同济土木工程测量第13章教案2-路线与桥梁、隧道施工

同济大学出版社制作覃辉(3)路线纵断面图的绘制及施工量计算纵断面图(profilemap)既表示中线方向的地面起伏，又可在其上进行纵坡设计，是线路设计和施工的重要资料。纵断面图以中桩的里程为横坐标、其高程为纵坐标进行绘制。常用的里程比例尺有1:5000、1:2000、1:1000几种。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程为比例尺的10~20倍。纵断面图一般自左至右绘制在透明毫米方格纸的背面，这样，可防止用橡皮修改时把方格擦掉。图12-22为路线设计纵断面图，图的上半部，从左至右绘有贯穿全图的两条线，细折线表示中线方向的地面线，是根据中平测量的中桩地面高程绘制的；同济大学出版社制作覃辉粗折线表示纵坡设计线。此外，上部还注有以下资料：水准点编号、高程和位置；竖曲线示意图及其曲线元素；桥梁的类型、孔径、跨数、长度、里程桩号和设计水位；涵洞的类型、孔径和里程桩号；其它道路、铁路交叉点的位置、里程桩号和有关说明等。图的下部几栏表格，注记以下有关测量和纵坡设计的资料：l)在图纸左面自下而上填写直线与曲线、桩号、填挖土、地面高程、设计高程、坡度和距离等栏，上部纵断面图上的高程按规定的比例尺注记，但先要确定起始高程(如图中0+000桩号的地面高程)在图上的位置，且参考其它中桩的地面高程，使绘出的地面线处于图上的适当位置。2)在“桩号”栏中，自左至右按规定的里程比例尺注上各中桩的桩号。3)在“地面高程”栏中，注上对应于各中桩桩号的地面高程，并在纵断面图上按各中桩的地面高程依次展绘其相应位置，用细直线连接各相邻点位，即得中线方向的地面线。4)在“直线与曲线”栏中，应按里程桩号标明路线的直线部分和曲线部分。曲线部分用直角折线表示，上凸表示路线右偏，下凹表示路线左偏，并注明交点编号及其桩号，注明，R，T，L，E等曲线元素。5)在上部地面线部分进行纵坡设计。设计时，要考虑施工时土石方量最小、填挖方尽量平衡及小于限制坡度等道路有关技术规定。同济大学出版社制作覃辉6)在坡度和距离一栏内，分别用斜线或水平线表示设计坡度的方向，线上方注记坡度数值(以百分比表示)，下方注记坡长，水平线表示平坡。不同的坡段以竖线分开。某段的设计坡度值按下式计算： 设计坡度=(终点设计高程－起点设计高程)/平距7)在设计高程一栏内，分别填写相应中桩的设计路基高程。某点的设计高程按下式计算：设计高程=起点高程+设计坡度×起点至该点的平距(4)路线横断面测量路线横断面测量(routecross-sectionsurvey)的主要任务是在各中桩处测定垂直于道路中线方向的地面起伏，然后绘成横断面图。横断面图是设计路基横断面、计算土石方和施工时确定路基填挖边界的依据。横断面测量的宽度，由路基宽度及地形情况确定，一般，在中线两侧各测15~50m，高程、距离的读数取位至0.lm，检测限差应符合表13-13的规定。同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉②经纬仪视距法将经纬仪安置在中桩上，照准横断面方向，量取仪器横轴至中桩地面的高度作为仪器高，用视距测量的方法测量出地形特征点与中桩的平距和高差。该法适用于地形困难、山坡陡峻路线的横断面测量。③全站仪法全站仪法的操作方法与经纬仪视距法相同，其区别在于使用光电测距的方法测量出地形特征点与中桩的平距和高差。该法适用于任何地形条件。3)横断面图的绘制一般采用1:100或1:200的比例尺绘制绘制横断面图。根据横断面测量得到的各点间的平距和高差，在毫米方格纸上绘出各中桩的横断面图。如图13-27中的细实线所示，绘制时，先标定中桩位置，同济大学出版社制作覃辉由中桩开始，逐一将特征点画在图上，再直接连接相邻点，即绘出横断面的地面线。横断面图画好后，经路基设计，先在透明纸上按与横断面图相同的比例尺分别绘出路堑、路堤和半填半挖的路基设计线，称为标准断面图，然后按纵断面图上该中桩的设计高程把标准断面图套在实测的横断面图上。也可将路基断面设计线直接画在横断面图上，绘制成路基断面图，该项工作俗称“戴帽子”。图13-27粗实线所示为半填半挖的路基断面图。根据横断面的填、挖面积及相邻中桩的桩号，可以算出施工的土、石方量。同济大学出版社制作覃辉§13-6路线施工测量路线施工测量(routeconstructionsurvey)的主要工作包括：恢复道路中线，测设施工控制桩、路基边桩和竖曲线。从路线勘测，经过道路工程设计到开始道路施工这段时间里，往往有一部分道路中线桩点被碰动或丢失。为了确保路线中线位置的正确无误，施工前，应进行一次复核测量，将已经丢失或碰动过的交点桩、里程桩等恢复和校正好，其方法与中线测量相同。其余各项路线施工测量工作介绍如下。(1)施工控制桩的测设(constructioncontrolpeglocation)由于路线中线桩在施工中要被挖掉或堆埋，为了在施工中控制中线位置，需要在不易受施工破坏、便于引测、易于保存桩位的地方测设施工控制桩，其方法如下：1)平行线法在设计的路基宽度以外，测设两排平行于中线的施工控制桩，如图13-28所示。控制桩的间距一般取10~20m。同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉§13.7隧道测量§13.7.1隧道测量概述在隧道施工中，尤其是山岭隧道的施工中，为了加快工程进度，一般由隧道两端洞口进行相向开挖。长大隧道施工时，通常还要在两洞口间增加平峒、斜井或竖井，以增加掘进工作面，加快工程进度，见图13-34所示。同济大学出版社制作覃辉隧道自两端洞口相向开挖，在洞内预定位置挖通，称为贯通(holing)。因此，隧道测量(tunnelsurvey)也称贯通测量(holingthroughsurvey)。隧道测量的任务是：准确测设出洞口、井口、坑口的平面位置和高程；隧道开挖时，测设隧道中线的方向和高程，指示掘进方向，保证隧道按要求的精度正确贯通；放样洞室各细部的平面位置与高程，放样衬砌的位置等。与地面测量工作不同的是，隧道施工的掘进方向在贯通之前无法通视，只能完全依据沿隧道中线布设的支导线来指导施工。因为支导线无外部检核条件，同时隧道内光线暗淡，工作环境较差，在测量工作中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，其后果是必须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，这样不但产生巨大的经济损失，还会延误工期。所以，进行隧道测量工作时，要十分认真细致，除按规范的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。同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉§13.7.4洞内控制测量洞内控制测量包括平面控制和高程控制，平面控制采用导线，高程高程采用水准。洞内控制测量的目的是为隧道施工测量提供依据。(1)洞内导线测量洞内导线通常是支导线，而且它不可能一次测完，只有掘进一段距离后才可以增设一个新点。布设一个新点就需要进行测量，一般每掘进20~50m就要增设一个新点。为了防止错误和提高支导线的精度，通常是每埋设一个新点后，都应从支导线的起点开始全面重复测量。复测还可以发现已建成的隧道是否存在变形，点位是否被碰动过。对于直线隧道，一般只复测水平角。洞内导线的水平角观测，可以采用DJ2级经纬仪观测2测回或DJ6级经纬仪观测4测回。观测短边的水平角时，应尽可能减少仪器的对中误差和目标偏心误差。使用全站仪观测时，最好使用三联架法观测。对于长度在2km以内的隧道，导线的测角中误差应不大于±5″，边长测量相对中误差应小于1/5000。

同济大学出版社制作覃辉(2)洞内水准测量与洞内导线点一样，每掘进20~50m就要增设一个新水准点。洞内水准点可以埋设在洞顶、洞底或洞壁上，但必须稳固和便于观测。可以使用洞内导线点标志作为洞内水准点标志，也可以每隔200~500米设置一个较好的专用水准点。每新埋设一个水准点后，都应从洞外水准点开始至新点重复往返观测。重复水准测量还可以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。§13.7.5竖井联系测量(shaftconnectionsurvey)一般在长隧道的中部开挖竖井，增加隧道掘进工作面，以加快工程进度，见图13-34所示。竖井联系测量的目的是将地面控制点的坐标、方位角和高程，通过竖井传递到地下去，以保证新增工作面隧道开挖的正确贯通。根据地面上已有的控制点把竖井的设计位置放样到地面上。竖井开挖过程中，其垂直度靠悬挂重锤的铅垂线来控制，开挖深度用长钢尺丈量。当竖井开挖到设计深度，并根据概略掘进的中线方向向左右两翼掘进约10m后，就必须通过竖井联系测量将地面控制网的坐标、方位角和高程精确地传递到井下，为隧道施工测量提供依据。同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉§13.8桥梁施工测量桥梁按其轴线长度一般分为特大(>500m)、大(100~500m)、中(30~100m)、小(<30m)四类，平面形状可分为直线桥和曲线桥两种，按结构形式又可分为简支梁桥、连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等，其施工测量的方法及精度要求随桥梁轴线长度而定，内容有平面控制测量、高程控制测量、墩台定位和墩台基础及其顶部放样等。本节只介绍中、小型、直线桥梁施工测量(bridgeconstructionsurvey)的主要内容。§13.8.1桥位控制测量(1)桥位平面控制测量为保证桥梁与相邻线路在平面位置上正确衔接，必须在桥址两岸的线路中线上埋设控制桩。两岸控制桩的连线称为桥轴线(bridgeaxis)，两控制桩之间的水平距离，称为桥轴线长度。桥位平面控制可以采用三角测量、边角测量或GPS测量的方法建立，常用桥位控制网的图形为双三角形(图13-50a)、大地四边形

(图13-50b)和双大地四边形(图13-50c)。布设成三角网时的网形要求如下：1)桥轴线一般与基线一端连接，成为控制网的一条边，桥轴线与基线交角尽量近于垂直，基线长度一般不小于桥轴线长度的0.7倍。2)三角网的传距角应尽量接近60°，一般不宜小于30°，困难情况下应不小于25°；同济大学出版社制作覃辉3)三角点应选在不被水掩、不受施工干扰的地方。《公路桥位勘测设计规程》规定的桥位三角网的精度指标见表13-21，铁路桥梁的要求略有不同。同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉同济大学出版社制作覃辉由于跨河水准测量视线较长，读数困难，可在水准尺上安装一块可以沿尺上下移动的觇板。如图13-52所示，觇板用铝或其它金属或有机玻璃制造，背面设有夹具，可沿水准标尺面滑动，并能用固定螺丝控制，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(用马尾丝或细铜丝)。由观测者指挥立尺员上下移动