测量教案15章_桥隧测量.ppt

第15章隧道与桥梁测量 15 1隧道测量概述为加快工程进度 隧道两端洞口进行相向开挖长大隧道施工时 两洞口间增加平峒 斜井 竖井以增加掘进工作面 加快工程进度贯通 隧道自两端洞口相向开挖在洞内预定位置挖通 隧道测量 贯通测量任务 准确测设出洞口 井口 坑口的平面位置和高程隧道开挖时 测设隧道中线方向和高程指示掘进方向 保证隧道按要求正确贯通放样洞室细部平面与高程 放样衬砌位置 隧道测量 隧道施工的掘进方向在贯通前无法通视只能完全依据沿隧道中线布设支导线指导施工支导线无外部检核条件隧道内光线暗淡 工作环境差测量时极易产生疏忽或错误造成相向开挖隧道的方向偏离设计方向使隧道不能正确贯通后果 部分拆除已经做好的衬砌削帮后重新衬砌 或采取其它补救措施从而产生巨大经济损失 并延误工期 隧道测量时 应十分认真细致除按规范要求严格检验与校正仪器外还应注意采取多种有效措施削弱误差避免发生错误洞内支导线测量中 因测量误差积累使两个相向开挖的隧道中线不能准确衔接错位距离 贯通误差分解为纵向贯通误差 t横向贯通误差 u高程贯通误差 h t 只影响隧道长度与工程质量关系不大 不考虑 t时隧道贯通相遇于一垂直于中线平面 贯通面规范只规定了贯通面上 u与 h的限差 铁路测量技术规则 长度 4km铁路隧道 u 100mm t 50mm 公路隧道勘测规程 长度 3km公路隧道 u 150mm h 70mm3km 6km公路隧道 u 200mm u 70mm隧道测量工作内容洞外控制测量 洞内控制测量 洞内中线测设和洞内构筑物放样等 15 2洞外控制测量控制测量中误差 由测量误差引起在贯通面上产生的贯通误差取上述容许误差的一半如3km公路隧道的横向中误差 75mm高程中误差 35mm贯通误差来源 洞外 洞内控制测量洞外控制测量精度设计时应将贯通误差按误差传播定律分解为洞外 洞内横向误差和高程误差 公路隧道勘测规程 贯通误差分配方案见表 1 洞外平面控制测量任务 测定各洞口控制点位置做为引测进洞和测设洞内中线的依据要求洞外平面控制网应包括洞口控制点建立洞外平面控制方法 敷设中线法 精密导线法 三角锁法和GPS法只介绍精密导线法 GPS法 精密导线法洞外沿隧道线形布设精密光电测距导线 测定各洞口控制点平面坐标采用正 副导线组成若干个导线环构成控制网主导线沿两洞口联线方向敷设同时观测水平角边长副导线只测水平角 用不低于DJ6级经纬仪观测 GPS法GPS测定各洞口控制点平面坐标控制点间可以互不通视 没有测量误差积累适合于特长隧道及通视条件较差的山岭隧道 2 洞外高程控制测量按测量设计规定的精度要求施测隧道洞口附近水准点高程包括隧道进出口 竖井口 斜井口和坑道口作为高程引测进洞的依据用三 四等水准测量 两洞口间距 1km时应在中间增设临时水准点隧道不长 高程控制测量等级在四等以下时 也可用光电测距三角高程测量的方法观测三角高程测量的光电测距最大边长 600m每条边均应进行对向观测高差计算加地球曲率改正 15 3隧道施工测量隧道正式开挖之前测设掘进方向开挖中 测设隧道中线和腰线 指示掘进方向隧道开挖到一定距离后 洞内控制测量要在隧道中间开挖竖井 还需竖井联系测量 1 隧道掘进方向的测设与标定根据洞外控制点坐标和路线交点JD设计坐标算出进洞点处的隧道掘进夹角 A按 A定出A JD方向算出进洞点B的隧道掘进夹角 B按 B定出B JD方向 隧道掘进方向的测设与标定 定出掘进方向标定在地面上掘进方向埋设并标定A1 A2 A3 A4桩垂直于掘进方向埋设并标定A5 A6 A7 A8桩桩位埋设混凝土桩或石桩点位选取 施工中不被破坏和扰动测量进洞点A A2 A3 A6 A7点距离以便施工中随时检查和恢复洞口点位置 2 开挖施工测量1 隧道中线和腰线测设逐步往洞内引测隧道中线和腰线中线 控制掘进方向腰线 控制掘进高程和坡度 中线测设隧道每掘进20m测设一中线桩 将中线向前延伸中线桩可同时埋设在顶部和底部测设隧道曲线段中线桩时 因为洞内工作面狭小不可能使用切线支距法或偏角法测设中线桩一般用逐点搬移测站的偏角法进行测设也可计算加桩点的坐标 用全站仪坐标放样 逐点搬移测站的偏角法测设隧道曲线 腰线测设高程由洞口水准点引入 随隧道掘进延伸每隔10m在岩壁上设置一个临时水准点每隔50m设置一个固定水准点保证隧道顶部和底部按设计纵坡开挖和衬砌正确放样水准测量 往返观测根据洞内水准点高程 沿中线方向每隔5m 10m在洞壁上高出隧道底设计地坪高1m的高度标定抄平线 腰线 2 掘进方向指示用带激光指向功能全站仪 拓普康GPT 3000LN激光经纬仪 ET 02激光电子经纬仪防爆型激光指向仪 JZY 3指示掘进方向 光电跟踪靶安装在掘进机器上激光指向仪安置于工作点调整好视准轴方向 坡度发射激光束照射在光电跟踪靶上掘进方向发生偏差时掘进机的光电跟踪靶输出偏差信号给掘进机掘进机通过液压控制系统自动纠偏使掘进机沿着激光束指引的方向和坡度正确掘进 3 开挖断面放样盾构机钻头架是根据隧道断面专门设计的可保证隧道断面在掘进时一次成形混凝土预制衬砌块组装一般与掘进同步或交替进行所以 不需要测量人员放样断面 用凿岩爆破法施工每次爆破后 将设计隧道断面放样到开挖面上以供施工人员安排炮眼 准备下次爆破开挖断面放样在中垂线和腰线的基础上进行包括两边倒墙和拱顶两部分的放样工作在设计图纸上一般都给出断面宽度 拱脚和拱顶标高 拱曲线半径侧墙放样是以中垂线为准向两边量取开挖宽度一半 用红漆或白灰标出拱形部分可根据计算或在AutoCAD上标注的尺寸放出圆周上的1 2 3 等点 连成圆弧 拱顶放样 盾构机掘进 15 4洞内控制测量平面控制 导线 高程控制 水准为隧道施工测量提供依据 1 洞内导线测量支导线 不能一次测完每掘进20m 50m增设一个新点为防止错误和提高支导线精度每埋设一新点 从支导线起点开始全面重复测量复测还可发现已建成隧道是否有变形点位是否被碰动过对于直线隧道 一般只复测水平角长大隧道 还需加测陀螺导线边 以控制方向误差 2 洞内水准测量每掘进20m 50m增设一个新水准点洞内水准点可埋设在洞顶 洞底或洞壁须稳固和便于观测可用洞内导线点标志作洞内水准点标志也可每隔200m 500m设置一个较好的专用水准点每新埋设一个水准点后应从洞外水准点开始至新点重复往返观测重复水准测量还可监测已建成隧道的沉降情况这对在软土中修建的隧道特别重要 15 5竖井联系测量长大隧道施工 为增加隧道掘进工作面加快工程进度 通常在其中部开挖竖井竖井联系测量 地面控制点坐标 方位角 高程通过竖井传递 地下保证新增工作面隧道开挖正确贯通根据地面已有控制点测设竖井开挖位置竖井开挖时 其垂直度靠悬挂重锤的铅垂线控制开挖深度可用长钢尺丈量竖井开挖到设计深度根据概略掘进中线方向向左右两翼掘进10m后应通过竖井联系测量将地面控制点的坐标 方位角 高程精确传递到井下 为隧道施工测量提供依据 方向法一井定向 陀螺经纬仪传递方位角 高程传递 15 6桥位控制测量按轴线长度分四类 特大 500m 大 100m 500m 中 30m 100m 小 30m 平面形状 直线桥 曲线桥结构形式 简支梁桥 连续梁桥 拱桥斜拉桥 悬索桥施工测量方法与精度要求随桥梁轴线长度定内容 平面控制测量 高程控制测量 墩台定位 墩台基础 顶部放样 1 桥位平面控制测量桥址两岸 路线中线埋设控制桩两岸控制桩连线 桥轴线两控制桩间平距 桥轴线长度桥位平面控制可用三角测量 边角测量或GPS测量常用桥位控制网图形 双三角形 大地四边形双大地四边形 网形要求 桥轴线与基线一端连接 成为三角网一条边桥轴线与基线交角尽量垂直基线长度 桥轴线长度0 7倍 三角网传距角尽量接近60 一般不宜小于30 困难情况不小于25 三角点应选在不被水掩 不受施工干扰的地方 桥位控制网图形 双三角形与大地四边形 桥位控制网图形 双大地四边形 2 高程控制测量水准测量方法建立水准点埋设在桥址附近安全稳固 便于观测位置桥址两岸至少应各设一个水准点引桥较长时 应适当增设地质条件较差或易受破坏地段应加设辅助水准点或明 暗标志桥位水准点应与路线水准点联测必要时与桥位附近其它单位水准点或工程设施联测水准点高程一般用国家水准点高程相距太远 联测有困难时可引用桥位附近其它单位水准点 或用假定高程 桥梁施工要求在河流两岸建立统一高程系统需跨河水准测量 如在桥位上 下游不远处国家测绘部门或其它单位进行过跨河水准测量观测方法和成果精度符合要求的可利用否则需自行测量 跨河水准测量 选在桥渡附近河宽最窄处两岸测站点和立尺点可布成对称图形1 2 测站点 A B 立尺点要求1 A 2 B距离尽量相等1 B 2 A距离尽量相等1 A 2 A距离 10m观测时 视线距水面的高度宜大于3m 跨河水准测量视线较长读数困难 在水准尺上安装一块可沿尺上下移动觇板觇板 铝或金属或有机玻璃背面设夹具可沿水准标尺面滑动能用固定螺丝控制将觇板固定于标尺任一位置觇板中央开一小窗小窗中央安一水平指标线由观测者指挥立尺员上下移动觇板使觇板上的水平指标线落在水准仪十字丝横丝上立尺员在水准尺上读取标尺读数 15 7桥墩的测设桥墩测设应进行两次水中桥墩基础 墩底 采用浮运法施工时目标处于浮动中的不稳定状态其上无法安置测量仪器因此墩底测设一般采用方向交会法在已稳固的墩台基础上定位时可用直接法 方向交会法或极坐标法 1 直接法直线桥梁的墩台测设全站仪安置在桥轴线控制点A在AB连线上分别用正倒镜分中法测设出A点距墩台中心P1 P2 P3的水平距离 全站仪搬至对岸B点在连线上分别采用正倒镜分中法测设出B点距墩台中心P1 P2 P3的水平距离两次测设的墩台中心位置误差应小于2cm 2 方向交会法C A D点各安置