石武客专教材之2(测量方法与精度要求).ppt
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1、线下工程线下工程线下工程线下工程沉降变形测量方法与标准沉降变形测量方法与标准沉降变形测量方法与标准沉降变形测量方法与标准石武客运专线石武客运专线石武客运专线中铁二院工程集团有限责任公司中铁二院工程集团有限责任公司 3.0 沉降变形测量沉降变形测量3.1 测量等级及精度要求测量等级及精度要求3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求3.4 测量工作基本要求测量工作基本要求3.5 测量工作具体要求测量工作具体要求3.6 电子水准仪的数据格式说明电子水准仪的数据格式说明3.7 附:基准点与工作点信息表附:基准点与工作点信息表培训内容培训内容一
2、、沉降变形观测的总体原则一、沉降变形观测的总体原则 二、沉降变形观测的开展二、沉降变形观测的开展 三、沉降变形测量方法及精度要求三、沉降变形测量方法及精度要求线下工程沉降变形测量方法与标准线下工程沉降变形测量方法与标准变形观测与分析评估是一项系统工程,涉及到设计措施与变形观测与分析评估是一项系统工程,涉及到设计措施与计算,施工过程中的实施监测,无砟轨道铺设条件的评估,计算,施工过程中的实施监测,无砟轨道铺设条件的评估,运营期间的观测验证,因而,运营期间的观测验证,因而,沉降变形观测及评估系统在沉降变形观测及评估系统在石武客专建设中具有十分重要的意义。石武客专建设中具有十分重要的意义。为确保最终
3、沉降和工后沉降受控,合理确定无碴轨道的铺为确保最终沉降和工后沉降受控,合理确定无碴轨道的铺设时间,设时间,沉降变形观测的总体原则为:沉降变形观测的总体原则为:重点路基,兼顾桥重点路基,兼顾桥隧,立体监控,信息化监测,快速传递数据,成果可控。隧,立体监控,信息化监测,快速传递数据,成果可控。实施过程中重点做到实施过程中重点做到“数据精确、准确、可靠、及时、连数据精确、准确、可靠、及时、连续续”,加强过程控制,规范元器件的埋设和保护,加强过程控制,规范元器件的埋设和保护。沉降变形观测的总体原则沉降变形观测的总体原则沉降变形观测的开展沉降变形观测的开展(1)要求各施工单位、监理单位按照京沪沉降评估细
4、则)要求各施工单位、监理单位按照京沪沉降评估细则相关要求,结合各自标段实际观测工作量:相关要求,结合各自标段实际观测工作量:配够专业观测人员,要求测量监测人员必须持证上岗;配够专业观测人员,要求测量监测人员必须持证上岗;对于对于监理平行观测工作监理平行观测工作需要配置较高技术素质的测量人需要配置较高技术素质的测量人员;员;制定了相关人员的培训和管理制度,保证专业测量人员制定了相关人员的培训和管理制度,保证专业测量人员的相对稳定,掌握观测技术标准与要求,并给予相应的待遇。的相对稳定,掌握观测技术标准与要求,并给予相应的待遇。落实观测人员及观测设施、仪器设备落实观测人员及观测设施、仪器设备沉降变形
5、测量方法与标准沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展沉降变形观测的开展(2)要求各施工单位配备了相应的监测仪器设备,包)要求各施工单位配备了相应的监测仪器设备,包括元器件、电子测试系统和精密测量仪器,并满足沉括元器件、电子测试系统和精密测量仪器,并满足沉降变形观测精度要求:降变形观测精度要求:对于成熟的、可靠的测量设备,采用高精度的电子水对于成熟的、可靠的测量设备,采用高精度的电子水准仪,并按规定进行标定合格,在观测启动前,施工准仪,并按规定进行标定合格,在观测启动前,施工单位应经监理单位进行检查验收,以确保测量工作具单位应经监理单位进行检查验收,以确保测量工作具备合格的工作基础;备合格的工
6、作基础;如对于单点沉降计、剖面沉降管数量较大,技术指标、如对于单点沉降计、剖面沉降管数量较大,技术指标、工作性能要求较高的元器件、监测仪器,按照建设程工作性能要求较高的元器件、监测仪器,按照建设程序进行了采购配置。序进行了采购配置。落实观测人员及观测设施、仪器设备落实观测人员及观测设施、仪器设备沉降变形测量方法与标准沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展沉降变形观测的开展(1)施工单位在实施过程中应规范观测元器件、观测点埋)施工单位在实施过程中应规范观测元器件、观测点埋设、保护措施和奖惩制度,加强其预防保护,以防止出现设、保护措施和奖惩制度,加强其预防保护,以防止出现观测桩和元器件的损坏和失
7、效,从而造成观测点和数据的观测桩和元器件的损坏和失效,从而造成观测点和数据的缺失及不连续性。缺失及不连续性。是施工过程加强控制的重点。是施工过程加强控制的重点。(2)在观测过程中,规范测量技术操作与记录,及时整)在观测过程中,规范测量技术操作与记录,及时整理测量数据,保证原始测量记录与观测汇总表中数据的一理测量数据,保证原始测量记录与观测汇总表中数据的一致性,并及时报监理单位核对确认,是致性,并及时报监理单位核对确认,是保证数据准确的基保证数据准确的基础。础。(3)工作基点应定期与水准基点进行复核,)工作基点应定期与水准基点进行复核,当观测数据当观测数据连续出现异常时连续出现异常时应及时复测核
8、对。应及时复测核对。加强过程控制,保证观测数据的连续性、准确性、可靠性加强过程控制,保证观测数据的连续性、准确性、可靠性 沉降变形测量方法与标准沉降变形测量方法与标准沉降变形观测的开展沉降变形观测的开展(4)在观测过程中,)在观测过程中,应做好一些重点信息的记录应做好一些重点信息的记录,如对架,如对架梁、运梁车通过施工荷载的记录,天气情况,地下水影响情梁、运梁车通过施工荷载的记录,天气情况,地下水影响情况的记录,况的记录,利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。利于对结构变形特性的分析和异常数据的分析。(5)在实施过程中对观测数据的)在实施过程中对观测数据的异常现象,异常点异常现象,异常点及
9、时分及时分析原因,做好记录,并采取措施。析原因,做好记录,并采取措施。(6)监理单位在施工单位沉降观测实施过程中,)监理单位在施工单位沉降观测实施过程中,严格进行严格进行平行观测平行观测,切实加强监督、检查及观测数据的及时核对工作,切实加强监督、检查及观测数据的及时核对工作,真正在实施过程中起到监控作用,保证观测数据的可靠性。真正在实施过程中起到监控作用,保证观测数据的可靠性。加强过程控制,保证观测数据的连续性、准确性、可靠性加强过程控制,保证观测数据的连续性、准确性、可靠性 沉降变形测量方法及精度要求沉降变形测量方法及精度要求3.0 沉降变形测量沉降变形测量3.1 测量等级及精度要求测量等级
10、及精度要求3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求3.4 测量工作基本要求测量工作基本要求3.5 测量工作具体要求测量工作具体要求3.6 电子水准仪的数据格式说明电子水准仪的数据格式说明3.7 附:基准点与工作点信息表附:基准点与工作点信息表3.0 沉降变形测量沉降变形测量1、石武客运专线线下工程沉降变形观测工作以、石武客运专线线下工程沉降变形观测工作以路基、路基、桥梁、隧道桥梁、隧道等建(构)筑物等建(构)筑物的的垂直位移观测垂直位移观测为主,水为主,水平位移监测根据路基(含过渡段)、桥涵、隧道工点平位移监测根据路基(含过渡段)、桥
11、涵、隧道工点具体要求确定。具体要求确定。2、石武客运专线工程测量的高程系统应采用、石武客运专线工程测量的高程系统应采用19851985国家国家高程基准。高程基准。监测网的坐标系和基准的选取监测网的坐标系和基准的选取遵循以下实际准则:遵循以下实际准则:变形体的范围较大且形状不规则时,可选择已有的大地坐标系统。变形体的范围较大且形状不规则时,可选择已有的大地坐标系统。其好处是已知系统的归化和投影改正公式其好处是已知系统的归化和投影改正公式,另一方面监测网也可得另一方面监测网也可得到检查。到检查。将监测网与已有的大地网连测或将大地控制网点直接作为将监测网与已有的大地网连测或将大地控制网点直接作为参考
12、点的方法可实现坐标系及基准的确定。参考点的方法可实现坐标系及基准的确定。3.0 沉降变形测量沉降变形测量3、结构物的变形监测应充分利用线路已有的结构物的变形监测应充分利用线路已有的CPICPI、CPIICPII和水准基点和水准基点作为水平和垂直位移监测的作为水平和垂直位移监测的基准点或基准点或工作基点工作基点,建立独立的建立独立的变形监测网变形监测网。4、用全球卫星定位系统(用全球卫星定位系统(GPSGPS)测量时)测量时,应符合铁道部现行全球卫星定位系统应符合铁道部现行全球卫星定位系统 铁路工程测量技术的有关规定。铁路工程测量技术的有关规定。3.1 测量等级及精度要求测量等级及精度要求本线沉
13、降变形测量按本线沉降变形测量按变形监测变形监测三等精度等级规定执行,规定执行,对于技术特别复杂工点,可根据需要按对于技术特别复杂工点,可根据需要按变形监测变形监测二等精度等级的规定执行。的规定执行。表表3.1.1 测量等级及精度要求测量等级及精度要求沉降变形沉降变形测量等级测量等级 垂直位移测量垂直位移测量 水平位移观测 沉降变形点的高程沉降变形点的高程中误差(中误差(mmmm)相邻沉降变形点的高相邻沉降变形点的高程中误差(程中误差(mmmm)沉降变形点点位中误差(mm)二等二等 0.50.5 0.30.3 3.03.0 三等三等 1.01.0 0.50.5 6.06.0 3.2 变形监测网技
14、术要求变形监测网技术要求1、垂直位移监测网建网方式:垂直位移监测网建网方式:线下工程垂直位移变形监测一般按变形监测三三等等精度等级的要求(等等同同于于国国家家二二等等水水准准测测量量要要求求)进行施施测测,根根据据沉沉降降变变形形测测量量精精度度要要求求高高的的特特点点,以以及及标标志志的的作作用用和和要要求求不不同同,垂垂直直位位移移监监测测网网用用分分级级布布网网逐级控制等精度逐级控制等精度的方法布设。3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求(接上页)对对于于技技术术特特别别复复杂杂、垂垂直直位位移移监监测测沉沉降降变变形形测测量量等等级级要要求求二二等等及及以以上上的的重重要要桥桥隧
15、隧工工点点,应应独独立立建建网网,并按照国国家家一一等等水水准准测测量量的技术要求进行施测或进行特特殊殊测量设计。测量设计。3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求2、垂直位移监测网主要技术要求按下表:、垂直位移监测网主要技术要求按下表:注:注:n为测段的测站数为测段的测站数等等级级 相邻基相邻基准点高准点高差中误差中误差差(mmmm)每站高差每站高差中误差中误差(mmmm)往返较差、往返较差、附合或环附合或环线闭合差线闭合差(mmmm)检测已测高检测已测高差较差差较差(mmmm)使用仪器、观测方法及要求使用仪器、观测方法及要求 二二等等 0.5 0.5 0.13 0.13 0.3 0.3
16、 0.5 0.5 DS05DS05型仪器,按型仪器,按客运专线铁客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定路无砟轨道测量技术暂行规定一等水准测量的技术要求施一等水准测量的技术要求施测。测。三三等等 1.0 1.0 0.3 0.3 0.6 0.6 0.8 0.8 DS05DS05或或DS1DS1型仪器,按型仪器,按客运专客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行线铁路无砟轨道测量技术暂行规定规定二等水准测量的技术要二等水准测量的技术要求施测。求施测。表3.2.2 垂直位移监测网技术要求3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求3、水平位移监测网建网方式:水平位移监测网建网方式:一一般般按按独独立立建建网网考考
17、虑虑,根根据据沉沉降降变变形形测测量量等等级级及及精精度度要要求求进进行行施施测测,并并与与施施工工平平面面控控制制网网进进行行联联测测,引引入入施施工工测测量量坐坐标标系系统统,实实现现水水平平位位移移监监测测网网坐坐标标与与施工平面控网坐标的相互转换。施工平面控网坐标的相互转换。3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求4、水平位移监测网主要技术要求:水平位移监测网主要技术要求:本本线线水水平平位位移移监监测测按按变变形形监监测测三三等等精精度度要要求求规规定定执执行行,对对于于技技术术特特别别复复杂杂工工点点,可可根根据据需需要要按按变变形形监监测测二等精度要求二等精度要求的规定执行。
18、的规定执行。等级 相邻基准点的点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差()最弱边相对中误差 作业要求 一等1.5 300 0.7 1/250000 按国家一等平面控制测量要求观测 150 1.0 1/120000 按国家二等平面控制测量要求观测 二等3.0 300 1.0 1/120000 按国家二等平面控制测量要求观测 150 1.8 1/70000 按国家三等平面控制测量要求观测 3.2 变变形监形监测网技术要求测网技术要求表3.2.4 水平位移监测网技术要求3.2 变形监测网技术要求变形监测网技术要求等级 相邻基准点的点位中误差(mm)平均边长(m)测角中误差()最弱边相对中误差 作业
19、要求 三等6.0 350 1.8 1/70000 按国家三等平面控制测量要求观测 200 2.5 1/40000 按国家四等平面控制测量要求观测 四等12.0 400 2.5 1/40000 按国家四等平面控制测量要求观测 表3.2.4 水平位移监测网技术要求3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求1、沉降变形测量点分为基基准准点点、工工作作基基点点和和沉沉降降变形观测点变形观测点三类,其布设按下列要求:(1)基准点:)基准点:要求建立在沉降变形区以外的稳定地区要求建立在沉降变形区以外的稳定地区,基准点可使用全线二等高程控制测量网中全线二等高程控制测量网中布设的基岩点、基岩点、
20、深埋水准点、深埋水准点、二等水准点,二等水准点,若线路中基准点数目不够,应根据需要加埋基准点,并进行联测。(接上页)基准点标石埋设规格基准点标石埋设规格应符合图3.3.1的规定。注:注:1盖;盖;2砖;砖;3素土;素土;4贫混凝土;贫混凝土;5冻土线冻土线图图3.3.1 基准点标石埋设图(单位:基准点标石埋设图(单位:mm)埋石在现场浇灌,挖坑后底部要夯实,先浇灌底埋石在现场浇灌,挖坑后底部要夯实,先浇灌底部,待基本凝固后再用模板浇灌上部,并插入不部,待基本凝固后再用模板浇灌上部,并插入不锈钢标心,保持标心垂直和半球露出混凝土(约锈钢标心,保持标心垂直和半球露出混凝土(约12厘米)。每个水准点
21、埋设后,绘制点之记图。厘米)。每个水准点埋设后,绘制点之记图。在水准点标石埋石中应对部分标石的坑位、标石在水准点标石埋石中应对部分标石的坑位、标石浇灌进行照相记录。影像文件名与水准点号对应。浇灌进行照相记录。影像文件名与水准点号对应。标石编号用字模压制,字头朝前进方向,即朝上标石编号用字模压制,字头朝前进方向,即朝上海方向,并用红油漆填写字体。海方向,并用红油漆填写字体。3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求(2)工作基点:工作基点:要求这些点在观测期间稳定不变,测定沉降变形要求这些点在观测期间稳定不变,测定沉降变形点时作为高程的传递点。点时作为高程的传递点。工作基点除使用线
22、路基准点外,工作基点除使用线路基准点外,应按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点(含工作基点)间距控制在加密后的水准基点(含工作基点)间距控制在200m200m左右左右为宜,基本能够保证线下工程垂直位移监为宜,基本能够保证线下工程垂直位移监测需要。测需要。3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求(3)沉降变形点:)沉降变形点:直直接接埋埋设设在在要要测测定定的的沉沉降降变变形形体体上上。点点位位应应设设立立在在能能反反映映沉沉降降变变形形体体沉沉降降变变形形的的特特征征部部位位,不不但但要要求求设设置置牢牢固固
23、,便便于于观观测测,还还要要求求形形式式美美观观,结结构构合合理理,且且不不破破坏坏沉沉降降变变形形体体的的外外观观和和使使用用。沉沉降降变变形形点点按按路路基基、桥桥涵涵、隧道等各专业布点要求进行。隧道等各专业布点要求进行。3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求2、基准点的检测基准点的检测 监监测测网网基基准准点点和和工工作作点点由由于于自自然然条条件件的的变变化化,人人为为破破坏坏等等原原因因,不不可可避避免免的的有有个个别别点点位位会会发发生生变变化化。为为了了验验证证监监测测网网基基准准点点和和工工作作点点的的稳稳定定性性,应应对对其其进进行定期检测。行定期检测。本本
24、次次技技术术方方案案设设计计垂垂直直位位移移监监测测网网的的观观测测分分为为首首次次观观测测和和施施工工过过程程中中的的定定期期复复测测,定定期期复复测测按按每每半半年年进行一次,并结合精测网复测进行。进行一次,并结合精测网复测进行。3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形测量点的布置要求2、基准点的检测基准点的检测(接上页)在在区区域域沉沉降降地地区区应应根根据据沉沉降降速速率率适适当增加复测次数,当增加复测次数,每季度进行一次复测。每季度进行一次复测。沉沉降降变变形形点点的监测频率应根据被监测变形体的沉降速率在各单位工程沉降变形观测实施细则中已制定。3.3 沉降变形测量点的布置要求沉降变形
25、测量点的布置要求3、每每个个独独立立的的监监测测网网应应设设置置不不少少于于3 3个个稳稳固固可可靠靠的的基基准准点点。基基准准点点应应选选设设在在沉沉降降变变形形影影响响范范围围以以外外便便于于长长期保存的稳定位置。期保存的稳定位置。新增水准点标石及标心与新增水准点标石及标心与CPI、CPII相同。埋石相同。埋石在现场浇灌,挖坑后底部要夯实,先浇灌底部,在现场浇灌,挖坑后底部要夯实,先浇灌底部,待基本凝固后再用模板浇灌上部,并插入不锈钢待基本凝固后再用模板浇灌上部,并插入不锈钢标心,保持标心垂直和半球露出混凝土(约标心,保持标心垂直和半球露出混凝土(约12厘米)。每个水准点埋设后,绘制点之记
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