一、施工測量的基本概念
(一)作用與內容
前提:以規劃和設計為依據,是保障質量和安全的重要手段。
內容:交接樁及驗線、施工控制測量、施工測圖、釘樁放線、細部放樣、變形測量、竣工測量和地下管線測量等。
原則:由整體到局部,先控制後細部 。
重要性:工程施工過程各分項分部工程需要通過測量工作來銜接、配合,以保證設計意圖的正確執行。
特點:貫穿於工程實施的全過程,服務於每一個施工環節,測量的精度和進度直接影響到整個工程質量與進度。
竣工測量作用:為市政公用工程的驗收、運行管理及設施擴建改造提供了基礎資料。
(二)準備工作
(1)施工測量前,應依據施工組織設計和施工方案,編制施工測量方案。
(2)對儀器進行必要的檢校,保證儀器滿足規定的精度要求;所使用的儀器必須在檢定週期之內,應具有足夠的穩定性和精度,適於放線工作的需要。
(3)測量作業前、後均應採用不同數據採集人核對的方法,分別核對從圖紙上採集的數據、實測數據的計算過程與計算結果,並據以判定測量成果的有效性。
(三)基本規定
(1)綜合性工程使用不同設計文件時,施工控制網測設後, 應進行平面控制網聯測。
(2)工程佔地、拆遷範圍(撥地釘樁),標出地下構築物位置;根據已建立平面、高程控制網進行施工布樁、放線測量。
(3)控制樁的恢復與校測按需及時進行,偏移或丟失應及時補測、釘樁。
(4)一個工程的定位樁和與其相應結構的距離宜保持一致,不能保持一致時,必須在樁位上予以準確清晰標明。
(四)作業要求
(1)從事施工測量的作業人員,應經專業培訓、考核合格,持證上崗。
(2)施工測量用的控制樁要注意保護,經常校測,保持準確。雨後、春融期或受到碰撞、遭遇損害,應及時校測。
(3)測量記錄應使按規定填寫並按編號順序保存。測量記錄應做到表頭完整、字跡清楚、規整,嚴禁擦改、塗改,必要可斜線劃掉改正,但不得轉抄。
(4)應建立測量複核制度。
二、常用儀器及測量方法
市政公用工程常用的施工測量儀器主要有:全站儀、光學水準儀、激光準直(鉛直)儀、GPS-RTK及其配套器具、陀螺全站儀等。
(一) 全站儀
方向觀測法各項限差(″) 表1K417011
全站儀型號
光學測微器兩次
半測迴歸零差
一測回內同一方向值
重合讀數差比較差各測回較差
DJ1
1
≤6
≤9
≤6
DJ2
3
≤8
≤13
≤9
DJ6
≤18
≤24
(二)光學水準儀
(1)光學水準儀主要由目鏡、物鏡、水準管、制動螺旋、微動螺旋、校正螺絲、腳螺旋及專用三腳架等部分組成,現場施工多用來測量構築物標高和高程,適用於施工控制測量的控制網水準基準點的測設及施工過程中的高程測量。
(2)測量應用舉例:
在進行施工測量時,經常要在地面上和空間設置一些給定高程的點,如圖1K417011-2所示;設B為待測點,其設計高程為HB,A為水準點,已知其高程為HA。為了將設計高程HB測定於B,安置水準儀於A、B之間,先在A點立尺,讀得後視讀數為a,然後在B點立尺。為了使B點的標高等於設計高程HB,升高或降低B點上所立之尺,使前視尺之讀數等於b。b可按下式計算:
b=HA+a-HB
所測出的高程可用木樁固定下來,或將設計高程標誌在牆壁上;即當前尺讀數等於b時,沿尺底在樁側或牆上畫線。當高程測設的精度要求較高時,可在木樁的頂面旋入螺釘作為測標,擰入或退出螺釘,調整測標頂端達到所要求的高程。
(三)激光準直(鉛直)儀
(1)激光準直(鉛直)儀主要由發射、接收與附件三大部分組成,現場施工測量用於角度座標測量和定向準直測量,適用於長距離、大直徑以及高聳構築物控制測量的平面座標的傳遞、同心度找正測量。
(2)測量應用舉例:將激光準直(鉛直)儀置於索(水)塔的塔身(鋼架)底座中心點上,調整水準管使氣泡居中,嚴格整平後,進行望遠鏡調焦,使激光光斑直徑最小。這時向上射出激光束反映在相應平臺的接收靶上,即可測出塔身各層平臺的中心是否同心;若不同心,即說明平臺有偏移,這時可以根據激光束來測量出相應平臺的偏移數值,然後及時進行糾偏。
(四)GPS-RTK儀器
(1)全球定位GPS(Global Position System)技術系統通過空間部分、地面控制部分與用戶接收端之間的實時差分解算出待測點位的三維空間座標;實時動態測量即RTK(Real Time Kinematic)技術,隨著GPS技術的發展,RTK技術逐漸成為工程測量的通用技術,在市政公用工程也得到充分應用。
GPS-RTK系統由基準站、若干個流動站及無線電通訊系統三部分組成。基準站包括GPS接收機、GPS天線、無線電通訊發射系統、供GPS接收機和無線電臺使用的電源(車用蓄電瓶)及基準站控制器等部分;流動站由GPS接收機、GPS天線、無線電通訊接聽系統、供GPS接收機和無線電使用的電源及流動站控制器等部分組成。
現在的GPS-RTK作業已經能代替大部分的傳統外業測量。GPS-RTK儀器的適用範圍很廣,在一些地形複雜的市政公用工程中可通過GPS-RTK結合全站儀聯合測量達到高效作業目的。RTK技術的關鍵在於數據處理技術和數據傳輸技術,需注意的是:RTK技術的觀測精度為釐米級。
(2)RTK測繪地形圖的野外數據採集應用實例(以Trimble5700為例)
1)作業前,首先要對基準(流動)站進行設置。基準站可架設在已知點上,也可架設在未知點上。首先將基準站架設在未知點上,將GPS接收機與GPS天線連接好,電臺主機與電臺天線連接好,電臺與GPS接收機連接好;
GPS天線與無線電發射天線最好相距3m開外,最後用電纜將電臺和電瓶連接起來。連接手簿(基準站控制器)與基準站主機,進行基準(流動)站設置。2)設置完成後退回主菜單,在主菜單中選擇:測量→測量形式→測量點,然後輸入要測點的名稱或點號,在方法中根據實際情況選擇觀測控制點、地形點、快速點還是校正點。在觀測次數處,根據需要,可以在選項中選擇測量時間,等到流動站初始化完成、RTK由“浮動”變為“固定”後按下測量鍵即可開始測量,進行座標採集。
3)由於GPS測量的是WGS-84座標,而實際工程施工時,需要的是平面座標,所以在進行正式測量前,必須進行座標轉換,即點校正。首先應到已知點上採集WGS-84座標,再進行點校正。一般來說,需要在已知平面座標的三個以上已知控制點上測得WGS-84座標記入手簿,然後在控制器的測量子菜單中選擇“點校正”,進行座標轉換。
(WGS-84座標系——1984年世界大地座標系統,是一種“地心座標系”;
BJ-54座標系——1954年北京座標系,是一種“參心座標系”;
西安80座標系——1980年西安座標系,是一種“參心座標系”。)
(五)陀螺全站儀
陀螺全站儀是由陀螺儀、經緯儀和測距儀組合而成的一種定向用儀器,其原理為:
在地球自轉作用下,高速旋轉的陀螺轉子之軸具有指向真北的性能,從而可以測量某一直線的真方位角,進而計算出這一直線的座標方位角。在市政公用工程施工中經常用於地下隧道的中線方位校核,可有效提高隧道貫通測量的精度。陀螺全站儀定向的作業過程:
(1)在地面已知邊上測定儀器常數。
(2)在隧道內定向邊上測量陀螺方位角。
(3)儀器上井後重新測定儀器常數。
(4) 計算子午線收斂角。
(5)計算隧道內定向邊的座標方位角。
三、施工測量主要內容
(二)橋樑施工測量
(1)橋樑工程的各類控制樁包括:中樁及墩臺的中心樁和定位樁等。
(2)橋樑放線應根據橋樑的形式、跨徑、設計要求的施工精度及現場環境條件確定放線方法,也可根據需要重新佈設或加密控制網。
(3)當水準路線跨越河、湖等水體時,應採用跨河水準測量方法校核。視線離水面的高度不小於2m。
(4)橋樑基礎、墩臺與上部結構等各部位的平面、高程均應以橋樑中線位置及其相應的橋面高程為基準。
(5)施工前應複測橋樑中線和各墩臺的縱軸與橫軸線定位樁,作為施工控制依據。
(6)支座(墊石)和梁(板)定位應以橋樑中線和蓋梁中軸線為基準,依施工圖尺寸進行平面施工測量,支座(墊石)和梁(板)的高程以其頂部高程進行控制。
(三)管道施工測量
(1)管道工程各類控制樁主要包括:起點、終點、折點、井位中心點、變坡點等控制點。排水管道中線樁間距宜為 10m ,給水等其他管道中心樁間距宜為 15 - 20m。
(2)檢查井平面位置放線:矩形井應以管道中心線及垂直管道中心線的井中心線為軸線進行放線;圓形井應以井底圓心為基準放線。
(3)管道工程高程應以管內底高程作為施工控制基準,檢查井應以井內底高程作為控制基準。管道控制點高程測量應採用附合水準測量。
(4)在挖槽見底前、灌注混凝土基礎前、管道鋪設或砌築構築物前,應校測管道中心及高程。
(5)分段施工時,相鄰施工段間的水準點,宜佈設在施工分界點附近,施工測量時應對相鄰己完成管道進行復核。
(四)隧道施工測量
(1)施工中應將地面導線測量座標、方位、水準測量高程,通過豎井、斜井、通道等適時傳遞到地下,形成地下平面、高程控制網。
(2)當貫通面一側的隧道長度大於 1000m時,應提高定向測量精度,一般可採取在貫通距離約1/2處通過鑽孔技測座標點或加測陀螺方位角等方法。
(3)地固和地下的平面控制點和高程控制點應定期進行校測和聯測。
(4)盾構法施工隧道:在盾構設備就位後,應測量盾構機軸線的平面位置與高程,確定其與設計管道中心線及高程的關係。盾構機內應設置推進過程的測量覘點,且實時監測盾構機的姿態及管道狀態。