测量作业指导书

1 测量作业指导书 一 测量前的准备 1 选任测量人员 熟悉测量设备与工具 熟悉交桩单位所提供的 资料和图纸 2 按交通部标准 JTJ 063 85 公路隧道勘测规程 进行测量 仪器设备的常规检验和校正 3 对测量人员进行培训交底 公布工作纪律和桩撅设置要求 明 确标志书写方式和其他注意事项 4 现场查对原设桩撅 并确认无误 拟订新测设或补加桩撅计划 二 交接桩范围及程序 一 范围 1 直线转点桩 曲线交点或付交点桩 圆曲线起点或终点 桩 中点桩 转点桩 与线路有联系的 国家三角点 等级 号码 坐标和地点 2 水准基点及与其有联系的 国家水准基点 等级 号码 坐标和地点 3 工程控制桩 如桥隧两端的控制桩 导线网 三角网以 及间接测量所设的控制桩等 二 程序 1 依据设计单位提出的原设计桩点平面图 剖面图及说明 资料 进行室内审核和现场查对 2 2 用测量仪器对重要桩 点进行施测交接 作出详细记录 3 交接中发现的问题 如误差超限 错误 漏项以及预补 测或精测等事项 应明确处理办法及负责施测单位 4 写出 交桩纪要 交接双方签字 三 建立测量制度 1 分工责任制 技术人员负责仪器测量和计算 测量工及工班 长等分工负责工程放线和放样 2 桩橛使用保护制 施工测量引线和水准基点及中线水准测量 所设桩橛 在侧量作业结束时应立即向领工员或工班长交桩 由其负 责使用和保护 3 测量记录正规化 测量记录应使用规定的格式 不得涂改和 乱划 文字应正楷清晰 记录有误者应划去另写一格 桩橛位置应在 记录上绘图示意 4 测绘仪器具保管制度 测量仪器 工具 设备 应分别规定 使用操作守则 保管养护守则 定期检定守则 明确责任制度 四 控制测量 施工测量一般分控制测量和放样测量 控制测量 应根据业主单位的交桩资料和交桩表的详细情况 结合工程控制精度 要求确定控制测量的等级 以确定控制测量的误差要求 指导控制测 量 隧道控制测量分地表控制测量和洞内控制测量 地表控制测量主 要对设计单位所交付的洞外中线方向和长度以及水准基点高程等进行 复核 洞内控制测量则依据经过校核过的洞口投点 将其引伸入洞 3 作为开挖和衬砌的依据 长隧道及隧道群的复测工作 应由专业的测 量队负责 现场施工人员主要负责洞内控制测量和施工放样 一 遂道平面控制测量等级 隧道控制测量等级见表 隧道控制测量等级隧道控制测量等级 表表 1 边长相对中误差项 目 部位 方法 测量 等级 适用隧道 长度 km 测角中 误差 最弱边起始边基线 二6 8 1 0 1 300001 500001 100000 三4 6 1 8 1 250001 500001 100000 2 4 2 5 1 250001 500001 100000 四 1 5 2 2 5 1 200001 250001 50000 三角测量 五 1 5 4 0 1 100001 250001 50000 二6 8 1 0 直线 1 6000 曲线 1 10000 三4 6 1 8 直线 1 6000 曲线 1 10000 四2 4 2 5 直线 1 6000 曲线 1 10000 洞 外 导线测量 五 2 4 0 直线 1 6000 曲线 1 10000 直线 6 8 二 曲线 5 8 1 0 直线 1 6000 曲线 1 10000 直线 3 6 三 曲线 3 5 1 8 直线 1 6000 曲线 1 10000 直线 2 3 四 曲线 1 5 3 2 5 直线 1 6000 曲线 1 10000 直线 2 洞 内 导 线 测 量 五 曲线 1 5 4 0 直线 1 6000 曲线 1 10000 1 道控制测量精度 直线隧道长度等于或小于 1000m 曲线隧道长度等于或小于 500 4 米时 一般可用中线法测量 大于上列长度的隧道采用中线法 测量 时应根据各测量部位贯通中误差的分配值 见表 1 3 进行检核 隧道控制测量的贯通精度隧道控制测量的贯通精度 mm 表表 2 横向中误差 测量部位两开挖洞口间长度 km 高程中 误差 36S0 5 S1 线条式铟钢水准标尺 S1线条式铟钢水准标尺三 3 0 13 36 S3区格式木制水准标尺 洞 外 四 5 0 5 13S3 区格式木制水准标尺 二 1 0 32S1 线条式铟钢水准标尺 三 3 0 11 32S3 区格式木制水准标尺 洞 内 四 5 0 5 11S3 S1 区格式木制水准标尺 2 隧道水准测量精度 隧道水准测量等级的相应精度规定见下表 隧道水准测量等级及限差隧道水准测量等级及限差 表表 4 限差 vmm 水准测 量等级 每公里水准测量高 差中数中误差 mm 检测已测段高 差之差 测段往返观测 高差不符值 线路闭合差 二 1 0 6 R 4 R 4 L 三 3 0 20 R 12 R 12 L 四 5 0 30 R 20 R 20 L 五 7 5 30 R 30 R 30 L 注 注 R 为测段长度 为测段长度 L 为路线长度 均以为路线长度 均以 km 计 计 7 无论洞外或洞内水准测量 凡两开挖洞口间的水准路线长度大于 5km 时 需进行水准测量设计 水准路线长度小于 5km 时 可不做测 量设计而按五等水准测量的精度要求施测 即与公路线路定测水准精 度相同 3 测量的有关规定 1 每日观测开始 首先对起测的一对水准点间的高差进行检核 合格时才能施测 施测过程中 首先注意选点质量 突起并比较稳定 而且方便通视与观测 水准引测需垫尺垫进行 全程测量过程中保证 前视距后视距累计值基本相等 并且每站前后视视距差不大于视距长 度的 1 4 检测高程与原测高程的较差限值 m限 按下式计算 m限 2 2 m h 其中式中 m h 两水准点间高差的观测中误差 2 各等级水准测量测站观测时 基辅分划读书差 红黑面读书 差应符合下表所列限差规定 标尺读数限差标尺读数限差 表表 5 水准测量等级基辅分划或红黑面读数之差 mm 二0 5 三2 0 四3 0 3 视线长度 前后视距累计差 视线高度参照表 视线长度和视线高度参考表视线长度和视线高度参考表 表表 6 最大视线长度视线距地面高度 m 项目 水准 测量等级 仪器型号 视距 m 前视距累 积与后视 距累积之 差 m 视线长 20m 视线长 20m 8 S175 二 S0 580 3 0 5 0 3 S375 三 S1100 5 三丝能度数三丝能度数 四S3100 10 三丝能度数三丝能度数 4 测段往返观测高差不符值的限差 当采用等级水准测量时 应符合下表规定 测段往返观测高差不符值限差 测段往返观测高差不符值限差 mm 表表 7 水准测量等级平均每公里测站数少于 25 站平均每公里测站数多于 25 站 二 4 R 0 8 n 三 12 R 2 4 n 四 20 R 4 0 n 注 R 为测段往测与返测水准路线长度 km 的平均值 n 为测 段往测与返测站数的平均值 四 控制测量注意事项 1 一般规定 1 洞外控制测量应在每个洞口附近测设不少于三个平 面控制点和两个水准点 作为洞内测量的起测依据 2 洞口投点应便于施工中线放样测量 3 各级导线测量的测角精度和测角回数 参照表 测角精度和测回数测角精度和测回数 表表 8 三角锁和导 线测量等级 测角中误差 仪器等级测回数 9 二 1 0 J1 J2 6 9 12 15 三 1 8 J1 J2 4 6 9 四 2 5 J1 J2 2 3 4 五 4 0 J22 3 4 方向观测法各项限差 见下表 方向观测各项限差 方向观测各项限差 表表 9 仪器 等级 光学测微器两次 重合读数之差 半测回 归零差 各测回同一方向两倍 视轴差 2c 的互差 各测回同一 方向值互差 J11696 J2381310 2 三角测量 使用全站仪测量时 应注意 视线应高出地面和离开障碍物 1 3 米以上 视线应尽量避免通过受电 磁场干扰的地方以及发热 体 一般要求离开高压线 2 5 米 视线背景应避免反光体 在反 光束范围内不得同时出现两个反射器 测距前检查电池电压是否符 合要求 在低温条件下作业时 应有一定的预热时间 使仪器各电 子部件达到正常稳定的工作状态 当洞内有瓦斯时 应采用防暴型 全站仪 由于洞内潮湿及粉尘烟雾影响 使测距光信号能量衰减 影响光波传播 为保证光电测距的精度 施测时宜停止洞内施工作 业 并增强通风和照明 由洞外引伸入洞的测边在洞口以内 15 20 米处读记气温 气压 进行气象校正 3 导线测量 1 线测量应组成多边形闭合导线环 副导线环的测角 量边 10 应按导线布设一般要求办法 2 的两相邻边长不应相差太大 3 导线的两边夹角不易接近 180 五 洞内施工测量 一 施工中线测量 隧道施工中的线路中线测量包括直线和曲线 1 导坑中线的延伸方法 1 冲线延伸 冲线法用于导坑临时中线测设 其方法是仅依据经纬仪测设在支撑 横梁上的三个已知中线点 三点便于互相检核 目测向前瞄线定方向 并用量出长度和偏距 以确保新的中线点 冲线点的间距约 5 米 延 伸长度 直线不宜超过 30m 曲线不宜超过 20m 曲线延伸常用弦线 偏距法 方向距法和长弦支距法 2 经纬仪延伸 当冲线延伸至 20 30 米时 应使用经纬仪定正前端临时中线点 仪 器定正若干次到达设置一个正式中线点的长度时 则需测设正式中线 点 正式中线点的点间距 在直线上一般为 100 200 米 在曲线上为 50 70 米 经纬仪延伸曲线常用切线偏角法 弦线偏角法 临时中线用正倒 镜拨角分中定点 距离可用皮尺丈量 正式中线用两次正倒拨角分中 定点 距离用钢卷尺丈量 3 全站仪定位 在经纬仪延伸至一定距离时 需要用全站仪进行控制导线布设 在 11 导线布设的同时 可利用线路上直线和曲线的关系直接放样线路中心 和隧道中心点 直线段利用正倒镜直接前进定位 曲线段利用曲线放 样方法直接定位 2 曲线测设和计算 理论上曲线放样有很多计算方法 在实际施工过程中 一般根据现 场条件选取适当的测设方法 在此 分析一下常用的测设方法 1 向距法 测设方法 多用于缓和曲线反向延伸和激光导向网路 方向距法 是由已测定的三个临时中线点 A B C 在 AB 方向上量出方向距 Bb 定设 b 点 利用 b C 两点标定 CD 方向 当弦长达到 s3 长度时 定出中线点 D 通用公式 反向延伸时的方向距 Bb s2 sin 2 sin 1 2 1 1 式中 1 B 点上相邻两弦切角之和 即 1 B 前 B 后 2 C 点上相邻两弦切角之和 即 1 C 前 C 后 其中 前 后可由 公路曲线册设用表 查或算出 正向延伸时的方向距 Cb s2 sin 1 sin 1 2 1 2 等弦进测方向方向距公式 t s2 sin 前 后 cos 后 1 3 图1 曲线坐标法 12 式中 s2 前测弦 BC 的弦长 m 前 前测弦的弦切角 即切线偏角 后 已测弦的弦切角 坐标法如上图所式 以曲线起点 ZH 为原点 以始端切线为 x 轴 支距为 y 缓和曲各点的理论坐标 可用支距法计算 即 x l l5 40R2ls2 y l3 6Rls 1 4 式中 l 缓和曲线上任一点至起点的长度 ls 缓和曲线全长 R 圆曲线半径 圆曲线部分各点的理论坐标 可用下式计算 与弧长相对应的圆心角 弧度 值为 57 29578 缓和曲线角 90ls r m 自缓和曲线起点或终点至垂直终点的距离 P 圆曲线自切线向内移动的距离 P ls2 24R 当 ls 及 R 均为标准值时 则 及 P 均为可由曲线测设用表中查 得 2 线偏距法 a 测设方法 13 后 后 后 前进方向 前进方向 图2 向前冲线偏距 向前冲弦偏距 如上图所视 A B 为曲线上用仪器测设的两临时中线 点 欲向前定设 C 点 延伸 AB 弦的方向并取 BC d2 弦延线长度 定下 C 在 C 点以偏距长度 划弧与 B 点量出的弦长 2相交 C 点 即为所测中线点 再依次定设其余各点 向后偏距冲弦 如图 于前述偏距法所不同的是 事先算出 BC 弦向后延伸在 A 点的偏距 并定出 A 点 由 A 与 B 点冲出 BC 弦的方向并量取 2定出 C 点 a 计算方法 曲线上的通用计算式 向前冲弦偏距时 参见图 2 弦偏距安 下式计算 2 sin 前 后 cos 后 1 5 式中 2 前测弦 BC 的弦长 前 前测弦的弦切角 即切线偏角 后 已测弦的弦切角 14 前进方向 图3 向后偏距冲弦 向后偏距冲弦时 弦偏距按下式计算 如上图 1 sin 前 后 cos 前 1 6 式中 1 前测弦 BC 的弦长 前 前测弦的弦切角 即切线偏角 后 已测弦的弦切角 弦延长线按以下两种情况计算向前冲弦偏距时 2 2 cos 后 cos 前 先后偏距冲弦时 1 1 co s 后 cos 前 圆曲线等弦进测时 缓和曲线等弦进测时 可近似地取 式 1 5 1 6 适用于缓和曲线和圆曲线无论等弦或不等弦的 情况 缓和曲线等弦进测时弦偏近似计算式 2 N R 1 7 式中 N 缓和曲线等分的段数 已测定的最后一点的点号 从 ZH 点为 0 起 此后依 次为 1 2 3 N N 即为 HY 点 15 缓和曲线每一等分的长度 R 圆曲线半径 弦线偏距公式 arctg E B E B 1 8 弦线支距公式 E cos E sin E cos E sin 1 9 圆曲线弦偏近似计算式 前后不等弦时 2 1 2 2 R 式中 1 2分别为已知弦和所测弦的弦长 前后等弦时 2 R 3 长弦支距法 长弦支距法也称为切线支距法 洞内测设采用此法灵活方便 它可 在直线 缓和曲线 圆曲线之间跨越 如图 4 所示 y m B xB yB xE xB M x y X yE yB X X Y X ZH HY E xE yE 正测 图4 长弦支距法 计算公式 设长弦方向 BE 为 X 轴 跨在曲线任意位置上 起点 的支距方向为 Y 轴 该段曲线上任意欲测点 M 的长弦支距坐标按下 16 式计算 E B cos B sin E B cos B sin 式中 B B E E 分别为 B E M 三点的切线 支距坐标 其中 角安 1 8 式可计算 上式中算出的正负值 应与 图 4 所示的正负方向一致 在一长弦范围内 公式中 角及其三角函 数值 起终点坐标只需一次计算 反测时 长弦支距坐标按式 1 9 计算 测设方法 起点 B 已定设 BE 长度视需要选择 E 点未定或已定 置镜 B 以 BE 定向并量出 长度定出 点 在 点放出支距 即 定出 M 点 二 施工水准测量 施工水准测量主要用来掌握开挖和衬砌的高程 隧道长度小于 5 时 施工水准测量还要保证隧道工程贯通精度 大于 5 的隧 道需要按测量设计进行洞内水准控制测量 施工水准测量则在控制水 准测量的基础上施测 1 水准点密度 测量精度和观测方法 为便于施工方便 洞内水准点间距一般在 200 米至 500 米之间 水准点用道钉或螺栓埋设在大小避车洞底部或边墙下部 当衬砌工作 面较多时 需事先将水准点加密 大约每 100 米一点 使其在任何部 位置镜时能直接后视水准点传递高程 施工水准测量的精度为五等水准 与线路定测水准精度相同 即每公里水准高程中数中误差不大于 7 5 建立施工水准点的 17 观测方法是线路水准往返测 加密临时水准点可往返观测 也可用双转点法一次观测 但必 须闭合在已知水准点上 双转点法一镜站观测如图 5 所示 1 1 分别为第一条录像带后视 前视尺读数 2 2 分别为第二条路线的 后视 前视读数 同一镜站的两仪器高程应相等 及 H 1 H 2 其中 H 1 HA1 1 H 2 HA2 2 2 洞内高程传递方法见