图解法或解析法。（1）图解法。当管道规划设计图的比例尺较大，而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，如图8.2所示，A、B是原有管道检查井位置，I、点是设计管道的主点：欲在地面上定出I、等主点，可根据比例尺在图上量出长度D、a、b、c、d和e，即为测设数据。然后，沿原管道AB方向，从B点量取D即得I点；用直角坐标法从房角量取a，井垂直房边量取b得点，再量取e来校核点是否正确；用距离交会法从两个房角同时量出c、d交出点。图解法受图解精度的限制，精度不高。当管道中线精度要求不高的情况下，可以采用此方法。图8.2 图解法（2）解析法。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。图8.3户1，2为导线点，A，B为管道主点，如用极坐标法测设B点，则可根据l、2和B点坐标，按极坐标法计算出测设数据12B和距离D2B。测设时，安置经纬仪于2点，后视1点，转12B，得出2B方向，在此方向上测设距离D2B，即得B点。其他主点均可按上述方法进行测设。图8.3 解析法特别提示主点测设完毕后，必须进行校核工作。校核的方法是：通过主点的坐标，计算出相邻主点间的距离，然后实地进行量测，看其是否满足工程的精度要求。在管道建筑规模不大且无现成地形图可供参考时，也可由工程技术人员现场直接确定主点位置。1.3 中桩测设从管道的起点开始，沿中线设置整桩和加桩，这项工作称为中桩测设。每隔某一整数设置一桩，这种桩叫整桩。整桩间距为20米、30米或50米。在整桩间如有地面坡度变化以及重要地物（铁路、公路、桥梁、旧有管道等）都应增设加桩。整桩和加桩的桩号是它距离管道起点的里程，一般用红油漆写在木桩的侧面。例如某一加桩距管道起点的距离为3154.36米，则其桩号为3+154.36，即公里数+米数。不同管道起点：给水管道以水源为起点；排水管道以下游出水口为起点；煤气、热力等管道以来气方向为起点；电力、电讯管道以电源为起点。1.4 转向角测量转向角：管道改变方向后，改变后的方向与原方向之间的夹角（偏角），有左角与右角之分。 可计算得到：=180 ；算得为正,为右角右；算得为负，为左角左。如图8.4所示。图8.4 转向角测量转向角：安置仪器2点，盘左瞄点1 ，读水平盘读数，纵转望远镜瞄3点读数，两读数之差即可计算右 ；盘右瞄点1，读水平盘读数，纵转望远镜瞄3点读数，两读数之差即可计算为右；盘左、盘右取平均值为转向角的最后结果右。转向角要满足的要求：如给水管道使用的铸铁定型弯头时，转向角有：90、45、22.5、11.25、5.625，如排水管道转向角不应大于90。1.5 绘制里程桩手簿中桩测量的同时，在现场测绘管道两侧带状地形图的工作，称为绘制里程桩手簿工作。如图8.5所示。里程桩手簿是绘制纵断面图和实际管道中心线的重要参考资料。此图绘在毫米方格纸上,在中线左右各宽20m，若遇到建筑物，则测绘到两侧的建筑物，用统一的图示表示。测量方法：皮尺以交会法或直角坐标法进行；皮尺+罗盘仪以极坐标法进行。图8.5 绘制里程桩手簿项目2 管道纵、横断面测量2.1 纵断面图的测绘2.1.1水准点的布设（1） 一般在管道沿线每隔12km设置一永久性水准点，作为全线高程的主要控制点，中间每隔300500m设置一临时性水准点，作为纵断面水准测量分别附合和施工时引测高程的依据。（2） 水准点应布设在便于引点，便于长期保存，且在施工范围以外的稳定建（构）筑物上。（3） 水准点的高程可用附和（或闭合）水准路线自高一级水准点，按四等水准测量的精度和要求进行引测。2.1.2纵断面水准测量纵断面测量通常以相邻两水准点为一测段，从一个水准点出发，逐点测量各中桩的高程，再附和到另一水准点上，进行校核。如图8.6所示。观测结果记录在表8-1中。特别提示实际测量中，可采用中间点法。由于转点起传递高程的作用，故转点上读数应读至毫米，中间点读数只是为了计算本点的高程，读数至厘米即可。图8.6 纵断面水准测量管道纵断面水准测量纪录手簿 表8-1测站测 点水准尺读数/m视线高程/m高程/m备注后视前视中间视BM12.204130.946128.742水准点0+0001.895128.742BM1=128.7420+0002.054130.796128.7420+0501.810128.9860+1001.566129.2300+1001.970131.200129.2300+1501.700129.5000+1821.550129.6500+2002.048129.1522.1.3纵断面图的绘制一般绘制在毫米方格纸上，横坐标表示管道的里程，纵坐标则表示高程。里程比例尺有15000、12000和11000几种，一般高程比例尺比里程比例尺大10或20倍。纵断面图分为上下两部分（如图8.7所示）。图的上半部绘制原有地面线和管道设计线。下半部分则填写有关测量及管道设计的数据。管道纵断面图绘制步骤如下:（1） 打格制表； （2） 填写数据；（3） 绘地面线；（4） 标注设计坡度线；（5） 计算管底设计高程；（6） 绘制管道设计线；（7） 计算管道埋深；（8） 在图上注记有关资料。图8.7 管道纵断面图2.2横断面图的测量在中线各整桩和加桩处，垂直于中线的方向，测出两侧地形变化点至管道中线的距离和高差，依此绘制的断面图，称为横断面图。横断面反映的是垂直于管道中线方向的地面起伏情况，它是计算土石方和施工时确定开挖边界等的依据。距离和高差的测量方法可用：标杆皮尺法，水准仪皮尺法，经纬仪视距法等。横断面图一般绘制在毫米方格纸上。为了方便计算面积，横断面图的距离和高差采用相同的比例尺，通常为1100或1200。绘图时，先在适当的位置标出中桩，注明桩号。然后，由中桩开始，按规定的比例分左、右两侧按测定的距离和高程，逐一展绘出各地形变化点，用直线把相邻点连接起来，即绘出管道的横断面图。如图8.8所示。测量数据记录在表8-2中。图8.8 管道横断面图管道横断面水准测量计录手簿 表8-2测站桩号水准尺读数仪器视线高程高程备注后视前视中间视30+1001.970159.367157.397左91.40157.97左200.40158.97右202.97156.400+2001.848157.519依据纵断面的管底埋深、纵坡设计以及横断面上的中线两侧地形起伏，可以计算出管道施工时的土石方量。项目3 管道施工测量3.1.1准备工作（1） 校核中线施工测量前，应现场察看，必要时要用仪器实地检查原有中桩。已丢失或不稳定的，应进行恢复。（2） 测设施工控制桩 图8.9 施工控制桩施工控制桩分为中线控制桩和位置控制桩（如图8.9所示）。中线控制桩是在中线的延长线上设置的木桩，位置控制桩是在中线垂直方向上所设置的木桩。 （3） 加密水准点为施工中引测高程，应根据原有水准点，于沿线附近每隔约150米左右增加一个临时水准点。临时水准点应在施工范围外，便于保存、便于引测。（4） 槽口放线根据管径的大小、埋置的深度以及土质情况等，计算出开槽宽度，并在地面上定出槽边线位置，撒上白灰线，作为开槽的依据。如图8.10所示。B=b+2mh式中：b为槽底宽度，h为中线的开挖深度，1m为管槽的边坡坡度。图8.10 槽口放线3.1.2施工测量管道施工中测量的主要任务就是依据工程的进度，及时测设出控制中心线位置及开挖深度的标志。 (1)设置坡度板及测设中线钉管道施工中的测量工作主要是控制管道中线设计位置和管底设计高程。为此，需设置坡度板。如图8.11所示，坡度板跨槽设置，间隔一般为1020m，编以板号。根据中线控制桩，用经纬仪把管道中心线投测到坡度板上，用小钉作标记，称作中线钉，以控制管道中心的平面位置。图8.11 坡度板及中线钉(2)测设坡度钉为了控制沟槽的开挖深度和管道的设计高程，还需要在坡度板上测设设计坡度。为此，在坡度横板上设一坡度立板，一侧对齐中线，在竖面上测设一条高程线，其高程与管底设计高程相差一整分米数，称为下反数。在该高程线上横向钉一小钉，称为坡度钉，以控制沟底挖土深度和管子的埋设深度。如图8.12所示，用水准仪测得桩号为0+100处的坡度板中线处的板顶高程为45.292m，管底的设计高程为42.800m，从坡度板顶向下量2.492m，即为管底高程。为了使下反数为一整分米数，坡度立板上的坡度钉应高于坡度板顶0.008m，使其高程为45.300m。这样，由坡度钉向下量2.5m，即为设计的管底高程。图8.12 坡度板的设置项目4 顶管施工测量当地下管道需要穿越其他建筑物时，不能用开槽方法施工，就采用顶管施工法。在顶管施工中要做的测量工作有以下两项：(1)中线测设挖好顶管工作坑，根据地面上标定的中线控制桩，用经纬仪将中线引测到坑底，在坑内标定出中线方向，如图8.13所示。在管内前端水平放置一把木尺，尺上有刻划并标明中心点，用经纬仪可以测出管道中心偏离中线方向的数值，依此在顶进中进行校正。如果使用激光准直经纬仪，则沿中线方向发射一束激光。激光是可见的，所以管道顶进中的校正更为方便。图8.13 顶管中心线方向测设(2)高程测设在工作坑内测设临时水准点，用水准仪测量管底前、后各点的高程，可以得到管底高程和坡度的校正数值。测量时，管内使用短水准标尺。如果将激光准直经纬仪安置的视准轴倾斜坡度与管道设计中心线重合。则可以同时控制顶管作业中的方向和高程。项目5 管道竣工测量管道工程竣工后，为了准确地反映管道的位置，评定施工的质量，同时也为了给以后管道的管理、维修和改建提供可靠的依据，必须及时整理并编绘竣工资料和竣工图。管道竣工测量包括管道竣工带状平面图和管道竣工断面图的测绘。竣工带状平面图主要测绘管道的起点、转折点、终点、检查井及附属构筑物的平面位置和高程，测绘管道与附近重要地物(永久性房屋、道路、高压电线杆等)的位置关系。管道竣工纵断面图的测绘，要在回填土之前进行，用水准测量方法测定管顶的高程和检查井内管底的高程，距离用钢尺丈量。使用全站仪进行管道竣工测量将会提高效率。平面图的测绘宽度依需要而定，一般应至道路两侧第一排建筑物外20m，比例尺一般为150012000。管道竣工纵断面图反映管道及其附属物的高程和坡度，应在管道回填土之前进行，用水准测量测定检查井口和管顶的高程。管底高程由管顶高程和管径，管壁厚度计算求得，检修井之间的距离可用钢尺丈