工程測(cè)量第13章管道工程測(cè)量

第八章城市地下工程施工測(cè)量§8-1管道工程施工測(cè)量管道是城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)設(shè)施的重要組成局部，管道工程主要包括給水、排水、燃?xì)?、暖氣、電纜、輸油管道以及各種化學(xué)液體等。管道工程施工測(cè)量在開工前的準(zhǔn)備工作，除應(yīng)熟悉圖紙和現(xiàn)場(chǎng)情況，校核中線，定施工控制樁外，在引測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)校測(cè)現(xiàn)有管道出入口和與本線交叉管線的高程，假設(shè)與設(shè)計(jì)圖上數(shù)據(jù)不符時(shí)，要及時(shí)和設(shè)計(jì)單位研究解決。一、槽口放線

沿地表敷設(shè)的管道，在開挖施工前需要將槽口邊線在地面標(biāo)定出來，這項(xiàng)工作稱為槽口放線。1.橫斷面比較平坦時(shí)設(shè)中線到開挖邊線的距離為B〔稱為槽口半寬〕，那么槽口寬度2B可按下式計(jì)算:2B=2b＋2m·h2.橫斷面高度變化較大時(shí)中線兩側(cè)槽口寬度不一致，如果溝槽開挖較深，常需變坡分級(jí)開挖，開槽寬度為B＝B1＋B2;B1=b+m1h1+m3h3+cB2=b+m2h2+m3h3+c當(dāng)?shù)孛鏅M斷面坡度較陡時(shí)，槽口放線一般采用試算法。p點(diǎn)到槽底的高差為h′＝h+Δh。那么邊樁到中線的水平距離為二、坡度控制標(biāo)志的測(cè)設(shè)(一)坡度板法坡度板法是控制中線和構(gòu)筑物的位置，并掌握管道設(shè)計(jì)高程的常用方法，一般采用跨槽埋設(shè)。

1.設(shè)置坡度板

坡度板應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)度要求及時(shí)埋設(shè)，當(dāng)槽深在2.5m以內(nèi)時(shí)，應(yīng)于開槽前在槽上口每隔10～15m埋設(shè)一塊。2.投測(cè)中線坡度板埋好后用經(jīng)緯儀將管道中心線投測(cè)到板頂面，并釘中線釘，如以以下圖。各板上的中線釘連線即為管道的中線方向。在中線釘或其連線上懸掛垂球，即可將中線位置投影到管溝內(nèi)。3.測(cè)設(shè)坡度釘為了控制管道的埋深，還應(yīng)在坡度板上測(cè)設(shè)出高程標(biāo)志──坡度釘，以便施工時(shí)掌握槽底和根底面施工高程。在坡度板上中心釘?shù)囊粋?cè)釘一塊高程板，高程板側(cè)面測(cè)設(shè)一個(gè)無頭釘，稱為坡度釘，使各坡度釘?shù)倪B線平行管道設(shè)計(jì)坡度線，并距槽底設(shè)計(jì)高程為一整分米數(shù)，稱為下返數(shù)，利用這條線來控制管道坡度和高程。首先根據(jù)施工場(chǎng)地附近水準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)定各坡度板頂面的高程H板頂。然后根據(jù)管底設(shè)計(jì)標(biāo)高H管底和預(yù)先確定的下返數(shù)c，計(jì)算每個(gè)板頂應(yīng)向下或向上的調(diào)整數(shù)δ，根據(jù)δ值在高程板上釘設(shè)坡度釘，使之到管底設(shè)計(jì)標(biāo)高的垂距為下返數(shù)c。δ＝c－〔H板頂－H管底〕當(dāng)δ為“＋〞時(shí)，自坡度板頂向上調(diào)整，反之向下調(diào)整，并釘坡度釘。上圖中，δ＝2.000－(49.532－47.380)＝－0.152米，自坡度板頂向下量取0.152米釘坡度釘。(二)平行軸腰樁法對(duì)于管徑較小、坡度較大、精度要求比較低的管道，施工測(cè)量時(shí)常采用平行軸腰樁法控制管道的中線和坡度。管道溝槽開挖之前,在中線一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置一排平行于管道中線的軸線樁,樁位應(yīng)落在開挖槽邊線外，如圖中A，平行軸線離管道中心線為a，各樁間距以10～20m。為了控制管底高程，在槽溝坡上〔距槽底約1m左右〕，打一排與平行軸線上相對(duì)應(yīng)的樁B，這排樁稱為腰樁，在腰樁上釘一小釘,并用水準(zhǔn)儀測(cè)出各腰樁上小釘?shù)母叱?。小釘高程與該處溝底設(shè)計(jì)高程之差h即為下返數(shù)。施工時(shí)只需用水準(zhǔn)尺或鋼尺量取小釘?shù)讲鄣椎木嚯x，并與下返數(shù)相比便可檢查槽底是否挖到管底設(shè)計(jì)高程了，如以以下圖。

三、頂管施工測(cè)量頂管施工在頂管施工中，由于機(jī)頭和其后的管道始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不能通過在管道內(nèi)設(shè)置測(cè)站的方法來測(cè)定機(jī)頭的準(zhǔn)確位置，必須設(shè)置一條平行(或重合)于管道中心線且不受機(jī)頭及管道運(yùn)動(dòng)影響的標(biāo)志線〔也稱方向線〕，施工人員可以依據(jù)此標(biāo)志線，隨時(shí)確定機(jī)頭的位置，指引頂管機(jī)掘進(jìn)，確保管道實(shí)際中心線與設(shè)計(jì)中心線重合或偏差在允許的范圍內(nèi)。因此，頂管施工測(cè)量的重要工作之一就是設(shè)置這樣的標(biāo)志線。另外，為了進(jìn)行高程控制，還需要在頂管坑口附近設(shè)置施工水準(zhǔn)點(diǎn)，以將地面高程傳遞到坑內(nèi)。頂管坑內(nèi)的中線是施工控制基準(zhǔn)線，頂管施工測(cè)量的重要工作是將地表中線投影到頂管坑內(nèi)。中線投影前，必須在地面上以較高的精度測(cè)設(shè)工作坑和接收坑中心點(diǎn)，其連線那么為地表中線。然后以中心點(diǎn)為依據(jù)，在工作坑及接收坑地表測(cè)設(shè)中線樁〔騎馬樁〕。根據(jù)中線樁將地表中線投影到坑內(nèi)，作為管道頂進(jìn)和頂管糾偏的依據(jù)。2．頂管坑中心樁測(cè)設(shè)與施工水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)根據(jù)設(shè)計(jì)給定的頂管坑中心樁位置，用全站儀精確測(cè)設(shè)工作坑與接收坑的中心樁位置。如圖中A、B兩點(diǎn)。由于頂管坑開挖，中心樁將被挖掉，為了恢復(fù)中心樁以及向坑內(nèi)投影中心線，需要以十字線形式測(cè)設(shè)中線樁，如圖中P1、P2、P3、P4等點(diǎn)。各中線樁距中心點(diǎn)的距離視坑口大小而定，一般為20m。3．中線投影

〔1〕經(jīng)緯儀投點(diǎn)法當(dāng)頂管坑深度較小時(shí)，可以用經(jīng)緯儀直接把地面上的中線方向投影到頂管坑內(nèi)，實(shí)現(xiàn)中線投影。如以以下圖，在中線樁點(diǎn)P1點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，以中線樁點(diǎn)P2為后視點(diǎn)〔定向點(diǎn)〕，用正倒鏡〔盤左盤右〕方式，在頂管坑內(nèi)底面測(cè)設(shè)C點(diǎn)，并進(jìn)行點(diǎn)位標(biāo)定。此點(diǎn)用于安置經(jīng)緯儀或激光經(jīng)緯儀，一般需要設(shè)置專用的儀器觀測(cè)墩或?qū)Ｓ弥Ъ堋！?〕懸掛垂線投點(diǎn)法當(dāng)頂管坑深度較大時(shí)，通過在管道設(shè)計(jì)中線所在的鉛垂面內(nèi)懸掛垂線，然后在頂管坑內(nèi)用2臺(tái)經(jīng)緯儀把垂線點(diǎn)投影到坑底，完成中線投影。首先在頂管坑上搭建支架，懸掛細(xì)鋼絲Q1及Q2，用經(jīng)緯儀調(diào)整鋼絲位置，使其位于管道設(shè)計(jì)中線上。鋼絲下端掛重錘，在頂管坑內(nèi)安置2臺(tái)經(jīng)緯儀，對(duì)Q1鋼絲進(jìn)行投點(diǎn)得Ｃ點(diǎn)。在Ｃ點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀，后視Q2鋼絲，在坑壁上投點(diǎn)Ｄ點(diǎn)，該點(diǎn)用于定向。5．高程傳遞

當(dāng)頂管坑深度較小時(shí)，可用水準(zhǔn)尺將高程傳遞到坑內(nèi)，當(dāng)頂管坑深度較大時(shí)，可采用鋼尺傳遞高程方法。6．管道頂進(jìn)測(cè)量管道頂進(jìn)測(cè)量一般采用經(jīng)緯儀與水準(zhǔn)儀結(jié)合使用，經(jīng)緯儀控制頂管中線偏差，水準(zhǔn)儀控制高程偏差。水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀固定在工作坑后端的鋼制儀器架上。測(cè)量時(shí)，在機(jī)頭前端設(shè)有一塊測(cè)量靶，靶上繪制小間隔的方格網(wǎng)，根據(jù)儀器測(cè)量結(jié)果確定機(jī)頭的偏差方向及大小?！?－2隧道工程施工測(cè)量一、隧道施工測(cè)量洞口點(diǎn)的測(cè)量與進(jìn)洞點(diǎn)的標(biāo)定◆施工單位在施工前必須把設(shè)計(jì)單位提交的全線控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)?！羰┕挝皇紫纫荚O(shè)洞口點(diǎn)，洞口點(diǎn)是向洞內(nèi)引伸導(dǎo)線的起算點(diǎn)，也是洞口及其附近地段施工放樣的依據(jù)，有時(shí)可延用到隧道貫穿?！舳纯邳c(diǎn)的選擇應(yīng)該：(1)便于觀測(cè)、保存和不受施工影響；(2)洞口點(diǎn)到洞口不宜太遠(yuǎn)，連接導(dǎo)數(shù)應(yīng)不超過3個(gè)；(3)洞口點(diǎn)標(biāo)石深度，在無凍土地區(qū)不小于0.6m，在凍土地區(qū)標(biāo)石要埋在凍結(jié)線以下；(4)為了使洞口點(diǎn)免受損壞，在點(diǎn)的周圍宜設(shè)保護(hù)樁和柵欄或刺網(wǎng)。1．洞口點(diǎn)的布設(shè)洞口點(diǎn)應(yīng)盡可能納入為施工區(qū)布設(shè)的三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)的主網(wǎng)上，并采用相同精度觀測(cè)、整體平差，以保證洞口點(diǎn)有足夠的精度。因洞口點(diǎn)所處位置受地形、地物條件限制或受到施工條件的影響這時(shí)可在主網(wǎng)與洞口點(diǎn)間設(shè)支導(dǎo)線聯(lián)接。當(dāng)隧道工程較大時(shí)，尤其有長(zhǎng)距離隧道貫穿，最好利用全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)設(shè)洞口點(diǎn)，不但精度高，而且穩(wěn)定可靠。利用GPS衛(wèi)星定位測(cè)量測(cè)設(shè)洞口點(diǎn)時(shí)，洞口點(diǎn)的點(diǎn)位應(yīng)滿足GPS觀測(cè)要求。2．標(biāo)定進(jìn)洞點(diǎn)和掘進(jìn)方向隧道的進(jìn)洞點(diǎn)，通常也稱隧道的開切點(diǎn)，也就是隧道由此往前掘進(jìn)。進(jìn)洞點(diǎn)利用設(shè)計(jì)坐標(biāo)和洞口點(diǎn)的坐標(biāo)，采用全站儀或經(jīng)緯儀，通過極坐標(biāo)法標(biāo)定。為了保證進(jìn)洞點(diǎn)的標(biāo)定精度，一般需要標(biāo)定兩次或換另外一位測(cè)量員標(biāo)定。如果兩次標(biāo)定的誤差在允許范圍內(nèi)，方可確定進(jìn)洞點(diǎn)位置A。進(jìn)洞點(diǎn)標(biāo)定后，在A點(diǎn)架設(shè)儀器，后視洞口點(diǎn)Ⅰ，測(cè)設(shè)水平角βA，視準(zhǔn)軸方向即為掘進(jìn)方向。為了使用方便，可在視線上打3個(gè)木樁，并用鐵釘連成一直線，以備檢核時(shí)使用，同時(shí)可指示隧道的掘進(jìn)。如以以下圖。二、中線測(cè)量◆中線測(cè)量是隧道施工過程中一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，是保障隧道按設(shè)計(jì)要求施工的重要環(huán)節(jié)?！舾鶕?jù)施工方法、斷面開挖的寬度以及曲線設(shè)計(jì)半徑大小等不同，中線測(cè)設(shè)的方法可有不同的選擇?！粲捎诙纯谑┕し椒ǖ奶厥庑裕芯€分臨時(shí)中線和永久中線。當(dāng)隧道掘進(jìn)20m左右，就要對(duì)臨時(shí)中線點(diǎn)進(jìn)行重新檢查標(biāo)定，檢查符合要求后，標(biāo)定永久中線?！襞R時(shí)中線在掘進(jìn)時(shí)期用于臨時(shí)標(biāo)定中線的位置，在局部范圍臨時(shí)傳遞中線方向和里程；并作為襯砌時(shí)永久建筑物放樣的依據(jù)?！粲谰弥芯€的功能：在有洞內(nèi)控制導(dǎo)線的隧道內(nèi)，作為標(biāo)定中線位置和在局部范圍內(nèi)向前延伸中線的依據(jù)；確定襯砌用的臨時(shí)中線點(diǎn)，同時(shí)也是永久性建筑定位(放樣)的根底。1．直線隧道的中線測(cè)設(shè)

隧道中線是指導(dǎo)隧道正確掘進(jìn)、保證建筑物正確修建、保證隧道貫穿的根底。直線隧道的中線測(cè)設(shè)通常采用經(jīng)緯儀正倒鏡法、目測(cè)法和激光指向儀導(dǎo)向法等。(1).經(jīng)緯儀正倒鏡法隧道在施工過程中，每掘進(jìn)30m左右，就應(yīng)延設(shè)一組中線點(diǎn)，以保證最前面的一個(gè)中線點(diǎn)至掘進(jìn)工作面的距離不超過40m，如以以下圖，在B點(diǎn)安置儀器，后視A點(diǎn)定向。根據(jù)指向角，直線隧道指向角通常為180°，采用正倒鏡法測(cè)設(shè)一組中線點(diǎn)C、1、2三點(diǎn)，如正倒鏡測(cè)設(shè)的兩點(diǎn)不重合，取其中點(diǎn)作為中線點(diǎn)。(2).激光指向儀導(dǎo)向法

2．曲線隧道的中線測(cè)設(shè)曲線隧道的中線是彎曲的，無法像直線隧道那樣直接標(biāo)出中線，而只能在一定范圍內(nèi)以直代曲，即用分段的弦線來代替分段的圓弧線，用內(nèi)接折線來代替整個(gè)圓曲線，并在實(shí)地標(biāo)設(shè)這些圓曲線來指示隧道的掘進(jìn)方向。測(cè)設(shè)方法很多，這里只介紹經(jīng)緯儀弦線法。

起點(diǎn)A和終點(diǎn)B處的轉(zhuǎn)向角為α，分段弦線的長(zhǎng)度可以是相同的，也可以是不相同的。

①測(cè)設(shè)要素計(jì)算

首先要確定合理的弦線長(zhǎng)度l，使得轉(zhuǎn)折點(diǎn)盡量少，弦兩端能通視且便于施工。一般先繪比例尺1:100或1:50的大樣圖，在圖上確定段的劃分方案，也可以采用公式估算弦線長(zhǎng)度，其中S為隧道上寬的一半。起點(diǎn)、終點(diǎn)處的轉(zhuǎn)向角為：中間各弦交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角為：②實(shí)地測(cè)設(shè)如以以下圖，當(dāng)隧道掘進(jìn)到曲線起始點(diǎn)位置A后，先標(biāo)出A點(diǎn)，然后在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，后視直線隧道中線點(diǎn)M，測(cè)設(shè)轉(zhuǎn)向角βA，，即可給出弦A1的方向。由于曲線隧道尚未掘出，1號(hào)點(diǎn)無法標(biāo)定，只能倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，A1的反方向線上于隧道頂板標(biāo)出中線點(diǎn)1′和1″，那么1′、1″、A三點(diǎn)組成一組中線點(diǎn)，指示A1段隧道的掘進(jìn)方向。

當(dāng)隧道掘至1點(diǎn)位置后，再置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)，在A1方向上量取弦長(zhǎng)l標(biāo)出1點(diǎn)。然后將經(jīng)緯儀置于1點(diǎn)，后視A點(diǎn)，拔轉(zhuǎn)向角β1可標(biāo)出12段隧道掘進(jìn)方向。照此方法逐段標(biāo)設(shè)下去，甚至彎道的終點(diǎn)B為止。三、斷面測(cè)量及建筑放樣

1．開挖斷面測(cè)量通過斷面測(cè)量，到達(dá)開挖斷面放樣和檢查開挖凈空尺寸，并繪出斷面圖。(1)拱部斷面起拱線拱部斷面采用斷面支距法測(cè)量，即自拱頂高程起，沿?cái)嗝嬷芯€向下每隔0.5m量出外拱線的橫向支距x左、x右，所有支距端點(diǎn)的連線為斷面開挖的輪廓線。直線隧道兩側(cè)支距相等，曲線隧道內(nèi)側(cè)支距比外側(cè)支距大2d。d為曲線隧道的線路中線至隧道中線的間距，如以以下圖。(2)墻部及底部斷面放樣和凈空檢查通常采用支距法測(cè)量。如以以下圖，曲線墻自起拱線高程起，沿?cái)嗝嬷芯€向下每隔0.5m向左右兩側(cè)按設(shè)計(jì)寬度量支距，至軌頂高程為止；直墻自起拱線開始，沿中線向下每隔1m向左右兩側(cè)量支距，至軌頂高程為止。支距在標(biāo)準(zhǔn)圖上查得，同樣，曲線隧道內(nèi)側(cè)支距比外側(cè)支距大2d。

隧道底部設(shè)有仰拱時(shí)，仰拱斷面的放樣與檢查，由斷面中線起向左右每隔0.5m由軌頂高程向下量出設(shè)計(jì)的開挖深度，量測(cè)方法如圖所示。四、豎井井筒施工測(cè)量圖井筒掘進(jìn)和砌壁時(shí)的測(cè)量工作，是依據(jù)井筒十字中線基點(diǎn)和以下設(shè)計(jì)資料進(jìn)行的：(1)井筒平面布置圖、井筒水平斷面圖和沿每條十字