大學工程測量經典第15章橋隧測量PPT演示課件

1、第15 章 隧道與橋梁測量,15.1 隧道測量概述 隧道施工中，為加快工程進度， 一般由隧道兩端洞口進行相向開挖。 長大隧道施工時，還要在兩洞口間增加平峒、斜井或豎井，以增加掘進工作面，加快工程進度。 貫通隧道自兩端洞口相向開挖，在洞內預定位置挖通，隧道測量也稱貫通測量。 隧道測量任務準確測設出洞口、井口、坑口的平面位置和高程；隧道開挖時，測設隧道中線的方向和高程，指示掘進方向，保證隧道按要求的精度正確貫通；放樣洞室各細部的平面位置與高程，放樣襯砌的位置等。,隧道測量示意圖,隧道施工的掘進方向在貫通之前無法通視， 只能完全依據沿隧道中線布設的支導線來指導施工。 因支導線無外部檢核條件， 隧道內

2、光線暗淡，工作環(huán)境較差， 測量時極易產生疏忽或錯誤， 造成相向開挖隧道的方向偏離設計方向， 使隧道不能正確貫通， 后果是必須部分拆除已經做好的襯砌， 削幫后重新襯砌，或采取其它補救措施， 從而產生巨大的經濟損失，并延誤工期。,隧道測量時，應十分認真細致， 除按規(guī)范的要求嚴格檢驗與校正儀器外， 還應注意采取多種有效措施削弱誤差，避免發(fā)生錯誤。 在洞內支導線測量中，因測量誤差的積累， 使兩個相向開挖的隧道中線不能準確銜接， 錯位距離貫通誤差， 分解為縱向貫通誤差t； 橫向貫通誤差u ； 高程貫通誤差h 。,t只影響隧道的長度，與工程質量的關系不大， 不考慮t時， 隧道貫通相遇于一垂直于中線的平面貫

3、通面， 規(guī)范只規(guī)定了貫通面上u 與h的限差。,鐵路測量技術規(guī)則規(guī)定 長度小于4km的鐵路隧道，u 100mm，t 50mm 公路隧道勘測規(guī)程規(guī)定 長度小于3km的公路隧道，u 150mm，h70mm 3km6km的公路隧道，u200mm，u70mm。 隧道測量工作內容 洞外控制測量、洞內控制測量、 洞內中線測設和洞內構筑物放樣等。,15.2 洞外控制測量 控制測量中誤差 指由測量誤差引起在貫通面上產生的貫通誤差， 取上述容許誤差的一半， 如3km公路隧道的橫向中誤差為75mm， 高程中誤差為35mm。 貫通誤差來源于洞外和洞內控制測量兩個方面， 進行洞外控制測量精度設計時， 應將貫通誤差按誤差

4、傳播定律 分解為洞外和洞內的橫向誤差和高程誤差， 此過程稱為貫通誤差影響值的分配。 公路隧道勘測規(guī)程規(guī)定的貫通誤差分配方案見表。,(1) 洞外平面控制測量 任務測定各洞口控制點的相對位置， 做為引測進洞和測設洞內中線的依據。 要求洞外平面控制網應包括洞口控制點。 建立洞外平面控制的方法有： 敷設中線法、精密導線法、 三角鎖法和GPS法等。 下面介紹精密導線法與GPS法。, 精密導線法 在洞外沿隧道線形布設精密光電測距導線 來測定各洞口控制點的平面坐標。 導線采用正、副導線組成的若干個導線環(huán)構成控制網， 主導線沿兩洞口聯(lián)線方向敷設，須同時觀測水平角邊長 副導線只測水平角，水平角觀測宜用不低于DJ

5、6級經緯儀，, GPS法 用GPS測定各洞口控制點的平面坐標， 控制點間可以互不通視，沒有測量誤差積累， 適合于特長隧道及通視條件較差的山嶺隧道。,(2) 洞外高程控制測量 按測量設計中規(guī)定的精度要求， 施測隧道洞口附近水準點的高程。 包括隧道進出口、豎井口、斜井口和坑道口 作為高程引測進洞的依據。 一般采用三、四等水準測量， 當兩洞口之間的距離大于1km時， 應在中間增設臨時水準點。 隧道不長，高程控制測量等級在四等以下時， 也可采用光電測距三角高程測量的方法進行觀測。 三角高程測量中，光電測距的最大邊長不應超過600m， 每條邊均應進行對向觀測。 高差計算時，應加入地球曲率改正。,15.3

6、 隧道施工測量 內容隧道正式開挖之前測設掘進方向； 開挖過程中，測設隧道中線和腰線，指示掘進方向； 隧道開挖到一定的距離后，進行洞內控制測量； 如要在隧道中間開挖豎井，還需進行豎井聯(lián)系測量。 (1) 隧道掘進方向的測設與標定 根據洞外控制點的坐標和路線交點JD的設計坐標， 算出進洞點處的隧道掘進夾角A， 按A定出AJD方向； 計算出進洞點B處的隧道掘進夾角B ， 按B定出BJD方向。,隧道掘進方向的測設與標定,將定出的掘進方向標定在地面上的方法 在掘進方向上埋設并標定出A1，A2 ，A3 ，A4樁， 在垂直于掘進方向埋設并標定出A5，A6 ，A7 ，A8樁， 樁位埋設混凝土樁或石樁， 點位的選

7、取應注意在施工過程中不被破壞和擾動， 測量進洞點A至A2，A3，A6，A7點的距離， 以便在施工過程中隨時檢查和恢復洞口點的位置。,(2) 開挖施工測量 1) 隧道中線和腰線測設 逐步往洞內引測隧道中線和腰線。 中線控制掘進方向， 腰線控制掘進高程和坡度。 中線測設 隧道每掘進20m左右測設一個中線樁，將中線向前延伸。 中線樁可同時埋設在頂部和底部， 測設隧道曲線段中線樁時，因為洞內工作面狹小， 不可能使用切線支距法或偏角法測設中線樁， 一般使用逐點搬移測站的偏角法進行測設。 也可計算加樁點的坐標，用全站儀坐標放樣。,逐點搬移測站的偏角法測設隧道曲線, 腰線測設 高程由洞口水準點引入， 隨著隧

8、道掘進的延伸， 每隔10m應在巖壁上設置一個臨時水準點， 每隔50m設置一個固定水準點， 保證隧道頂部和底部按設計縱坡開挖和襯砌正確放樣。 水準測量均應往返觀測。 根據洞內水準點的高程，沿中線方向每隔5m10m， 在洞壁上高出隧道底設計地坪高1m的高度標定抄平線， 稱為腰線。,2) 掘進方向指示 使用帶激光指向功能全站儀拓普康GPT-3000LN 激光經緯儀ET-02激光電子經緯儀 防爆型激光指向儀JZY-3來指示掘進方向。,光電跟蹤靶安裝在掘進機器上， 激光指向儀安置于工作點并調整好視準軸方向和坡度， 發(fā)射的激光束照射在光電跟蹤靶上， 當掘進方向發(fā)生偏差， 安裝在掘進機上的光電跟蹤靶輸出偏差

9、信號給掘進機， 掘進機通過液壓控制系統(tǒng)自動糾偏， 使掘進機沿著激光束指引的方向和坡度正確掘進。,3) 開挖斷面放樣 用盾構機掘進， 盾構機的鉆頭架是根據隧道斷面專門設計的， 可以保證隧道斷面在掘進時一次成形， 混凝土預制襯砌塊的組裝一般與掘進同步或交替進行， 所以，不需要測量人員放樣斷面。,用鑿巖爆破法施工， 每爆破一次后，應將設計隧道斷面放樣到開挖面上， 以供施工人員安排炮眼，準備下一次爆破。 開挖斷面的放樣在中垂線和腰線的基礎上進行， 包括兩邊倒墻和拱頂兩部分的放樣工作。 在設計圖紙上一般都給出斷面的寬度、拱腳 和拱頂?shù)臉烁?、拱曲線半徑等數(shù)據。 側墻的放樣是以中垂線為準， 向兩邊量取開挖寬

10、度的一半，用紅漆或白灰標出， 即是側墻線。 拱形部分可根據計算或在AutoCAD上標注的尺寸 放出圓周上的1，2，3等點，然后連成圓弧。,拱頂放樣,盾構機掘進,15.4 洞內控制測量 平面控制導線，高程控制水準。 目的是為隧道施工測量提供依據。 (1) 洞內導線測量 洞內導線是支導線，不可能一次測完， 每掘進一段距離后才可以增設一個新點。 布設一個新點就需要進行測量， 每掘進20m50m就應增設一個新點。 為防止錯誤和提高支導線的精度， 每埋設一個新點， 應從支導線的起點開始全面重復測量。 復測還可發(fā)現(xiàn)已建成的隧道是否存在變形， 點位是否被碰動過。 對于直線隧道，一般只復測水平角。 長大隧道，

11、還需要加測陀螺導線邊，以控制方向誤差。,(2) 洞內水準測量 每掘進20m50m就應增設一個新水準點。 洞內水準點可以埋設在洞頂、洞底或洞壁上， 但必須穩(wěn)固和便于觀測。 可用洞內導線點標志作為洞內水準點標志， 也可每隔200m500m設置一個較好的專用水準點。 每新埋設一個水準點后， 都應從洞外水準點開始至新點重復往返觀測。 重復水準測量還可以監(jiān)測已建成隧道的沉降情況， 這對在軟土中修建的隧道特別重要。,15.5 豎井聯(lián)系測量 長大隧道施工中，為增加隧道掘進的工作面， 加快工程進度，通常在其中部開挖豎井。 豎井聯(lián)系測量將地面控制點坐標、方位角、高程， 通過豎井傳遞到地下， 以保證新增工作面隧道

12、開挖的正確貫通。 根據地面已有控制點測設豎井的開挖位置， 豎井開挖過程中，其垂直度靠懸掛重錘的鉛垂線來控制， 開挖深度可用長鋼尺丈量。 豎井開挖到設計深度， 并根據概略掘進的中線方向向左右兩翼掘進約10m后， 就應通過豎井聯(lián)系測量 將地面控制點的坐標、方位角、高程 精確地傳遞到井下，為隧道施工測量提供依據。,方向法一井定向,用陀螺經緯儀傳遞方位角,高程傳遞,15.6 橋位控制測量 橋梁按其軸線長度分為四類 特大(500m)，大(100m500m)， 中(30m100m)，小(30m)， 平面形狀可分為直線橋和曲線橋兩種， 按結構形式簡支梁橋、連續(xù)梁橋、 拱橋、斜拉橋、懸索橋等。 橋梁施工測量的

13、方法及精度要求隨橋梁軸線長度而定， 內容有平面控制測量、高程控制測量、 墩臺定位和墩臺基礎及其頂部放樣等。,(1) 橋位平面控制測量 在橋址兩岸的路線中線上埋設控制樁。 兩岸控制樁的連線稱為橋軸線， 兩控制樁之間的水平距離，稱為橋軸線長度。 橋位平面控制可以采用三角測量、邊角測量 或GPS測量的方法建立， 常用橋位控制網的圖形為雙三角形 大地四邊形和雙大地四邊形。網形要求如下： 橋軸線與基線一端連接，成為三角網的一條邊， 橋軸線與基線交角盡量近于垂直， 基線長度一般不小于橋軸線長度的0.7倍； 三角網的傳距角應盡量接近60， 一般不宜小于30，困難情況下應不小于25； 三角點應選在不被水掩、不

14、受施工干擾的地方。,橋位控制網圖形雙三角形 與大地四邊形,橋位控制網圖形雙大地四邊形,(2) 高程控制測量 采用水準測量的方法建立。 水準點應埋設在橋址附近安全穩(wěn)固、便于觀測的位置， 橋址兩岸至少應各設一個水準點； 引橋較長時，應適當增設。 對于地質條件較差或易受破壞的地段， 應加設輔助水準點或明、暗標志。 橋位水準點應與路線水準點聯(lián)測， 必要時應與橋位附近其它單位的水準點或工程設施聯(lián)測。 水準點的高程一般采用國家水準點高程， 如相距太遠，聯(lián)測有困難時， 可引用橋位附近其它單位的水準點，亦可使用假定高程,橋梁施工要求在河流兩岸建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)， 需要進行跨河水準測量。 如在橋位上、下游不遠處

15、， 國家測繪部門或其它單位進行過跨河水準測量 觀測方法和成果精度符合要求的則可利用， 否則需要自行測量。,跨河水準測量的地點 應盡量選擇在橋渡附近河寬最窄處， 兩岸測站點和立尺點可布成對稱圖形。 圖中1，2為測站點，A，B為立尺點， 要求1與2，1與2距離盡量相等，并使1，2大于10m， 觀測時，視線距水面的高度宜大于3m。,跨河水準測量視線較長， 讀數(shù)困難，在水準尺上 安裝一塊可以沿尺上下移動的覘板 覘板用鋁或金屬或有機玻璃制造， 背面設有夾具， 可沿水準標尺面滑動， 并能用固定螺絲控制， 將覘板固定于標尺任一位置； 覘板中央開一小窗， 小窗中央安一水平指標線。 由觀測者指揮立尺員 上下移動

16、覘板， 使覘板上的水平指標線落 在水準儀十字絲橫絲上， 立尺員在水準尺上讀取標尺讀數(shù)。,15.7 橋墩的測設 橋墩測設應進行兩次。 水中橋墩基礎(墩底)采用浮運法施工時， 目標處于浮動中的不穩(wěn)定狀態(tài)， 其上無法安置測量儀器， 因此墩底測設一般采用方向交會法； 在已經穩(wěn)固的墩臺基礎上定位時， 可以采用直接法、方向交會法或極坐標法。,(1) 直接法 適用于直線橋梁的墩臺測設。 將全站儀或測距儀安置在橋軸線控制點A上， 在AB連線上分別用正倒鏡分中法測設出 A點距墩臺中心P1，P2，P3的水平距離；,全站儀搬至對岸的B點， 在連線上分別采用正倒鏡分中法 測設出B點距墩臺中心P1，P2，P3的水平距離； 兩次測設的墩臺中心位置誤差應小于2cm。,(2) 方向交會法