第十四章 桥梁与隧道施工测量课件.ppt

第十四章第十四章 桥梁与隧道施工测量桥梁与隧道施工测量第一节第一节 概述概述 第二节第二节 桥梁施工测量桥梁施工测量 第三节第三节 隧道施工测量隧道施工测量 第四节第四节 竖井联系测量竖井联系测量 第一节第一节 概述概述桥梁施工测量的内容主要包括桥梁施工测量的内容主要包括l 桥梁施工控制网的建立桥梁施工控制网的建立l 桥梁墩台中心定位桥梁墩台中心定位l 桥墩细部放样桥墩细部放样l 桥梁上部结构的测设等。桥梁上部结构的测设等。隧道施工测量的内容主要为隧道施工测量的内容主要为u 隧道洞外控制测量隧道洞外控制测量u 隧洞开挖中的测量工作隧洞开挖中的测量工作u 竖井联系测量等。竖井联系测量等。第二节第二节 桥梁施工测量桥梁施工测量一、桥梁施工控制网的建立1平面控制测量 桥梁控制网可采用桥梁控制网可采用GPSGPS网、三角形网、导线网等形式。控制网、三角形网、导线网等形式。控制网边长一般为主桥轴线长度的网边长一般为主桥轴线长度的0.50.51.51.5倍。当控制网跨越江河时，倍。当控制网跨越江河时，每岸不少于每岸不少于3 3点，其中轴线上每岸宜布设点，其中轴线上每岸宜布设2 2点。点。 2 2高程控制测量高程控制测量 桥梁施工高程控制网每岸水准点不应少于3个。两岸的水准测量路线，应组成统一的水准网。跨越江河时，根据需要可进行跨河水准测量。 当水准路线跨越江河，视线长度在200m以内时，水准测量方法进行测量。但在测站上应变换仪器高观测两次，两次高差之差应不超过7mm，取两次结果的中数作为河流两岸两点间的高差。 当视线长度超过200m时，应根据跨河宽度和仪器设备等情况，选用跨河水准测量或光电测距三角高程方法进行观测。跨河水准测量的方法有直接读尺法、微动觇板法、经纬仪倾角法等。二、桥梁墩台中心定位二、桥梁墩台中心定位1.1.桥台定位桥台定位 可按设计的里程放样两个桥台的中心位置。再根据桥台的设计尺寸放样出桥台的各部分位置。2.2.桥墩定位桥墩定位 桥墩中心位置可用电磁波测距仪或全站仪测设。首先在桥轴线上的控制点上架设仪器，根据桥墩中心至控制点的设计距离，在桥轴线方向上测设该距离，即得桥墩中心的位置。 桥墩的中心位置也可用经纬仪交会的方法进行测设。 三、桥墩细部放样三、桥墩细部放样 定出桥墩中心位置后，应测设出桥墩定位桩，根据桥墩定位定出桥墩中心位置后，应测设出桥墩定位桩，根据桥墩定位桩及桥墩的设计尺寸可放样出桥墩各部分的位置。桩及桥墩的设计尺寸可放样出桥墩各部分的位置。四、桥梁上部结构的测设四、桥梁上部结构的测设 桥墩台施工完成后，即可进行桥梁上部结构的施工。为了保桥墩台施工完成后，即可进行桥梁上部结构的施工。为了保证预制梁安全准确地架设，首先要在桥墩、台上测设出桥梁中线证预制梁安全准确地架设，首先要在桥墩、台上测设出桥梁中线的位置，并根据设计高程进行桥墩台高程的检核，以使桥梁中线的位置，并根据设计高程进行桥墩台高程的检核，以使桥梁中线及高程与道路线路平面、纵断面的衔接符合设计的要求。及高程与道路线路平面、纵断面的衔接符合设计的要求。 各座桥梁的上部有多种不同结构，所以在安装时应根据各自各座桥梁的上部有多种不同结构，所以在安装时应根据各自的特点进行测设。特别注意的是，对预埋部件，应在桥墩台施工的特点进行测设。特别注意的是，对预埋部件，应在桥墩台施工过程中及时准确地按设计要求进行放样及施工。过程中及时准确地按设计要求进行放样及施工。第三节第三节 隧道施工测量隧道施工测量一、隧道洞外控制测量一、隧道洞外控制测量1.1.平面控制测量平面控制测量 隧道平面控制测量的隧道平面控制测量的主要任务主要任务是测定各洞口控制点的相对位是测定各洞口控制点的相对位置，以便根据洞口控制点按设计方向进行开挖，并能以规定精度置，以便根据洞口控制点按设计方向进行开挖，并能以规定精度贯通。在隧道施工过程中，是以洞内导线来控制掘进方向的，隧贯通。在隧道施工过程中，是以洞内导线来控制掘进方向的，隧道平面控制就是要测出各进洞口起始点的坐标和洞内导线起始边道平面控制就是要测出各进洞口起始点的坐标和洞内导线起始边的方位角，为洞内导线提供精确的起始数据。的方位角，为洞内导线提供精确的起始数据。 隧道工程施工前，应熟悉隧道工程的设计图纸，并根据隧道隧道工程施工前，应熟悉隧道工程的设计图纸，并根据隧道的长度、路线形状和对贯通误差的要求，进行的长度、路线形状和对贯通误差的要求，进行隧道控制网的设计隧道控制网的设计。隧道洞外平面控制网可采用隧道洞外平面控制网可采用GPSGPS网、三角形网、导线网等形式。网、三角形网、导线网等形式。 隧道洞外平面控制网宜布设成自由网，根据线路测量的控隧道洞外平面控制网宜布设成自由网，根据线路测量的控制点进行定位和定向。控制网布设时应沿隧道两洞口的连线方向制点进行定位和定向。控制网布设时应沿隧道两洞口的连线方向布设。各个洞口（包括辅助坑道口）均应布设两个以上且相互通布设。各个洞口（包括辅助坑道口）均应布设两个以上且相互通视的控制点。视的控制点。 (1)(1)直接定线法直接定线法 在地形比较简单，隧道不太长的直线隧道，当隧道的洞口位在地形比较简单，隧道不太长的直线隧道，当隧道的洞口位置已在现场选定时，可用直接定线法在现场直接标定隧道的轴线置已在现场选定时，可用直接定线法在现场直接标定隧道的轴线方向。方向。 (2) (2)导线测量法导线测量法 (3)(3)三角测量法三角测量法 当隧道较长，且地形复杂，可采用三角测量法。一般布设成当隧道较长，且地形复杂，可采用三角测量法。一般布设成与路线相同方向延伸的单三角锁，三角锁的形状取决于隧道中线与路线相同方向延伸的单三角锁，三角锁的形状取决于隧道中线的形状、施工方案以及地形条件。对于直线隧道，三角锁应尽量的形状、施工方案以及地形条件。对于直线隧道，三角锁应尽量靠近中线。靠近中线。 （4 4）GPSGPS测量法测量法 用GPS技术布设隧道平面控制网，由于不需要各控制点之间相互通视，且对边长和网的图形无特殊限制，可以使控制网的精度更均匀，所以GPS方法对通视条件差的地区以及长隧道的洞外控制测量特别有利。 2 2高程控制测量高程控制测量 隧道高程控制测量的任务是按规定的精度测出隧道洞口附近隧道高程控制测量的任务是按规定的精度测出隧道洞口附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。 隧道高程控制测量通常水准测量的方法进行施测。隧道高程控制测量通常水准测量的方法进行施测。 隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点（含竖井和平洞口）隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点（含竖井和平洞口）和必要的洞外水准点应组成闭合或往返水准路线。和必要的洞外水准点应组成闭合或往返水准路线。二、隧洞开挖中的测量工作二、隧洞开挖中的测量工作1.1.洞口掘进方向洞口掘进方向 地面平面和高程控制测量完成后，即可求得隧道洞口附地面平面和高程控制测量完成后，即可求得隧道洞口附近控制点的坐标和高程。然后根据洞内路线中线上各点的设近控制点的坐标和高程。然后根据洞内路线中线上各点的设计坐标，按坐标反算，算出这些点至洞外控制点的距离与夹计坐标，按坐标反算，算出这些点至洞外控制点的距离与夹角。利用这些数据，测设出洞口的掘进方向。角。利用这些数据，测设出洞口的掘进方向。 BJBGADAJ 212 2开挖过程中掘进方向和坡度的放样开挖过程中掘进方向和坡度的放样 在洞口测设出开挖方向后，即可进行开挖，在洞口测设出开挖方向后，即可进行开挖，随着开挖的进展，应逐步向洞内引测隧道中线。随着开挖的进展，应逐步向洞内引测隧道中线。 通常每掘进通常每掘进20m20m左右时，需埋设一个中线桩，左右时，需埋设一个中线桩，中线桩可埋设在洞的底部或顶部，也可在顶部与中线桩可埋设在洞的底部或顶部，也可在顶部与底部同时埋设。底部同时埋设。 当遇到曲线隧道时，由于洞内工作面较小，通常可采用逐点搬站的当遇到曲线隧道时，由于洞内工作面较小，通常可采用逐点搬站的偏角法或弦线偏距法来进行中桩测设。偏角法或弦线偏距法来进行中桩测设。 当隧道不断向前掘进时，为了确保掘进方向的准确性，应使洞内导当隧道不断向前掘进时，为了确保掘进方向的准确性，应使洞内导线向前延伸，然后根据地下导线点来放样掘进方向。线向前延伸，然后根据地下导线点来放样掘进方向。 隧道的高程可由洞口水准点引入，当隧道向前掘进时，应每隔隧道的高程可由洞口水准点引入，当隧道向前掘进时，应每隔50m50m布设一个地下水准点，然后根据地下水准测量成果来控制洞底高程。当布设一个地下水准点，然后根据地下水准测量成果来控制洞底高程。当隧道设计有一定的坡度时，应按测设坡度方法测设出洞中各处的设计高隧道设计有一定的坡度时，应按测设坡度方法测设出洞中各处的设计高程。程。 3 3地下导线测量地下导线测量 地下导线的起始测量数据由在隧道洞口的地面控制点给出。当采用地下导线的起始测量数据由在隧道洞口的地面控制点给出。当采用竖井多掘进面对向开挖时，在竖井处可通过竖井定向测量方法获得起始竖井多掘进面对向开挖时，在竖井处可通过竖井定向测量方法获得起始数据。数据。 地下导线的边长宜近视相等，直线段不宜低于地下导线的边长宜近视相等，直线段不宜低于200m200m，曲线段不宜低，曲线段不宜低于于70m70m，导线边距离洞内设施不小于，导线边距离洞内设施不小于0.2m0.2m。 4 4地下水准测量地下水准测量 地下水准测量是随着隧道不断地向前掘进，不断地向前建立地下水准测量是随着隧道不断地向前掘进，不断地向前建立新的水准点，以保证隧道底部达到设计的纵坡，使隧道在竖向能新的水准点，以保证隧道底部达到设计的纵坡，使隧道在竖向能正确贯通。正确贯通。 地下水准测量应往返观测，且每隔地下水准测量应往返观测，且每隔200200500m500m设一水准点。设一水准点。 5 5隧道断面测量隧道断面测量 隧道断面测量主要是测量隧道的横断面，即测绘隧道施工隧道断面测量主要是测量隧道的横断面，即测绘隧道施工断面的形状和尺寸。隧道整个断面一次或部分开挖完成以后，在断面的形状和尺寸。隧道整个断面一次或部分开挖完成以后，在即将衬砌以前，应对全断面或部分断面进行测绘，借此判断开挖即将衬砌以前，应对全断面或部分断面进行测绘，借此判断开挖断面是否符合设计的净空要求以及了解超挖、欠挖情况。断面是否符合设计的净空要求以及了解超挖、欠挖情况。 6.6.盾构施工测量盾构施工测量盾构施工的测量工作主要包括洞外控制测量，竖井联系测量，地盾构施工的测量工作主要包括洞外控制测量，竖井联系测量，地下导线和高程测量，盾构机姿态定位测量。下导线和高程测量，盾构机姿态定位测量。 盾构机姿态定位测量一般采用由激光全站仪、激光靶、计算机及掘盾构机姿态定位测量一般采用由激光全站仪、激光靶、计算机及掘进软件等组成的自动导向系统。进软件等组成的自动导向系统。 导向系统依据地下导线点和水准点来确定盾构机的位置和掘进方向。导向系统依据地下导线点和水准点来确定盾构机的位置和掘进方向。激光全站仪安置在地下导线点上，全站仪自动测出测站与激光靶之间的激光全站仪安置在地下导线点上，全站仪自动测出测站与激光靶之间的距离、方位角、竖直角，计算出激光靶的三维坐标。激光束照射在激光距离、方位角、竖直角，计算出激光靶的三维坐标。激光束照射在激光靶上，激光靶可以测定激光相对于激光靶平面的偏角，掘进机的仰俯角靶上，激光靶可以测定激光相对于激光靶平面的偏角，掘进机的仰俯角和滚动角通过安装在激光靶内的倾斜计来测定。激光靶将各项测量数据和滚动角通过安装在激光靶内的倾斜计来测定。激光靶将各项测量数据传向主控计算机，计算出盾构机轴线上前后两个参考点的空间位置，并传向主控计算机，计算出盾构机轴线上前后两个参考点的空间位置，并与隧道设计轴线比较，得到盾构机轴线与设计轴线的偏差值以及盾构机与隧道设计轴线比较，得到盾构机轴线与设计轴线的偏差值以及盾构机的坡度，并在屏幕上显示。通过控制系统对各千斤顶施以不同的推力，的坡度，并在屏幕上显示。通过控制系统对各千斤顶施以不同的推力，来调整盾构机的位置和掘进方向。在推进时只要控制好姿态，盾构机就来调整盾构机的位置和掘进方向。在推进时只要控制好姿态，盾构机就能精确地沿着隧道设计轴线掘进，保证隧道能顺利准确的贯通。能精确地沿着隧道设计轴线掘进，保证隧道能顺利准确的贯通。第四节 竖井联系测量 经过竖井将地面和地下控制网联系在同一坐标和高程系经过竖井将地面和地下控制网联系在同一坐标和高程系统中的测量工作，称为统中的测量工作，称为竖井联系测量竖井联系测量。这种地面与地下的联。这种地面与地下的联系测量包括竖井定向测量和竖井高程传递两部分。系测量包括竖井定向测量和竖井高程传递两部分。 一、竖井定向测量一、竖井定向测量1.1.瞄直法瞄直法 2.2.联系三角形法联系三角形法 为提高方位角传递的精度，联系三角形的为提高方位角传递的精度，联系三角形的C C、CC点，一般应点，一般应尽可能在尽可能在ABAB的延长线上，并尽量靠近垂球线。的延长线上，并尽量靠近垂球线。 3. 3.陀螺经纬仪法陀螺经纬仪法 用陀螺经纬仪进行竖井定向时，只需在竖井井筒中悬挂一根吊锤线。 采用陀螺经纬仪测定方位角时，所测的是真方位角，这时应根据隧道所在地区的子午线收敛角，将真方位角改算成坐标方位角，然后再推算井下各点的坐标及方位角。二、竖井高程传递二、竖井高程传递 竖井高程传递是经过竖井将地面控制点的高程传递到地下坑竖井高程传递是经过竖井将地面控制点的高程传递到地下坑道的测量工作，亦称道的测量工作，亦称高程联系测量高程联系测量。 1.1.钢尺法钢尺法bInmaHHAB 2. 2.钢丝法钢丝法bIIaHHAB思考题思考题 1桥梁施工测量的主要工作有哪些桥梁施工测量的主要工作有哪些?2隧道施工测量的主要工作有哪些隧道施工测量的主要工作有哪些?3为什么要进行竖井联系测量为什么要进行竖井联系测量?4隧道施工中，地下导线的作用是什么隧道施工中，地下导线的作用是什么?