工程測量-案例分析

1、武漢大學測繪學院 潘正風 l 隧道控制測量案例隧道控制測量案例 l 大比例尺地形圖測量案例大比例尺地形圖測量案例 l 變形監(jiān)測案例變形監(jiān)測案例 l 施工測量案例施工測量案例 l 市政工程測量案例市政工程測量案例 在某新建鐵路線上，已有首級控制網(wǎng)數(shù)據(jù)。 有一隧道長10Km，平均海拔500m，進出洞口以橋 梁和另外兩標段的隧道相連。為保證雙向施工， 需要按GPS C級布設平面控制網(wǎng)和進行二等水準 測量。 儀器設備：單、雙頻 GPS 各6臺套、S3光學 水準儀5臺、數(shù)字水準儀 2臺（0.3mm/Km)、2 秒 級全站儀 3臺。 計算軟件：GPS 數(shù)據(jù)處理軟件、水準測量平 差軟件。 建立隧道控制網(wǎng)的主

2、要作用是保證隧道的正 確貫通。隧道控制包括地面和洞內(nèi)兩部分。 原有地面控制點精度、點位不滿足貫通要求 時，建立隧道獨立控制網(wǎng)。如點位不滿足，則進 行加密。平面控制網(wǎng)按GPS C級布設，每個洞口 3個點，進洞點和方位點間要通視，如邊長小于 500 m 應設強制對中觀測墩。高程為二等水準， 每個洞口 2個點。 GPS控制網(wǎng)采用6臺雙頻GPS觀測，二等水準 采用 2臺數(shù)字水準儀分兩組觀測。 單項選擇題單項選擇題 1.長度大于4Km的隧道地面平面控制測量優(yōu)先采 用（ C ）。 A.導線測量 B.三角形網(wǎng)測量 C.GPS測量 2.二等水準測量往返測高差不符值為（ A ）。 A.4K B.6K C.8K

3、簡答題簡答題 1.在控制測量觀測之前，需要做哪些準備工作？ 資料收集、現(xiàn)場踏勘、選點埋石、方案設計。 2.為滿足工程需要，應選用哪些儀器進行測量？ 采用6臺雙頻GPS接收機和2臺數(shù)字水準儀。 簡答題簡答題 3.最終提交的成果應包括哪些內(nèi)容？ 技術(shù)設計書 儀器檢驗校正資料 控制網(wǎng)圖、點之記 控制測量外業(yè)觀測資料 控制測量計算及成果資料 所有測量成果及圖件電子文件 某水庫規(guī)劃為城市供水，需進行水庫地區(qū)地 形測量。測區(qū)面積15Km2，為丘陵地區(qū)，海拔高 50120m。山上灌木叢生，通視較差。需遵照 城市測量規(guī)范11000地形圖，工期 60 天。 已有資料已有資料：國家二等三角點 1 個、D 級GPS

4、 點 1 個，國家一等水準點 2 個。作為平面和高 程控制起算點。 坐標和高程系統(tǒng)、基本等高距、圖幅分幅：坐標和高程系統(tǒng)、基本等高距、圖幅分幅： 采用54北京坐標系和1956年黃海高程系?；镜?高距1.0m。5050矩形分幅。 提交成果資料：提交成果資料： 技術(shù)設計書 儀器檢驗校正資料 控制網(wǎng)圖 控制測量外業(yè)觀測資料 控制測量計算及成果資料 地形圖 所有測量成果及圖件電子文件 地形圖基本內(nèi)容：地形圖基本內(nèi)容： 數(shù)學要素包括比例尺、坐標格網(wǎng)、控制點坐 標等。地形要素包括各種地物（以比例符號、非 比例符號、半比例符號表示）、地貌（以等高線 表示）。圖內(nèi)注記要素和圖廓整飾要素。 碎部測量：碎部測量

5、： 碎部測量是以控制點為基礎，測定地物、地 貌的平面位置和高程，并繪制成地形圖。 等高線：等高線： 等高線是表示地貌的符號之一，它是一定高 度的水平面與地面相截的截線。等高線分為首曲 線、計曲線、間曲線和助曲線。等高線特性有： 在同一條等高線上的各點的高程都相等 ；等高線 是閉合曲線；除了陡崖和懸崖處之外，等高線既 不會重合，亦不會相交；等高線與山脊線和山谷 線成正交；等高線平距的大小與地面坡度大小成 反比。 導線的平差計算：導線的平差計算： 城市導線控制測量等級分為三、四等和一、 二、三級。三、四等導線應采用嚴密平差法，四 等以下導線采用近似平差計算。附合導線的近似 平差計算是先計算坐標方位

6、角閉合差，平均分配 到每個轉(zhuǎn)角上；按改正后的轉(zhuǎn)角計算各點的坐標 增量，計算坐標閉合差，按邊長比例改正各坐標 增量后，計算各點坐標。附合導線測量應滿足方 位角閉合差、全長相對閉合差的限差要求。 地塊面積計算：地塊面積計算： 按直角梯形計算面積，累加求和。 大比例尺地形圖數(shù)字地面測圖的作業(yè)流程：大比例尺地形圖數(shù)字地面測圖的作業(yè)流程： 接受任務，明確作業(yè)范圍、技術(shù)要求、上交 成果及作業(yè)期限；收集資料和現(xiàn)場踏勘，進行技 術(shù)設計；基本控制測量，平面控制采用GPS測量 和導線測量方法，高程控制采用水準測量方法； 圖根控制測量進行控制點加密，平面控制采用和 GPS RTK和導線測量方法，高程控制采用水準測

7、量和三角高程方法；野外數(shù)據(jù)采集，采用全站儀 極坐標和 GPS RTK方法；編繪地形圖；資料檢查 和驗收；技術(shù)總結(jié)和提交成果。 計算題計算題 在測區(qū)范圍內(nèi)有一六邊形地塊ABCDEF，坐 標分別為A（500，500）、B（920，700）、C （1350，760）、D（1300，940），E（400， 1000）、F（360，780），坐標單位米，計算 該地塊面積。 S =（920 +500）*（700-500）+ （1350+920）*（760-700）+ + （500 +360）*（500-780） = 295600 （ m2 ) 簡答題簡答題 1.地形圖的地形要素指什么？等高線有什么特 性？

8、 地形要素包括各種地物（以比例符號、非 比例符號、半比例符號表示）、地貌（以等高 線表示）。圖內(nèi)注記要素和圖廓整飾要素。等 高線特性有：在同一條等高線上的各點的高程 都相等 ；等高線是閉合曲線；除了陡崖和懸崖 處之外，等高線既不會重合，亦不會相交；等 高線與山脊線和山谷線成正交；等高線平距的 大小與地面坡度大小成反比。 簡答題簡答題 2.圖根平面控制點測量常用哪些方法？簡要敘 述一種圖根平面控制測量的作業(yè)流程。 圖根平面控制點測量常用圖根導線測量或 GPS RTK測量，確定圖根點坐標。圖根導線測量 的作業(yè)流程：收集測區(qū)的控制點資料；現(xiàn)場踏 勘、布點；導線測量觀測；導線點坐標計算； 成果整理。

9、簡答題簡答題 3.解釋“兩級檢查、一級驗收”的含義。 檢查驗收的主要依據(jù)是技術(shù)設計書和國家有關(guān) 規(guī)范。遵循“兩級檢查、一級驗收”的原則，測繪 生產(chǎn)單位對產(chǎn)品質(zhì)量實行過程檢查和最終檢查。過 程檢查是在作業(yè)組自查、互查基礎上由項目部進行 全面檢查。最終檢查是在全面檢查基礎上，由生產(chǎn) 單位質(zhì)檢人員進行的再一次全面檢查。驗收是由任 務委托單位組織實施或其委托具有檢驗資格的機構(gòu) 驗收。驗收包括概查和詳查，概查是對樣本以外的 影響質(zhì)量的重要質(zhì)量特性和帶傾向性問題的檢查， 詳查是對樣本（從批中抽取510%）作全面檢查。 工程概況：工程概況： 某地鐵將通過正在施工的住宅小區(qū)工地，工 地地質(zhì)條件差。目前工地基坑

10、開挖已完成，正進 行工程樁施工。住宅小區(qū)周邊較大范圍內(nèi)地面有 明顯沉降。 地鐵采用盾構(gòu)施工，從工程樁中間穿過，兩 者最近距離1.71.8 m。地鐵施工可能引起周邊 土體、工程樁位移和周邊地面、建筑物沉降。 基于上述考慮，在采取相關(guān)的加固工程措施的 同時，應進行變形監(jiān)測，確保周邊建筑物安全。 變形監(jiān)測實施技術(shù)方案編制依據(jù)：變形監(jiān)測實施技術(shù)方案編制依據(jù)： 建筑地基基礎設計規(guī)范、地下鐵道、 輕軌交通工程測量規(guī)范、建筑變形測量規(guī)范 、工程測量規(guī)范、國家一、二等水準測 量規(guī)范、城市測量規(guī)范、建筑工程設計 手冊、該工程相關(guān)圖紙。 變形監(jiān)測項目和測點布置：變形監(jiān)測項目和測點布置： 周邊建筑物、地面（管線）沉

11、降測量。周邊建筑物、地面（管線）沉降測量。 在監(jiān)測范圍內(nèi)，根據(jù)到地鐵隧道的遠近，在 每棟樓分別布設212個基礎沉降測點和14個地 面沉降測點；在基坑南側(cè)管線位置布設8個地面沉 降測點；在隧道與止水幕墻交叉的2個位置各布設 68個地面沉降測點?？偣膊荚O沉降測點165個。 基坑止水幕墻頂部位移和沉降測量?；又顾粔敳课灰坪统两禍y量。 在基坑止水幕墻頂部共布設21個位移和沉降 測點，間距1530m。 變形監(jiān)測項目和測點布置：變形監(jiān)測項目和測點布置： 工程樁頂部水平位移測量。工程樁頂部水平位移測量。 在隧道兩側(cè)的82條工程樁中選擇20條樁， 在其樁頂布設水平位移測點。 變形監(jiān)測方法：變形監(jiān)測方法：

12、 沉降觀測按二等水準測量建立高程基準點， 埋設6個水準測量基準點，線路長25Km。沉降觀 測按三等變形測量的精度要求施測，變形觀測點 的高程中誤差1.0mm。水準測量采用精密水準儀 觀測。 水平位移觀測按二等水平位移標準建立基準 網(wǎng)，共布設12個基準點和工作基點，測角中誤差 1.8。采用精密全站儀用極坐標法施測變形點 的位移，變形點的點位中誤差3mm。 變形監(jiān)測頻率：變形監(jiān)測頻率： 監(jiān)測時間6個月，分三個階段：地鐵施工前、 施工中和施工后。由于監(jiān)測時間短，基準網(wǎng)不進 行復測。測點在初測后，按其變形速度確定監(jiān)測 頻率。變形速度 w，當 w10mm/d 每天2次，當 5w10mm/d 每天1次，當

13、 1w5mm/d 每 2 天 1次，當w 1mm/d每12周1次。地鐵施工后每月 測量12次，直至變形體穩(wěn)定。 變形監(jiān)測的定義變形監(jiān)測的定義: 變形監(jiān)測是對變形體進行多次觀測，以確定 其空間位置隨時間的變化特征。變形分為兩類： 變形體自身的變形和變形體的剛體位移。變形體 自身的變形包括伸縮、錯動、彎曲和扭轉(zhuǎn)四種變 形。變形體的剛體位移包括整體平移、轉(zhuǎn)動、升 降、傾斜四種變形。根據(jù)變形隨時間變化的特性 可分為靜態(tài)和動態(tài)變形，靜態(tài)變形通過周期性的 監(jiān)測得到，動態(tài)變形通過連續(xù)監(jiān)測得到。 變形監(jiān)測的內(nèi)容：變形監(jiān)測的內(nèi)容： 變形監(jiān)測包括水平位移、垂直位移監(jiān)測以及 傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫等觀測

14、， 還包括與變形有關(guān)的物理量的測定，如應力、應 變、溫度、氣壓、水位、滲流、滲壓、揚壓力等 的測定。 變形監(jiān)測的特點：變形監(jiān)測的特點： 周期性、高精度、綜合應用多種方法進行監(jiān) 測、數(shù)據(jù)處理和分析需結(jié)合變形體的結(jié)構(gòu)。 變形監(jiān)測方法：變形監(jiān)測方法： 常規(guī)大地測量方法，有精密高程測量、精密 距離測量和角度測量等?？臻g測量技術(shù)，有GPS 測量、InSAR技術(shù)。專門的測量技術(shù)和手段，有 液體靜力水準測量、準直測量、正倒垂線測量、 裂縫測量、應變測量和傾斜測量等。攝影測量和 激光掃描技術(shù)等。 變形監(jiān)測資料分析的常用方法：變形監(jiān)測資料分析的常用方法： 作圖分析、統(tǒng)計分析、對比分析和建模分析 等。作圖分析是將

15、觀測資料繪制成各種曲線，常 將觀測資料按時間順序繪制成過程線。統(tǒng)計分析 是用數(shù)理統(tǒng)計方法（多元線性回歸）分析計算各 種觀測物理量的變化規(guī)律和變化特征，分析其周 期性、相關(guān)性和發(fā)展趨勢。對比分析是觀測值與 設計值或模型試驗值進行比較分析。建模分析是 建立數(shù)學模型（統(tǒng)計模型、確定性模型、混合模 型）研究觀測物理量的變化規(guī)律。 變形監(jiān)測資料作圖分析 變形測量工程提交的成果資料：變形測量工程提交的成果資料： 技術(shù)設計書和測量方案、監(jiān)測網(wǎng)和監(jiān)測點 布置圖、標石和標志規(guī)格埋設圖、儀器的檢校 資料、原始觀測記錄、平差計算和成果質(zhì)量評 定資料、變形觀測數(shù)據(jù)處理分析和預報成果資 料、變形過程和變形分布圖表、變形

16、監(jiān)測及分 析和預報的技術(shù)報告。 多項選擇題多項選擇題 變形觀測周期的確定與下列因素有關(guān)： （ B、C、D ）。 A.觀測的精度 B.變形的速度 C.變形的大小 D.觀測目的 E.觀測方法 簡答題簡答題 1.變形監(jiān)測除布設監(jiān)測點外，還布設測量基準點 和工作基點。布設測量基準點和工作基點的目 的是什么？ 布設測量基準點是保證變形監(jiān)測的起始值穩(wěn) 定，有統(tǒng)一的測量基準。工作基點相對于監(jiān)測點 有較好的穩(wěn)定性，方便對監(jiān)測點進行測量，并減 少測量誤差。 簡答題簡答題 2. 對變形監(jiān)測資料進行分析是變形監(jiān)測的主要 工作之一，常用的方法有哪兒種？ 見分析要點：變形監(jiān)測資料分析的常用方變形監(jiān)測資料分析的常用方 法

17、。法。 3.變形監(jiān)測項目完成后，提供給甲方的成果應 包含哪些內(nèi)容？ 見分析要點：變形測量工程提交的成果資變形測量工程提交的成果資 料。料。 某商務綜合樓，樓高88層，高度450米， 位于商業(yè)核心區(qū)。為保證工程質(zhì)量，由第三方 進行檢測，測量內(nèi)容包括：首級GPS平面控制 網(wǎng)復測、施工控制網(wǎng)復測、電梯井與核心筒垂 直度測量、外筒鋼結(jié)構(gòu)測量、建筑物主體工程 沉降監(jiān)測、建筑物主體工程日周期擺動測量。 施工放樣的任務：施工放樣的任務： 施工放樣是以控制點為基礎，將設計圖上設 計的建（構(gòu)）筑物的平面位置和高程按設計要求 在實地標定，作為施工依據(jù)。對于建（構(gòu)）筑物 的高精度放樣，需根據(jù)放樣的點位精度和相對點

18、位精度以及控制點的精度、施工和制造精度進行 各級測量精度限差的設計。 常用的施工放樣方法：常用的施工放樣方法： 直接放樣方法。高程放樣有水準儀法放樣、 全站儀三角高程放樣、激光水平儀法等；角度放 樣；距離放樣；點位放樣有極坐標法、全站儀坐 標法、距離交會法、角度交會法、GPS RTK放樣 法等；鉛垂線放樣（經(jīng)緯儀天頂法、光學或激光 鉛垂儀法等）。 歸化法放樣。首先用直接放樣方法在實地放 出標定后，再精確測定其位置，與設計位置比較 求出偏差，然后調(diào)整到設計位置。 超高層建筑物施工測量：超高層建筑物施工測量： 超高層建筑物施工測量中主要是控制豎向偏 差，隨著施工進展保證軸線垂直向上引測。還要 進行

19、高程控制、傾斜測量、各層面的細部放樣、 變形監(jiān)測等測量工作。當施工到一定高度后，要 注意日照、風力的影響對超高層建筑物產(chǎn)生的撓 曲。 簡答題簡答題 1.作為第三方監(jiān)測單位，為完成案例中所要求 的監(jiān)測項目，應投入哪些儀器設備，針對進行 哪項測量工作？ 雙頻GPS接收機，用于首級GPS平面控制網(wǎng) 復測、建筑物主體日周期擺動測量、施工控制 網(wǎng)復測；高精度全站儀，用于建筑物主體日周 期擺動測量、施工控制網(wǎng)復測、電梯井與核心 筒垂直度測量、外筒鋼結(jié)構(gòu)測量等；數(shù)字水準 儀，用于建筑物主體沉降監(jiān)測；激光投點儀， 用于軸線控制點的豎向傳遞。 簡答題簡答題 2.如何利用激光投點儀進行豎向傳遞？ 在0層上以主軸線

20、為中心建立矩形（或十 字線）控制網(wǎng)；在各控制點上分別用激光投點儀 向上投點，為消除投點儀的軸系誤差，可按四等 分（或三等分）位置投點后取中點位置；投點后 進行投點間的距離檢查，與0層相應控制點間 的距離比較，距離之差應在測量誤差范圍內(nèi)。 簡答題簡答題 3.使用全站儀放樣與使用GPS RTK放樣有何異 同？各自的優(yōu)勢和使用場合？ 全站儀放樣要求測站與放樣點之間通視，其 放樣精度隨視距長度的增加而降低。而GPS RTK 放樣時不需要彼此通視，能遠距離測設點的三維 坐標，點位精度均勻。采用高精度全站儀放樣， 點位精度可達到毫米級。因此，需要高精度放樣 或在室內(nèi)、地下工程中放樣時，只能用全站儀放 樣。

21、在野外具有良好的GPS信號，點位精度為厘 米級時用GPS RTK放樣有很好的優(yōu)勢。 某市由于城市的迅速發(fā)展，中心城市與東部 衛(wèi)星城間交通壓力日益加重，為此擬建一條按高 速公路標準，時速 80Km/h 的城市快速路，線路 長12Km。初測階段，需測繪規(guī)劃路沿線 1500 帶狀地形圖，寬度為規(guī)劃紅線外50m，遇規(guī)劃及 現(xiàn)狀路口加寬50m，同時調(diào)查繪圖范圍內(nèi)地下管 線。定測階段，進行中線測量和縱橫斷面測量。 測繪成果采用地方坐標系和地方高程系。城 市已建GNSS網(wǎng)絡，已有資料：城市一級導線點 和三、四等GPS點以及二、三等水準點。 市政工程建設勘測設計測量任務及作業(yè)流程：市政工程建設勘測設計測量任務

22、及作業(yè)流程： 市政工程建設的勘測設計、施工和運營管理 階段進行的各種測量工作總稱為市政工程測量。 案例任務是勘測設計階段，提供道路設計帶狀地 形圖。作業(yè)流程為踏勘和測量設計、平面和高程 控制測量、地形圖測繪、專項測繪（包括地下管 線調(diào)查測量、中線測量和縱橫斷面測量）、質(zhì)量 檢查和驗收、產(chǎn)品交付和資料歸檔。 踏勘和測量設計：踏勘和測量設計： 測繪單位在接受該項測量任務后，應收 集現(xiàn)有資料，組織人員進行踏勘，進行各種 測量工作的技術(shù)設計、組織測量人員和準備 測量儀器設備及儀器的檢驗。 控制測量：控制測量： 在建筑區(qū)，平面控制測量可采用導線測量， 有條件時也可采用網(wǎng)絡RTK、GPS測量方法建立。 本

23、項目沿線路施測城市一級附合導線，作為首級 控制，用網(wǎng)絡RTK或圖根導線加密圖根點。 高程控制測量可采用水準測量和全站儀三角 高程測量。本項目布設四等水準測量引測一級導 線點，用圖根水準測定加密圖根點的高程。 地形圖測繪：地形圖測繪： 確定測圖范圍，按城市測量規(guī)范要求測圖。 居民地和工礦的建筑物應測注散水處、小區(qū)門口 和單位門口的高程。高架道路、橋梁的橋墩要實 測表示。測注橋面、地面高程。永久性電力線、 通信線電桿、鐵塔位置應實測，道路中線與高壓 線交叉時應測注交叉處地面高及對應最低線、最 高線的高程，并標注電壓。地下管線檢修井應分 類表示，并測注高程。實測有特征意義的獨立樹 表示，實測古樹并標注編號、樹種及胸徑。 地下管線調(diào)查測量：地下管線調(diào)查測量： 地下管線調(diào)查包括地下管線現(xiàn)狀資料的收集 整理，采用測井法