《數(shù)字測量》課件 第12-14章 線路測量、橋梁工程測量、地下工程測量

測繪與城市空間信息學(xué)院第12章

線路測量06-5月-242概述I.線路中線測量II.縱橫斷面測量III.Ⅴ.06-5月-24312.1概述線路測量是對線形構(gòu)筑物進(jìn)行的各種測繪工作，包括公路、鐵路、渠道、管線、架空索道和輸電線路等工程的通用性測繪工作（如圖12-1所示）。線形構(gòu)筑物的特點(diǎn)是分布在一個(gè)長寬比較大的帶狀空間內(nèi)。線路測量的目的是確定線路的空間位置，其任務(wù)為：在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行地形圖、斷面圖等基礎(chǔ)地形資料測繪（初測）和線路定測等勘測工作（如圖12-2所示）；在施工階段實(shí)施線路測設(shè)和竣工測量；在運(yùn)營階段進(jìn)行監(jiān)測和檢測。線路在勘測設(shè)計(jì)和施工階段的測量工作，常稱為線路工程測量。

鐵路公路輸電線路輸油管道

（a）公路測量（b）鐵路測量

圖12-1線路測量圖12-2線路勘測12.1概述

·線路測量的主要工作內(nèi)容和步驟：（1）立項(xiàng)和可行性研究。其目的為選擇一條及以上既滿足經(jīng)濟(jì)、社會效益要求又有較高可行性的線路。測量工作主要為資料的收集和分析，如：各種比例尺地形圖、衛(wèi)星或航測圖、交通圖、地質(zhì)調(diào)查圖、斷面圖、水文氣象資料、土地利用資料、人文物產(chǎn)情況和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)等。（2）踏勘。通過現(xiàn)場勘察，驗(yàn)證可行性研究成果，選定初測線路，估算線路工程量，實(shí)地詳細(xì)調(diào)查，評估線路價(jià)值，編制比較方案，完成初步設(shè)計(jì)。（3）初測。根據(jù)設(shè)計(jì)方案在實(shí)地標(biāo)出線路的基本走向，并沿著基本走向進(jìn)行控制測量和地形圖測繪。地形圖測繪主要分為帶狀地形圖測繪和工點(diǎn)地形圖測繪。常采用低空數(shù)字?jǐn)z影測圖或機(jī)載激光雷達(dá)（LiDAR）掃描測圖完成中、長距離線路帶狀地形圖測繪；采用GNSSRTK測圖或全站儀測圖作業(yè)方法完成短距離線路帶狀地形圖測繪。采用RTK測圖、全站儀測圖或地面三維激光掃描測圖等方法完成工點(diǎn)地形圖測繪。地形圖測繪按照不同工程的實(shí)際要求選定比例尺，見表12.1。表12-1線路測圖種類及比例尺線路名稱帶狀地形圖工點(diǎn)地形圖縱斷面圖橫斷面圖水平垂直水平垂直鐵路1:10001:20001:50001:2001:5001:10001:20001:100001:1001:2001:10001:1001:2001:1001:200公路1:20001:50001:2001:5001:10001:20001:50001:2001:5001:1001:2001:1001:200架空索道1:20001:50001:2001:5001:20001:50001:2001:500——自流管線1:10001:20001:5001:10001:20001:1001:200——壓力管線1:20001:50001:5001:20001:50001:2001:500——架空送電線路—1:2001:5001:20001:50001:2001:500——線路名稱帶狀地形圖工點(diǎn)地形圖縱斷面圖橫斷面圖水平垂直水平垂直鐵路1:10001:20001:50001:2001:5001:10001:20001:100001:1001:2001:10001:1001:2001:1001:200公路1:20001:50001:2001:5001:10001:20001:50001:2001:5001:1001:2001:1001:200架空索道1:20001:50001:2001:5001:20001:50001:2001:500——自流管線1:10001:20001:5001:10001:20001:1001:200——壓力管線1:20001:50001:5001:20001:50001:2001:500——架空送電線路—1:2001:5001:20001:50001:2001:500——12.1概述12.1概述

·線路測量的主要工作內(nèi)容和步驟：（4）定測。定測包括中線測量和縱橫斷面測量。中線測量是根據(jù)定線設(shè)計(jì)把線路中心線上的各類點(diǎn)位測設(shè)到實(shí)地，包括線路起終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、曲線要素點(diǎn)、線路中心里程樁、加樁等。當(dāng)線路與已有的道路、管道、送電線路、通信線路等交叉時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要測量交叉角、交叉點(diǎn)的平面位置和高程及凈空高或負(fù)高?？v橫斷面測量是測定線路中線方向和垂直方向的地面高低起伏情況，并繪制縱、橫斷面圖，為線路縱坡設(shè)計(jì)、邊坡設(shè)計(jì)以及土石方工程量計(jì)算提供數(shù)據(jù)資料。（5）施工測量。線路施工前，對定測線路的控制點(diǎn)和曲線要素點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測。復(fù)測合格后，根據(jù)線路的詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)度，開展施工測量。施工測量的主要任務(wù)是在實(shí)地測設(shè)線路的空間位置，為施工提供空間位置依據(jù)。12.1概述

·線路測量的主要工作內(nèi)容和步驟：（6）竣工測量。線路施工完成后，對照線路實(shí)體測繪竣工平面圖和斷面圖，并根據(jù)工程需要編繪或?qū)崪y竣工總圖?？⒐た倛D的實(shí)測采用全站儀測圖及數(shù)字編輯成圖的方法。（7）監(jiān)測和檢測。線路施工和運(yùn)營階段，為保障線路安全、施工質(zhì)量、科學(xué)研究、結(jié)構(gòu)健康等目的，采用測繪方法和多種傳感器，對線路和附屬設(shè)施進(jìn)行監(jiān)視觀測和巡檢觀測，并對觀測結(jié)果實(shí)施分析和評價(jià)。線路測量具有全線性、階段性和漸進(jìn)性的工作特點(diǎn)。全線性體現(xiàn)在線路測量工作從始至終貫穿于線路工程建設(shè)的各個(gè)階段。階段性體現(xiàn)在測量工作在線路設(shè)計(jì)和施工的不同階段要采用不同的測量方法完成多種工作任務(wù)。漸進(jìn)性體現(xiàn)在線路測量伴隨著線路工程的全壽命周期，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工竣工到運(yùn)營管理經(jīng)歷了一個(gè)從無到有、由粗到精的漸進(jìn)式過程。圖12-3線路走勢線路的走向和線型，受到地形、水文、地質(zhì)等諸多因素的影響和制約（如圖12-3所示）。12.2線路中線測量06-5月-241212.2線路中線測量線路中線由直線和曲線組成（如圖12-4所示）。線路曲線分為平曲線和豎曲線兩種。平曲線有圓曲線（單曲線、復(fù)曲線、反向曲線）、緩和曲線（螺旋線、拋物線、雙紐線、三角函數(shù)曲線）、回頭曲線等多種線型，例如公路的平曲線常采用直線—螺旋線—圓曲線—螺旋線—直線的組合。豎曲線是在線路縱斷面上，以變坡點(diǎn)為交點(diǎn)，連接兩相鄰坡段的曲線。豎曲線分為凸形和凹形曲線，有拋物線、圓曲線、雙曲線、螺旋線等多種線型。例如公路的豎曲線常采用二次拋物線，以保證行車安全、舒適以及視距的需要。圖12-4線路中線的組成06-5月-241312.2線路中線測量中線測量是線路工程測量的重要內(nèi)容之一，具有整體性強(qiáng)、貫穿始終、工作量大、精度要求高的特點(diǎn)。中線測量主要包括測設(shè)線路中線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)（JD）、轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）和曲線等（圖12-5）。由圖12-5可知，線路的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為交點(diǎn)，它是中線上直線和曲線測設(shè)的控制點(diǎn)。當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)互相不通視時(shí)，在其連線上增加若干個(gè)點(diǎn)位用以轉(zhuǎn)折和控制中線，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。在線路前進(jìn)中，中線由一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)至另一方向，所偏轉(zhuǎn)的角度稱為轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)角有左、右之分，順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)為右轉(zhuǎn)角，逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)為左轉(zhuǎn)角。圖12-5線路中線測量表12-2線路中線測量符號12.2線路中線測量線路測量符號一般采用漢語拼音字母，特殊情況采用英文字母。主要的線路中線測量符號參見表12-2。名稱（簡稱）漢語拼音縮寫英語簡寫線路起點(diǎn)SPSP(StartingPoint)終點(diǎn)EPEP(EndPoint)直線交點(diǎn)JDIP(IntersectPoint)轉(zhuǎn)點(diǎn)ZDTP(TransferPoint)變坡點(diǎn)（豎交點(diǎn)）SJDPVI（PointofVerticalIntersection）圓曲線圓曲線起點(diǎn)（直圓點(diǎn)）ZYBC(BeginningofCircularcurve)圓曲線中點(diǎn)（曲中點(diǎn)）QZMC(MiddlepointofCurve)圓曲線終點(diǎn)（圓直點(diǎn)）YZEC(EndofCircularcurve)緩和曲線第一緩和曲線起點(diǎn)（直緩點(diǎn)）ZHTS(TransferSpiral)第一緩和曲線終點(diǎn)（緩圓點(diǎn)）HYSC(SpiralCircularcurve)第二緩和曲線起點(diǎn)（圓緩點(diǎn)）YHCS(CircularcurveSpiral)第二緩和曲線終點(diǎn)（緩直點(diǎn)）HZST(SpiralTransfer)復(fù)曲線復(fù)曲線公切點(diǎn)（公切點(diǎn)）GQPCC(PointofCommontangentofCompoundCurve)豎曲線豎曲線起點(diǎn)（豎直圓點(diǎn)）SZYBVC(BeginningofVerticalCurve)豎曲線終點(diǎn)（豎圓直點(diǎn)）SYZEVC(EndofVerticalCurve)豎曲線公切點(diǎn)（豎公切點(diǎn)）SGQPCVC(PointofCommontangentofVerticalCurve)06-5月-241512.2線路中線測量為了在實(shí)地標(biāo)示線路以供設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營使用，沿線路走向每隔一定距離設(shè)置若干個(gè)樁來標(biāo)識線路控制點(diǎn)、中線位置、里程等，稱為線路標(biāo)志樁。線路標(biāo)志樁分為線路中線樁和指示樁。線路中線樁是線路縱、橫斷面測量和施工測量的依據(jù)，包括控制樁、整樁和加樁。（1）線路控制樁是線路的骨干點(diǎn)，主要有線路的起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁、曲線要素點(diǎn)樁等。（2）線路整樁也稱為里程樁，是埋設(shè)在線路中線上注有里程的樁位標(biāo)志。整樁是由線路的起點(diǎn)開始按照一定的樁距為間隔設(shè)置的中線樁。對于直線段，整樁間隔可以為20m～100m的整數(shù)，對于曲線段，根據(jù)曲線半徑設(shè)定，一般為5m、10m、20m。公路和鐵路上常見的百米樁、公里樁均為整樁。整樁的樁號用“K千米+米”表示，如：K3+450，K表示里程整千米處，該樁距線路起點(diǎn)為3450m。圖12-6線路中線樁06-5月-241612.2線路中線測量（3）線路加樁分為地形加樁和地物加樁。其中地形加樁是沿中線地形發(fā)生變化處（如地面起伏突變處、橫向坡度變化處、天然河溝處等）設(shè)置的加樁；地物加樁是沿中線在地物處（如橋梁、涵洞、地質(zhì)變化、或與其他線路交叉處等）設(shè)置的加樁。線路的起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)和鐵路、公路的曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)，均應(yīng)埋設(shè)固定樁。其他線路中線樁常用一面刨光的木板釘在點(diǎn)位上，樁上寫明里程數(shù)，字面朝著線路起點(diǎn)，樁頂露出地面20-30cm（如圖12-6所示）。除線路中線樁外，在線路上還要釘出一些特殊樁位，用以指示和特殊說明，稱為指示樁。圖12-7為鐵路指示樁。圖12-7鐵路曲線指示樁06-5月-241712.2線路中線測量各種線路樁點(diǎn)的測設(shè)常采用GNSSRTK法、全站儀坐標(biāo)放樣法等完成（如圖12-8所示）。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的樁點(diǎn)坐標(biāo)，用GNSS、全站儀、超站儀、自動放樣機(jī)器人等儀器設(shè)備實(shí)施點(diǎn)位測設(shè)工作。圖12-8線路樁點(diǎn)測設(shè)方法（a）GNSSRTK法（b）全站儀坐標(biāo)放樣法06-5月-241812.2線路中線測量將線路的曲線按設(shè)計(jì)標(biāo)定在實(shí)地上的測量工作稱為曲線測設(shè)。曲線測設(shè)是根據(jù)曲線類型、參數(shù)、方程等計(jì)算出曲線要素點(diǎn)坐標(biāo)，并把它們測設(shè)到實(shí)地上。以平曲線中最基本的圓曲線主點(diǎn)測設(shè)為例，介紹曲線測設(shè)的流程。如圖12-9所示，沿著線路前進(jìn)方向，已知轉(zhuǎn)點(diǎn)1（ZD1）、交點(diǎn)（JD）和轉(zhuǎn)點(diǎn)2（ZD2）的坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)可知圓曲線的參數(shù)（右轉(zhuǎn)角和半徑R）。要在實(shí)地測設(shè)出圓曲線三主點(diǎn)（直圓點(diǎn)ZY、曲中點(diǎn)QZ、圓直點(diǎn)YZ）。圖12-9圓曲線主點(diǎn)測設(shè)圓曲線三主點(diǎn)測設(shè)步驟如下：（1）計(jì)算圓曲線主點(diǎn)元素：圓曲線切線長度T、圓曲線長度L、外矢距E、切曲差q。06-5月-241912.2線路中線測量（2）根據(jù)交點(diǎn)的里程推算圓曲線三主點(diǎn)的里程（樁號）。數(shù)據(jù)檢核：QZ里程+q/2＝JD里程圖12-9圓曲線主點(diǎn)測設(shè)（3）將全站儀安置在JD點(diǎn)上，分別以ZD1點(diǎn)、ZD2點(diǎn)定向。自交點(diǎn)沿視線方向（ZD1點(diǎn)方向）量取切線長T，測設(shè)出ZY點(diǎn)。然后沿視線方向（ZD2點(diǎn)方向）量取切線長T，測設(shè)出YZ點(diǎn)。最后撥角（90°-??/2），量取外矢距E，測設(shè)出QZ點(diǎn)。也可以根據(jù)圓曲線主點(diǎn)元素，在設(shè)計(jì)圖中獲得三主點(diǎn)的坐標(biāo)，直接用RTK、全站儀坐標(biāo)法等直接完成圓曲線主點(diǎn)測設(shè)。06-5月-242012.3縱橫斷面測量縱橫斷面測量是線路勘測中一項(xiàng)重要的工作。縱斷面測量是測定線路各中線樁（里程樁）的地面高程，然后根據(jù)里程樁號和測得的地面高程，按一定比例繪制成縱斷面圖，供線路縱坡設(shè)計(jì)使用。橫斷面測量是測定線路中線樁兩側(cè)一定范圍內(nèi)，垂直于中線方向的地面各點(diǎn)距離和高程，繪制橫斷面圖，供線路工程設(shè)計(jì)、計(jì)算土石方量及施工使用?？v斷面測量一般采用水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行。先進(jìn)行基平測量，即在線路中線附近每隔一定距離設(shè)置一個(gè)高程控制點(diǎn)，并測定其高程。然后進(jìn)行中平測量，即根據(jù)各高程控制點(diǎn)測定各里程樁地面的高程。也可以采用GNSSRTK的方法直接測量線路各中線樁地面的高程。12.3縱橫斷面測量圖12-10縱斷面圖如圖12-10所示，縱斷面圖以中線樁里程為橫坐標(biāo)，中線樁的地面高程為縱坐標(biāo)繪制。橫坐標(biāo)比例尺常采用1:5000、1:2000或1:1000，縱向比例尺采用橫坐標(biāo)比例尺的10~20倍?？v斷面圖包含圖窗口和注析窗口兩個(gè)窗口。12.3縱橫斷面測量圖12-11橫斷面圖中線樁的地面高程已在縱斷面測量時(shí)完成，橫斷面上各地形特征點(diǎn)相對于中線樁的平距和高差可用水準(zhǔn)儀—皮尺法，全站儀法或RTK法等進(jìn)行測量。橫斷面測量的寬度應(yīng)根據(jù)中線樁填挖高度、邊坡大小等或者按照設(shè)計(jì)要求確定。一般中線兩側(cè)各測10～50m。依據(jù)橫斷面測量得到的各點(diǎn)間的平距和高差，繪制出各中線樁的橫斷面圖，如圖12-11所示。繪制時(shí)，先標(biāo)定中線樁位置，由中線樁開始，逐一將特征點(diǎn)展繪在圖上。然后用細(xì)線連接相鄰點(diǎn)，即可繪出橫斷面的地面線。第13章橋梁工程測量目錄06-5月-2424概述I.橋梁控制測量III.橋位勘測II.橋梁施工測量IV.交工測量V.06-5月-242513.1

概述圖13-1港珠澳大橋橋梁在交通中占據(jù)著重要的地位，是跨越江河湖海、山谷深溝或其他線路的構(gòu)筑物（圖13-1）。橋梁主要由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成。上部結(jié)構(gòu)是墩臺之間的梁體部分，位于橋梁墩臺帽或蓋梁頂面（拱橋?yàn)楣白斆妫┮陨稀Ｆ渥饔檬浅休d交通并將交通荷載傳導(dǎo)至下部結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)主要是橋墩、橋臺等結(jié)構(gòu)體，其作用是支承上部結(jié)構(gòu)并將上部結(jié)構(gòu)傳來的力下傳至基礎(chǔ)。橋梁基礎(chǔ)是承臺或基礎(chǔ)頂面以下部分，其作用是支撐橋梁主體結(jié)構(gòu)并將荷載傳至地基。06-5月-242613.1

概述·（1）橋梁勘測設(shè)計(jì)階段的主要測量工作橋梁工程測量貫穿于橋梁的勘測設(shè)計(jì)、施工建設(shè)階段，包括勘測選址、控制測量、施工測量、變形測量、竣工測量等內(nèi)容。橋梁按其長度可分為小橋（20m以下）、中橋（20~100m）、大橋（100~500m）、特大橋（500m以上）四個(gè)種類，不同類型的橋梁各階段的測量內(nèi)容不盡相同。本章主要介紹大中型橋梁工程測量方法，主要內(nèi)容包括橋位勘測、橋梁控制測量、橋梁施工測量、和交工測量等。1）平面和高程控制測量，構(gòu)建橋位勘測控制網(wǎng)?？缭綄挾容^小的橋梁，可以將勘測和施工階段所用控制網(wǎng)一體布設(shè)。大跨徑橋梁，將橋位勘測和施工分開布設(shè)專用控制網(wǎng)。2）橋址定線測量。采用全站儀導(dǎo)線或GNSS測量方法在實(shí)地測設(shè)中線控制網(wǎng)點(diǎn)。3）橋址中線和斷面測量。在橋址定線區(qū)域內(nèi)，測繪橋梁中線縱斷面圖（比例尺1：500）和橋墩臺橫斷面圖（1：200）。06-5月-242713.1

概述·（1）橋梁勘測設(shè)計(jì)階段的主要測量工作4）橋位地形圖測繪。采用全站儀、GNSS、無人機(jī)低空攝影測量等方法測繪橋位陸地地形圖和橋址中線上下游的河床地形圖。5）橋址水文測量。進(jìn)行水位、水面坡度、流速流向等測量工作。6）船走行線測量。在橋址中線上、下游一定范圍內(nèi)，測繪橋址航跡線圖。7）地質(zhì)勘探測量。完成地質(zhì)勘探所需的鉆孔測設(shè)、地面高程模型測量等工作。06-5月-242813.1

概述·（2）橋梁施工建設(shè)階段的主要測量工作（1）根據(jù)橋梁工程施工總體布置圖布設(shè)施工控制網(wǎng)。單位工程和重要的分部、分項(xiàng)工程編制施工測量專項(xiàng)方案。（2）按照施工各階段的要求，完成施工控制網(wǎng)復(fù)測和加密、施工測設(shè)和檢測工作。（3）依據(jù)設(shè)計(jì)要求和橋梁結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)，實(shí)施施工監(jiān)測工作。（4）單項(xiàng)工程完成時(shí)，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求對重要構(gòu)筑物和隱蔽工程進(jìn)行交工測量。（5）橋梁工程建設(shè)各階段施工測量結(jié)束后，進(jìn)行測量成果檢查驗(yàn)收、匯編總結(jié)和上交工作。06-5月-242913.2

橋位勘測·橋位選擇橋位，是橋梁、引道路堤及調(diào)治構(gòu)造物三者位置的總稱。橋位勘測（Bridgesitesurvey）是在橋位的勘察選址和設(shè)計(jì)中的測量工作，是橋梁工程建設(shè)前期的首要工作。橋位選擇是橋位勘測中的一項(xiàng)重要工作。橋位選擇不僅對橋梁的穩(wěn)定、工程造價(jià)、施工與養(yǎng)護(hù)等有直接的關(guān)系，而且與橋頭的線路工程、水文、地形、工程地質(zhì)和航運(yùn)等有直接影響。因此，橋位選擇必須全面考慮各種影響因素，經(jīng)過深入的現(xiàn)場調(diào)查與勘測，選擇幾個(gè)可能的橋位方案，經(jīng)過全面分析研究和經(jīng)濟(jì)比較后，再確定推薦方案。橋軸線一般為直線，否則要采用較大的平曲線半徑和較小的縱坡?！蛭辉O(shè)計(jì)橋位設(shè)計(jì)是橋梁工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。合理優(yōu)化橋位設(shè)計(jì)和選擇合適的橋梁結(jié)構(gòu)形式是確保橋梁工程質(zhì)量與降低橋梁工程成本的關(guān)鍵。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行水文計(jì)算、橋梁孔徑計(jì)算、確定墩臺基底埋置深度、通航的影響因素測定等工作。06-5月-243013.2橋位勘測·橋位勘測橋位勘測主要為在橋址處設(shè)計(jì)橋粱孔跨、橋頭路基和導(dǎo)流構(gòu)筑物提供各種地形圖、專題圖和基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)。對于中小橋及技術(shù)條件簡單的大橋，其橋址位置由線路位置決定，橋位勘測一般包括在線路勘測之內(nèi)。對于特大橋或技術(shù)條件復(fù)雜的大橋，線路的位置一般要適應(yīng)橋梁的位置，這時(shí)應(yīng)對橋位進(jìn)行專門的勘測。橋位勘測要考慮流域水文、地質(zhì)、地形、有關(guān)的工程或城市規(guī)劃、環(huán)境景觀、運(yùn)營條件等多方面的因素。要求橋位跨越的水面最窄，橋中線與水流方向近于正交，地質(zhì)條件好，河床穩(wěn)定。橋位勘測需要施測多種比例尺的地形圖。采用衛(wèi)星遙感、航測等技術(shù)手段測繪1：10000或1：25000比例尺的地形圖用于設(shè)計(jì)橋位和附屬導(dǎo)流構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)。采用無人機(jī)低空測量、RTK或全站儀測繪1：500～1：2000大比例尺地形圖，特別復(fù)雜的局部地形可用1:200比例尺，用于詳細(xì)設(shè)計(jì)。測量范圍應(yīng)滿足選定橋位、橋頭引線、橋渡和導(dǎo)流建筑物及施工場地布置的需要。在線路方向測至兩岸歷史最高洪水位或設(shè)計(jì)水位2m以上，在水流方向根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定。橋址縱斷面測至兩岸線路的路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高以上。水下地形可以采用全站儀前方交會法、GNSS等測量平面位置，采用測深桿、單波束或多波束測深儀測量水深。也可以采用無人測量船測繪水下地形圖（圖13-2）。06-5月-243113.2橋位勘測·橋位勘測圖13-2無人測量船測繪水下地形圖06-5月-243213.3

橋梁控制測量橋梁控制測量是橋梁工程測量的基礎(chǔ)，也是橋梁施工測量的依據(jù)。橋梁控制測量主要包括平面控制測量和高程控制測量。橋梁控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)以精度適宜、便于實(shí)施、質(zhì)量可靠為標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)設(shè)計(jì)工作在了解橋梁總體布置、工程區(qū)域地形特征及施工精度要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行。技術(shù)設(shè)計(jì)前一般收集下列資料：（1）施工區(qū)及周邊區(qū)域現(xiàn)有地形圖，必要的地質(zhì)、水文、氣象資料。（2）橋梁總體布置圖及有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)文件。（3）勘測設(shè)計(jì)階段已有控制測量資料，包括控制網(wǎng)圖、點(diǎn)之記、成果表及技術(shù)總結(jié)。（4）有關(guān)測量規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及招投標(biāo)文件資料。06-5月-243313.3

橋梁控制測量建立橋梁平面控制網(wǎng)的主要目的：（1）測定橋軸線長度。按照規(guī)定精度測定橋梁中心線的長度并據(jù)此進(jìn)行墩、臺位置的放樣是進(jìn)行橋位平面控制測量的主要目的。（2）橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的測設(shè)。是確保橋梁上下部結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確高精度地放樣到實(shí)地的控制依據(jù)。（3）施工監(jiān)測的基準(zhǔn)。為在施工過程中的變形監(jiān)測提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。對于跨越無水河道的直線小橋，橋軸線長度可以直接測定，墩、臺位置也可直接利用橋軸線的兩個(gè)控制點(diǎn)放樣，無需建立平面控制網(wǎng)。對于跨越有水河道的大型橋梁，墩、臺無法直接定位，則必須建立平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可以布設(shè)成邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GNSS網(wǎng)等形式，平面控制測量采用衛(wèi)星定位測量、三角形網(wǎng)測量、導(dǎo)線測量等方法。

13.3.1平面控制測量06-5月-243413.3

橋梁控制測量一般將橋梁中軸線作為平面控制網(wǎng)的一條邊，以提高橋軸線空間位置的準(zhǔn)確度和精度。橋梁施工平面控制網(wǎng)的等級，根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁平面控制網(wǎng)的等級選擇依據(jù)表13-1。

13.3.1平面控制測量表13-1橋梁平面控制網(wǎng)的等級06-5月-243513.3橋梁控制測量進(jìn)行橋梁施工平面控制網(wǎng)的建立應(yīng)符合下列要求：（1）平面控制網(wǎng)應(yīng)因地制宜，且適當(dāng)考慮發(fā)展。橋梁鄰近有銜接關(guān)聯(lián)工程需與國家或地方高等級控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)測方案，并建立橋梁平面控制測量坐標(biāo)系統(tǒng)與國家或地方坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。（2）跨越寬度超過橋梁主跨2倍以上時(shí)，應(yīng)先建立首級平面控制網(wǎng)，并考慮施工加密控制網(wǎng)方案。（3）橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)及等級應(yīng)首先考慮滿足橋梁結(jié)構(gòu)施工精度要求，首級控制網(wǎng)不宜構(gòu)建附合網(wǎng)，可選擇建立以一點(diǎn)一方位為基準(zhǔn)的自由網(wǎng)。（4）首級控制網(wǎng)可直接作為施工控制網(wǎng)使用；不能滿足施工測設(shè)要求時(shí)，應(yīng)在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立施工加密控制網(wǎng)。（5）加密控制網(wǎng)可同等級擴(kuò)展或越級布設(shè)，其布設(shè)級數(shù)可根據(jù)地形條件及放樣需要決定，不宜大于2級；增設(shè)或補(bǔ)設(shè)控制點(diǎn)應(yīng)采用同精度內(nèi)插的方法測量。（6）控制網(wǎng)跨越江河（海）、峽谷時(shí)，每岸應(yīng)不少于3點(diǎn)，其中靠近軸線每岸宜布設(shè)相互通視2點(diǎn)。

13.3.1平面控制測量06-5月-243613.3

橋梁控制測量在各等級平面控制測量中，規(guī)定其最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均不得大于20mm，最弱相鄰點(diǎn)相對點(diǎn)位中誤差均不得大于10mm。平面控制測量精度要求和橋梁軸線相對中誤差依據(jù)表13-2的規(guī)定。橋梁平面控制網(wǎng)建立后應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測。首級控制網(wǎng)復(fù)測周期應(yīng)小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測周期應(yīng)小于6個(gè)月，復(fù)測精度應(yīng)與控制網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.1平面控制測量06-5月-2437建立橋梁高程控制網(wǎng)的主要目的：13.3橋梁控制測量（1）構(gòu)建橋梁工程統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。（2）在橋址附近設(shè)立水準(zhǔn)基點(diǎn)和施工水準(zhǔn)點(diǎn)，以滿足施工測設(shè)和橋梁墩臺沉降監(jiān)測的需要。建立高程控制網(wǎng)一般采用水準(zhǔn)測量法，跨越江河峽谷等地區(qū)可采用測距三角高程測量、GNSS水準(zhǔn)測量、GNSS擬合高程測量等方法施測。首級高程控制網(wǎng)為環(huán)形網(wǎng)，加密網(wǎng)布設(shè)成附合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。橋梁施工高程系統(tǒng)一般采用橋梁設(shè)計(jì)指定的高程系統(tǒng)；當(dāng)設(shè)計(jì)未指定時(shí)，采用1985年國家高程基準(zhǔn)。橋梁高程投影面一般以橋墩頂面平均高程為高程投影面。

13.3.2高程控制測量06-5月-243813.3橋梁控制測量高程控制測量精度等級，依次劃分為一等、二等、三等、四等。各等級高程控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求見表13-3。

13.3.2高程控制測量表13-3橋梁施工高程控制測量的技術(shù)指標(biāo)06-5月-243913.3橋梁控制測量橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級應(yīng)根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級選擇見表13-4。表13-4橋梁施工高程控制測量等級橋梁高程控制網(wǎng)要進(jìn)行復(fù)測，首級控制網(wǎng)復(fù)測周期小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測周期小于6個(gè)月，復(fù)測精度與高程網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.2高程控制測量06-5月-244013.4橋梁施工測量

·橋梁施工測量的基本工作有以下內(nèi)容：1）施工測量人員與工程其他專業(yè)人員密切配合，了解橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程進(jìn)度、施工工藝等內(nèi)容。2）在施工測量開始前，熟悉工程設(shè)計(jì)圖紙和文件，了解工程總體和單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收對測量工作的技術(shù)要求；依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的測量方案。3）觀測記錄手簿隨測隨記，內(nèi)容填寫完整、字跡清晰，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)抄、偽造。采用電子手簿時(shí)，由現(xiàn)場測量人員檢查確認(rèn)后使用。4）施工測量成果資料統(tǒng)一編號、分類歸檔、妥善保管。5）現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，遵守有關(guān)安全、技術(shù)操作規(guī)程。6）測量儀器設(shè)備妥善保管，定期檢定、維護(hù)、保養(yǎng)。06-5月-244113.4橋梁施工測量在施工測設(shè)工作開始前，要詳細(xì)查閱設(shè)計(jì)圖紙，核對已知及放樣數(shù)據(jù)資料，了解設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場施工條件。根據(jù)施工測量精度要求，選擇合理的放樣方法，并編制放樣作業(yè)實(shí)施細(xì)則。點(diǎn)位放樣完成后，要進(jìn)行點(diǎn)位檢核。橋梁平面坐標(biāo)放樣方法有全站儀三維坐標(biāo)法、交會法、自由設(shè)站法、GNSSRTK法、CORS測量法等。高程放樣方法有水準(zhǔn)測量法、測距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法、全站儀精密傳高法等。橋梁樁基高程放樣時(shí)，可以采用GNSSRTK法、CORS測量法。橋墩、塔柱等高聳構(gòu)筑物高程傳遞，可采用測距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法。對100m以上高塔柱的高程傳遞，采用全站儀精密傳高法。對于立模放樣，要測設(shè)各種構(gòu)筑物的立模輪廓點(diǎn)和軸線點(diǎn)，并對已經(jīng)安裝好的模板、預(yù)埋件進(jìn)行形體和位置的檢查。立模放樣一般采用全站儀三維坐標(biāo)法。混凝土構(gòu)筑物的高程放樣采用水準(zhǔn)測量法或液體靜力水準(zhǔn)法。對于金屬結(jié)構(gòu)安裝測量，其主要工作內(nèi)容有：安裝軸線和高程工作基點(diǎn)的測設(shè)；安裝點(diǎn)的放樣；安裝竣工測量等。06-5月-244213.4

橋梁施工測量樁基礎(chǔ)及承臺、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、橋墩和索塔、錨碇及錨固系統(tǒng)、斜拉橋索道管、懸索橋索鞍、懸索橋主纜、懸索橋索夾、橋面、支座和伸縮縫。（1）橋軸線放樣。（2）橋基礎(chǔ)（承臺）放樣（圖13-3）。（3）下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺）放樣（圖13-4）。（4）上部結(jié)構(gòu)（梁體）放樣。

·橋梁施工測量的主要對象有：

·橋梁施工放樣的順序?yàn)椋簣D13-3橋梁承臺圖13-4橋梁下部結(jié)構(gòu)測設(shè)06-5月-244313.5

交工測量交工測量是指橋梁工程建設(shè)竣工、驗(yàn)收時(shí)所進(jìn)行的測繪工作。其目的是檢查橋體是否符合設(shè)計(jì)要求，測定橋梁建成后的實(shí)際情況，為橋梁運(yùn)營期間的監(jiān)測、檢測和運(yùn)維提供數(shù)據(jù)資料。橋梁交工測量主要內(nèi)容包括下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和橋梁總體交工測量工作。交工測量的成果反映橋梁構(gòu)筑物的位置和幾何尺寸，為橋梁質(zhì)量檢驗(yàn)評定及驗(yàn)收、工程維護(hù)等工作提供依據(jù)。交工測量采用與原橋梁施工測量一致的平面和高程系統(tǒng)，測量時(shí)可使用原有施工控制點(diǎn)和工作基點(diǎn)。在進(jìn)行交工測量時(shí)，對于隱蔽、水中和垂直凌空面的橋梁部位，可以在施工過程中，按交工測量的要求進(jìn)行測量，逐漸積累交工資料。對于其他的橋梁部位，待單項(xiàng)工程完工后，進(jìn)行一次性的交工測量。分項(xiàng)工程、分部工程及單位工程完成后，及時(shí)進(jìn)行交工測量和資料整編與歸檔。交工測量測量精度要不低于施工放樣的精度。大跨徑橋梁的交工測量項(xiàng)目見表13-5。06-5月-244413.5交工測量表13-5大跨徑橋梁交工測量項(xiàng)目橋梁類型交工測量項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)斜拉橋錨固點(diǎn)、索道管、主梁、成橋線形樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、承臺及塔座、索塔及橫梁、索道管懸索橋散索鞍、主索鞍、主纜、索夾、主梁、成橋線樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地連墻基礎(chǔ)、承臺及塔座、索塔及橫梁、錨體和錨固系統(tǒng)橋梁總體交工測量內(nèi)容有：橋面中心線偏位，橋?qū)?、橋長和橋面縱橫坡測量，橋頭高程銜接測量，引橋中線與主橋中線銜接測量等。第14章地下工程測量目錄06-5月-2446概述I.水平角測量III.地面控制測量II.竣工測量VI.地下施工測量IV.貫通測量V.06-5月-244714.1

概述地下工程測量是工程測量的一個(gè)重要分支，是測繪學(xué)科在地下工程建設(shè)中的應(yīng)用。地下工程測量是在隧道、地鐵、地下防空建筑、水工隧洞、航運(yùn)隧道、地下工廠、地下礦產(chǎn)開采等地下工程建設(shè)中的測量工作（如圖14.1所示）。地下工程測量為地下工程建設(shè)提供必要的空間位置數(shù)據(jù)、資料、圖件，對地下工程建設(shè)起到施工指導(dǎo)、安全保障和質(zhì)量監(jiān)控作用，是地下工程建設(shè)的一項(xiàng)基本環(huán)節(jié)和重要內(nèi)容。地下工程測量是地下建構(gòu)筑物空間位置正確、隧道正確貫通的關(guān)鍵。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，提供各種地形圖、地質(zhì)填圖、隧道洞口和線路的平面圖與縱橫斷面圖、控制測量數(shù)據(jù)資料等。在施工建造階段，提供地下空間位置控制、施工測設(shè)、貫通測量和竣工測量。在運(yùn)營管理階段，提供地下結(jié)構(gòu)及近接地表的變形監(jiān)測、結(jié)構(gòu)健康檢測。06-5月-244814.1

概述圖14.1地下工程測量06-5月-244914.1

概述圖14.2隧道開挖方法隧道開挖方法山嶺隧道淺埋與軟土隧道水底隧道傳統(tǒng)礦山法新奧法掘進(jìn)機(jī)法明挖法蓋挖法盾構(gòu)法淺埋暗挖法地下連續(xù)墻法沉管法盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)種類繁多，構(gòu)筑地下結(jié)構(gòu)的施工方法和技術(shù)也是多種多樣的，隧道開挖方法如圖14.2所示。06-5月-245014.1

概述·主要任務(wù)：·主要的測量工作內(nèi)容：不同的施工方法，地下工程施工測量的任務(wù)也不盡相同。其主要任務(wù)有：（1）標(biāo)定出地下隧道、巷道等線形工程的開挖位置和設(shè)計(jì)中線的平面位置與高程（坡度），以指導(dǎo)隧道（巷道）按設(shè)計(jì)正確開挖施工；（2）標(biāo)定地下洞室的空間位置、形狀和大小，放樣隧道（巷道）、洞室襯砌的位置，保證按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開挖和支護(hù)襯砌；（3）進(jìn)行地下工程結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)放樣以及大型設(shè)備的安裝和調(diào)校測量等測量工作。為了完成地下工程施工測量任務(wù)，在地下工程施工時(shí)主要的測量工作內(nèi)容包括：地面控制測量、聯(lián)系測量、地下施工測量、貫通測量以及竣工測量。06-5月-245114.1

概述本章主要介紹城市地鐵施工測量的方法。地鐵（Metro，Subway）是在全封閉線路上運(yùn)行的大運(yùn)量或高運(yùn)量城市軌道交通方式，線路通常設(shè)于地下結(jié)構(gòu)內(nèi)，也可延伸至地面或高架橋上。地鐵是城市軌道交通的主要形式，是解決城市容量瓶頸、緩解交通壓力的有效途徑。地鐵的地下結(jié)構(gòu)一般分為車站結(jié)構(gòu)和區(qū)間隧道。車站結(jié)構(gòu)是由車站的梁、柱、墻、板、拱等主要承重構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)物，車站結(jié)構(gòu)施工一般采用明挖法、暗挖法、蓋挖法等施工方法（如圖14.3所示）。圖14.3地鐵車站施工06-5月-245214.1

概述區(qū)間隧道是車站之間形成行車所需空間的地下構(gòu)筑物，區(qū)間隧道施工一般采用礦山法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、頂進(jìn)法等施工方法（如圖14.4所示）。本章主要介紹地鐵區(qū)間隧道工程測量。地鐵隧道工程測量的內(nèi)容有：施工控制測量（地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量），施工測設(shè)（梁柱板定位、盾構(gòu)機(jī)定位、襯砌拼裝定位），貫通測量（線路中線測量和調(diào)整、斷面測量），軌道測量（鋪軌基標(biāo)測量、限界測量、軌道鋪設(shè)和設(shè)備安裝測量），竣工測量（盾構(gòu)斷面凈空測量、線路軌道現(xiàn)狀測量、竣工圖繪制）。

圖14.4地鐵區(qū)間隧道施工06-5月-245314.2

地面控制測量

地鐵隧道開挖的地面控制測量一般在隧道開挖之前完成，常常和車站工程施工控制測量同步開展。隧道工程地面控制測量的作用是保證隧道按設(shè)計(jì)規(guī)定的精度正確貫通，并使地下各種建（構(gòu)）筑物按設(shè)計(jì)位置定位安裝和鋪設(shè)。地面控制測量的作用是提供洞口點(diǎn)的三維坐標(biāo)和進(jìn)洞開挖的方向。目的是確定洞口點(diǎn)、豎井的近井點(diǎn)和方向照準(zhǔn)點(diǎn)之間的相對位置，作為地下洞內(nèi)控制測量的起始數(shù)據(jù)。

地面控制測量包括平面控制測量和高程控制測量?！さ孛婵刂凭W(wǎng)布設(shè)步驟如下：（1）收集資料。主要資料包括施工地區(qū)的大比例尺地形圖，隧道工程所在地段的線路平面圖，隧道工程的設(shè)計(jì)斷面圖、平面圖，施工技術(shù)設(shè)計(jì)，周邊控制點(diǎn)資料，該地區(qū)水文、氣象、地質(zhì)及交通運(yùn)輸?shù)确矫娴馁Y料。（2）現(xiàn)場踏勘。初步分析收集資料后，對隧道工程穿越地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘察，了解隧道工程兩側(cè)地形，特別注意工程的走向、地形、地質(zhì)和施工設(shè)施的布置情況。06-5月-245414.2

地面控制測量

·地面控制網(wǎng)布設(shè)步驟如下：（3）選點(diǎn)布網(wǎng)。先在大比例尺地形圖上選點(diǎn)，然后到實(shí)地標(biāo)定。也可以直接到現(xiàn)場踏勘選點(diǎn)，要注意充分利用已知控制點(diǎn)。選點(diǎn)時(shí)注意：①在隧道的進(jìn)出口（豎井、斜井或平硐）附近，曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)及交點(diǎn)處選點(diǎn)。②控制點(diǎn)要選在地質(zhì)條件穩(wěn)定且牢靠的地方，盡量避免施工影響。③每個(gè)洞口至少3個(gè)控制點(diǎn)，且相鄰點(diǎn)通視，確保聯(lián)系測量的開展。

隧道施工至少要從兩個(gè)相對的洞口開挖。較長隧道的施工需要通過豎井、斜井、平硐等多通道開挖，以增加工作面，加快施工速度。為了保證隧道最后正確貫通，必須在相應(yīng)的開挖點(diǎn)建立控制點(diǎn)，并構(gòu)成地面控制網(wǎng)。

·地面控制網(wǎng)的布設(shè)原則有：（1）控制網(wǎng)的大小、形狀、點(diǎn)位分布，應(yīng)與地下工程的大小、形狀相適應(yīng)，點(diǎn)位布設(shè)要考慮施工放樣的方便，隧道控制網(wǎng)一定要保證隧道兩端有控制點(diǎn)。（2）地面控制網(wǎng)的精度，不要求網(wǎng)的精度均勻，但要保證某一方向和某幾個(gè)點(diǎn)的相對精度高，如隧道控制網(wǎng)要能保證隧道橫向貫通的準(zhǔn)確性。06-5月-245514.2

地面控制測量

·地面控制網(wǎng)的布設(shè)原則有：（3）投影面的選擇應(yīng)滿足“控制點(diǎn)坐標(biāo)反算的兩點(diǎn)間長度與實(shí)地兩點(diǎn)間長度之差應(yīng)盡可能小”的要求。如隧道施工控制網(wǎng)一般投影到隧道貫通平面上，也可以將長度投影到定線放樣精度要求最高的平面上。（4）坐標(biāo)系可以采用CGCS2000坐標(biāo)系或采用獨(dú)立的施工坐標(biāo)系。如采用施工坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸要平行或垂直于隧道的主軸線。

·近井點(diǎn)：近井點(diǎn)是地下工程測量中常用的一個(gè)名詞術(shù)語，它是指在布設(shè)地面控制網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)井口附近至少設(shè)立一個(gè)控制點(diǎn)，以便將地面的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)傳遞到井下去。這個(gè)點(diǎn)就是近井點(diǎn)。06-5月-245614.2

地面控制測量

平面控制測量網(wǎng)應(yīng)根據(jù)隧道的長度和平面形狀以及線路通過地區(qū)的地形情況和施工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)布設(shè)。隧道線路上各洞口的進(jìn)、出口點(diǎn)，豎井附近的近井點(diǎn)，以及各洞口和豎井附近布設(shè)的3個(gè)及以上的定向點(diǎn)都要納入平面控制網(wǎng)中作為控制點(diǎn)布設(shè)，使各洞口點(diǎn)、豎井的近井點(diǎn)和各定向點(diǎn)的坐標(biāo)都在同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)。平面控制測量方法有：邊角測量、導(dǎo)線測量、GNSS靜態(tài)測量。高程控制測量的任務(wù)是在各洞口（或井口）附近設(shè)立2～3個(gè)高程控制點(diǎn)，測量各開挖洞口（或井口）的進(jìn)口點(diǎn)間的高差，由進(jìn)口點(diǎn)向洞內(nèi)或井下傳遞高程，建立洞內(nèi)或地下統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，以保證在貫通面上高程正確貫通。高程控制測量通常采用水準(zhǔn)測量方法，只有在斜井和地形陡峻的山區(qū)地段采用測距三角高程測量。地面水準(zhǔn)測量時(shí)，利用線路定測水準(zhǔn)點(diǎn)的高程作為起始高程，沿水準(zhǔn)路線在每個(gè)洞口（井口）至少應(yīng)埋設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)線路應(yīng)形成閉合環(huán)線，或者敷設(shè)兩條相互獨(dú)立的水準(zhǔn)線路，由已知的起始水準(zhǔn)點(diǎn)從一端洞口測至另一端的洞口。地面高程控制測量的等級要根據(jù)水準(zhǔn)路線的長度和隧道長度按表14-1選取。06-5月-245714.2

地面控制測量

表14.1隧道地面高程控制測量的等級06-5月-245814.3

聯(lián)系測量

在地下工程施工中，采用開挖平硐、斜井、豎井的方式來到達(dá)地下結(jié)構(gòu)的底部或者用來增加工作面。為了保證隧道按設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，或者多頭掘進(jìn)的工作面在預(yù)定地點(diǎn)貫通，就必須將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)通過平硐、斜井及豎井傳遞到地下，這些傳遞工作稱為聯(lián)系測量。地鐵聯(lián)系測量是將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與地下建立統(tǒng)一的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，為隧道施工提供坐標(biāo)基準(zhǔn)。聯(lián)系測量分為平面聯(lián)系測量（定向測量）和高程聯(lián)系測量（導(dǎo)入標(biāo)高）。它是保證隧道開挖正確貫通，地下設(shè)備正確安裝的重要工序。本節(jié)主要介紹豎井聯(lián)系測量方法。06-5月-245914.3

聯(lián)系測量平面聯(lián)系測量的任務(wù)是測定地下控制網(wǎng)（或?qū)Ь€）的起算邊的坐標(biāo)方位角和平面坐標(biāo)。平面聯(lián)系測量分為幾何定向（包括一井定向和兩井定向）和物理定向（陀螺全站儀定向）。1.一井定向

一井定向是用一個(gè)豎井完成平面聯(lián)系測量。在進(jìn)行平面聯(lián)系測量之前，首先進(jìn)行地面近井點(diǎn)的測量標(biāo)志埋設(shè)工作。在豎井四周用埋石的方法對稱布設(shè)4個(gè)相互通視的近井點(diǎn)A、A’和B、B’。其中A、A’兩個(gè)近井點(diǎn)沿隧道中線方向布設(shè)，B、B’兩個(gè)近井點(diǎn)沿隧道中線的橫剖方向。然后在遠(yuǎn)離豎井的位置分別埋設(shè)每個(gè)近井點(diǎn)的后視定向控制點(diǎn)，共計(jì)4個(gè)定向控制點(diǎn)。

用全站儀導(dǎo)線測量依次測定4個(gè)近井點(diǎn)和4個(gè)定向控制點(diǎn)的坐標(biāo)。平面聯(lián)系測量主要采用全站儀后方交會法、全站儀導(dǎo)線定向法和一井定向法進(jìn)行平面坐標(biāo)的井下傳遞。當(dāng)工作井深度較淺，且通視條件良好時(shí)，采用全站儀后方交會法；當(dāng)后方交會時(shí)后視點(diǎn)存在困難時(shí)，采用全站儀導(dǎo)線定向法；當(dāng)工作井深度較深，且達(dá)不到通視條件時(shí)，采用全站儀一井定向法。

14.3.1平面聯(lián)系測量06-5月-246014.3

聯(lián)系測量1.一井定向全站儀一井定向法是在一個(gè)豎井內(nèi)懸掛兩根鋼絲錘球線（吊錘線），在地面上利用地面控制點(diǎn)測定兩錘球線的平面坐標(biāo)及其聯(lián)線方位角。在井下通過測角和量邊把垂球線與井下起始控制點(diǎn)連接起來。然后利用聯(lián)系三角形，計(jì)算井下起始控制點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角。從而將地面點(diǎn)的坐標(biāo)和地面邊的方位角傳遞到井下（圖14.5所示）。

14.3.1平面聯(lián)系測量06-5月-246114.3

聯(lián)系測量2.兩井定向當(dāng)兩相鄰豎井間開挖的隧道在地下已貫通，就具備條件采用兩井定向的條件。兩井定向是在兩個(gè)豎井內(nèi)各懸掛一根吊錘線，在地面和地下用導(dǎo)線將它們連接起來，從而把地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的平面坐標(biāo)和方向傳遞到地下。由于兩井定向時(shí)，兩根吊錘線間一般不能直接通視，而是在地面、地下通過導(dǎo)線連接起來的。因此，在兩井定向必須測出地面、地下連接導(dǎo)線各邊的邊長及其水平角，按照無定向?qū)Ь€測量方法計(jì)算出地下控制網(wǎng)（導(dǎo)線）起算數(shù)據(jù)。

14.3.1平面聯(lián)系測量06-5月-246214.3

聯(lián)系測量3.陀螺全站儀定向陀螺全站儀是一種將陀螺儀和全站儀結(jié)合在一起的儀器，它利用陀螺儀本身的物理特性及地球自轉(zhuǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)自動尋找真北方向。陀螺全站儀定向是用高速旋轉(zhuǎn)的三軸陀螺（圖14.6），其轉(zhuǎn)子軸在重力矩的作用下會指向真北方向的原理測出井下導(dǎo)線邊的真方位角，然后減去計(jì)算出的子午線收斂角，從而獲得導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角。圖14.6陀螺儀結(jié)構(gòu)圖

14.3.1平面聯(lián)系測量06-5月-246314.3

聯(lián)系測量3.陀螺全站儀定向陀螺儀全站儀（圖14.7）觀測北方向的方法：1）安置儀器（在測站上對中整平，以一個(gè)測回測定待定邊或已知邊的方向值，然后將儀器大致對正北方）；2）粗略定向（測定近似北方向，方法：逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法、四分之一周期法）；3）精密定向（精密測定真北方向方法：跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法、中天法、時(shí)差法、擺幅法）；4）測出真方位角。圖14.7陀螺全站儀

14.3.1平面聯(lián)系測量06-5月-246414.3

聯(lián)系測量

高程聯(lián)系測量（導(dǎo)入高程）是通過斜井、平硐或豎井將地面高程傳遞到地下去，從而使地面與地下建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。斜井和平硐一般通過水準(zhǔn)測量或測距三角高程測量法直接導(dǎo)入高程。豎井導(dǎo)入高程的方法有：水準(zhǔn)儀長鋼尺法、激光鉛直測距法、全站儀鉛直測距法等。其中水準(zhǔn)儀長鋼尺法是較常用的方法。

水準(zhǔn)儀長鋼尺法是通過懸吊經(jīng)過檢核的長鋼尺，使用水準(zhǔn)儀（0.5mm精度）在地上、地下觀測鋼尺和水準(zhǔn)尺，加以尺長、溫度等各項(xiàng)改正，將高程傳遞到地下。

如圖14.8所示，A為設(shè)在地面井口附近高程已知的近井水準(zhǔn)基點(diǎn)。B為井下導(dǎo)入高程點(diǎn)，其高程待求。通過豎井下放長鋼尺，在鋼尺的底端掛上重錘，并將重錘浸入到油桶中。鋼尺在重力作用下穩(wěn)定并保持鉛垂線方向。然后井上、下測量人員分別安置整平水準(zhǔn)儀，讀取立于A、B兩點(diǎn)水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a1與b2。然后轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)長鋼尺，井上、下同時(shí)讀取讀數(shù)b1和a2。最后再對立于A、B點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，以檢查儀器高度在觀測期間是否發(fā)生變動，避免粗差的產(chǎn)生。

14.3.2高程聯(lián)系測量06-5月-246514.3

聯(lián)系測量式中，Σ△L為鋼尺的總改正數(shù)，包括尺長、拉力、溫度和鋼尺自重等改正。按照上述方法，再傳遞獲得另一個(gè)井下的高程控制點(diǎn)C，通過測量高差hBC來檢核和評定高程聯(lián)系測量的精度。

14.3.2高程聯(lián)系測量井下B點(diǎn)的高程為：06-5月-246614.4

地下施工測量

地下控制測量包括地下平面控制測量和地下高程控制測量。地下平面控制測量是隨著隧道（巷道）向前開挖掘進(jìn)延伸而用逐步布設(shè)導(dǎo)線的方式進(jìn)行。地下高程控制測量方法有水準(zhǔn)測量和三角高程測量。

地下導(dǎo)線測量的任務(wù)是以必要的精度，建立地下工程平面控制測量系統(tǒng)。根據(jù)地下導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)放樣隧道設(shè)計(jì)中線及其襯砌位置，從而指示隧道的掘進(jìn)方向及襯砌施工、地下構(gòu)筑物施工放樣、貫通測量和竣工測量。地下導(dǎo)線的起始邊通常設(shè)在隧道的洞口、平硐口、斜井口以及豎井的井底車場洞口，起算數(shù)據(jù)由地面控制測量或聯(lián)系測量確定。

地下導(dǎo)線的形狀和布設(shè)形式取決于隧道的形狀，盡量沿著線路中線（或邊線）布設(shè)，邊長應(yīng)大致相等。礦山巷道導(dǎo)線點(diǎn)一般設(shè)在巷道頂板，需采用點(diǎn)下對中；在斷面較大的隧道里，導(dǎo)線點(diǎn)也常布設(shè)在底板或側(cè)壁上。

14.4.1地下控制測量

1.地下導(dǎo)線測量06-5月-246714.4地下施工測量地下導(dǎo)線一般采用分級布設(shè)的方法，先隨隧道開挖逐段布設(shè)低精度施工導(dǎo)線，然后布設(shè)精度較高的基本控制導(dǎo)線。：（1）施工導(dǎo)線，也稱為二級導(dǎo)線。當(dāng)隧道開挖時(shí)，先布設(shè)邊長較短，精度較低的施工導(dǎo)線指導(dǎo)隧道掘進(jìn)方向和隧道放樣，邊長為20～50m。（2）基本導(dǎo)線，也稱為一級導(dǎo)線（如圖14.8所示）。當(dāng)掘進(jìn)300～500m時(shí)，布設(shè)高精度的基本導(dǎo)線，檢查校正已布設(shè)的施工導(dǎo)線?；緦?dǎo)線起始邊（點(diǎn)）和最終邊（點(diǎn)）與施工導(dǎo)線相重合?；緦?dǎo)線邊長為50～100m。（3）主要導(dǎo)線。隧道（巷道）繼續(xù)向前掘進(jìn)時(shí)，以基本導(dǎo)線最終邊（點(diǎn)）為起始邊（點(diǎn)），向前布設(shè)施工導(dǎo)線和放樣中線。有的情況下基本導(dǎo)線這一級舍去，直接在施工導(dǎo)線的基礎(chǔ)上布設(shè)長邊導(dǎo)線（主要導(dǎo)線）；在不具備長邊通視條件的情況下可只布設(shè)基本導(dǎo)線，而不布設(shè)長邊導(dǎo)線。主要導(dǎo)線邊長為150～800m。

14.4.1地下控制測量06-5月-246814.4

地下施工測量圖14.9地下導(dǎo)線

14.4.1地下控制測量06-5月-246914.4

地下施工測量

地下高程控制測量的任務(wù)是測定隧道高程點(diǎn)的高程，建立一個(gè)與地面統(tǒng)一的地下高程控制系統(tǒng)，作為隧道掘進(jìn)中坡度的控制和高程施工放樣的依據(jù)?！て渲饕攸c(diǎn)為：（1）高程測量線路與地下導(dǎo)線測量相同，通常利用地下導(dǎo)線點(diǎn)作為高程點(diǎn)。高程點(diǎn)可埋設(shè)在隧道頂板、底板或側(cè)壁上。（2）高程點(diǎn)設(shè)在頂板時(shí)，觀測時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)倒立在測點(diǎn)上（3）地下高程測量線路在貫通前均為支水準(zhǔn)路線，需要進(jìn)行往返觀測或多次觀測，以資檢核。（4）在施工中為滿足施工放樣的需要，一般是先用低等級高程測量出隧道的坡度，然后再用高等級的高程測量進(jìn)行檢測，并建立永久高程點(diǎn)。每組永久高程點(diǎn)應(yīng)設(shè)置3個(gè)，永久高程點(diǎn)間的間距300～500m。

由于地下高程點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)）有的設(shè)在頂板上，有的設(shè)在底板或側(cè)壁上，無論是哪一種情況，高差hi的計(jì)算公式都是hi=bi－ai（水準(zhǔn)標(biāo)尺后視讀數(shù)－前視讀數(shù)）。當(dāng)高程點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)）埋設(shè)在頂板上時(shí)，應(yīng)在水準(zhǔn)標(biāo)尺讀數(shù)前加“－”號再計(jì)算高差。

14.4.1地下控制測量

2

.地下高程控制測量06-5月-247014.4

地下施工測量

隧道掘進(jìn)中的施工放樣任務(wù)是把圖上設(shè)計(jì)隧道隨著向前掘進(jìn)逐步測設(shè)于實(shí)地。隧道施工測量的主要工作是測設(shè)出隧道的中線、腰線和開挖斷面。隧道中線是隧道水平投影的幾何中心線，用來控制隧道的掘進(jìn)方向。隧道腰線是高程的控制線，是在隧道側(cè)壁上用高出底部設(shè)計(jì)坡度線一定距離且平行于設(shè)計(jì)坡度線的一組高程點(diǎn)連線。隧道中線的測設(shè)方法：全站儀極坐標(biāo)法、全站儀坐標(biāo)法、激光跟蹤儀測設(shè)法。隧道腰線的測設(shè)方法：水準(zhǔn)儀放樣高程法、全站儀三角高程法。隧道斷面的放樣工作隨著斷面的形式不同而異，隧道斷面形式主要有圓形、拱形、馬蹄形等。隧道斷面可以采用全站儀坐標(biāo)法、放樣機(jī)器人、激光準(zhǔn)直儀法、激光格柵法等測設(shè)。

城市地鐵區(qū)間隧道主要采用盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)機(jī)是將隧道的定向掘進(jìn)、運(yùn)輸、襯砌安裝等各工種組合成一體的施工方法。盾構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)外形是圓筒形，也有矩形、半圓形等與隧道斷面相近的特殊形狀。盾構(gòu)施工測量主要是控制盾構(gòu)的位置和推進(jìn)方向。利用隧道導(dǎo)線點(diǎn)測定盾構(gòu)的空間位置和軸線方向。用激光經(jīng)緯儀或激光定向儀指示推進(jìn)方向，用千斤頂編組施以不同的推力，進(jìn)行糾偏（調(diào)整盾構(gòu)的位姿和推進(jìn)方向）。采用盾構(gòu)法施工的隧道應(yīng)利用盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)測量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，并用人工測量方法進(jìn)行檢核（如圖14.10所示）。

14.4.2隧道施工測量06-5月-247114.4

地下施工測量圖14.10盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向控制系統(tǒng)和人工測量

14.4.2隧道施工測量06-5月-247214.5

貫通測量