時間:2023-05-30 10:09:26
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇隧道測量,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】盾構隧道;測量技術;貫通誤差分配
一、盾構隧道概述
隧道盾構法施工是以盾構在地下暗挖隧道的一種施工方法。盾構是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。盾構法在上海,廣州,其他城市的地鐵建設中應用廣泛,在北京,南京等成功經驗的施工也將被應用。與傳統的地鐵施工方法(如明挖法,蓋挖法,礦山法等)相比,屏蔽層的優點是安全,快速,不影響地面交通,氣候條件,并不適用于所有不同度的硬度或沒有水在不同的地層(根據有針對性的專門設計不同的地質和水文地質條件屏蔽) ,它是加快城市地下鐵路的發展的有效手段。盾構施工測量工作,以確保施工安全工程,優質,高效的工作的重要保障。
盾構法隧道施工中,需要測量的主要工作包括以下幾點。(1)地面控制措施:建立平面和地面高程控制網,(2)地面坐標接觸測量,方向和高度到地面,修建地下統一坐標系統接地;(3)地下控制測量:包括地下平面和高程控制(4)測量隧道施工放樣根據隧道設計,引導線和開挖和李寧高程測量。
所有這些測量具有以下幾方面的作用。(1)校準設計中心線和高程,為地下工程建設指定的方向和位置;(2)開挖斷面開挖,施工中心線在平面和高程根據通過正確設計要求,保證開挖不得超過限額,確保所有建筑構造合理,;(3)為確保設備的正確安裝;(4)為設計和管理提供一個完成的調查數據。盾構施工測量不僅要保障沿隧道設計軸線盾構機運行,盾構機姿態校正參數提供盾構機操作員。為了保證盾構機從開始通過隧道進入接收井必須精確地測量,高精度的盾構隧道施工。
二、貫通誤差分配
為保證隧道準確貫通,滿足施工規范要求,隧道控制測量應進行隧道貫通測量設計。一般在隧道控制測量前,根據隧道長度、依據測量規范,選擇適當的測量精度。目前我國鐵路工程采用三網合一的測量模式,根據高速鐵路測量規范,基礎控制網CPI的方位精度達到1.3",鐵路隧道長度在9km以下時,隧道洞外控制網可直接使用或采用同級擴展的方式加密CPI網即可;當隧道長于9km時,需要建立更高精度的隧道控制網(當采用有斜井、橫洞的施工方式是可以酌情采用)。洞外測量完成后,需要根據洞外實際測量精度估算洞內測量精度,一般是洞外測量精度高于預期,可以為洞內測量爭取一定的貫通誤差分配值。洞內導線設計則是根據隧道中線形狀、隧道斷面寬度、視線要求等情況,設計洞內導線的長度,按照測量誤差原理,由預計的貫通誤差反算洞內導線測量需要的測量精度。貫通誤差估算時,可根據實用傳統近似公式和嚴密公式,估算出洞外控制測量對隧道貫通誤差的影響值;根據總貫通誤差和洞外占用值,估算或設定洞內剩余值;根據洞內中線形狀,定出洞內導線位置,使用傳統公式,進行洞內導線測量測角精度設計。高程控制測量,洞內有煙塵、水氣,按等影響原則分配,相等的原則分配,洞內的水準路線短,高差變化小,這些條件比地面的好;另一方面,光亮度差和施工干擾等不利因素,地面與地下控制測量的誤差,應豎井聯系測量作為一個獨立因素,對高程貫通精度的影響。也應按地面控制測量誤差對高程貫通中誤差 的影響允許值為
上述貫通誤差限值及精度要求均有一定局限性,隨著勘測和施工技術的發展,GPS控制測量方法己逐漸替代常規測量方法,廣泛應用于地鐵工程的地面控制測量。
三、盾構隧道測量步驟
3.1 待測斷面高程放樣
高程放樣是指按斷面測量的要求,在待測斷面相應里程處的隧道管片,放樣出具體的位置,一般是與軌面高相隔一定高度的位置。盾構隧道施工過程中,外業采集數據時,先根據線路資料把待測斷面中樁一一放樣出來,標記清楚,并且記錄下該點的實際高程。如果中樁放樣不方便,就放樣待測斷面的邊樁,同樣標記清楚,并且記錄下該點的實際高程和依照線路方向看該點與中樁的關系―主要是看在中樁的右側還是左側和距中樁的距離。
待測斷面中樁或邊樁放樣完畢后,把全站儀搬到剛剛放樣并標記的待測斷面的中樁或邊樁上去,對中調平,進入全站儀里的測量程序,首先輸入工作名--最好以測量日期為文件名,這樣便于內業處理時在電腦上迅速找到要處理的斷面;然后設站, 要注意每一個站名只能測一個斷面,如測K10+200右洞,則測站可設為Y10200;量取并且輸入儀器高度,接下來輸入該點X、Y、Z坐標,X-指該點與中樁的偏移值(沿線路前進方向左為負、右為正)如該點偏離中樁左2.5m,則輸:-2.5;Y-指該點實測高程,如該點實測高程為330.159,則輸330.159,Z-無實際意義統一輸為0即可。然后定向,定向時瞄準小里程時把方位角設定為0度或瞄準大里程把方位角設定為180度;然后把儀器轉到所測斷面的線路法線方向(即90度或270度方向),此時便可進行測存,測存時,儀器的水平方向不要動,只動儀器的垂直方向,從一側最下邊向另外一側開始測,直到掃測完整個斷面。按照以上步驟測完所有斷面。
3.2 全站儀測量三維坐標
斷面點橫距測量采用全站儀測量三維坐標法,將儀器置于隧道內的任一個控制導線點上,按一般坐標測量的方法分別測量出各個斷面的左下、左中 、左中 、左上和右下、右中 、右中 、右上的三維坐標。只要通視良好,一次置站可以進行多個斷面的測量,不需要每個斷面都重新擺置儀器,效率明顯提高。
3.3 數據處理
測得斷面各點的坐標后,用 AUTOCAD 作圖法可求出各點到中線的橫距 L。但相對整個隧道斷面測量工作,測量點可能有幾千個,顯然作圖法的效率是非常低的,為此要用相應的計算機程序進行計算。
參考文獻:
[1] 王暖堂. 盾構隧道施工中的測量技術研究.鐵道建筑.2012
關鍵詞:高速鐵路;隧道測量;5800計算器;全站儀
Abstract: in this paper, combined with the new Shenyang to Dandong passenger dedicated line Longbei 2# tunnel measurement method of tunnel construction process, to establish and build some standard control network describes the control network of measurement, lofting method process in tunnel construction, some details need attention are described, especially the tunnel face excavation setting-out and tunnel trolley.
Keywords: high speed railway; tunnel survey; 5800 calculator; Total Station
中圖分類號:U238文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
1引言
隨著國內高速鐵路的大發展,拉進了城市與城市之間的距離,而今越來越多的高速鐵路開始建設,同樣穿山越嶺的高速鐵路也在施工,高鐵隧道施工測量放樣就考驗著測量人員的技術水平。
2工程概況
新建沈陽至丹東客運專線五龍背2#隧道進口里程DK193+395,出口里程DK193+925,全長530m,為單洞雙線隧道,線間距為4.6m;隧道進口至出口為單面0.3%的下坡。隧道進口至DK193+584.994位于R=12000的左偏圓曲線上,DK193+584.994至DK193+724.994位于緩和曲線上,DK193+724.994至出口位于直線上。隧道位于遼寧省丹東市境內,最大埋深50m;隧道V級圍巖100,IV級圍巖185m,II級圍巖245m。開挖方法:明挖法、三臺階七步開挖法、全斷面法;開挖順序是從進口至出口。
3 控制網的建立
3.1本標段控制網包括CPI,CPII,以及加密網,其中CPI,CPII網是設計院給提供,在隧道施工前,根據設計提供的CPI,CPII點的位置情況以及隧道進出口的地形地貌條件,選擇合適的地理位置埋設加密點,洞口要埋設相互通視的三個點,在施工控制網加密前,應根據現場情況制定施工控制網加密測量技術書。
3.2五龍背2#隧道控制網納入到全線控制網統一布設,不另外重新建立獨立控制網。平面位置采用四臺天寶5800II GPS按四等GPS測量控制網的要求進行測量,具體要求見表1[1];高程按二等水準相關要求,采用徠卡 DNA03電子水準儀進行測量,具體要求見2[1]。
表一 各等級GPS測量控制網的主要技術指標
表2 二等水準觀測的主要技術要求
4 洞口導向墻的測量
4.1 為保證洞口投點的相對精度,首先通過內業計算得出拱頂,起拱線,以及邊墻底坐部位的高程,經過豎向,縱向,橫向,三個方向的計算,隧道在上下,左右,前后六個方向就已經確定,同時也確定了其輪廓和形狀的大小,施工現場放出中線的起拱線,并打樁做出明顯標記;
4.2當隧道洞口邊坡和仰坡按設計圖紙開挖到位后,首先按設計尺寸在掘進面上放出導向墻的輪廓線,并做出明顯的標記,待完成以后在掘進面上打眼,預埋固定鋼筋。放樣過程當中,考慮到導向墻的變形,放樣過程當中要預留5cm的變形量進行測量放線。
4.3在地面上將導向墻底部位置按設計要求放出來,并調整底部的高程,直到找到設計的底部高程;按放樣出來的位置支立鋼拱架,在直立拱架過程當中用儀器隨時調整拱架的位置,包括里程、對應位置的高程,直至滿足設計要求,誤差控制在規范范圍之內。
4.4鋼拱架支立完成以后,用全站儀測量鋼拱架的里程位置以及高程,符合規范要求后方可下步工序的施工;鋼拱架符合完成以后,要測量管棚的中心的坐標以及高程,前后鋼拱架上的管棚高程要一致,確保管棚施做的時候的進洞以后的坡度符合設計要求。
5 洞內開挖測量及放樣隧道
5.1隧道掌子面的放樣與測量
5.1.1掌子面的放樣是隧道中隧道測量中首道工序,掌子面的爆破也影響著隧道的超欠挖,因此一般為減少超欠挖情況的發生,測量控制尤為重要。欠挖了需要重新補充爆破,增加了人力,財力的發生;超挖用混凝土補充,同樣浪費了財力。因此測量控制好,會減少超欠挖的情況的發生。
5.1.2(1)施工前,將所要放樣段的平曲線和豎曲線要數以及隧道開挖橫斷面輪廓的相關系數輸入到卡西歐5800計算器中,如曲線半徑,緩和曲線長,交點里程,交點坐標等等;(2)在現場隧道掌子面上按照一定的順序測出大致的輪廓線上的任意一點的的三維坐標(X,Y,H);(3)把該點的坐標值輸入到計算其中運用反算公式【2】,反算出該點的里程以及相對線路中心線的左右距離,然后根據反算出來的里程算出對應里程的軌面高程,然后根據超欠挖程序算出該點在對應里程輪廓線上的水平方向和豎直方向上的偏差分量值以及相對于圓心方向到設計輪廓線的差值。
(4)超欠挖程序:
SD-CQW
Fix 4:Lab 0:”F=”?F:”H=”?H:”Z=”?Z:”R=”?R:
:tan-1(Abs(Z-2.3)÷Abs((F-(H+2.27)))S:
sin(S)×WA:cos(S)×WB:“C+,W- =”:W
“shui ping=”:A
“shu zhi=”:B
Goto 0
注:Z為反算出來的橫向偏距,H為實測高程,F為計算出來對應里程的軌面高程,R為隧道斷面對應位置圓半徑(對應位置是指:二襯、初支、開挖面),W為圓心方向的偏移量,A為水平方向的偏移分量,B為豎直方向的偏移分量。
(5)用鋼尺在上下方向上偏移分量B和水平方向上量出偏差分量A,然后到在設計位置打上紅油漆做標記。然后依次放樣出其他設計點位1-13,就放樣出整個斷面的開挖設計輪廓線。如圖1所示
圖1隧道掌子面開挖輪廓線放樣示意圖
隧道掌子面輪廓線放樣完成以后,并將掌子面附近為支立鋼拱架之前的開挖后的巖層面按斷面測量出來,按超欠挖程序計算出是否有巖石是欠挖。若有欠挖及時通知施工隊伍進行補充爆破,以免影響下道工序鋼拱架的支立。測量的數據要及時整理,存檔,如圖2所示。
圖2隧道斷面測量歸檔資料
5.2隧道內二襯臺車的定位與測量
5.2.1臺車的定位直接影響到隧道凈空面的超欠情況,按照要求隧道內凈空不能出現欠的情況,因此隧道臺車在生產的時候就已經將半徑預留了5cm的誤差空間;在定位的時候要考慮隧道臺車的半徑比設計的半徑大5cm。
5.2.2先確定臺車定位的里程,將隧道的中心線在隧道的仰拱面上定位出來,按照每一板臺車的設計里程測量出來,做上記號,然后在兩側矮邊墻上找出對應的里程,做好記號。然后檢查左右兩側矮邊墻之間的凈空大小要完全滿足臺車斷面要求。
5.2.3根據定位出來的隧道中心線,鋪設臺車行走軌道,兩邊要對稱鋪設,距離中心線的距離符合臺車滾輪之間的距離,防止臺車行走時走偏。
5.2.3臺車行走至定位里程后,用鉛錘使臺車中心和放樣出來的隧道中心線重合;用水準儀測出臺車前后頂模橫梁的標高(除第一板需要前后都測外,其余均只需測量前進方向端,另一端與已完成的二襯面搭接);然后根據臺車結構尺寸計算出橫梁的設計高程,算出水準儀的視線高和臺車橫梁之間的高差,倒立塔尺于橫梁兩端,調整臺車使臺車橫梁滿足設計高程,此過程一般要經過反復的調整才能完成。
5.2.4當高程調整到位以后,用全站儀測量臺車端頭的中線位置,計算該位置與隧道的設計中心位置是否有偏差以及高程是否與設計高程是否有偏差。完成以后在端模上每個一米位置測量一個點并通過反算公式[2]計算該點超欠情況,根據改點距離臺車模板邊緣的距離,判定臺車半徑是否合格,從而保證隧道二襯混凝土完成澆筑完成以后凈空滿足設計要求。
6 結束語
隧道中的測量對反算公式在卡西歐5800計算器中的運用上,需要一定的編程基礎,程序也比較復雜,需要一定的理論知識;
在測量過程當中要多校核,包括引測的控制點以及斷面情況;對已經完成澆筑的二襯要在臺車模板拆除后及時復測斷面凈空,如偏差大地方在下一板臺車固定的時候有一個調整;
隧道內的環境比較復雜,出渣車和挖掘機、裝載機時常經過,在洞內的控制點的選擇位置要避免機械的碾壓,一般埋點的時候在仰拱面一下,留一個小孔。埋完點以后,要在邊墻上做個明顯的記號,以便用的時候能方便的找到。
參考文獻 :
關鍵詞:隧道工程 測量 目的 主要步驟 測量方法 注意問題
中圖分類號:TU4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0049-01
隨著社會經濟的不斷發展,我國的高速公路建設事業飛速發展,對隧道建設和施工測量等提出了更高的要求。隧道工程測量是地下工程測量不可缺少的一部分,對地下工程的施工和建設起著保證和監督作用,對安全生產起指導性作用。
1 隧道測量的目的
隧道測量是在隧道工程的設計、施工和運營管理階段所進行的測量工作。隧道施工測量的目的是保證隧道相向開挖時能按規定的精度正確的貫通,并使各項建筑物按規定精度和設計位置修建。因此隧道測量必須以規定的精度認真、慎重的進行,避免產生嚴重后果,造成資源的浪費和返工。
2 隧道測量主要步驟
2.1 測量方案準備工作
在開工前認真閱讀相關設計圖紙,準確領會設計意圖;熟悉相關設計規范以及對本工程的具體測量要求;了解隧道施工工藝和步驟,提前為施工做好放樣準備;制定較為詳細的施工測量計劃方案。
2.2 隧道進出口閉合測量
根據設計技術交底和現場測量交樁,正式實測前,應對所交樁的坐標和高程進行閉合聯測,符合精度要求后才能正式實地放樣。如果精度達不到要求,應盡早通知有關單位進行聯測。短隧道可以進行全站儀導線閉合測量,長隧道或者地形復雜的可采用GPS全球定位系統測量。
2.3 進出洞口測量
進出洞口測量包括地形地貌、標高埋深等項目。隧道進出口位置地形的復測相當重要,它直接關系到以后隧道洞口能否安全進洞。洞口地形復測,主要復核與設計圖紙是否相符,包括工程量復核、進洞口樁號、覆蓋層厚度、是否偏壓,偏壓時地形對洞身結構影響程度,是否應采取變更洞口位置,變更洞口臨時支護形式參數以及洞口地貌特征對洞口的影響和洞門形式是否合適等。
2.4 洞內正常測量
洞內施工測量主要控制好隧道凈空,開挖、支護、二襯不要侵入凈空,當然也要控制好超挖過大問題。按照設計或實際圍巖地質情況,測量精度也相應分為三個級別,即開挖輪廓測量、初期支護定位測量以及二次襯砌施工測量。
2.5 監控測量
隧道施工監控測量工作,貫穿于開工高竣工交驗全過程,是一項必測項目。其主要作用在于:為安全生產提供信息,掌握施工中圍巖和支護的動態信息,地質超前預報、及時反饋信息,以指導施工作業;為設計和施工提供科學依據,通過對圍巖和支護的變位、應力變化,為設計部門修改支護系統提供參數設計。
2.6 貫通測量
貫通測量結果報告是工程交驗必須的資料,主要對工程竣工后,對工程的平面曲線、豎曲線、結構集合尺寸進行實測。如果因貫通測量過程中發生錯誤而未能貫通,或貫通后接合處的偏差超限,將影響工程質量,甚至引發更嚴重后果。
3 隧道工程中的測量方法分析
3.1 地面控制測量
地面控制測量主要包括平面控制測量和高程控制測量。平面控制測量的主要任務是測定各洞口控制點的平面位置,以便根據洞口控制點將設計方向導向地下,指引隧道開挖,并能按規定的精度進行貫通。測量一般采取以下幾種方法:直接定線法、導線測量法、三角網法和GPS法。高程控制測量的任務是按照設計精度施測兩相向開挖洞口附近水準點之間的高差,以便將整個隧道的統一高程系統引入洞內,保證按規定精度在高程方面正確貫通,保證隧道工程在高程方面正確修建。一般在平坦地區采用等級水準測量,在丘陵及山區采用光電測距三角高程測量。
3.2 隧道施工測量
(1)洞內導線測量與進洞點的標定。
施工導線是隧道施工中為方便進行放樣和指導開挖面布設的一種導線,導線點是邊開挖邊設置,通常沿中線布設,邊長一般為25~50 m。施工單位還需布設洞口點,進洞點利用設計坐標和洞口點坐標,采用全站儀或經緯儀通過極坐標法標定,洞口點設儀器;然后,用極坐標反算所得方位角,標定方向,并測量距離,從而確定進洞點。
(2)中線測量。
中線測量是保障隧道按設計要求施工的重要舉措。根據施工方法,斷石開挖的寬度以及曲線設計半徑大小等不同,中線測量的方法也不同。由于洞口施工方法的特殊性,中線分臨時中線和永久中線。當隧道掘進20 m左右,就要對臨時中線點進行重新檢查標定,檢查符合要求后,標定永久中線。直線隧道的中線測設通常采用經緯儀正倒鏡法,瞄直法和激光指向儀導向法。
(3)貫通測量。
貫通測量是為了使兩個或多個掘進工作面,按其設計要求在預定地點正確接通而進行的測量工作。貫通測量應遵循以下原則:要在確定測量方案和測量方法正確的同時,保證貫通精度;對每一項測量都應有客觀獨立的檢查校核,嚴防差錯。貫通后實際偏差的測定主要有以下幾種。
①平巷貫通水平面內偏差的測定:用經緯儀把兩端巷道的中心線都延長到巷道貫通接合面上,量出兩中心線之間的距離,其大小就是貫通在水平面內的實際偏差。
②平巷貫通時豎直面內偏差的測定:用水準儀測量或三角高程測量連測兩端巷道中的已知高程控制點,求出高程閉合差,它實際放映了貫通高程測量精度。
③豎井貫通后井中實際偏差的測定:豎井貫通后,可由地面上或由上水平的井中處掛上中心重球線到下水平,直接丈量出井筒中心之間的偏差值,即為豎井貫通的實際偏差值。
4 隧道測量工作中需注意的幾個問題
4.1 明確職責,各盡其職
隧道測量技術工作不僅僅是測量人員的工作職責,測量和現場技術人員應密切配合才能更好的完成。另外要認真落實資料的交叉計算和互檢制度,技術人員要參與測量放樣的過程,以保證施測過程及結果滿足現場和施工過程監控的需要。
4.2 加強溝通,通力協作
測量工作是直接為現場施工和質量監控服務的,是控制工程質量最直接明確的依據。因此,現場技術人員和測量人員必須加強溝通,通力協作,分析和研究測量的數據結果,共同研究、判定工程質量的受控程度及需采取的對策,有效落實隧道工程質量監控工作。
4.3 堅持樁位的復核與控制點周期性、階段性復測制度
指導施工的樁橛在施工過程中容易被破壞而失準,洞內埋設的中樁、分布在管區的導線點、加密的控制點、要進行周期性復測,有特殊需要時隨時進行,確保導線點、控制點的有效性。
隧道測量工作的重點不僅是保證測量結果的準確性和科學性,更重要的是施工過程的測量監控和復核,糾正施工誤差,滿足隧道建設要求,并及時反饋信息,與技術管理人員把好工程質量關。
參考文獻
[1] 張正祿.工程測量學[M].武漢:武漢大學出版社,2002.
[2] 任建安.淺談隧道施工測量的方法及應注意的問題[J].城市建設理論研究,2012(3).
關鍵字:精密導線網;長大類型隧道;測量
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:
對于隧道貫通的測量在我國有明確的規定,規定中的指標是衡量隧道測量精度的具體實現,也是衡量隧道施工是否按照設計正確實施的標準。在對長距離的貫通隧道測量工作中,由于測量工作為受到洞內洞口各方面因素的制約,且有制約因素隨測量工作不斷深化而累加的現象,導致測量的誤差出現在所難免。因此本文運用了精密導線網的測量來控制誤差,提高對長大類隧道的測量精度。
一、精密導線網的測量實施
(一)隧道測量標準
本文研究的長大型隧道采用分段開挖的方式,開挖貫通的方式實行多貫面貫通,且各開挖洞口隧道長度在4km左右,運用精密導線網進行隧道測量,測量的規范標準如所下所示:
在這個隧道中,其地下貫通導線的布置型式為等邊直伸型,對于導線的測角誤差而言,其誤差可能會造成橫向誤差,而導線的量邊誤差,其一般對橫向誤差沒有什么影響,所以在測量實施中,應建立起橫向貫通誤差的公式,公式中應考慮導線的測角誤差。其公式如下:
在式1中,mq是橫向貫通誤差,取值為60mm,mβ是測角誤差(″),р″=206265″,s為整個導線的長度,取導線4000m,n為導線邊長,n=4000/300=14,計算得出測角誤差為2.6″,而四等導線的限差為2.5″,可以證明由公式計算出的測角誤差符合于精度的要求。
(二)導線布設
對于導線的布設應根據環境條件來實施,特別是長大隧道的布設,應充分考慮隧道中的環境限制。在導線的布設中,一般要形成若干個彼此相連的導線,要形成帶狀閉合導線環組成的導線網,在導線網中要有導線點的布設,布設的方式以成對布設為主,一組成對布設的點間距一般為1~2m,在每一個閉合導線環中,其點數的布設應控制合理,一般要保持在4~6個。對于導線的邊長的考慮,應該結合隧道的長度和線路平面形狀進行考慮,并且也要結合隧道施工工法和隧道斷面的寬度來做考慮,從實際原則上講,一般隧道越長,那么導線的邊長也應該加長,其導線的示意圖如下所示:
(三)導線實測
對于精密導線網的實測,本文運用了熱紅外ATR技術,使用TCA2003全站儀來進行實測工作。這個儀器的精度為(1mm+1mm, 0.5″),在實測工作進行前,先要對隧道進行一系列的通風工作,保證隧道內的空氣質量,減少空氣流動對測量的影響,在隧道中的使用作業則要求立刻停止,撤消部分施工設備,達到無干擾測量的標準。對于實測的位置選擇,選擇在進洞口進行觀測,觀測的時間選擇在早晚氣流穩定的時段。對于測量結果采用人工記錄,記錄的結果包括氣壓值、各個測站的儀器高、規標高以及環境中的干濕溫度。其次,對于外業數據的收集,則使用了儀器自動記錄觀測的數據,并且包括人工同步檢核數據,從這個兩個方面的數據收集保證結果的可靠、精確。
二、精密導線網測量結果分析
(一)數據處理
為了有效分析精密導線網的測量結果,那么對于原始觀測的數據要進行處理,只有處理工作完成后才能進行網平差。在觀測數據的處理中,應把觀測的角度數據以及距離觀測數據進行分類,把這兩組數據分開進行處理,在數據收集時要進行角度觀測值的超限檢查,對于距離觀測數據的處理,則要運用氣象改正、加、乘常數改正、傾斜改正、周期誤差改正以及橢球面投影改正。
(二)導線精度分析和精度評價
對于精密導線網的精度分析而言,其應以閉合導線的分析為主要分析措施,而支導線是施工放樣導線之一,那么這種導線可以不參與整體數據的平差。在平差中,要使用經典平差模型和多個平差軟件,通過這些模型和軟件來進行計算,通過計算比對,能夠有效對精密導線網的精度進行分析,本文以進洞口的平差為例,運用了平差模型和南方平差易、科傻等平差軟件做出了平差分析,其分析如下:
表2 進洞導線網右洞內部分方向平差值
從表2的進洞導線網右洞內部分方向平差的顯示,我們可以看出角度平差值該改正數的最大值在進洞口測站為1.7″,Y2測站的改正數為1.24″,這些數據說明了在運用精度導線網對隧道進行測量工作時,在進洞口的測量效果不理想,相對而言其精度較差,可能是在進洞口這個位置受到環境自然因素的影響,如氣流抖動、光線問題、溫差等因素。由于進洞口的導線觀測工作對最終的貫通精度有很大的影響,因此進洞口的觀測是精密導線網測量的關鍵部位。而在進洞口的后續觀測中,角度改正數的變化規律是隨著導線的深入,改正數區域穩定,這樣的情況能夠說明環境自然因素的影響被得到了控制,測量的環境條件相對比較穩定,因此從表2可以看出角度平差值中的中誤差相對集中,而且這些中誤差的波動范圍都在0.18″以內,可以分析出這些觀測結果都較為穩定,結果可靠。再者,在表2 的角度平差數據中,其中誤差的變化范圍為2.08″~2.326″,這些數值都滿足四等導線2.5″限差的條件,可以充分證明精度導線網的實測精度符合設計精度要求。
從表3的進洞口導線網右洞距離平差值顯示,可以看出導線網的中間點位是最弱邊,最弱邊(Y15-Z19)的相對中誤差為1/6438,而其改正數只有1.2mm,相較于其他方向的觀測,(Y15-Z19)的中誤差只有4.61,絕對精度偏高。對于其他導線邊長而言,這些邊長的中誤差均大于4.61,其邊長相對中誤差均小于1/5000, 因此,其他導線邊長的精度相對比較理想。從表3的整體精度而言,它們的中誤差都很穩定,除了最弱邊有改正數大的情況存在,其他導線邊改正值均在0.1mm~0.2mm之間,所有的導線邊長先對中誤差都沒有超過過限定,因此可以證明導線網的實測精度符合預先設計精度要求。
從上述的分析我們可以知道,精密導線網的測量精度的主要影響因素,其為角度實測精度,如果角度實測的結果不夠精確,那么會對最終的隧道貫通有很多不利的影響,會偏離預先設計的要求。因此,對角度實行的觀測充分考慮自然環境的因素,認真做好測量工作,其是提高角度測量精度的重要措施。通過角度的測量精度得到提高,那么會對最終的隧道貫通起著推動作用,保證隧道施工的質量。
三、結語
綜上所述,通過對隧道測量標準的嚴格執行,對精密導線網的導線合理布設,并做好實測工作,其是保證整個隧道正確貫通的重要措施,是滿足于預先設計精度的有效措施。在精度導線網的測量結果分析中,要在嚴格測量和數據嚴密處理的基礎上合理分析,從而有效提高測量的精度,保證施工的正確。在GPS測量技術有效發展的當下,精密導線網測量在長大型類隧道中應用也日趨廣泛,因此,提高測量進度、合理技術分析測量結果,是保證工程實施的重要前提。
參考文獻:
[1]韓靜玉. 隧道工程洞內測量控制方法及精度控制方法分析[J]. 鐵道勘察,2011,02:4-7+12.
關鍵詞:測繪;施工質量;新技術
中圖分類號:TV523文獻標識碼: A
當今,經濟的迅猛發展,為了滿足人們對出行和居住等條件的需求,建筑工程市場的競爭越來越激烈。施工企業發展生存的根本就是工程的施工質量,一個企業要想長久的存活下去,必須對其旗下的工程的質量嚴格把關。而工程測量技術的應用是影響施工質量的重要因素,為了保證工程的施工質量,必須要通過現代化的管理手段來加強工程測量管理,通過切實可行的措施,提高測量技術人員的素質和專業水平,保證工程測量的質量。本文將從工程測量重要性分析、測繪新技術應用分析和工程測量新技術發展方向及其應用分析等方面淺析測繪新技術在工程測量中的重要應用。
一、工程測量重要性分析
測量學是從人類經驗中發展而來兼有時代性的一門學科,是人類在復雜的自然界中生存的一個重要手段。工程測量中,無論工程項目的大小,系統的工程測量、公路測量和大面積測繪等,都少不了測量技術,工程測量在工程項目中起著重要的作用。在工程建設規劃設計的階段,測量技術主要提供各種比例的地形圖和地形資料,還要提供地址勘測、水文地質勘測和水文測量的數據;在工程建設施工階段,要把測量之后的設計變為實地建設的依據,即根據工程現場地形和工程性質,建立完整的施工網,逐一把圖紙化為實物。總之,從施工開始到結束,都離不開工程測量這項工作。因為對于一個工程,首先需要對建筑物進行定位,確定其實際位置,之后確定準確的標識從而確定該區域是否有設計后新增建筑物或者其他,以保證機械設備的使用。基礎設施完畢后,還要進行竣工線的投測,即對設備的平整度等進行跟蹤測量,來保證設備工藝的流暢。在建筑物的運營管理階段,工程測量同樣重要。通過測量工程建筑物的運行狀況,對不正常現象進行探討分析,采取有效措施,防止事故發生。為了提高工程質量和施工效率,必須重視測量技術和新時期下測量技術的新發展。
二、測量新技術應用分析
1.TMS隧道測量系統在引水隧道洞斷面測量中的應用分析。TMS是隧道測量系統的簡稱,這個系統主要包括TMS Setout隧道放樣和TMS Profile隧道斷面測量全站儀機載軟件包,兩者有共同的數據處理平臺TMS Office。其中,TMS Office主要用于管理測量數據、測量數據后的處理和定義工程數據。TMS隧道測量系統應用于引水隧道測量是最新的技術,引水隧道施工期間的主要任務是及時的進行開挖輪廊線放樣,測量開挖的斷面,在竣工后,測量一定間距內竣工斷面和檢查澆筑回填的情況。早引水隧道測量中使用TMS隧道測量技術,測量人員只需要進行簡單的操作,就可以使機載程序驅動全站儀自動測量,并且全站儀還可以自動將滿足條件的數據保存到其的CF卡上,這些測量的數據精度很高,可以大大提高測量的效率。將測量的數據傳輸到計算機后,可以使用TMS Office進行數據的處理,這個軟件操作很方便,性能也很穩定,極大方便斷面報告的輸出,而且用戶也可以根據自己的需要選擇輸出格式,例如PDF、EXCL、TEXT等格式。 測量報告中還包括詳細的各種信息,像斷面列、超欠挖面積列、斷面樁號、斷面點列、施測儀器、日期和人員等信息。這個軟件還可以進行地質超挖面積的計算和采用最小二乘法進行擬合斷面中心等計算。總之,TMS隧道測量技術在引水隧道洞斷面測量中可以發揮極大的作用,大大提高了測量精度和效率。
2.GPS測量技術在水電工程測量中的應用分析。GPS(全球定位系統)在車輛導航、變形監測、航空航天等方面得到了廣泛的應用。由于其的獨特性,GPS測量技術在水利水電測量中也有廣闊的應用。由于GPS測量儀在水利水電工程中的應用,測量不再受到地形地勢等條件的影響,通過控制測量的觀測方法和布局類型,大大減少了傳統測量中的傳算點和過度點的測量工作,使控制選點變的較為靈活。并且控制測量也可以不受到時間、天氣等自然條件的影響了。轉貼于
3.工程測繪數字化分析。現代測繪技術和測量儀器向數字化、電子化和自動化方向發展,已經超越了傳統的測繪方式。數字化測繪技術是通過計算機的模擬,在PC機上直接反映出地形、地貌等我們所想得到的數據或者圖像,特別是當一個地區需要用到數字地形圖但是受到經費或者時間等原因的限制時,這種測繪方法的優勢就被充分體現出來。因為這種技術能夠充分利用現有的地形,而僅僅需要PC機、數字化儀器或者繪圖儀和掃描儀再加上數字化的軟件就可以實現工作的目的,更可貴的是,可以在短時間內獲取到數字化的成果。總而言之,數字化測繪技術具有勞動強度小,方便、精度高和便于管理應用等優點,在工程測繪中得到廣泛的應用。
4.工程測量中的遙感(RS)技術。遙感技術已經得到了普及,之所以普及的如此迅速,因為它能夠實現大面積同步觀測,具有很強的時效性和經濟性等優勢。目前,高分辨率的遙感衛星成為了對地觀測獲取地理信息的重要手段。遙感技術可以獲取到各種比例的地形圖,可以為工程測量中快速的提供基本地形圖、地籍圖等,十分便利。
三、工程測量新技術發展方向及其應用分析
經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代化的工程測繪技術正向著內外一體化、智能化、測量過程的可控化、測量成果的數字化、測量信息的可視化、數據獲取和處理的自動化、測量信息共享數據庫的方向發展。它的目的主要是為提高工程測量的工作效率和測量數據的精確度,方便工程的施工。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。
四、結語
工程測量技術在我國的經濟發展歷程中有著極為重要的作用,它為我國的工程建設提供了強有力的保障。但是隨著各種新的工程測量新技術的發展,對測量技術人員的要求也越來越高。在這種狀況下,就要要求我國的工程測量人員必須隨著測量技術的發展不斷更新自己的技術水平,只有這樣才能夠對新的測量設備進行正確的操作,在工程測量工作的開展中才能提供精確的數據,為工程的施工創造良好的條件。
參考文獻:
[1]李建松.地理信息系統原理[M].武漢:武漢大學出版社,2008.7.
[2]張建軍.GPS工程測量技術應用分析[J].測繪周刊,2008,7.
[3]姚傳璽.現代工程測量技術應用[J].建筑工程資訊,2008,10.
[4]馬麗華.工程測量新技術概述[J].測繪信息,2008,3.
[5]李青岳.工程測量學[M].北京:測繪出版社,2008.4.
關鍵詞:測繪;施工質量;新技術
在目前這種測繪技術的不斷發展進程中,我們應該積極應用這些新技術保障工程測量的精度,提高工程測量的施工質量。 而工程測量技術的應用是影響施工質量的重要因素,為了保證工程的施工質量,必須要通過現代化的管理手段來加強工程測量管理,通過切實可行的措施,提高測量技術人員的素質和專業水平,保證工程測量的質量。本文將從工程測量重要性分析、測繪新技術應用分析和工程測量新技術發展方向及其應用分析等方面淺析測繪新技術在工程測量中的重要應用。
一、工程測量重要性分析
測量學是從人類經驗中發展而來兼有時代性的一門學科,是人類在復雜的自然界中生存的一個重要手段。工程測量中,無論工程項目的大小,系統的工程測量、公路測量和大面積測繪等,都少不了測量技術,工程測量在工程項目中起著重要的作用。在工程建設規劃設計的階段,測量技術主要提供各種比例的地形圖和地形資料,還要提供地址勘測、水文地質勘測和水文測量的數據;在工程建設施工階段,要把測量之后的設計變為實地建設的依據,即根據工程現場地形和工程性質,建立完整的施工網,逐一把圖紙化為實物。總之,從施工開始到結束,都離不開工程測量這項工作。因為對于一個工程,首先需要對建筑物進行定位,確定其實際位置,之后確定準確的標識從而確定該區域是否有設計后新增建筑物或者其他,以保證機械設備的使用。基礎設施完畢后,還要進行竣工線的投測,即對設備的平整度等進行跟蹤測量,來保證設備工藝的流暢。在建筑物的運營管理階段,工程測量同樣重要。通過測量工程建筑物的運行狀況,對不正常現象進行探討分析,采取有效措施,防止事故發生。為了提高工程質量和施工效率,必須重視測量技術和新時期下測量技術的新發展。
二、測量新技術應用分析
1.TMS隧道測量系統在引水隧道洞斷面測量中的應用分析。TMS是隧道測量系統的簡稱,這個系統主要包括TMS Setout隧道放樣和TMS Profile隧道斷面測量全站儀機載軟件包,兩者有共同的數據處理平臺TMS Office。其中,TMS Office主要用于管理測量數據、測量數據后的處理和定義工程數據。TMS隧道測量系統應用于引水隧道測量是最新的技術,引水隧道施工期間的主要任務是及時的進行開挖輪廊線放樣,測量開挖的斷面,在竣工后,測量一定間距內竣工斷面和檢查澆筑回填的情況。早引水隧道測量中使用TMS隧道測量技術,測量人員只需要進行簡單的操作,就可以使機載程序驅動全站儀自動測量,并且全站儀還可以自動將滿足條件的數據保存到其的CF卡上,這些測量的數據精度很高,可以大大提高測量的效率。將測量的數據傳輸到計算機后,可以使用TMS Office進行數據的處理,這個軟件操作很方便,性能也很穩定,極大方便斷面報告的輸出,而且用戶也可以根據自己的需要選擇輸出格式,例如PDF、EXCL、TEXT等格式。
測量報告中還包括詳細的各種信息,像斷面列、超欠挖面積列、斷面樁號、斷面點列、施測儀器、日期和人員等信息。這個軟件還可以進行地質超挖面積的計算和采用最小二乘法進行擬合斷面中心等計算。總之,TMS隧道測量技術在引水隧道洞斷面測量中可以發揮極大的作用,大大提高了測量精度和效率。
2.GPS測量技術在水電工程測量中的應用分析。GPS(全球定位系統)在車輛導航、變形監測、航空航天等方面得到了廣泛的應用。由于其的獨特性,GPS測量技術在水利水電測量中也有廣闊的應用。由于GPS測量儀在水利水電工程中的應用,測量不再受到地形地勢等條件的影響,通過控制測量的觀測方法和布局類型,大大減少了傳統測量中的傳算點和過度點的測量工作,使控制選點變的較為靈活。并且控制測量也可以不受到時間、天氣等自然條件的影響了。
特別是在中小型水利水電工程中,GPS測量技術的優點體現的更為明顯。因為在中小型水利水電項目中,控制測量的方法得到了極大的簡化,也可以根據需要選擇布點,在此應用GPS高精度的特點,測量工作可以大量節省人力資源和減小工作的時間和勞動的強度。例如,在引水式工程中,特別是長距離引水工程,明渠引水對地貌的損壞很大并且受地形條件的影響也很大,如果采用傳統的測量方法,對人力和時間的消耗將會是很大的,但是如果在項目建議書和設計施工階段都采用GPS測量技術,就可以克服這些工程所面臨的地形地勢、交通條件等因素的影響,省去大量的人工控制復核,大大減少甚至省去中間過渡點的測量,就可以節省大量時間,更重要的是,通過GPS測量得到的數據精度很高,大大方便以后的工程建設。
3.工程測繪數字化分析。現代測繪技術和測量儀器向數字化、電子化和自動化方向發展,已經超越了傳統的測繪方式。數字化測繪技術是通過計算機的模擬,在PC機上直接反映出地形、地貌等我們所想得到的數據或者圖像,特別是當一個地區需要用到數字地形圖但是受到經費或者時間等原因的限制時,這種測繪方法的優勢就被充分體現出來。因為這種技術能夠充分利用現有的地形,而僅僅需要PC機、數字化儀器或者繪圖儀和掃描儀再加上數字化的軟件就可以實現工作的目的,更可貴的是,可以在短時間內獲取到數字化的成果。總而言之,數字化測繪技術具有勞動強度小,方便、精度高和便于管理應用等優點,在工程測繪中得到廣泛的應用。
4.工程測量中的遙感(RS)技術。遙感技術已經得到了普及,之所以普及的如此迅速,因為它能夠實現大面積同步觀測,具有很強的時效性和經濟性等優勢。目前,高分辨率的遙感衛星成為了對地觀測獲取地理信息的重要手段。遙感技術可以獲取到各種比例的地形圖,可以為工程測量中快速的提供基本地形圖、地籍圖等,十分便利。
三、工程測量新技術發展方向及其應用分析
經濟的發展帶動測繪技術的快速發展,現代化的工程測繪技術正向著內外一體化、智能化、測量過程的可控化、測量成果的數字化、測量信息的可視化、數據獲取和處理的自動化、測量信息共享數據庫的方向發展。它的目的主要是為提高工程測量的工作效率和測量數據的精確度,方便工程的施工。測繪技術的快速更新也要求我國有關部分和企業加強測量人員的培養,使有關人才及時了解新的測量技術,使工程測量順利進行。
1高速公路山區深谷地區主要的測量技術
1.1路基測量技術路基施工測量包括路塹頂、路堤坡腳和逐樁的放樣及路面高程的控制等。林長高速公路第六合同段的施工地形多“雞爪”地形,并且在施工路基測量過程中高填高挖地段多,填挖交換頻繁,并且高速公路多都在曲線上,這就增加了路基測量的難度。為了能夠保證填土的穩定性,我們在路基測量時在填方坡度比較陡的地方先挖設兩米長的臺階然后再填土,并且要設置好觀測點。在放樣時利用CASIO5800計算器編寫程序,結合全站儀內置線路程序,可以實現任意位置的放樣,隨時的檢查,保證了工作效率。1.2橋梁測量技術橋梁的建設過程是復雜的,橋梁的建設過程中涉及到很多測量技術,并且不同的橋梁類型需要應用不同的施工方法,那么測量的工作內容以及測量方法也就相應的不同,概括起來主要由以下幾個方面:橋軸線長度測量;施工控制測量;墩、臺中心的定位;墩、臺細部放樣及梁部放樣等。同時,山區高速公路橋梁較普通橋梁更容易發生變形,因此,其變形觀測也是十分重要的。林長高速公路第六合同段有三座橋,都是在曲線上,其中露水河特大橋,橫跨100多米深的露水河,而且從主橋到引橋地形變化比較大,全橋都在曲線上而且最大橫坡達到4%。我單位在橋梁施工測量時有針對性的在引橋部分下部結構為墩柱加蓋梁,在蓋梁上面調4%的坡。橋梁變形觀測的觀測基準點利用了橋梁施工平面控制網的不分點。我們在橋梁的軸線上的中跨段設置了控制點,以此作為橫線偏移觀測點,并將工作基點與上述橋軸線偏移點貫通起來。除了偏移觀測點位,沉降點和撓度點觀測則以高速公路橋梁施工高程控制網中的某些點作為其基準點,并采用光學水準儀進行觀測。我們將橋梁變形的結果進行匯總與分析,及時發現橋梁變形的異常情況,及時采取維護措施。根據我們隊橋梁變形體的觀測結果,我們隊橋梁的位移以及橋面撓度變化進行了分析。我們發現,橋梁軸線的平均位移過程線向中跨偏移,并隨著季節交替,呈現周期性的變化規律。在高溫的夏季和低溫的冬季,橋梁的偏移位移達到了最大值。同樣,橋面的撓度變化也呈現出周期性變化。通過對橋面橫向偏移、橋面撓度變化的觀測活動我們發現,目前橋梁的變形處于正常范圍,無需額外的維護措施。在測量過程中應當注意,在整個觀測過程中盡量保證觀測人員不變,采用盡可能同一臺測量儀器,最大程度地降低測量誤差,提高測量結果的質量和可信度。1.3隧道測量技術保證隧道的橫向貫通精度和豎向貫通精度是隧道測量控制技術應用的兩個主要目的。林長高速公路第六合同段有三座隧道,最長的400多米,在每個隧道口至少要保證有3個平面控制點和2個高程控制點,洞內控制點通過支導線方式引測,但要進行多次觀測。在隧道的開挖過程中,我們使用了高精度的水準儀和收斂儀進行觀測。隧道的監控量測對隧道的安全是很重要的,能及時的對隧道的安全狀況進行判斷,通過對測量數據進行分析,可以了解隧道圍巖的變化趨向。我們應用了先進的萊卡全站儀的隧道測量程序,幫助技術人員及時了解了隧道開挖的斷面情況,并且對超欠挖地方進行控制。1.4全球定位系統GPS測量技術隨著科技的不斷發展,GPS定位系統逐漸應用與高速公路的測量工作,并引起了翻天覆地的變化,尤其是在RTK出現以后,全球定位系統在山區高速公路測量中的應用越來越廣泛,大大減輕了野外作業的負擔。在本次施工中,我們在公路測量中采用了雙頻RTK-GPS全球定位系統輔助野外測量,其主要優勢有:測量精度大大提高:測量一小時的觀測值,其誤差為1mm,該優勢在測量路程長時更為明顯。效率高:隨著GPS技術的不斷更新發展,大大縮短了測量時間,其20km以內的靜態定位僅需15min左右,而在快速靜態相對定位測量中,每個流動站的觀測時間僅僅耗費1min左右。直接提供三維坐標:采用傳統的測量技術想要獲得三維坐標,需要采用不同的測量方法分別進行測量活動,耗時耗力,而GPS測量技術可以同時測定站點的三維坐標,提高了精準度,減少了不必要的勞動力消耗。操作簡便,攜帶方便:GPS接收機的體積越來越小,操作也越來越自動化,減輕了野外測量的負擔。GPS在山區高速公路測量中應用情況簡述如下。山區深谷的地區情況較為復雜,植被也覆蓋率高,視線遮擋往往是測量工作面臨的難題。通過布設GPS控制點,能夠保證足夠的水平視距離,并且增加控制點的數量,在一定范圍內進行放線測量,縮短了測量時間。
2高速公路山區深谷地區的測量技術的創新發展
目前總結來看,高速公路山區深谷地區的測量技術主要創新發展有以下幾個方面:(1)目前,越來越多的新技術、新設備,新材料不斷的被應用于山區深谷地區的高速公路測量過程中,這樣不僅優化了測量技術,而且提高了測量技術的測量精確度。(2)能夠因地制宜的創新應用道路測量技術。例如我們都知道跨越山區的深切峽谷多用橋梁連接隧道,而在某山區深谷之中,突破以往雙橋雙隧的的形式設計,采用了單座大跨懸索橋梁和鋼管拱橋跨越深切峽谷,并與分岔隧道相連的線路設計方案,節省了道路成本。(3)高速公路山區深谷地區的測量技術在不斷的實踐總結中擁有了豐富的理論支撐。理論是技術發展的發展,測量技術的理論在不斷的實踐中越來越成熟,為測量技術的實際應用提供了保障。
3總結
總之,山區深谷地區的高速公路建設對于當地經濟發展是極其重要的,做好山區深谷地區高速公路的道路測量不僅可以保障道路建設的安全性,并且能夠減少道路的建設成本。林長高速公路第六合同段是我單位道路施工成功的典范,它因地制宜的應用了道路測量技術,值得我們總結思考。
作者:董德胤 單位:中鐵大橋局一公司
【關鍵詞】測繪新技術;測量技術;房屋建筑;運用
一、前言
測繪新技術是隨著社會、技術以及經濟的發展而不斷發展起來的,因其測量出的數據準確度高,具有自動化與智能化的特點,因此在建筑工程建設中得到了廣泛的應用。測繪技術是建筑工程建設之前不可忽視的工作環節,其中全球定位系統以及衛星遙感技術是最為常見的測量技術,在實際工作中,人們采用各種測量儀器設備對當地的地理環境以及地質條件等進行全面分析,然后通過計算機技術來對測量的數據進行綜合分析與處理,從而有效的保證了建筑工程的建設質量。下文淺述了測繪新技術在房屋建筑工程各個施工環節中的應用。
二、測繪新技術在房屋建筑工程中的應用
1、隧道測量系統在引水隧道施工中的應用
隧道測量系統主要包括兩個部分,其一是全站儀機載隧道放樣軟件,其二是隧道斷面軟件。這兩個軟件主要是為了優化施工過程中,對測量的數據進行全面分析。這種系統具有操作簡便、測量數據精確度高等特點,可以自動對測量的數據進行綜合分析與統計。在輸出測量數據時,隧道測量系統的全站儀會以常見的辦公軟件的格式儲存在存儲卡中,便于后期工作人員制作數據以及報告,為保證引水隧道的施工質量奠定堅實的基礎。在隧道測量系統進行測量的過程中,通過全站儀設備的使用能夠有效的提高其工作效率,達到了工程建設的目的。
2、全球定位系統在建筑工程施工中的應用
全球定位系統是當前最為常見的新技術之一,不管是在車輛導航方面還是在航空航天方面,都發揮著極為重要的作用。正因為這一技術具有較大的優越性,因此在房屋建筑中也得到了廣泛的應用,其發展前景極為廣闊。過去,人們在采用測繪方法對建筑當地測繪的過程中,往往無法分析到當地地理環境以及地質條件對工程的影響,不僅不能保證測量的靈活性,無法提高其工作效率,更加不能夠提高建筑工程的建設質量。而如今,測繪技術有了進一步的改革與發展,全球定位系統能夠解決上述各種問題,具有靈活性以及高效性的特點,在建筑工程施工中得到了廣泛的應用。
3、數字化測繪技術在建筑工程施工中的應用
目前,隨著計算機技術、電子技術的普及與發展,測繪技術也得到了飛躍的發展,在建筑工程中也發揮著極為重要的作用。數字化測繪技術與傳統的測量方法相比也具有較大的優越性。數字化測繪技術是在計算機模擬技術的基礎上不斷發展而來的,首先,采用計算機技術建立模型,通過計算與分析了解建筑當地的地理環境以及地質條件,并且在計算機上顯示出相應的圖形。這一測繪技術由于應用的都是較為先進的技術與設備,因此能夠對建筑工程當地進行全面的分析,具有操作簡便、測量數據精準度高、管理得當等優點。
4、衛星遙感技術在建筑工程施工中的應用
衛星遙感技術是現代化社會發展中的一項高新技術,是集空間、電子學、光學、滴血等多門學科為一體的高科技技術,它是坑兩國家科技發展水平的重要標志。在建筑工程建設之前,采用微型遙感技術能夠同時對大面積的測量點進行觀測,引起具有工作效率高、操作簡便、具有經濟性與時效性等優點而得到了廣泛的應用。在實際工作中,遙感衛星技術能夠以高分辨率的形式將觀測區域的地理信息顯示出來,讓人們了解其實際情況。另外,我們還可以通過該技術測量的數據來繪制基本的地理圖形。
三、測繪新技術在房屋建筑中的運用實踐
1、全球定位系統的實踐應用
一項工程項目開工之前,我們都需要采用先進的測繪技術來對其進行合理的測繪,了解當地的實際情況,這是保證建筑工程施工質量的基礎。眾所周知,對于建筑工程進行測繪是一項極其繁雜的工作,不管是對其技術要求還是對測量數據的精確度要求,都非常高。比起傳統的測繪技術,全球定位系統測量技術具有非常大的優越性,不僅能夠提高工作的效率,還能夠降低工作成本,不會受到外界各種因素的影響,并且全球定位系統的測量儀器都比較輕,體積小,便于進入各個施工場地進行施工與測量,操作極為便捷。另外,全球定位系統在測繪方面具有較大的優勢,測量數據精準度高、不受外界環境的影響,因此在建筑工程施工過程中發揮著重要的作用,有效的保證了建筑工程的質量。
2、建筑施工中應用 GPS 技術實現虛擬現場作業技術的實踐
傳統的建筑施工的大部分工程測繪工作往往需要投入大量的人力,并采用人工方法來對施工現場進行測量作業,但是正因為是人工測量的缺點,通常會在測量工作中極容易出現各種各樣的紕漏和問題,不利于后期建筑工程的建設與施工,導致日后建筑施工中各種質量問題和安全事故的發生。如果在建筑工程施工過程中,面對地理環境較差、地質條件不好的施工場地,我們可以采用全球定位系統進行測繪,因為它能夠與計算機技術有機的結合起來,然后通過計算機繪制一個虛擬的地形圖像,通過該圖像,施工人員可以對當地的地理環境以及地質條件全面的掌握,有利于建筑工程后期的建設與施工;利用 GPS 系統中采用的計算機繪圖技術和虛擬技術可以迅速的、準確而有效的建立出一系列的三維立體圖像,并在計算機上形象的呈現工程測繪的全部作業流程,從而實現對于建筑施工中關鍵點的安全事項以及測繪重點項目的確定和分析。通過虛擬現場作業技術的演練,可以及時發現測繪工作中的存在的問題和弊病,然后通過分析,采取合理的措施來解決其中存在的問題與缺陷,從而確保測繪工作的科學合理,為后期建筑工程的建設奠定堅實的基礎,保證建筑工程的建設質量。
3、GPS技術在建筑施工臨時水準點的測量與確定中應用的實踐
在建筑施工的水準測量工作中,施工單位應用的傳統測量方法得出的水準點普遍存在距離偏遠的問題,這個問題的發生往往與測繪設計中未進行周密的測量預算和實地現場考察有關。一般情況下,施工設計單位設定的水準點都在 500~1000m 之間,這樣距離上的限制會導致使用過程的不便捷性。而 GPS 技術的應用則是通過PS 接收機采集來自 GPS 衛星的導航定位信號,通過合理的設備安裝和接受設置就可以很好的解決以上問題。同時在建筑施工中通過采用 GPS 測量技術觀測 GPS 同步衛星圖片的方法,可以實現對于路基高度的全面分析和設計,并且結合現場施工地形地貌,達到對于不同加密水準點位置的測繪和記錄的目的。
四、結語
綜上所述,測繪新技術在建筑施工中的應用,很大程度上實現了工程測量的自動化和智能化,擺脫了傳統測量工作中受到地理地勢、時間、自然條件的限制。既節省了建筑施工中測量工作的人力資源,又提高了施工測量的工作效率。鑒于當前建設施工中對于測繪新技術的使用程度還不高以及相關成本預算方面的考慮,相關測量工作人員還需進行全面的評估和分析,確定最終測量工作中使用的測繪技術,以確保建筑施工的測量數據的精準性和有效性。
參考文獻:
[1]李淑燕.淺談數字化測繪技術和地質工程測量的發展應用[J].科技信息.2009(25)
關鍵詞:現代測繪技術應用數字公路;山區公路建設
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2014)05018502
1引言
云南大理至麗江高速公路是國家高速公路網橫口杭州至瑞麗公路的主要組成部分,也是國道214線在云南境內的重要路段,是滇西北與滇南間的重要運輸通道,是云南通邊,進藏的重要通道,該項目主線起于大理洲大理市鳳儀鎮,經華營、海東、挖色、雙廊、江尾、鄧川、右所、洱源、王營、牛街、甸南、金華、劍川、九河、白漢場、拉市海,止于麗江黃山埡口西K197+000,建設里程259.81km(綜合里程)。其中主線長191.77km,路基寬24.5米,設計時速查100公里/小時,項目地處云南省西北部,自然資源及文體資源十分豐富,氣候十二分獨特,路線主經地區以山地、平壩、河谷三種地形為主,地勢西北高,東南低。沿線地質構造復雜,氣候水文特征明顯。該項目概算總投資億元,是云南省迄今為止里程最長、投資最大的高速公路項目。
大麗高速公路橋隧比例為31%,橋隧投資比例占路基工程總投資的67%,全線共有435座橋梁及多處隧道,其中花椒箐隧道長4.398千米,是云南已建成的最長的高速公路隧道。大麗高速公路是云南省通往滇西、入川、進藏的重要戰略通道,是連接大理、麗江風景名勝區的重要旅游通道。它的建成,對促進滇西北地區旅游業和經濟社會的進一步發展,乃至加快云南省經濟社會協調發展具有十分重要的作用。
云南是典型的多山省份,地貌由滇東高原與滇西縱谷形成基本骨架。地勢由西北向東南傾斜,呈階梯式遞降。滇西北最高,海拔3000—4000m;滇中高原為第二梯層,海拔2000—2500m,山間盆地多在2000m以下;滇南各地為第三梯層,海拔在1200—1500m,山谷盆地在600-1000m。各層次內均有不同的山地與河谷相切,縱橫交錯,地形十分復雜。滇西北多高山,從西至東有高黎貢山、怒山、云嶺山三大山系呈南北走向縱貫滇西,其間挾持有怒江、瀾滄江、金沙江,形成著名的橫斷山縱谷地帶;云南是一個山高谷深、地形地質復雜,山地面積占94%的典型的多山省份。應用測繪新技術在公路的工程規劃設計、施工放樣、變形觀測能極大進行公路高效勘測設計工作。山區公路往往線路長,已知點卻很少,且山區一般高差較大、地形復雜多樣、雨霧天氣多、通視條件差,因此在此類工程測量中,傳統方法無法保證精度且費時費力(見圖1)。
2公路測繪新技術
2.1數字公路
在公路工程規劃、勘測、設計、施工、運營、養護中采用現代測繪新技術實現數據采集,設計,公路管理的一體化,集成化,數字化,把全站儀、GPS、遙感技術以及陀螺慣性測量和GIS技術集成,實現公路天空,地面一體化的三維空間測繪。把公路設計施工的要素,如地形、地質、氣候、水文、植被、地物等用GIS技術進行三維虛擬,采集數據只是一次,數據可重復應用到選線設計、定線測量、土石方計算、工程造價、施工組織、運營管理等方面,使公路工程數據采集,處理,分析,規劃,設計,設計圖成果輸出全套一體化,自動化,智能化。
2.2機載激光雷達技術應用在山區高速公路
機載激光雷達(LIDAR)技術是把激光、GPS、慣性導航系統的數據采集技術,可進行道路地形測量;能測繪道路數字正射影像圖;能獲得道路數字高程模型,能獲得數字線劃地形圖,能獲得道路線橫斷面圖。
2.3基于3S技術的高速公路虛擬地理環境系統設計與實現
在云南山區高速公路的勘察設計、施工運營等各階段工作中的特別要考慮環保要素。云南山區高差較大,山體滑坡,泥石流容易突發,而高速公路建設的挖方、填方、修筑隧道,都對地質環境造成嚴重破壞,影響道路景觀,對公路正常車輛通行構成威脅。要建設一條兼顧交通、環保、生態等方面要求的高標準的山區高速公路,必須重視和加強地質環境工作,而基于遙感技術、地理信息系統和全球定位技術建設的虛擬地理環境系統可以在其中發揮巨大的輔助作用。虛擬地理環境是在網絡環境下多用戶共享三維環境,未來場景的預測、設計規劃、協同工作和群體決策等。它不但要管理空間數據,而且要協調用戶在地學虛擬環境中與空間數據庫的交互,同時也是多種地學分析模型的集成環境。用虛擬地理環境技術可幫助在云南公路規劃、設計、管理中全面協調公路工程與自然環境的和諧關系(見圖2)。
2.4地面三維激光掃描技術在道路工程測繪中的應用
新建道路設計階段需要測繪部門測繪設計線路的1/500或1/1000大比例尺地形圖供設計單位使用,待施工中線確定后要測繪對應設計中線各樁點的橫斷面數據及中線縱斷面數據。為解決傳統測量方式數據采集信息單一、效率低、占用大量人力、體力勞動強度高、上路作業風險大等缺點,將三維激光掃描技術應用于道路工程測量,運用這項技術進行外業數據采集,并通過點云處理,進行平面虛擬測量、DEM建模、等高線、縱橫斷面等模型生成的過程。雖然操作簡單方便,易于上手,但因為測量精度低、采點密度不高,在一些要求精度高、對地物地貌要求高的工程中就顯得力不從心。
2.5利用網絡技術的發展建立分布式的RGIS的數據庫
對于公路勘測設計而言,基于WebGIS的公路勘測設計一體化系統分為兩部分.各設計人員通過WebGIS服務器實現數據共享;進行數據的傳遞,提高工作效率。同時也解決了RGIS在公路勘測設計中應用的數據問題。
3現代測繪技術在公路工程的應用
3.1數字公路應用
數字公路是應用3S技術,借助計算機及網絡技術,把公路相關數據信息化、數字化,實現公路從規劃、勘測、設計到施工、運營等各環節上的數字化管理。
(1)可行性研究和初步設計階段。
云南擬建公路沿線的地形圖測繪,由于多數地段山高、森林多,常規的大比例尺測圖很難完成。應采用攝制測量與遙感技術可高效完成公路地形圖草圖測繪,在了解沿線的地形、地貌、植被、土地、水體情況,了解特大橋或隧道工程位置、地質災害常發生地段,為多方案比選提供依據。
(2)勘測設計階段。
在云南省問題特別嚴重。云南交通不便、山高、耗時長、3S技術特別能發揮巨大作用,如布設公路帶狀GPS控制網工效提高了幾十倍,GPS也可進行定線、中樁、橫斷面測量,GPSRTK能實時得到所需點的3維坐標。遙感技術可獲得公路沿線地形、地質、形態等信息,應用GIS技術能進行仿真優化設計,進行方案比選,確定最佳路線方案,節省資金,縮短工期。(見圖3)
(3)工程施工階段。
云南公路施工主要是放樣中線、邊線、邊坡和填挖土石方量等工作,數字公路在施工控制方面,運用GPSRTK,保證質量,提高工效。在公路大橋運用GPS布設平面控制網進行動態實時控制,保證了特大橋施工的質量。應用動態GPS(RTK)技術在野外實時定位放樣,放出中線和邊樁。運用GPS、全站儀,GIS能快速,完成路線填挖土石方量的計算。
(4)運營管理。
利用3S技術能實時獲取,顯示云南的國道、省道及縣鄉道路分布,路網信息、路況信息、橋梁信息、附屬設施信息及沿線管養機構及人員信息。可進行智能交通管理,在線監測路況,真正實現公路運營管理現代化、科學化。
3.2現代化隧道測量系統應用
該隧道測量功能直接裝載在全站儀內,功能強大、操作簡便。可以解決各種平曲線、各種輪廓的隧道施工測量問題,其功能模塊應用于隧道施工測量的各個環節中。能應用于隧道施工的各個階段:開挖斷面輪廓線放樣,全自動斷面測量及分析,隧道超欠挖實時檢測及激光標示,噴錨層厚度的測定,隧道中邊樁放樣,圍巖變形測量,工程方量計算,腰線及軸線放樣,鋼架安裝凈空、襯砌臺車檢校,隧道附屬設施放樣與檢測,路基坡面、路面放樣與檢測,開坡線、坡腳線放樣,橋墩臺中心、四角特征點放樣。可以解決所有復合型平曲線、豎曲線;可以解決各種輪廓形狀的隧道;所有設計數據可一次性全部輸入,解算時程序自動分析、調用;集成了超欠挖隨機檢測、開挖輪廓線放樣、橫斷面測量、圍巖收斂測量、隧道中線放樣及數據分析處理等多個功能模塊,完全可以解決隧道施工中的各種測量、放樣問題。內業工作簡單化,外業操作簡便、系統穩定,速度快、精度高,既可減輕測量人員野外工作強度,也可加快施工進度。施工過程控制更準確,有效提高了施工質量;施工測量更快捷迅速加快了工程施工進度;減少了測量作業人員投入,有效地控制了超欠挖,降低了施工成本。
隧道測量系統軟件的引進與應用,大大提高了測量工作效率與工作質量,使測量人員從反復繁雜的工作中脫離出來,降低了測量人員的勞動強度,輕而易舉地解決了隧道施工的大斷面炮孔放樣、隧道超欠挖的隨機檢查、隧道漸變段施工測量等一切難題,測量成果實現了及時輸出,有效地掌控了現場施工情況,并及時采取了控制措施,加快了施工進度,保證了工程質量。
3.3網絡RTK在道路測量中的應用
道路測量內容是控制測量、地形圖測量、中線放樣、縱、橫斷面測量等。采用網絡RTK,只需與CORS系統聯系,便可作業,大大提高了效率和精度。用GPS建立精密工程控制網用于道路中線、邊線施工放樣,建立工程或滑坡變形自動化監測系統,縱、橫斷面測量,建立橋梁、隧道施工控制網,汽車導航和交通管理,變形觀測;在控制測量中可沿規劃道路走向,在路幅外側布設RTK控制點,地形圖測繪是進行道路選線,充份了解實地的一個原始依據。在中線放樣中,RTK可快速定出道路中線位置。在縱、橫斷面測量中,RTK可快速測繪出道路縱向、橫向方向各點三維坐標,把數據輸入軟件就能畫出縱、橫斷面圖。RTK這種方法為在高差大、通視不良區域進行斷面測量提供了方便。
4公路測繪新技術展望
云南山區公路勘察設計將應用航空測量,工程地質遙感“3S”集成技術,把公路地形要素裝進電腦,完成系統的勘察設計工作,形成工程資料共享,最終實現公路勘測設計一體化、智能化。實時GPS技術全面應用到公路工程中,如用GPS建立控制網,用實時GPSRTK能高效完成采集數據,馬上繪出地形圖。公路中線測設,采用實時GPS測量,只需將中線柱點的坐標輸入GPS接收機中,系統就會定出放樣的點位。公路中線確定后,利用中線樁點坐標,通過繪圖軟件,即可給出路線縱斷面和各樁點的橫斷面。應用GPS進行變形觀測如用較長的觀測時間,可達到2mm-3mm的精度。
遙感技術提供現勢圖片,指導經濟建設道路設計、選線(應用遙感數據或航空航天數據進行三維道路選線、設計)道路紅線內土地利用分析(確定道路紅線內土地利用情況,為道路設計預算提供及時準確的征地、拆遷、賠償信息),道路交通分析(利用遙感圖片的現勢性進行交通通達性分析)。3S集成是把遙感信息、測繪信息、統計信息等多源信息資料輸入GIS系統,進行公路沿線地形,地貌,社會經濟要素虛擬仿真,進行公路選線和規劃設計,比選出最佳公路設計方案;我國高分辨率衛星1號已發射,利用高分辨率衛星圖像進行公路勘測設計,如制作大比例尺地形圖,進行公路選線、線路設計、工程量計算,進行公路勘測設計各階段室內仿真設計等已成為可能。
5結語
現代測繪技術在云南山區公路工程中廣泛應用,大大節省了工作時間,提高了測量工作效率;提高了測量工作質量;節省了測量人員的人員投入,大大減少了測量內、外業工作量,測量更輕松;可遠離工作面,測量作業更安全。特別是數字公路技術(“3S”集成技術)應用,可實現公路勘測設計一體化、智能化,信息化,使云南山區公路勘測設計水平全面提升,為云南經濟跨越式發展,建成旅游大省,建成全國人民旅游圣地作貢獻力量。
參考文獻
關鍵詞:鐵路 隧道 工程 測量 方案
一、工程概況
某隧道位于湖北省某縣低中山區,自某縣西岸進洞,隧道全長2 209 m,進口里程IDK60+575,出口里程IDK62+784,隧道內線路坡度為10.5%、11.7%、10%、4.5%的上坡,進口端位于半徑660 m緩和曲線上,出口端位于半徑500 m的曲線上,其余地段均為直線,洞外平面控制采用主副導線閉合環控制。
二、隧道工程測量要求
1、規劃階段,提供隧道選線用的地形圖和地質填圖所需的測繪資料;
2、勘測設計階段,在隧道沿線布測測圖控制網,測繪帶狀地形圖,實地進行隧道的洞口點、中線控制樁和中線轉折點的測設,繪制隧道線路平面圖、縱斷面圖、洞身工程地質橫斷面圖、正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等工程設計圖;
3、施工建造階段,根據隧道施工要求的精度和施工順序進行相應的測量,首先根據隧道線路的形狀和主洞口、輔助洞口、轉折點的位置進行洞外施工控制網和洞口控制網的布沒及施測,再進行中線進洞關系的計算及測量,隨隧道向前延伸而階段性地將洞內基本控制網向前延伸,并不斷進行施工控制導線的布測和中線的施工放樣,指導并保證不同工作面之間以預定的精度貫通,貫通后進行實際貫通誤差的測定和線路中線的調整,施工過程中進行隧道縱橫斷面測量和相關建筑物的放樣,以及進行竣工測量;
4、在施工建造和運營管理階段,定期進行地表、隧道洞身各部位及其相關建筑物的沉降觀測和位移觀測。
5、測量作業依據。《工程測量規范》(GB50026-93),《土木工程測量原理》《國家一、二等水準測量規范》(GB12897-91),川氣東送《某隧道施工設計施工圖》等。
三、測量人員組織
為做好施工測量工作,保證工程順利進行,確保施工萬無一失,選派有經驗的測量專業人員組成本次項目的測量技術班子,依據本次工程項目的實際情況,成員和分組如下:組長1名,負責測量工作生產管理協調,技術方案制定調整,由具備豐富現場管理經驗的測量專業技術員擔任;技術員1名,負責測量工作質量現場跟蹤檢查工作,由經驗豐富的測量專業工擔任;施工放線2組:負責跟隨進行進出口施工放樣測量。因為施工進程影響因素較多,根據實際情況進行必要人員隊伍的調整。
四、控制網的點位選埋和邊角測量
1、點位選埋。控制網的方案基本確定后,到現場進行點位選埋,控制點均用砼固樁,點位除了通視和便于使用外,還必須注意地質構造穩定,以防隧道施工爆破的影響。
2、邊角測量。控測時為了確保控制網的精度,采用尼康DIM A5LG全站儀,測角精度±2″,測距精度2+2×10-6,水平角觀測四個測回,按方向觀測法觀測左右角。距離采用對向觀測兩測回,在測站與測點同時量取氣象元素取平均值后對邊長加以改正。
五、施工測量技術方案
1、測量控制網的檢測。應工程地勢條件限制使用業主提供的首級GPS控制點、精密導線及精密水準點,保證上述各級控制點相鄰點的精度分別小于±10,±8和±8 mm(L為線路長度,以km計)(精密水準路線閉合差)作為隧道測量工作的起算依據。
2、施工控制網布設。在地面控制網檢測無誤后,依據檢測的控制點再進行施工控制網的加密,再進行施工控制網的加密, 以保證日后的施工測量及隧道貫通測量有順利進行。
3、進洞測量。進洞(聯系)測量是將地面測量數據傳遞到隧道內,以便指導隧洞道施工。具體方法是將施工控制點通過布設趨近導線和趨近水準路線,建立近口點,再通過近口點把平面和高程控制點引入隧道內,為隧道開挖提供井下平面和高程依據。
4、隧道施工控制導線測量。洞內導線測量按Ⅰ級導線精度要求施測。測角中誤差≤±5″,導線全長閉合差≤1/15000。本隧道屬普通長度隧道,同時斷面較小,使用單(支)導線控制隧道施工測量,主輔共用。在隧道未貫通前,導線為一條支導線,建立時要形成檢核條件,保證導線的精度。
5、施工放樣測量。施工中的測量控制采用三維極坐標法進行施測。為了加強放樣點的檢核條件,可用另外兩個已知導線點作起算數據,用同樣方法來檢測放樣點正確與否,或利用全站儀的坐標實測功能,用另兩個已知導線點來實測放樣點的坐標,放樣點理論坐標與檢測后的實測坐標X、Y值相差均在±3mm以內,可用這些放樣點指導隧道施工。
6、掘進測量。由于本隧道坡度達31%,所以采用三維極坐標法進行施測。開挖放樣:采用全站儀或經緯儀(附加豎直角法)定出隧道的中線,(全站儀可以通過程序及設計尺寸直接放樣出隧道開挖斷面);再根據隧道中線與高程采用“隧道五寸臺”法繪出隧道斷面。要求現場繪制精度為±10mm。在隧道初支過程中,架設鋼格柵時要嚴格的控制中線、垂直度和同步線,其基本方法同掘進原理。其中格柵中線和同步線的測量允許誤差為±20mm,格柵垂直度允許誤差為3°。二襯施工使用自制定型模板,直接控制模板定位,采用中線與邊墻高程控制即可。二襯鋼筋作業與開挖作業原理相同,使用五寸臺增加點位控制。測量精度要求達到±30mm即可。
7、隧道貫通測量。隧道貫通前約50米左右要增加施工測量的次數,并進行控制導線的全線復測,直至保證隧道貫通。貫通后,應進行橫向貫通誤差,縱向貫通誤差及高程貫通誤差測量。進行綜合評定。
五、測量設施保養與樁點維護
1、儀器必須專人使用,嚴禁轉借或經常更換使用人員。使用過程中嚴格按照相關操作規范進行測量作業。
2、儀器運輸過程中必須有測量專工陪同,并將儀器置于相對比較平穩安全的地方,必要時在放置儀器的地方設置軟墊層,以保護儀器不受到運輸震動。
3、儀器使用完畢,必須有專人負責收機、保管,確保設備的清理與衛生。使用過程中做好防護,嚴禁日曬雨淋。儀器必須平整置于地面以上50cm以上的專用平臺上,不能放于潮濕的室內,且儀器箱內要有足夠的干燥劑。
關鍵詞:盾構;人工測量;自動測量
Abstract: This paper introduces a coastal city subway φ 6.34m earth pressure balance shield in the process of 2.1km development, to ensure smooth traffic tunnel, shield design guidance along the axis advance, manual measurement and automatic measuring method and principle of the
Key words: shield; artificial measurement; automatic measurement
中圖分類號:TU761
1 工程概況
本段區間較長,里程范圍為SK+411.527~SK5+080.520,長度為1668.993。上行線有五段曲線,曲線半徑依次為370m、1200m、650m、1000m、1000m。線路縱斷面最小坡度2‰,最大坡度25‰。隧道覆土最小為10.0m,最大為22.2m。本區間為雙線單圓盾構區間,在最低點設置旁通道(兼排水泵站)1座。
2 盾構掘進測量
對于長隧道及曲線隧道施工來講,確保掘進機(盾構)能正確地沿著設計軸線進行推進和貫通是最關鍵的問題。這一方面取決于地面控制測量的精度,另一方面更重要的是地下隧道測量、以及施工測量的精度和測量采用的技術手段。本工程采用人工測量和自動測量相結合的技術進行隧道施工測量。兩套測量系統、相互校核,不斷修正,主要相互驗證測量數據計算的準確性和測量儀器的誤差。
2.1 人工測量
2.1.1 盾構測量標志的安裝及測定
測量標志由前靶、后靶、橫向坡度、縱向坡度組成,具體實物為前后測量徠卡反射貼片和坡度板(縱向和橫向坡度都可測),進行安裝時,先測量出盾構的軸線,并把貼片和坡度板固定在盾構中心線上,前標后標應具有足夠的長度,前靶距切口越近越好。測量出前靶、后靶到盾構中心線的距離以及前靶到切口的距離、后靶到盾尾距離,以確定前
后靶與切口盾尾坐標歸算的幾何關系。
為確保整個施工期間不被破壞,設置保護記號,此項工作應有原始記錄和校核記錄,以免盾構標志數據中存在系統誤差。
初次測量時,用儀器照準前、后占牌各測量一個測回,再根據坡度板的數值確定盾構的初始姿態,方便盾構始發及時糾正。
如圖1為人工測量前后靶測設示意圖,單位(mm):
圖1 人工測量前后靶測設示意圖
2.1.2 人工測量的相關計算
確定好前后靶與切口盾尾坐標歸算的幾何關系后,編制相關計算器程序,人工測量主要測設前標水平角,后標水平角,前標垂直角,后標垂直角,坡度和轉角。人工測量儀器為經緯儀和坡度板。測設完相關數據后進行計算。
(1)盾構計算:
坡度W和轉角U在坡度板上直接讀出;
設W=2.546m為前標至盾構中心軸線的距離,Z=2.391為后標至盾構中心軸線的距離;
G、H為經緯儀所在測站X、Y坐標,L為測站到后標方位角,R為經緯儀棱鏡高程;
:I為經緯儀所在測站到前標的平距,T為當前環號,根據所測當前環號,反算得x,等于x是測站
到第一環的距離。每次轉站都要更新。
:N為經緯儀所在測站到后標的平距,原理同上;
:K為切口里程,5.308是前標到切口的距離。測站的里程,是從第一個測站開始累加起來,每次加上新測站到上一測站的平距;
:
X為后標水平角,E為修正過的測站到后標的水平方位角;
:Y為前標水平角,F為修正過的測站到前標的水平角;
;
Q為前標垂直角;
得出三維坐標與設計軸線比較即可得出偏差。
(2)管片姿態測量
管片姿態=盾構軸線上管片拼裝位置的偏離值計算+管片偏離盾構軸線計算的疊加。
B、C、D分別為管片拼裝完成后上右下左與盾殼之間間隙;
E、O為切口平偏和高偏,G、Q為盾尾平偏和高偏;
;K為管片里程,6.73為切口至當前環拼裝好的管片的距離;
;為水平直徑
;為垂直直徑
L為盾構長度,S為管片前端至盾尾的距離。
2.2 自動測量
為了做到對盾構機姿態的實時控制,盾構機掘進中采用盾構姿態自動監測系統。該系統是盾構機自動導向測量系統,采用ROBOTEC隧道導向系統,具有國際先進水平,適用于隧道工程施工控制的自動測量系統。采用該系統能夠確保實時、準確地控制隧道掘進,保證貫通的精度。
2.2.1 自動測量導向系統
本自動測量系統安裝了三個棱鏡,前靶一個,后靶兩個(只用一個,一個備用),安裝測定與人工測量相同。在盾構始發前,對整條隧道每一米的三維坐標計算出來,輸入自動測量系統,方便實測數據與其對比計算偏差。
如圖2為自動測量系統硬件構成:
圖2 自動測量系統硬件構成
如圖3是ROBOTEC測量系統界面
由此畫面進行測量指令的發送及設定和信息反饋等。
圖3ROBOTEC測量系統界面
2.2.2 自動測量盾構姿態計算原理
盾構機作為一個近似的圓柱體,在開挖掘進過程中我們不能直接測量其刀盤及盾尾的中心坐標,只能用間接法來推算出中心的坐標。
如圖3,A點是盾構機刀盤中心,E點是盾構機盾尾斷面中心點,即AE連線為盾構機的中心軸線,布置三個自動棱鏡B、C、D。由A、B、C、D、四點構成一個四面體,在盾構始發前測量出B、C、D 三個角點的三維坐標(xi, yi, zi)和刀盤盾尾中心的三維坐標,建立幾何關系。根據三個點的三維坐標(xi, yi, zi)分別計算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面體中的六條邊長,作為以后計算的初始值,在盾構機掘進過程中Li是不變的常量,通過對B、C、D三點的三維坐標測量來計算出A點的三維坐標。同理,B、C、D、E四點也構成一個四面體,相應地求得E 點的三維坐標。由A、E兩點的三維坐標就能計算出盾構機刀盤中心的水平偏航,垂直偏航,由B、C、D三點的三維坐標就能確定盾構機的仰俯角和滾動角,從而達到檢測盾構機姿態的目的。
圖4 盾構姿態計算原理圖
3兩套測量控制技術的比較
兩套測量系統、相互校核,不斷修正,主要相互驗證測量數據計算的準確性和測量儀器的誤差。通過比較兩者最大相差在兩厘米左右,在規定的容許范圍之內。依據自動測量系統提供的數據進行推進,管片脫出盾尾后對管環進行復測,可發現偏差基本都在5cm之內,所以本工程大部分數據依據自動測量系統,節省大量勞動力。
4結語
施工區間為1668.993m。是一般隧道的2倍左右,且曲線多、部分曲線急且長,導致導線邊數多且部分導線長度較短,而這些導線又不能閉合,直接導致盾構貫通誤差的增大。在半徑為350m的小曲線推進時,由于隧道曲率大,前方可視距離短,導致自動與人工測量移站頻繁。在本工程中,在R=350m的圓曲線隧道上,平均要20環(24米)換站一次。每次換站完成后,進行一次測量復核,調整自動與人工測量的相關數據。由于測量距離短,測量站安裝在尚未完全穩定的管片上,所以每次換站完成后,高程數據總有一定的變化。為了保證測量數據的準確性,每天進行一次復核,及時調整相關數據。這些因素給本區間的盾構推進導向測量工作增加了很大的難度,為了本區間盾構的順利推進和準確進洞貫通,就必須制訂周密的導向測量方案,并且在導向測量技術應用中采取合理有效的措施。
參考文獻:
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摘要: 介紹了YHJ-800-煤礦專用防爆型激光指向儀在菲律賓大馬尼拉供水項目直線隧道施工中的應用。激光指向儀器的安裝、調試、開挖輪廓線確定和控制及使用注意事項。
關鍵詞:激光指向儀;直線隧道;應用;輪廓線控制
Abstract: This paper describes the application YHJ-800-coal mine explosion-proof laser pointing instrument in a straight line to the tunnel construction, water supply projects in Metro Manila, Philippines. Laser pointing instrument installation, commissioning, excavation contour to identify and control and use precautions.
Key words: laser pointing instrument; linear tunnel; application; contour control
1、引言
菲律賓大馬尼拉供水工程位于首都大馬尼拉東北部的BULACAN地區,分為AQ-5號線一期舊混凝土管的修復、AQ-6輸水管線二期鋼管工程及AQ-4和AQ-5連接段施工。其中AQ-6二期鋼管工程是沿著首都供排水系統的路權范圍,從釜餾2號進水池至Novaliches下游出口總長9.881km。一期工程5.5Km己于2005年建成,二期工程主要包括3條(原設計6條,設計變更后為3 條 )總長度為3394m的引水隧洞及總長度為6487m的引水鋼管;AQ-6一期與AQ-6二期的連接設施;AQ-6二期與Novaliches入口的連接。三條隧道長度分別為1#隧道:824m、2#隧道505m、6#隧道2065m。隧道開挖斷面為多圓心馬蹄形斷面,開挖底寬3.6m,最大開挖高度4.6m,砼襯砌后隧洞直徑為3.7m,襯砌厚度25cm。
新建三條隧洞周圍7-10m范圍均為原有老管線,因此按照技術規范要求該工程采非爆破式掘進開挖進行施工。由于洞徑小,距離長,洞內通風僅僅依靠洞口風機,無法很好的解決由掘進帶來的粉塵、支護噴漿粉塵、運輸設備尾氣等帶來的影響。因此,在光線弱、空間小、氣象差、紅外測量儀器反射信號差等條件對測量工程師和測量一起和技術提出了挑戰。如采用常規的隧道測量方法時,需要洞內停工,加強通風照明,待洞內環境適合進行測量時再進行測量放樣。這樣勢必會浪費很多寶貴的施工時間,使部分人員設備窩工,影響施工進度及施增加施工成本。激光指向儀安裝調試簡單,使用方便,價格低廉,能指示隧道的中線位置及方向和坡度。在隧道中合理使用激光指向儀,能夠大大的提高施工質量和進度,減少相應的測量人員工作量,能夠有效的節約控制施工成本。
2、激光指向儀的安裝
1) 本項目采用煤礦專用防爆型激光指向儀-YHJ800,其工作原理及技術參數為:
激光指向儀的工作原理是利用紅外線光束兩點定一直線,即可以根據已知的兩點,定出隧道中線、腰線或其它方便控制開挖邊線的特征點,再在此基礎上在掌子面上標示出開挖邊線。激光指向儀只能用于隧道直線段,不適用于曲線段。
激光指向儀主要技術參數:
儀器有效距離為:800m(紅光)、1500m(綠光)
可調光斑直徑:Φ≤40mm
電壓:(交流)127v—230v、(直流)2v—5v
工作電流:60MA(紅光)、200MA(綠光)
光斑調節范圍:水平度±35、垂直度±25
儀器凈重量:2.8kg
環境溫度:-10℃~+40℃
環境濕度:≤95
2)激光指向儀的安裝:
指向儀應安裝在距施工掌子面不小于30米處,以避免施工機械振動及隧道初期變形而產生較大的位移,激光指向儀可以安裝在腰線處與中線平行,也可以安裝在隧道頂部與中線平行。根據本隧道施工實際情況,采用將激光指向儀安裝在兩側腰線上并對激光指向儀的支架部分進行了改進,原廠提供的固定支架,對安裝要求精度很高,在安裝固定過程中很難保證光束跟中線平行。因此應對支架進行了適當的改進,使激光指示儀在高度上可上下在一定范圍可調,在左右方向也可在一定范圍內可調;首先利用全站儀由隧道外的測量控制點做一條導線引入隧道內,在距離擬安裝激光指向儀位置大約50m處架設測站,先測出腰線的高度,然后在此高度上,從中心線往腰線量1.85m所確定的點,即為激光指向儀安裝位置,并將其焊接于錨桿上。由于激光指向儀在定位過程中很難保證光束與中心線平行。因此,為了更好的利用激光指向儀,盡量減少測量誤差,利用兩點確定一條直線的原理及小孔成像原理,使得激光光束能夠跟中線平行,且在有效距離范圍內減小光束的擴散,保證投影點的清晰。采用兩塊可活動的鋼板,在鋼板中心各鉆一直徑約3mm的小孔,和指向儀安裝方法相同,將兩塊鋼板焊接于腰線高度且距中線同一水平距離上,用儀器找準兩點的位置,在保證鋼板面與中線絕對垂直的情況下,使得兩孔的連線平行于中線。鋼板間的距離約45m,激光指向儀與第一鋼板間的距離為3m。
3、激光指向儀的調試:
將固定在支架上的激光指向儀接上電源,微調指向儀上下左右位置,使其光束穿過第一塊鋼板的小孔及同時打在第二塊鋼板小孔,然后旋動激光指向儀上的微調手輪,使光斑同時穿過兩塊鋼板中心的小孔,然后鎖定微調手輪,固緊支架螺桿,銷緊微動手輪,避免激光指向儀位移。然后再將激光光斑調整至最清晰,最小的狀態。
4、開挖輪廓線的確定和控制
左右腰線兩臺激光指向儀投射到掌子面的兩個點(如圖1所示),分別為左右的腰線點,并且距中心均為1.85m,用進度較為準確的鋼卷尺校核兩點間的距離應為3.7m,這兩點的中點即為隧洞上半圓的圓心,并標記該點。再以標記點為圓心,以2.38m為半徑即可畫出上半圓的開挖控制邊線,由于本隧道設計是多圓心馬蹄形斷面,根據設計圖紙,腰線以下左側的開挖邊線則是以右側的腰線激光投射點為圓心,以4.23m為半徑畫弧,右側開挖邊線以左側腰線激光投射點為圓心,以4.23m為半徑畫弧,弧線上方與上半圓弧線相連接,下方畫至開挖水平面底板面,并在每個循環開挖前用自噴漆將開挖輪廓線繪制于掌子面上,以便于現場施工人員能夠準確的控制開挖,避免超挖欠挖超出規范允許的要求。
5、使用注意事項
1)激光指向儀應罩上外罩,并立上警示牌,以免施工人員不小心碰到儀器。
2)應定期對儀器進行維護,使用時候發現光束斷斷續續的應及時更換修理。
3)定期校核儀器激光投射點,如誤差超出允許范圍,必須進行校核。
4)儀器使用時,嚴禁眼鏡直視激光光源,避免傷害眼睛。
5)儀器在不使用的時候關閉電源,延長儀器的使用壽命。
6、結束語