地铁工程施工测量技术PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地铁工程施工,测 量 技 术,前 言,随着我国地铁、轻轨等交通事业的迅速发展，工程测量得到了长足的进步，工程测量是各项建筑工程设计、施工及设备安装的必要工序，城市地铁由于其在建筑物、构筑物稠密地区修建，精度要求较高，施工线路长、施工单位多，给工程测量增加了工作难度，因此我们必须熟练掌握施工测量技术以及每一个阶段测量所带来的测量误差值。,施工控制测量,按照测量工作应遵循的“先整体后局部，先控制后碎部”的原则，本工程的施工测量首先要进行施工控制测量作业，来控制、指导后续工作的顺利进行。施工控制测量成果必须申报给监理及业主，经审批同意后，方可进行细部放样测量、竣工测量和其它测量等作业。施工控制测量的内容主要有：接桩与复测，地面控制测量，联系测量,1地面控制网测量,1.1地面平面控制网复测,城市地铁工程控制网地面平面控制网采用城市地铁坐标系统，分两级布设：首级GPS控制网和精密导线控制网。盾构施工前应进行地面控制网的全面复测，以便将可靠的平面基准引入地下。,1.1.1GPS网介绍,1）GPS网以城市二等三角点为基础，布设成闭合或附合路线。沿地铁线路布设GPS控制点，平均边长1km，原则上每个车站至少2个点。每个GPS点至少应与两个相邻GPS点直接通视，便于常规方法检测及使用；,2）GPS网最弱点点位中误差不大于12，最弱边的相对中误差 不大于1/80000，相邻点的相对点位中误差10；,3）观测要求及数据处理均按相关GPS测量规范要求进行。,精密控制网测量,（,1,）导线控制点位布设要求,精密导线点应沿线所经过的实际地形选定，以,GPS,网为基础布设成附合导线、闭合导线或结点网。导线点点位可充分利用城市已埋设的永久标志，或按城市导线标志埋设，点位可选在楼房上。位于车站地区的导线点必须选在施工范围之外，稳定可靠，而且应能与附近的,GPS,点通视。具体点位要求如下：,点位附近不宜有散热体、测站应尽量避开高压电线等强电磁场的干扰。,相邻点间的视线距离障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。,相邻边长不宜相差过大，个别边长不宜短于,100,米。,相邻导线点间高差不宜大于,25,，特殊情况下也不宜大于,30,。,每个导线点应保证两个以上的后视方向，点位选择应能控制地铁线路和盾构始发、接受的车站位置，导线点埋设应避开施工可能影响的范围，导线点应方便使用，利于长期保存。,在盾构始发、接受的车站工作井附近，最好将点位布设成为强制归心标的形式。,（,2,）导线网测量要求,1,、外业按四等网精度施测，可采用,2,级仪器，水平角方向观测,6,测回,(,测角精度不低于,2.5),，往返观测距离，并加入气象、仪器加、乘常数改正，天顶距观测一测回。,2,、当精密导线点上只有两个方向时，宜按左、右角观测，左、右角平均值之和与,360,的较差应小于,4,。,3,、水平角观测遇到长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。,4,、在附合精密导线两端的,GPS,点上观测时，应联测两个高级方向，若只能观测一个高级方向，应该适当增加测回数。,5,、精密导线测量的主要技术要求应符合表,2,中的规定。,（,3,）观测成果处理,1),附合导线或导线环的角度闭合差，不应大于下式计算的值。,W=2mn,式中：,m,测角中误差（,）；,n,附合导线或导线环的角度个数。,2),导线网方位角闭合差计算的测角中误差应按下式计算：,M=(ff/n)/N,式中：,f,附合导线或闭合导线环的方位角闭合差；,n,计算,f,时的角度个数；,N,附合导线或闭合导线环的个数。,3),精密导线测距边的边长投影改正,归化到地下铁道交通工程线路测区平均高程面上的测距边长度，应按下式计算：,D=D01+,（,Hp-Hm,）,/Ra,式中：,D0,测距两端点的平均高程面上的水平距离（,m,）；,Ra,参考椭球体在测距边方向上法截弧的曲率 半径,可取,6371000m,；,Hp,测区的平均高程,(m),；,Hm,测距边两端点的平均高程,(m),。,4),平差,精密导线应采用严密方法平差，并分析点位误差椭圆及相对点位误差椭圆，为下一步区间测量设计提供基础数据。,1.2高程控制网复测,城市地铁工程水准网是附合在城市二等水准网基础上的精密水准。,1.2.1水准点的选点布设,1)精密水准网应沿工程线路布设成附合路线、闭合路线或结点网。车站附近应设置2个以上水准点。,2)精密水准点应选在离施工场地变形区外稳固的地方，墙上水准点应选在永久性建筑物上。水准点点位应便于寻找、保存和引测。,1.2.2高程控制网的观测,(1)精密水准测量的观测方法如下：,往测:奇数站上为：后,前,前,后,偶数站上为：前,后,后,前,返测:奇数站上为：前,后,后,前,偶数站上为 后,前,前,后,(2),每一测段的往测与返测，宜分别在上午、下午进行，也可以在夜间观测，由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。,(3),精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高不应超过表,2,的规定。,表,3,精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高的要求（,m,）,标尺类型,视线长度,前、后视距差,前、后视距,累计差,视线高度,仪器等级,视距,视线长度,20,米以上,视线长度,20,米以下,因瓦,DS1,60,1,3,0.5,0.3,(4),精密水准测量测站观测限差不得超过表,3,规定。,表,4,精密水准测量的测站观测限差,(mm),基辅分划读数差,基辅分划所测,高差之差,上下丝读数平均值,与中丝读数差,检测间歇点高差之差,0.5,0.7,3.0,1.0,(5),精密水准测量的主要技术要求应符合表,4,规定。,表,5,精密水准测量的主要技术要求,每千米高差中数中误差,(mm),附和水准线路平均长度,(KM),水准仪等级,水准尺,观测次数,往返较差、附和或环闭合差,(mm),偶然中误差,全中误差,与已知点联测,附合或环线,平坦地,2,4,2,4,DS1,因瓦,往返各一次,往返各一次,8L,注：,L,为往返测段、附和或环线的路线长度（以,KM,计），,N,为单程的测站数,(6)两次观测高差超限时应重测。当重测成果与原测成果比较，其较差均不超过限值时，应该取三次成果的平均数。,1.2.3观测成果处理,每千米水准测量的高差偶然中误差应按照下式计算：,M=（/L/（4N）,式中：M-高差偶然中误差（）,L-水准测量的测段长度（Km）,-水准路线测段往返高差不符值（）,N-往返测的水准路线的测段数,(2)平差处理：,水准网的数据处理应采用严密平差，以深埋水准点作为已知点，采用强制附合平差，并应计算每千米高差偶然中误差、最弱点高程中误差。,2联系测量,2.1概述,联系测量是将地面坐标系统引测传递到地下。主要工作包括地面趋近导线测量、趋近水准测量，通过竖井、通道的定向测量和传递高程测量，地下趋近导线测量、地下趋近水准测量。,平面定向常用方法：,(1),铅垂仪、陀螺仪联合定向,(2),联系三角形几何定向,(,目前广泛运用于城市地铁测量,),(3),导线定向测量,(4),钻孔投点定向,(,适用矿山法隧道,),高程传递常用方法：,(1),悬吊钢尺（钢丝）法,(2),水准测量,(3),光电测距精密三角高程测量,在日常施工控制中,我们主要采用联系三角形几何定向和两井定向。,2.2联系三角形几何定向,联系三角形定向测量亦称一井定向测量。一井定向测量是在一个竖井中悬挂两根0.5mm钢丝，钢丝下部配重为10Kg并置于废机油之中稳定。在地面近井点与钢丝组成三角形，并测定近井点与钢丝的距离和角度，从而算得两钢丝的坐标以及它们之间的方位角。在井下，同样井下近井点也与钢丝构成三角形，并测定井下近井点与钢丝的距离和角度，由于钢丝处在自由悬挂状态，可以认定钢丝的坐标和方位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起算点的坐标和方位角，这样就把地上与地下导线联系起来了，一井定向示意图如下：,2.2.1三角形图形条件要求,1)连接三角形最有利的形状是锐角不大于1的直伸三角形，在实际测量中一定要达到这个要求。,2)传向角的误差，随角的误差增大而增大，随边长比值b/a的减小而减小，因此在联系测量的时候，应尽量使连接点A靠近钢丝（b/a1.5），并精确的测量角度。,3）两根钢丝的距离a越大，则连接角度的误差就越小，两根钢丝的间距不得小于5m，在施工测量中，我们都保证了钢丝间距至少达到8 m以上。,4）在直伸三角形中，测距误差对定向精度的影响很小。M=m a*b/a,5）每次应该悬吊3根钢丝组成两个联系三角形，便于起到校核作用。,6)联系三角形定向地下起算边起始方位角应独立进行3次,方位角平均数值中误差应在8之内。,7）传向角度计算：,sin=sin*b/a；=*b/a（当、均小于1的时候）,2.3两井定向,两井定向是在两施工竖井中分别悬挂一根钢丝，与一井定向相比,由于两根钢丝间的距离大大增加了，因而减少了投点误差引起的方向中误差，有利于提高地下导线的精度，这是两井定向的主要优点。两井定向中两根钢丝处缺少两个连接角，这样的地下导线是没有起算方位角的，所以两井定向的实质就是测量无定向导线，它是一种特殊的附合导线。,两井定向时，是利用地面近井点才用导线测量方法直接测定两根钢丝的平面坐标值；在地下隧道中，将已经布设好的地下导线与竖井中的钢丝的联测，即可以将地面坐标系中的坐标和方位传递到地下，经计算求出地下导线各点的坐标与导线边的方位角，两井定向示意图如下：,两井定向在城市地铁施工中的主要布置形式,第一种布置形式,第二种布置形式,1）第一种布置形式就是在车站底板（侧墙）预埋导线组成两组或更多的无定向导线，对于施工干扰不大情况下，布置这种形式还是不错的，但导线点的边长都不长，除非车站主体已经竣工，才能拉大导线边长。,2）第二种布置形式就比较灵活，不需要在车站内埋导线点，将地下起算边直接设置在洞内管片上，它增大了无定向导线的精度，因为中间的插点D3可以同时观测钢丝G1和G2。在测量地下导线时候，采取自由设置测站，不需要对中具体点位，整平就可以了，首先置镜车站底板上任意一点D3，后视D1，然后前视三个方向D2、G1、G2，观测6个测回，距离单向观测两个测回。,3）置镜D2，后视G2，前视D1、G1（这一步骤是起复核检查作 用）,4）D1D2就是区间隧道的地下起算边，在实际施工测量中，我们一般悬吊3根钢丝，组成两组无定向导线，最后在D1D2进行方位角闭合差比较，根据实际测量情况显示，地下起算边的方位角闭差从没有超过2，第二种导线布置形式是施工中采用的最多的一种方式，它不仅定向精度高，而且完全可以不受现场施工干扰的影响。,5）内业计算：采用软件平差和手工平差同步进行，在手工平差中，传向角度的计算不到单独采用正余玄组合公式进行，这样可以将所有的实测数据都利用上，避免了单独采用正玄或余玄公式的不足之处。,2.4高程联系测量,测量近井水准点的高程线路应附合在地面相邻精密水准点上，采用在竖井内悬吊钢尺的方法进行高程传递时，地上和地下安置的2台水准仪应同时读数,每次独立观测3测回，每测回变动仪器高度，3测回得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm，并在钢尺上悬吊与钢尺检定时相同质量的重锤。3测回测定的高差进行温度、尺长修正。传递高程测量见下图：,6,盾构测量,6.1,始发前准备工作,洞门钢环复测量、反力架及始发基座放样,1,）洞门钢环复测量是基座及反力架放样的依据，在施工现场我们主要采用分别在钢环的上部、中部、下部分别测量,6,个点位，然后计算出钢环实测中心坐标和设计钢环坐标进行比较，可以推算出当前钢环的横向偏差；利用水准仪实测钢环的底部、顶部高程并和设计高程相比较，这样钢环在空间的真实位置就被确定下来。,2,）根据钢环的实际偏移位置，结合设计中心线，就可以放样出盾构始发基坐中心线，主要有切线发、玄线发、中分发