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水运工程测量规范 JTS131 2012 2013年6月6日 北京 宣贯培训 水运工程水运是交通运输业的铁路 公路 水运 民航 管道五大运输方式之一 水运工程主要包括 港口工程 指港口水工建筑物的新建 扩建和改建工程港口供货物装卸 堆存 转运和旅客集散之用的陆地工程 包括防波堤 码头 修船和造船水工建筑物 进出港船舶的航标与灯塔等导航设施和港区护岸工程 也包括港内铁路 道路 较长时间堆存货物的仓库或堆场及车库 停车场 机具修理车间 工具房 变电站 消防站 行政服务房屋等港口附属设施工程 航道工程 指航道工程是指航道整治 航道疏浚和航运枢纽 过船建筑物等航道设施以及其他航道附属设施的新建 扩建和改建工程 人工岛 护滩工程 海底管沟工程 吹填造地工程等 水运工程测量 水运工程测量规范 JTS131 2012中水运工程测量内容包括 平面控制测量 高程控制测量 水位控制测量 地形测量 水深测量 变形测量 施工测量 制图 水运工程测量内容涉及测绘资质专业分类的工程测量和海洋测绘两个专业类别 2009版 测绘资质分级标准 对工程测量和海洋测绘专业范围的规定 强制性标准与强制性条文2012版 水运工程标准管理办法 第七条规定 水运工程标准分为强制性标准和推荐性标准 水运工程测量规范 JTS131 2012为强制性行业标准 2012版 水运工程标准管理办法 第八条规定 水运工程标准强制性条文是直接涉及人民生命财产安全 人身健康 节约资源 环境保护和其他公众利益 以及考虑了提高社会效益和可持续发展等政策要求 必须严格执行的强制性规定 水运工程测量规范 JTS131 2012有第3 0 5条 第3 0 12条和第9 1 8条三条强制性条文 必须严格执行 标准代码上一版 水运工程测量规范 的标准代码为JTJ203 2001 现行 水运工程测量规范 标准代码为JTS131 2012 JTJ 表示交通行业建设标准 新的 水运工程建设标准体系表 中规定了 JTS n 表示强制性标准为 JTS T n 表示推荐性标准 标准代码字母表示如下 JTS JT表示 交通行业标准 S表示 水运建设标准 T 表示 推荐性标准 n 标准顺序号 分序号 标准发布年 9 1一般规定9 2监测网布设9 3监测网观测9 4水平位移观测9 5滑坡观测9 6垂直位移观测9 7倾斜观测9 8内业处理 第九章变形测量 水运工程测量规范 JTJ203 2001 第10章变形测量 水运工程测量规范 JTS131 2012 第9章变形测量 9 1 1变形测量可分为四个等级 变形测量点可分为基准点 工作基点和变形观测点 变形观测点相对于最近基准点的观测精度和适用范围应符合表9 1 1的规定 注意表中规定等级对应的适用范围 本规范对垂直位移观测变形观测点高程中误差的规定精度要求弱于国标 考虑了水运工程的特点 点位中误差要求与国标一致 9 1 1条是原规范10 1 1条和10 1 2条的合并 将原规范的 监测点 修改成了 工作基点 避免歧义 与国标一致 对变形测量等级的划分的规定 主要是据测量的特点及目前的测量技术水平 仪器设备等确定的 现根据误差传播定律并考虑 工程测量规范 GB50026 条文说明的分析方法 以及设计 施工部门对变形观测精度要求 具体说明如下 确定变形点观测精度指标所考虑的基本原则是 1 根据设计施工要求 变形体的日平均位移量小于某一允许值可取其1 5作为观测精度限值 2 根据设计施工要求 变形体的累计位移量小于某一允许值 可取其1 20作为观测精度限值 9 1一般规定 变形测量 一般规定 变形观测时 一般采用大地测量方法 其观测精度受到一定的限制 因此 在划分变形观测等级时 一方面应满足工程设计和施工的需要 另一方面各等级观测精度不能定的过高 本规范的变形观测等级按变形点水平位移观测相对点位中误差及垂直位移观测的高程中误差进行划分 共分为四个等级 其精度系列以每一等级按2倍递减 并规定一等变形观测的精度为 变形点水平位移观测的点位中误差为 1 5mm 垂直位移观测的高程中误差为 0 5mm 依此可推得二 三 四等的观测精度 这样规定的精度在采取一定措施后 用常规测量方法是可以达到的 9 1 2变形监测网等级应根据观测的内容 性质 目的和要求 按照观测中误差的绝对值为允许变形值的1 10 1 20的原则确定 9 1 2条规定了 按照观测中误差的绝对值为允许变形值的1 10 1 20的原则 确定 变形监测网等级 的要求 实践证明 此原则是合理的 既能满足要求 又是不难实现的 变形测量 一般规定 9 1 3变形监测网宜采用独立坐标和假定高程 9 1 3条的规定 是因为变形观测所关心的是各周期观测间变形点的位移量的大小 因此一般采用独立坐标系统和假定高程系 而且变形观测结果都是相对变化量 用独立的控制网更有利 9 1 4每次观测应固定观测人员和仪器设备 采用相同的观测线路和观测方法 选择最佳时段 并在规定的环境条件下进行 本条的规定主要是因为观测条件 路线和方法不同 会引起人为误差 从而减弱了各次成果的可比性 9 1 5变形观测的周期应根据工程阶段和工程设计要求确定 特殊情况应增加观测次数 新增的对于观测周期的一般规定 9 1 6每期变形观测前 应按相应等级的观测精度对所需的工作基点或基准点进行检查 原规范10 3 5条 9 1 7变形监测网的测设和变形观测的各项原始记录数据 应及时整理 检查 每期观测结束后 应及时处理观测数据 新增的对内业处理节的一般规定 变形测量 一般规定 9 1 8变形测量过程中出现下列情况之一时 应及时通知有关部门 并适当增加观测次数或调整变形测量方案 1 变形观测成果或变形速率出现异常变化 2 变形测量标志遭破坏 3 监测体及其周边或开挖面出现塌陷 滑坡 影响观测成果 4 监测体 周边建筑及地表出现大的变化 影响观测点和工作基点稳定 5 由于风暴潮 地震 暴雨 冻融等自然灾害引起的异常情况 影响观测成果 9 1 8条是新增强制性条文 变形监测的目的是及时掌握监测体的变形情况 确保监测体在施工或运营期间安全 并提供准确的安全预报 所以 一旦观测成果出现本条所列情况之一时 要求即刻通知建设单位和施工单位 及时采取相应措施 防止工程事故发生 变形允许值可参考 工程测量规范 GB50026 2007 确定 变形测量 一般规定 9 2 1变形监测网布设前 应充分收集测区已有基础资料 并根据测区的地形 地质条件和现有的仪器设备及变形观测的性质 内容和要求 进行全面计划和设计 施工控制网应与监测网联测 一个测区的监测网应一次布设 原施工控制网相邻点间的相对精度满足变形观测要求时 可直接作为基准点或工作基点 9 2 1条监测网由基准点 工作基点和变形观测点组成 由于变形观测要求的观测精度要求较高 而且变形区域一般不大 因此一个测区的变形监测网应一次性布设 为了提高经济效益 充分利用已有平面控制点 这次修订中明确了直接利用施工控制网点的限制规定 9 2监测网布设 变形测量 监测网布设 9 2 2变形监测网的布设应符合下列规定 9 2 2 1平面控制可采用边角网 三角网和GPS网等形式 受地形条件限制时 可布设成导线网形式 9 2 2 2导线网中相邻结点间的导线点数不得多于2个 9 2 2 3高程控制应采用闭合水准网形式 9 2 2条由原规范的2款调整为3款 删除了 当采用GPS网时 其起算点不应少于2个 的规定 关于变形监测网布设 不论是一次布设 还是逐级布设 都称 监测网 布网的形式可以多种 但是从基准点直接观测变形点的具体方法要做精度分析 一经确定下来 以后应用要用同一方法观测 此外高程控制采用闭合水准网要求是因为同一个闭合水准网相对精度需保证 9 2 3基准点及工作基点的布设要求 9 2 3条由原规范的5款调整为4款 使得内容与本条标题吻合 将原规范10 2 3 3款变为9 2 4条 关于基准点及工作基点的布设包括四各方面的规定 9 2 3 2和9 2 3 4款是关于布设工作基点和埋设标石的规定 文字好理解 在执行时也好掌握 这里不再说明 其余两款就是该条的条文说明中所说的 必要的限制条件 变形测量 监测网布设 9 2 3 1款除规定了基准点选点要求外 还强调了 一个测区的基准点不应少于3个 9 2 3 3款规定 采用视准线法进行水平位移观测时 两端应布设基准点或工作基点 视准线偏离变形点的距离不应大于20mm 并应在视准线上至少布设2个检查点 这样就可以检查基准点的稳定性和保证观测精度 9 2 4变形观测点应选择在能反映变形体特征又便于监测的位置 9 2 4条变形观测点布设位置 一般都是指水工建筑物面层的前 后沿 伸缩隙两侧 防坡堤 围埝 护岸 护坡顶部 中部或临近水面处等 9 2 5采用GPS进行变形测量时 GPS点位选择应符合第4 4 5条的规定 GPS基准点应埋设在变形区域外 对远离岸边的水上建筑物进行变形观测时 GPS网点应设置在水工建筑物顶部 9 2 5条的前半部分内容从文字上表述上对原规范进行了调整 强调了GPS基准点的埋设要求 规定了GPS基准点点位布设要求 其点位选择的规定与平面控制测量中第4 4 5条相同 至于 GPS网点应设置在水工建筑物顶部 则是为了减少水面和物体引起的多路径效应的影响 变形测量 监测网布设 9 3 1条是对监测网精度的规定 在变形观测中 需要求得的是变形点相对于基准点 或工作基点 的变形量 建立监测网的目的 不仅是用来计算高程和平面坐标 更主要是为了验核基准点的稳定性 以便在部分基准点不稳时 能及时恢复其点位 因此 对监测网精度的要求 不只是为了提高观测变形点的精度 而是要求在任何情况下 各周期变形观测的结果应保持可比性 即应保证观测变形量的极限误差不大于观测周期内预估变形量 若设变形点的观测精度m1 监测网的观测精度m0 相邻两次等精度测得的变形量的精度为m2 当基准点稳定时 有以下关系 9 3监测网观测 变形测量 监测网观测 很显然 这时监测网的观测精度对变形量的精度没有影响 当基准点不稳定时 这时有 若规定m0 m1 并取2倍的中误差作为观测变形量的极限误差M 则 M 4m1式中M 观测变形量的极限误差 根据本规范9 3 1的规定 若设允许变形值为 则m1为 代入式 9 3 1 3 后得M为 变形测量 监测网观测 在实际工作中 往往是通过多次观测后 变形体的变形量才达到允许变形值 若按2 5个观测周期进行计算 则观测周期内的预估变形值估为 因此 这时取监测网的观测精度与变形点的观测精度相同 可以满足各周期观测结果的可比性和连续性的要求 9 3 2条是关于起算边相对中误差的规定 明确了GPS测量边长精度保证时 可以放宽边长限制的条件 变形测量 监测网观测 平面监测网相邻基准点的相对点位中误差 可按下式估算 式中M 相邻基准点相对点位中误差 m ms 边长中误差 mm M 测角中误差 S 相邻基准点的边长 为了使各等级监测网的测角精度与国家相应等级三角网的测角精度相适应 本规范规定各等级监测网的测角精度与国家规范相应等级三角网的测角精度相同 对于边角网 取相邻基准点纵向观测误差与横向观测误差相等 由此可得 其结果见表9 3 2 1 9 3 2 1 变形测量 监测网观测 边角网测边精度及边长计9 3 2 1表 M相邻基准点相对点位中误差 m ms边长中误差 mm M 测角中误差 S 相邻基准点的边长 变形测量 监测网观测 边长观测的测回数是按下式确定的 式中n 测回数 9 3 2 2 测距仪一测回测距中误差 I类测距仪取5mm II类取10mm 边长观测时一测回读数较差 各测回观测较差 往返观测较差时按本规范条文说明4 3 3的方法确定的 按式 9 3 2 1 同样也可确定三角网的边长 在计算时 从不利的情况考虑 边长中误差按相应等级三角网最弱边的精度进行计算 计算结果如表9 3 2 2所示 变形测量 监测网观测 三角网边长计算表表9 3 2 2 由于变形观测网的边长较短 所以三角测量不能用于一级监测网观测 变形测量 监测网观测 9 3 3对于三等以上的GPS监测基准网 应采用双频GPS接收机观测 并采用精密星历进行数据处理 本条是新增内容 为保证控制网布设精度而定 9 3 4条规定了高程监测网的主要技术指标 设水准测量每站中误差为mh 相邻连基准点间的测站数为n 相邻基准点间的高差中误差为 取n 8 则可得监测网每测站的高差中误差 如表9 3 4所示 高程监测网每测站中误差表9 3 4 变形测量 监测网观测 三 四等水准每测站中误差分别为 1 5mm和 2 0mm 但在一般水准测量作业时 观测误差中大部分是系统误差 而在变形观测中 由于每期观测采用相同的观测路线 固定作业人员和仪器 在比较相邻两周期的观测高差时 大部分系统误差得以抵消 其观测误差主要受偶然误差的影响 因此 按本规范三 四等水准观测要求可以达到相应等级高程监测网的精度要求 9 3 5各等级监测网在建网初期和停止变形观测后均应进行复测 变形观测期间 应每半年复测1次 对监测网的稳定性产生怀疑时 应随时进行复测 其复测精度应符合表9 3 1的规定 9 3 5条规定的变形点的位移量是根据基准点计算出来的 基准点是否稳定将直接影响变形观测的成果 因此 在测站对工作基点和基准点进行检查 以及定期复测监测网是非常必要的 特别是停止变形观测后复测是目前忽略最多的 对最终变形结果会产生歧义 本条对原规范 各等级监测网应定期进行复测 宜在建网初期和停止变形观测后各复测1次 作了调整 变形测量 监测网观测 9 4 1条是原规范10 4 7条 明确了水平位移观测的精度要求 即应符合第9 1节表9 1 1的规定 该表是变形观测点相对于最近基准点的观测精度和适用范围 是对水平位移观测精度总体要求 9 4 2条规定了变形观测点的布设要求 具体应用时 要根据项目的特点和变形体的具体情况选择合适的位置 变形观测点的布设应与变形体密切结合 应选择在既能代表该部位变形体的变形特征又便于观测的位置 水工建筑物应设置在墩式结构的四角 转角内侧 纵横轴线上 沉降或伸缩缝 码头的前后沿 不同基础或地基交结处或断面发生变化的两侧等 对远离岸边的水上建筑物采用GPS进行变形观测时 观测点应设置在水工建筑物顶部 9 4 3条增加了测边交会的要求 9 4 4条是原规范10 4 2条 9 4 5条是原规范10 4 3条 采用经纬仪投点法或小角法时 应检验经纬仪的垂直轴倾斜误差 垂直角超出3 时 应进行垂直轴倾斜改正 当采用小角度法观测时 观测点的精度可按下式估算 9 4水平位移观测 变形测量 水平位移观测 ms m L 9 4 2 式中ms 位移中误差 m M 测角中误差 L 视准线长度 m 206265 9 4 6条是关于采用视准线法时的规定 增加了4款规定 9 4 6 1款是新增内容 是对采用视准线法时观测基点选择的规定 9 4 6 2款关于视准线离各种障碍物应有1m以上的距离的规定 是为了减弱旁折光的影响 9 4 6 3 9 4 6 4与原规范内容一致 9 4 6 5款关于基点和观测点应浇筑带强制对中装置的观测台或观测墩 墩面离地表1 2m以上 是为了减弱近地面大气湍流的影响 各观测台面或观测墩面力求基本位于同一高程面内 是为了减弱观测仪竖轴倾斜对观测值的影响 变形测量 水平位移观测 9 4 6 6款是新增内容 是对视准线的长度的要求 视准线的长度一般不应超过300m 否则需分段观测 分段观测是要求先在中间工作基点上观测位移量 而后再分段观测各观测点的位移量 最后将各位移量化算到统一的基准下 9 4 7条保留原规范内容 规定 采用DGPS法时 其观测技术要求应符合第4 4节的有关规定 应考虑其适用范围 对于变形量大 需要及时监测 适时处理数据 施工速度较快的监测项目可采用RTK DGPS进行 这样既能保证精度 又易于操作 9 4 8条删除了比对要求 规定 采用全站仪自动跟踪测量观测时 应符合现行 工程测量规范 GB50026 中的有关规定 由于自动跟踪测量全站仪在大型工程中已得到较为广泛的应用 反射片通常用于较短的距离测量 其精度可满足普通精度的变形监测的需要 9 4 9条是新增 明确了只要观测精度符合表9 1 1的规定 可根据项目的特点 精度要求 变形速率和变形体的安全指标要求 适当选择其他方法 或者同时采用多种方法进行水平位移观测 这样的原则规定有利于提高经济效益 变形测量 水平位移观测 本节的重点是9 5 2条关于滑坡观测点的布设 9 5 4条滑坡水平位移观测的精度和9 5 5条关于滑坡观测的频次的要求 特别是滑坡观测 要求 在雨季宜每半个月或一个月测一次 在旱季宜每季度测一次 发现滑速增快 有大滑动可能或遇暴雨 地震 解冻等情况时 应及时增加观测次数 除此之外 还应考虑大风大浪 台风 风瀑潮过后增加观测 9 5 8条是新增节 单个滑坡体的变形观测点不宜少于3个 临近江河的滑坡体 尚应监测水位的变化 节本是关于观测点数目及临近江河的滑坡体与相关水位观测的规定 是因为临近江河的滑坡体的位移与水位变化会对邻近的滑坡体产生影响 因此要求在滑坡观测时观测邻近的水位 本节其他各项规定较好理解 不再多加说明 9 5滑坡观测 变形测量 滑坡观测 9 6垂直位移观测 本节对应原规范的 沉降观测 主要考虑到原规范 沉和降 都是向下变形 而实际监测中往往会碰到变形点回弹或隆起 因此本规范采用了 垂直位移观测 这个概念 这样也便于描述表层垂直位移和内部垂直位移 分层沉降 同时与 工程测量规范 GB50026 2007 和 水运工程水工建筑物原型观测技术规范 JTJ218 2005 也都相符 9 6 1 9 6 10各条主要是根据多年来的实际经验参考现行国标 工程测量规范 GB50026 对原规范进行了补充完善而成 9 6 2 2款的规定是对内部垂直位移观测点的位置和数量的要求 每个观测断面不得少于2个观测点 其观测点的设置应沿铅垂线方向 每一土层不得少于1点 最浅的观测点应设在基础底面下不小于0 5m处 最深的观测点应设在岩石层或超过压缩层理论深度处 经论证也可设在适当深度处 这是为了客观反映内部垂直位移情况 变形测量 垂直位移观测 9 6 5条是关于表层垂直位移观测方法及精度的规定 以表格的形式列出 使用较方便 而高程精度要求则以表注形式出列 虽然是标注 但这也是本节的重点之一 也请大家与表9 1 1结合起来学习 9 6 6垂直位移观测的各项记录应注明观测时的水文 气象情况和荷载变化 利于后续分析 9 6 8内部垂直位移观测应每个观测点平行测定2次 读数差不大于 2mm 9 6 9静力水准测量应满足下列要求 新增 观测前 应对观测头的零点差进行检验 应保持连通管路无压折 管内液体无气泡 观测头的圆气泡应居中 两端测站的环境温度不宜相差过大 仪器对中误差不应大于2mm 倾斜度不应大于10 宜采用两台仪器对向观测 也可采用一台仪器往返观测 液面稳定后 方能开始测量 每观测一次 应读数3次 取其平均值作为观测值 变形测量 垂直位移观测 9 6 9条规定了静力水准测量用于垂直位移观测的具体技术要求 在原规范内只是作为引用规定 这里是新增加的 所以规定的比较具