线路测量与桥梁隧道施工测量.pptx

12.1 12.1 线路测量概述线路测量概述线路工程建设（如铁路、道路、输电线路等）过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。线路工程测量：第1页/共73页1、收集规划设计区域各种比例尺地形图、平面图和断面图资料，收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料2、根据工程要求，利用已有地形图，结合现场勘察，在中小比例尺图上确定规划路线走向，编制比较方案等初步设计。3、根据设计方案在实地标出线路的基本走向，沿着基本走向进行控制测量，包括平面控制测量和高程控制测量12.1.1 12.1.1 线路测量的任务和内容线路测量的任务和内容第2页/共73页4、结合线路工程的需要，沿着基本走向测绘带状地形图或平面图，在指定地点测绘点地形图。测图比例尺根据不同工程的实际要求参照表12-1选定5、根据定线设计把线路中心线上的各类点位测设到实地，称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等6、根据工程需要测绘线路断面图和横断面图。比例尺则依据工程的实际要求参照表12-1确定7、根据线路工程的详细设计进行施工测量。工程竣工后，对照工程实体测绘竣工平面图和断面图。第3页/共73页1、全线性：测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段2、阶段性：阶段性既是测量技术本身的特点，也是线路设计过程中的需要3、渐近性：线路工程从规划到施工、竣工经历了一个从粗到精的过程12.1.2 12.1.2 线路测量的基本特点线路测量的基本特点返回第4页/共73页规划选线阶段线路工程的勘测阶段线路工程的施工放样阶段工程竣工运营阶段的监测12.2 12.2 线路测量的基本过程线路测量的基本过程返回第5页/共73页12.3 12.3 中线测量中线测量线路工程的中心线由直线和曲线构成。中线测量：通过线路的测设，将线路工程中心线标定在实地上。主要内容：测设中心线起点、终点、各交点（JD）、转点、量距和定桩，测量线路各偏角（），测设圆曲线等。第6页/共73页1、交点的测设路线的转折点称为交点，它是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。12.3.1 12.3.1 线路中线测量线路中线测量第7页/共73页1）根据地物测设交点根据交点与地物的关系测设交点2）根据导线点和交点的设计坐标测设交点第8页/共73页注意：按上述方法依次测设各交点时，由于测量和绘图都带有误差，测设交点越多，距离越远，误差积累就越大。因此，在测设一定里程后，应和附近导线点联测。联测闭合差限差与初测导线相同。联测符合要求后，应进行闭合差的调整。第9页/共73页利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解法求出测设数据，通过实地的导线点或地物点，把中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直线延长相交，定出地面交点桩的位置。其程序是（1）放点 （2）穿线 （3）交点3 3）穿线交点法测设交点穿线交点法测设交点第10页/共73页当相邻两交点互不通视时，需要在其连线上，测设一点或数点，以供交点、测转折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的点称为转点（ZD）。2 2、转点的测设转点的测设测设方法：1）两交点间设转点2）延长线上设转点第11页/共73页1)折角：两相邻导线边间的夹角称为折角，用表示。折角有左、右之分。2)转角（偏角）：当线路由一个方向朝另一个方向偏转时，偏转后的方向与原方向之间的夹角，称为转角或偏角。用符号 表示，转角（偏角）有左、右之间，3 3、测定转向角测定转向角或：后一边的延长线与前一边的水平夹角，称为转角。再延长线左侧的角称为左角，右侧的角称为右角。第12页/共73页若观测路线左角左，则转角可按下式计算：3)转角与折角的关系若观测路线右角右，则转角可按下式计算：第13页/共73页在测定角后，一般要求测设并标定小于180折角的分角线方向C（见下图），以便日后测设线路曲线的中点。第14页/共73页用于标定线路中线位置的标志，称为中线桩，简称中桩。中桩标定线路的平面位置。此外，还需标柱从线路起点至该中桩的水平距离。标柱距离的中桩称为里程桩，故一般中桩又称为里程桩。在中线上从起点开始，按规定每隔某一整数设一桩，称为整桩。根据不同的线路，整桩之间的距离也不同，一般为20m、30m、50m等。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处（如铁路、公路、旧有管道等）及地面坡度变化处要增设加桩。加桩分为：地形加桩、地物加桩、曲线加桩、关系加桩4 4、中桩测设中桩测设返回第15页/共73页12.4 12.4 圆曲线里程桩放样圆曲线里程桩放样当线路由一个方向转向另一个方向时，必须用曲线来连接，如圆曲线、缓和曲线及回头曲线等。一般分两步放样：第一步：先测设圆曲线的主点，即起点、中点和终点；第二步：在主点间进行加密，在加密过程中同时测设里程桩，也称圆曲线细部放样。圆曲线是最常用的一种平面曲线，又称单曲线。第16页/共73页例：设某铁路圆曲线交点JD=K4+522.31m,以半径R=1200m，偏角=1049 测设圆曲线，整桩间距 ，采用全站仪放样。解：1、圆曲线主点放样1）主点参数计算切线长曲线长外矢距切曲差第17页/共73页2）曲线里程桩计算第18页/共73页3）主点测设将全站仪置于JD上，望远镜照准后视相邻交点或转点，沿此方向线量取切线长T，得曲线起点ZY，插上一测针。丈量ZY点至最近一个直线桩距离，如两桩号之差等于这段距离或相差在容许范围内，即可用方桩在测钎处打下ZY桩，否则查明原因，进行处理，以保证点位的正确性。用望远镜照准前进方向的交点或转点，按上述方法，定出YZ桩，并进行检核。第19页/共73页2、圆曲线细部放样1）细部放样参数计算 距起点第一个里程弧长所对圆心角偏角弦长第20页/共73页距起点 个里程弦长偏角弧长第21页/共73页已知参数已知参数偏角偏角 104949JD里程里程=522.31m设计半径设计半径R=1200m整桩间距整桩间距特征参数特征参数切线切线T=113.61m外矢距外矢距 E=5.37m弧长弧长L=226.54m切曲差切曲差D=0.68m主点里程主点里程ZY里程里程=K4+408.70QZ里程里程=K4+521.97YZ里程里程=K4-635.24JD里程里程=K4+522.31(检核检核)详细测设参数详细测设参数切线支距法切线支距法原点：原点：ZY x 轴：轴：ZY-JD偏角法偏角法测站：测站：ZY起始方向：起始方向：ZY-JD点名点名桩号里程桩号里程(km+m)累计弧长累计弧长(m)X(m)Y(m)()d(m)ZYK4+408.700001K4+420.0011.3011.300.050 16 1111.292K4+440.0031.3031.300.410 44 49 31.293K4+460.0051.3051.281.101 13 2851.294K4+480.0071.3071.262.181 42 0771.285K4+500.0091.3091.213.472 10 4691.276K4+520.00111.30111.145.162 39 25111.25QZK4+521.97113.27113.105.342 42 15113.22第22页/共73页a.将全站仪安置在起点ZY上，后视JD点，使度盘读数为00000 b.转动照准部，正拨（顺时针方向）使度盘度数为1，沿此方向从ZY点量弦长d1，定出曲线上第一个整桩1c.转动照准部，使度盘度数为2，量出弦长d2，以此类推，直到测设处各整桩点2）细部点放样返回第23页/共73页12.5 12.5 线路纵横断面图测绘线路纵横断面图测绘线路纵断面测量又称为线路水准测量。任务：测定中线上个里程桩的地面高程，绘制中 线纵断面图，作为设计线路坡度、计算中 桩填挖尺寸的依据。第24页/共73页首先在线路方向上设置水准点，建立高程控制，称为基平测量；其次是根据各水准点高程，分段进行中桩水准测量，称为中平测量。基平测量的精度要求比中平测量高，一般按四等水准测量的精度；中平测量只作单程观测，按普通水准测量精度。横断面测量是测定各中心桩两侧垂直于线路中线的地面高程，可供路基设计、计算土石方量及施工放边桩之用。线路水准测量步骤线路水准测量步骤第25页/共73页1、高程控制测量(也称基平测量)布设的水准点分为永久水准点和临时水准点，是高程测量的控制点，在勘测设计和施工阶段甚至工程运营阶段都要使用。因此水准点应选在地基稳固、易于联测及施工时不易被破坏的地方。水准点要埋设标石，也可设在永久性建筑物上，或将金属标志嵌在基岩上。12.5.1 12.5.1 纵断面图测绘纵断面图测绘第26页/共73页从一个水准点出发，逐个测定中线桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻水准点间构成一条附合水准路线。2 2、线路纵断面测量、线路纵断面测量（也称中平测量）（也称中平测量）第27页/共73页绘制纵断面图：纵断面图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。纵断面图是以中线桩的里程为横坐标，以其高程为纵坐标的直角坐标系中绘制。里程（水平）比例尺和高程（垂直）比例尺根据实际工程要求选取。3 3、纵断面图的绘制及施工量计算、纵断面图的绘制及施工量计算第28页/共73页为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺较里程比例尺大10倍或20倍。高程按比例尺注记，但要参考其它中线桩的地面高程确定原点高程在图上的位置。使绘出的地面线处在图上合适的位置。纵断面图一般自左至右绘制在透明毫米方格纸的背面，这样可以防止用橡皮修改时把方格擦掉。第29页/共73页某段的设计坡度值的计算公式为：（12-7）某点A的设计高程的计算公式为：施工量填挖土深度计算公式：式中求得的施工量的填挖土深度，正值为挖土深度，负值为填土深度。计算施工量计算施工量零点：地面线与设计线相交的点为不填不挖处，称为“零点”。零点也给以桩号，可由图上直接量得，以供施工放样时使用。第30页/共73页任务：在各中心桩处测定垂直于中线方向的地面起伏，然后绘成横断面图，是横断面设计、土石方等工程量计算和施工时确定断面填挖边界的依据。12.5.2 12.5.2 线路横断面测量线路横断面测量横断面测量的宽度，根据实际工程要求和地形情况确定。一般在1550m，距离和高差分别准确到0.1m和0.05m即可满足要求。第31页/共73页直线段上的横断面方向，是与线路中线向垂直的方向。曲线上的横断面方向是与曲线的切线相垂直的方向。1 1、测设横断面方向、测设横断面方向第32页/共73页直线段上横断面方向的确定曲线上横断面方向的确定第33页/共73页横断面上中线桩的地面高程已在纵断面测量时测出，只要测量出各地形特征点相对于中线桩的平距和高差，就可以确定其点位和高程，平距和高差可用下述方法测定：（1）水准仪皮尺法（2）经纬仪视距法2 2、测定横断面上点位和高差、测定横断面上点位和高差第34页/共73页根据实际工程要求，参照线路工程测图种类及比例尺（P177表12-1）确定绘制横断面图的水平和垂直比例尺。依据横断面测量得到的各点间平距和高差，在毫米方格纸上绘出各中线桩的横断面图。3 3、横断面图绘制、横断面图绘制返回第35页/共73页12.6 12.6 线路工程施工测量线路工程施工测量主要工作：恢复中线测量、施工控制桩、边桩和竖曲线的测设从工程勘测开始，经过工程设计到开始施工这段时间里，往往会有一部分中线桩被碰动或丢失。为了保证线路中线位置的正确可靠，施工前应进行一次复核测量，并将已经丢失或碰动过的交点桩、里程桩恢复和校正好，其方法与中线测量相同。其余各项施工测量工作，结合道路工程分述如下。第36页/共73页12.6.112.6.1 施工控制桩的测设施工控制桩的测设中线桩在施工过程中要被挖掉或填埋。为了在施工过程中及时、方便、可靠地控制中线位置，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。有以下两种方法：1、平行线法2、延长线法第37页/共73页12.6.2 12.6.2 边桩的测设边桩的测设1、图解法在线路工程设计时，地形横断面及设计标准断面都已绘制在横断面图上，边桩的位置可用图解法求得，即在横断面图上量取中线桩至边桩的距离，然后到实地在横断面方向上用卷尺量出其位置。边桩：施工前，要把设计路基的边坡与地面相交地点测设出来，该点称为边桩。边桩测设方法有：第38页/共73页解析法是通过计算求得中线桩至边桩的距离。在平地和山区计算和测设的方法不同。平坦地段、路堤和路堑边桩计算用下式：2 2、解析法、解析法第39页/共73页路堤边桩至中线桩的距离为：路堑边桩至中线桩的距离为：式中：B-路基设计宽度m-路基边坡h-填土高度或挖土深度S-路堑边沟顶宽第40页/共73页山坡地段路基边桩测设在山坡上测设路基边桩，由右图可知，左、右边桩至中线桩的距离为：返回第41页/共73页12.7 12.7 管道施工测量管道施工测量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”，这样才能确保质量。主要任务：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。第42页/共73页12.7.1 12.7.1 施工前的测量工作施工前的测量工作1、熟悉图纸和现场情况2、校核中线并测设施工控制桩3、加密控制点4、槽口放线第43页/共73页12.7.2 12.7.2 管道施工测量管道施工测量1、设置坡度板及测设中线钉2、测设坡度钉第44页/共73页12.7.3 12.7.3 顶管施工测量顶管施工测量当地下管线需要穿越其它建筑物时，不能用开槽方法施工，就采用顶管施工法。在钉管施工中要做的测量工作有以下两项：1、中线测量2、高程测设第45页/共73页12.7.4 12.7.4 竣工测量竣工测量返回第46页/共73页12.8 12.8 隧道工程测量隧道工程测量12.8.1 隧道工程测量概述隧道是线路工程穿越山体等障碍物的通道，或是为地下工程施工所做的地面与地下联系的通道。隧道施工是从地面开挖竖井或斜井、平峒进入地下的。第47页/共73页12.8.2 12.8.2 地面控制测量地面控制测量1、平面控制测量（1）直线穿线法（2）导线测量法（3）三角网法（4）GPS法2、高程控制测量第48页/共73页12.8.3 12.8.3 隧道施工测量隧道施工测量1、隧道掘进方向、里程和高程测量（1）掘进方向测设数据计算（2）洞口掘进方向标定（3）洞内中线和腰线测设（4）掘进方向指示第49页/共73页 （1）洞内导线测量 （2）洞内水准测量2 2、洞内施工导线和水准测量、洞内施工导线和水准测量第50页/共73页盾构法是隧道施工采用的一项综合性施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。其工作深度可以很深，不受地面建筑和交通的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的土层隧道施工方法，广泛用于城市地下铁道、越江隧道等工程的施工中。3 3、盾构施工测量、盾构施工测量第51页/共73页12.8.4 12.8.4 竖井联系测量竖井联系测量12.8.5 隧道竣工测量返回第52页/共73页12.9 12.9 桥梁工程施工测量桥梁工程施工测量为了发展铁路、公路和城市道路工程等交通运输事业，在江河上修建了大量桥梁，有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁。陆地上的立交桥和高架桥也属于桥梁结构。这些桥梁在勘测设计、建筑施工和运营管理期间都需要进行大量的测量工作。桥梁按其轴线长度一般分为特大型桥（500m）、大型桥（100500m）、中型桥（30100m）和小型桥（30m）。桥梁施工测量的方法及精度要求随桥梁轴线长度、桥梁结构而定，主要内容包括平面控制测量、高程控制测量、墩台定位、轴线测设等。第53页/共73页12.9.1 12.9.1 小型桥梁施工测量小型桥梁施工测量1、桥梁中线和控制桩测设 小型桥梁的中轴线一般由线路工程的中线来决定。第54页/共73页2、基础施工测量根据桥台和桥墩的中心线定出基坑开挖边界线。基坑上口尺寸应根据坑深、坡度、地质情况和施工方法而定。基坑挖到一定深度后，根据水准点高程在坑壁测设距基坑底设计面有一定高差（如1m）的水平桩，作为控制挖深及基础施工中控制高程的依据。第55页/共73页12.9.2 12.9.2 大、中型桥梁施工测量大、中型桥梁施工测量建造大、中型桥梁时，河道宽阔，桥墩在河水中建造，且墩台较高，基础较深，墩肩跨距大，梁部结构复杂，对桥轴线测设、墩台定位要求精度较高，所以需要在施工前布设平面控制网和高程控制网，用较精密的方法进行墩台定位和架设梁部结构。第56页/共73页1 1、平面控制测量、平面控制测量第57页/共73页2、高程控制测量在桥址两岸布设一系列基本水准点和施工水 准点，用精密水准测量联测，组成桥梁高程控制网。（1）过河水准测量（2）光电测距三角高程测量第58页/共73页3、桥梁墩台定位测量桥梁墩台定位测量是桥梁施工测量中的关键性工作。水中桥墩基础施工定位，采用方向交会法，这是由于水中桥墩基础一般采用浮运法施工，目标处于浮动中的不稳定状态，在其上无法使测量仪器稳定。在已稳定的墩台基础上定位时，可以采用方向交会法、距离交会法或极坐标法。同样，桥梁上层结构的施工放样也可以采用这些方法。（1）方向交会法（2）极坐标法第59页/共73页4、桥梁架设施工测量桥梁架设是桥梁施工的最后一道工序。桥梁梁部结构比较复杂，要求对墩台方向、距离和高程用较高的精度测定，作为架梁的依据。返回第60页/共73页1、图上选线：根据建设单位提出的工程建设基本 思想，选用合适的比例尺，在图上 比较、选取线路方案。2、实地勘察：根据图上选线的多种方案，进行野 外实地视察、踏勘、调查，进一步 掌握沿图的实际情况，收集沿线的 实际资料3、方案论证：根据图上选线和实地勘察的全部资 料，结合建设单位的意见进行方案 论证，经比较后确定规划线路方案。返回规划选线阶段规划选线阶段第61页/共73页1、初测阶段：在确定的规划线路上进行勘测、设计工 作。主要技术工作有：控制测量和带状 地形图的测绘，为线路工程设计、施工 和运营提供完全的控制基准及详细的地 形信息。进行图上定线设计，在带状地 形图上确定线路中线直线段及其交点位 置，标明直线段连接曲线的有关参数。2、定测阶段：主要的技术工作内容是定线设计的公路 中线（直线段及曲线）放样于实地；进 行线路的纵横断面测量，线路竖向设计 等。返回线路工程的勘测阶段线路工程的勘测阶段第62页/共73页根据施工设计图纸及有关资料，在实地放样线路工程的边桩、边坡及其它的有关点位，指导施工、保证线路工程建设的顺利进行返回线路工程的施工放样阶段线路工程的施工放样阶段第63页/共73页对竣工工程，要进行竣工测量，测绘竣工平面图和断面图，为工程运营阶段作准备。在运营阶段，还要监测工程的运营状况，评价工程的安全性。返回工程竣工运营阶段的监测工程竣工运营阶段的监测第64页/共73页放点常用支距法及极坐标法返回（1 1）放点）放点第65页/共73页放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，如图12-8所示。在这种情况下可根据现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB。最后在A、B或其方向上打下两个以上的转点桩，取消临时点桩。返回（2 2）穿线）穿线第66页/共73页如12-9所示，当两条相交的直线AB、CD在地面上确定后，可进行交点。将经纬仪置于B点瞄准A点，倒镜，在视线上接近交点JD的概略位置前后打下两桩（骑马桩）。采用正倒镜分中法在该两桩上定出a、b两点，并钉以小钉，挂上细线。仪器搬至C点，同法定出c、d点，挂上细线，两细线的相交处打下木桩，并钉以小钉，得到JD点。返回（3 3）交点）交点第67页/共73页在由图中，JD5和JD6为相邻而互不通视的两个交点，ZD为初定交点。欲检查ZD是否在两交点的连线将ZD按e值移至ZD。在ZD上安置经纬仪，按上述方法逐渐趋近，直至符合要求为止。上，可将经纬仪安置在ZD上，用正倒镜分中法延长直线JD5-ZD至JD6的偏差为f，用视距法测定a、b，则ZD应移动的距离e可按下式计算返回1)1)两交点间设转点两交点间设转点第68页/共73页在右图中，JD8、JD9互不通视，可在其延长线上初定转点ZD。在ZD上安置经纬仪，用正倒镜照准JD8，固紧水平制将ZD按e值移至ZD。重复上述方法，直至符合要求为止。动螺旋俯视JD9，两次取中得到中点JD9。若JD9和JD9重合或偏差值f在容许范围内，即可将JD9作为转点，否则应重设转点。用视距法定出a、b，则ZD应横向移动的距离e可按下式计算返回2)2)延长线上设转点延长线上设转点第69页/共73页平行线法是在设计路基宽度以外，测设两排平行于中线的施工控制桩，如下图所示。控制桩的间距一般取10-20m。返回1 1、平行线法、平行线法第70页/共73页延长线法是在线路转折处的中线延长线上以及曲线中点至交点的延长线上测设施工控制桩，如图12-24所示。控制桩至交点的距离应量出并作记录。返回2 2、延长线法、延长线法第71页/共73页中线测量时所钉各桩，在施工过程中会丢失或破坏一部分。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它附属构筑物的位置，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12-27所示。返回第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页