《數(shù)字測(cè)量》課件 第12-14章 線路測(cè)量、橋梁工程測(cè)量、地下工程測(cè)量

測(cè)繪與城市空間信息學(xué)院第12章

線路測(cè)量06-5月-242概述I.線路中線測(cè)量II.縱橫斷面測(cè)量III.Ⅴ.06-5月-24312.1概述線路測(cè)量是對(duì)線形構(gòu)筑物進(jìn)行的各種測(cè)繪工作，包括公路、鐵路、渠道、管線、架空索道和輸電線路等工程的通用性測(cè)繪工作（如圖12-1所示）。線形構(gòu)筑物的特點(diǎn)是分布在一個(gè)長(zhǎng)寬比較大的帶狀空間內(nèi)。線路測(cè)量的目的是確定線路的空間位置，其任務(wù)為：在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行地形圖、斷面圖等基礎(chǔ)地形資料測(cè)繪（初測(cè)）和線路定測(cè)等勘測(cè)工作（如圖12-2所示）；在施工階段實(shí)施線路測(cè)設(shè)和竣工測(cè)量；在運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)。線路在勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工階段的測(cè)量工作，常稱為線路工程測(cè)量。

鐵路公路輸電線路輸油管道

（a）公路測(cè)量（b）鐵路測(cè)量

圖12-1線路測(cè)量圖12-2線路勘測(cè)12.1概述

·線路測(cè)量的主要工作內(nèi)容和步驟：（1）立項(xiàng)和可行性研究。其目的為選擇一條及以上既滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益要求又有較高可行性的線路。測(cè)量工作主要為資料的收集和分析，如：各種比例尺地形圖、衛(wèi)星或航測(cè)圖、交通圖、地質(zhì)調(diào)查圖、斷面圖、水文氣象資料、土地利用資料、人文物產(chǎn)情況和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)等。（2）踏勘。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，驗(yàn)證可行性研究成果，選定初測(cè)線路，估算線路工程量，實(shí)地詳細(xì)調(diào)查，評(píng)估線路價(jià)值，編制比較方案，完成初步設(shè)計(jì)。（3）初測(cè)。根據(jù)設(shè)計(jì)方案在實(shí)地標(biāo)出線路的基本走向，并沿著基本走向進(jìn)行控制測(cè)量和地形圖測(cè)繪。地形圖測(cè)繪主要分為帶狀地形圖測(cè)繪和工點(diǎn)地形圖測(cè)繪。常采用低空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)圖或機(jī)載激光雷達(dá)（LiDAR）掃描測(cè)圖完成中、長(zhǎng)距離線路帶狀地形圖測(cè)繪；采用GNSSRTK測(cè)圖或全站儀測(cè)圖作業(yè)方法完成短距離線路帶狀地形圖測(cè)繪。采用RTK測(cè)圖、全站儀測(cè)圖或地面三維激光掃描測(cè)圖等方法完成工點(diǎn)地形圖測(cè)繪。地形圖測(cè)繪按照不同工程的實(shí)際要求選定比例尺，見(jiàn)表12.1。表12-1線路測(cè)圖種類及比例尺線路名稱帶狀地形圖工點(diǎn)地形圖縱斷面圖橫斷面圖水平垂直水平垂直鐵路1:10001:20001:50001:2001:5001:10001:20001:100001:1001:2001:10001:1001:2001:1001:200公路1:20001:50001:2001:5001:10001:20001:50001:2001:5001:1001:2001:1001:200架空索道1:20001:50001:2001:5001:20001:50001:2001:500——自流管線1:10001:20001:5001:10001:20001:1001:200——壓力管線1:20001:50001:5001:20001:50001:2001:500——架空送電線路—1:2001:5001:20001:50001:2001:500——線路名稱帶狀地形圖工點(diǎn)地形圖縱斷面圖橫斷面圖水平垂直水平垂直鐵路1:10001:20001:50001:2001:5001:10001:20001:100001:1001:2001:10001:1001:2001:1001:200公路1:20001:50001:2001:5001:10001:20001:50001:2001:5001:1001:2001:1001:200架空索道1:20001:50001:2001:5001:20001:50001:2001:500——自流管線1:10001:20001:5001:10001:20001:1001:200——壓力管線1:20001:50001:5001:20001:50001:2001:500——架空送電線路—1:2001:5001:20001:50001:2001:500——12.1概述12.1概述

·線路測(cè)量的主要工作內(nèi)容和步驟：（4）定測(cè)。定測(cè)包括中線測(cè)量和縱橫斷面測(cè)量。中線測(cè)量是根據(jù)定線設(shè)計(jì)把線路中心線上的各類點(diǎn)位測(cè)設(shè)到實(shí)地，包括線路起終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、曲線要素點(diǎn)、線路中心里程樁、加樁等。當(dāng)線路與已有的道路、管道、送電線路、通信線路等交叉時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要測(cè)量交叉角、交叉點(diǎn)的平面位置和高程及凈空高或負(fù)高?？v橫斷面測(cè)量是測(cè)定線路中線方向和垂直方向的地面高低起伏情況，并繪制縱、橫斷面圖，為線路縱坡設(shè)計(jì)、邊坡設(shè)計(jì)以及土石方工程量計(jì)算提供數(shù)據(jù)資料。（5）施工測(cè)量。線路施工前，對(duì)定測(cè)線路的控制點(diǎn)和曲線要素點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)合格后，根據(jù)線路的詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)度，開(kāi)展施工測(cè)量。施工測(cè)量的主要任務(wù)是在實(shí)地測(cè)設(shè)線路的空間位置，為施工提供空間位置依據(jù)。12.1概述

·線路測(cè)量的主要工作內(nèi)容和步驟：（6）竣工測(cè)量。線路施工完成后，對(duì)照線路實(shí)體測(cè)繪竣工平面圖和斷面圖，并根據(jù)工程需要編繪或?qū)崪y(cè)竣工總圖?？⒐た倛D的實(shí)測(cè)采用全站儀測(cè)圖及數(shù)字編輯成圖的方法。（7）監(jiān)測(cè)和檢測(cè)。線路施工和運(yùn)營(yíng)階段，為保障線路安全、施工質(zhì)量、科學(xué)研究、結(jié)構(gòu)健康等目的，采用測(cè)繪方法和多種傳感器，對(duì)線路和附屬設(shè)施進(jìn)行監(jiān)視觀測(cè)和巡檢觀測(cè)，并對(duì)觀測(cè)結(jié)果實(shí)施分析和評(píng)價(jià)。線路測(cè)量具有全線性、階段性和漸進(jìn)性的工作特點(diǎn)。全線性體現(xiàn)在線路測(cè)量工作從始至終貫穿于線路工程建設(shè)的各個(gè)階段。階段性體現(xiàn)在測(cè)量工作在線路設(shè)計(jì)和施工的不同階段要采用不同的測(cè)量方法完成多種工作任務(wù)。漸進(jìn)性體現(xiàn)在線路測(cè)量伴隨著線路工程的全壽命周期，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工竣工到運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有、由粗到精的漸進(jìn)式過(guò)程。圖12-3線路走勢(shì)線路的走向和線型，受到地形、水文、地質(zhì)等諸多因素的影響和制約（如圖12-3所示）。12.2線路中線測(cè)量06-5月-241212.2線路中線測(cè)量線路中線由直線和曲線組成（如圖12-4所示）。線路曲線分為平曲線和豎曲線兩種。平曲線有圓曲線（單曲線、復(fù)曲線、反向曲線）、緩和曲線（螺旋線、拋物線、雙紐線、三角函數(shù)曲線）、回頭曲線等多種線型，例如公路的平曲線常采用直線—螺旋線—圓曲線—螺旋線—直線的組合。豎曲線是在線路縱斷面上，以變坡點(diǎn)為交點(diǎn)，連接兩相鄰坡段的曲線。豎曲線分為凸形和凹形曲線，有拋物線、圓曲線、雙曲線、螺旋線等多種線型。例如公路的豎曲線常采用二次拋物線，以保證行車安全、舒適以及視距的需要。圖12-4線路中線的組成06-5月-241312.2線路中線測(cè)量中線測(cè)量是線路工程測(cè)量的重要內(nèi)容之一，具有整體性強(qiáng)、貫穿始終、工作量大、精度要求高的特點(diǎn)。中線測(cè)量主要包括測(cè)設(shè)線路中線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)（JD）、轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）和曲線等（圖12-5）。由圖12-5可知，線路的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為交點(diǎn)，它是中線上直線和曲線測(cè)設(shè)的控制點(diǎn)。當(dāng)相鄰兩交點(diǎn)互相不通視時(shí)，在其連線上增加若干個(gè)點(diǎn)位用以轉(zhuǎn)折和控制中線，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。在線路前進(jìn)中，中線由一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)至另一方向，所偏轉(zhuǎn)的角度稱為轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)角有左、右之分，順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)為右轉(zhuǎn)角，逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)為左轉(zhuǎn)角。圖12-5線路中線測(cè)量表12-2線路中線測(cè)量符號(hào)12.2線路中線測(cè)量線路測(cè)量符號(hào)一般采用漢語(yǔ)拼音字母，特殊情況采用英文字母。主要的線路中線測(cè)量符號(hào)參見(jiàn)表12-2。名稱（簡(jiǎn)稱）漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě)英語(yǔ)簡(jiǎn)寫(xiě)線路起點(diǎn)SPSP(StartingPoint)終點(diǎn)EPEP(EndPoint)直線交點(diǎn)JDIP(IntersectPoint)轉(zhuǎn)點(diǎn)ZDTP(TransferPoint)變坡點(diǎn)（豎交點(diǎn)）SJDPVI（PointofVerticalIntersection）圓曲線圓曲線起點(diǎn)（直圓點(diǎn)）ZYBC(BeginningofCircularcurve)圓曲線中點(diǎn)（曲中點(diǎn)）QZMC(MiddlepointofCurve)圓曲線終點(diǎn)（圓直點(diǎn)）YZEC(EndofCircularcurve)緩和曲線第一緩和曲線起點(diǎn)（直緩點(diǎn)）ZHTS(TransferSpiral)第一緩和曲線終點(diǎn)（緩圓點(diǎn)）HYSC(SpiralCircularcurve)第二緩和曲線起點(diǎn)（圓緩點(diǎn)）YHCS(CircularcurveSpiral)第二緩和曲線終點(diǎn)（緩直點(diǎn)）HZST(SpiralTransfer)復(fù)曲線復(fù)曲線公切點(diǎn)（公切點(diǎn)）GQPCC(PointofCommontangentofCompoundCurve)豎曲線豎曲線起點(diǎn)（豎直圓點(diǎn)）SZYBVC(BeginningofVerticalCurve)豎曲線終點(diǎn)（豎圓直點(diǎn)）SYZEVC(EndofVerticalCurve)豎曲線公切點(diǎn)（豎公切點(diǎn)）SGQPCVC(PointofCommontangentofVerticalCurve)06-5月-241512.2線路中線測(cè)量為了在實(shí)地標(biāo)示線路以供設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)使用，沿線路走向每隔一定距離設(shè)置若干個(gè)樁來(lái)標(biāo)識(shí)線路控制點(diǎn)、中線位置、里程等，稱為線路標(biāo)志樁。線路標(biāo)志樁分為線路中線樁和指示樁。線路中線樁是線路縱、橫斷面測(cè)量和施工測(cè)量的依據(jù)，包括控制樁、整樁和加樁。（1）線路控制樁是線路的骨干點(diǎn)，主要有線路的起點(diǎn)樁、終點(diǎn)樁、交點(diǎn)樁、轉(zhuǎn)點(diǎn)樁、曲線要素點(diǎn)樁等。（2）線路整樁也稱為里程樁，是埋設(shè)在線路中線上注有里程的樁位標(biāo)志。整樁是由線路的起點(diǎn)開(kāi)始按照一定的樁距為間隔設(shè)置的中線樁。對(duì)于直線段，整樁間隔可以為20m～100m的整數(shù)，對(duì)于曲線段，根據(jù)曲線半徑設(shè)定，一般為5m、10m、20m。公路和鐵路上常見(jiàn)的百米樁、公里樁均為整樁。整樁的樁號(hào)用“K千米+米”表示，如：K3+450，K表示里程整千米處，該樁距線路起點(diǎn)為3450m。圖12-6線路中線樁06-5月-241612.2線路中線測(cè)量（3）線路加樁分為地形加樁和地物加樁。其中地形加樁是沿中線地形發(fā)生變化處（如地面起伏突變處、橫向坡度變化處、天然河溝處等）設(shè)置的加樁；地物加樁是沿中線在地物處（如橋梁、涵洞、地質(zhì)變化、或與其他線路交叉處等）設(shè)置的加樁。線路的起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)和鐵路、公路的曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)，均應(yīng)埋設(shè)固定樁。其他線路中線樁常用一面刨光的木板釘在點(diǎn)位上，樁上寫(xiě)明里程數(shù)，字面朝著線路起點(diǎn)，樁頂露出地面20-30cm（如圖12-6所示）。除線路中線樁外，在線路上還要釘出一些特殊樁位，用以指示和特殊說(shuō)明，稱為指示樁。圖12-7為鐵路指示樁。圖12-7鐵路曲線指示樁06-5月-241712.2線路中線測(cè)量各種線路樁點(diǎn)的測(cè)設(shè)常采用GNSSRTK法、全站儀坐標(biāo)放樣法等完成（如圖12-8所示）。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的樁點(diǎn)坐標(biāo)，用GNSS、全站儀、超站儀、自動(dòng)放樣機(jī)器人等儀器設(shè)備實(shí)施點(diǎn)位測(cè)設(shè)工作。圖12-8線路樁點(diǎn)測(cè)設(shè)方法（a）GNSSRTK法（b）全站儀坐標(biāo)放樣法06-5月-241812.2線路中線測(cè)量將線路的曲線按設(shè)計(jì)標(biāo)定在實(shí)地上的測(cè)量工作稱為曲線測(cè)設(shè)。曲線測(cè)設(shè)是根據(jù)曲線類型、參數(shù)、方程等計(jì)算出曲線要素點(diǎn)坐標(biāo)，并把它們測(cè)設(shè)到實(shí)地上。以平曲線中最基本的圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)為例，介紹曲線測(cè)設(shè)的流程。如圖12-9所示，沿著線路前進(jìn)方向，已知轉(zhuǎn)點(diǎn)1（ZD1）、交點(diǎn)（JD）和轉(zhuǎn)點(diǎn)2（ZD2）的坐標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)可知圓曲線的參數(shù)（右轉(zhuǎn)角和半徑R）。要在實(shí)地測(cè)設(shè)出圓曲線三主點(diǎn)（直圓點(diǎn)ZY、曲中點(diǎn)QZ、圓直點(diǎn)YZ）。圖12-9圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)圓曲線三主點(diǎn)測(cè)設(shè)步驟如下：（1）計(jì)算圓曲線主點(diǎn)元素：圓曲線切線長(zhǎng)度T、圓曲線長(zhǎng)度L、外矢距E、切曲差q。06-5月-241912.2線路中線測(cè)量（2）根據(jù)交點(diǎn)的里程推算圓曲線三主點(diǎn)的里程（樁號(hào)）。數(shù)據(jù)檢核：QZ里程+q/2＝JD里程圖12-9圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)（3）將全站儀安置在JD點(diǎn)上，分別以ZD1點(diǎn)、ZD2點(diǎn)定向。自交點(diǎn)沿視線方向（ZD1點(diǎn)方向）量取切線長(zhǎng)T，測(cè)設(shè)出ZY點(diǎn)。然后沿視線方向（ZD2點(diǎn)方向）量取切線長(zhǎng)T，測(cè)設(shè)出YZ點(diǎn)。最后撥角（90°-??/2），量取外矢距E，測(cè)設(shè)出QZ點(diǎn)。也可以根據(jù)圓曲線主點(diǎn)元素，在設(shè)計(jì)圖中獲得三主點(diǎn)的坐標(biāo)，直接用RTK、全站儀坐標(biāo)法等直接完成圓曲線主點(diǎn)測(cè)設(shè)。06-5月-242012.3縱橫斷面測(cè)量縱橫斷面測(cè)量是線路勘測(cè)中一項(xiàng)重要的工作?？v斷面測(cè)量是測(cè)定線路各中線樁（里程樁）的地面高程，然后根據(jù)里程樁號(hào)和測(cè)得的地面高程，按一定比例繪制成縱斷面圖，供線路縱坡設(shè)計(jì)使用。橫斷面測(cè)量是測(cè)定線路中線樁兩側(cè)一定范圍內(nèi)，垂直于中線方向的地面各點(diǎn)距離和高程，繪制橫斷面圖，供線路工程設(shè)計(jì)、計(jì)算土石方量及施工使用?？v斷面測(cè)量一般采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行。先進(jìn)行基平測(cè)量，即在線路中線附近每隔一定距離設(shè)置一個(gè)高程控制點(diǎn)，并測(cè)定其高程。然后進(jìn)行中平測(cè)量，即根據(jù)各高程控制點(diǎn)測(cè)定各里程樁地面的高程。也可以采用GNSSRTK的方法直接測(cè)量線路各中線樁地面的高程。12.3縱橫斷面測(cè)量圖12-10縱斷面圖如圖12-10所示，縱斷面圖以中線樁里程為橫坐標(biāo)，中線樁的地面高程為縱坐標(biāo)繪制。橫坐標(biāo)比例尺常采用1:5000、1:2000或1:1000，縱向比例尺采用橫坐標(biāo)比例尺的10~20倍?？v斷面圖包含圖窗口和注析窗口兩個(gè)窗口。12.3縱橫斷面測(cè)量圖12-11橫斷面圖中線樁的地面高程已在縱斷面測(cè)量時(shí)完成，橫斷面上各地形特征點(diǎn)相對(duì)于中線樁的平距和高差可用水準(zhǔn)儀—皮尺法，全站儀法或RTK法等進(jìn)行測(cè)量。橫斷面測(cè)量的寬度應(yīng)根據(jù)中線樁填挖高度、邊坡大小等或者按照設(shè)計(jì)要求確定。一般中線兩側(cè)各測(cè)10～50m。依據(jù)橫斷面測(cè)量得到的各點(diǎn)間的平距和高差，繪制出各中線樁的橫斷面圖，如圖12-11所示。繪制時(shí)，先標(biāo)定中線樁位置，由中線樁開(kāi)始，逐一將特征點(diǎn)展繪在圖上。然后用細(xì)線連接相鄰點(diǎn)，即可繪出橫斷面的地面線。第13章橋梁工程測(cè)量目錄06-5月-2424概述I.橋梁控制測(cè)量III.橋位勘測(cè)II.橋梁施工測(cè)量IV.交工測(cè)量V.06-5月-242513.1

概述圖13-1港珠澳大橋橋梁在交通中占據(jù)著重要的地位，是跨越江河湖海、山谷深溝或其他線路的構(gòu)筑物（圖13-1）。橋梁主要由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成。上部結(jié)構(gòu)是墩臺(tái)之間的梁體部分，位于橋梁墩臺(tái)帽或蓋梁頂面（拱橋?yàn)楣白斆妫┮陨稀Ｆ渥饔檬浅休d交通并將交通荷載傳導(dǎo)至下部結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)主要是橋墩、橋臺(tái)等結(jié)構(gòu)體，其作用是支承上部結(jié)構(gòu)并將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的力下傳至基礎(chǔ)。橋梁基礎(chǔ)是承臺(tái)或基礎(chǔ)頂面以下部分，其作用是支撐橋梁主體結(jié)構(gòu)并將荷載傳至地基。06-5月-242613.1

概述·（1）橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的主要測(cè)量工作橋梁工程測(cè)量貫穿于橋梁的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)階段，包括勘測(cè)選址、控制測(cè)量、施工測(cè)量、變形測(cè)量、竣工測(cè)量等內(nèi)容。橋梁按其長(zhǎng)度可分為小橋（20m以下）、中橋（20~100m）、大橋（100~500m）、特大橋（500m以上）四個(gè)種類，不同類型的橋梁各階段的測(cè)量?jī)?nèi)容不盡相同。本章主要介紹大中型橋梁工程測(cè)量方法，主要內(nèi)容包括橋位勘測(cè)、橋梁控制測(cè)量、橋梁施工測(cè)量、和交工測(cè)量等。1）平面和高程控制測(cè)量，構(gòu)建橋位勘測(cè)控制網(wǎng)。跨越寬度較小的橋梁，可以將勘測(cè)和施工階段所用控制網(wǎng)一體布設(shè)。大跨徑橋梁，將橋位勘測(cè)和施工分開(kāi)布設(shè)專用控制網(wǎng)。2）橋址定線測(cè)量。采用全站儀導(dǎo)線或GNSS測(cè)量方法在實(shí)地測(cè)設(shè)中線控制網(wǎng)點(diǎn)。3）橋址中線和斷面測(cè)量。在橋址定線區(qū)域內(nèi)，測(cè)繪橋梁中線縱斷面圖（比例尺1：500）和橋墩臺(tái)橫斷面圖（1：200）。06-5月-242713.1

概述·（1）橋梁勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的主要測(cè)量工作4）橋位地形圖測(cè)繪。采用全站儀、GNSS、無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量等方法測(cè)繪橋位陸地地形圖和橋址中線上下游的河床地形圖。5）橋址水文測(cè)量。進(jìn)行水位、水面坡度、流速流向等測(cè)量工作。6）船走行線測(cè)量。在橋址中線上、下游一定范圍內(nèi)，測(cè)繪橋址航跡線圖。7）地質(zhì)勘探測(cè)量。完成地質(zhì)勘探所需的鉆孔測(cè)設(shè)、地面高程模型測(cè)量等工作。06-5月-242813.1

概述·（2）橋梁施工建設(shè)階段的主要測(cè)量工作（1）根據(jù)橋梁工程施工總體布置圖布設(shè)施工控制網(wǎng)。單位工程和重要的分部、分項(xiàng)工程編制施工測(cè)量專項(xiàng)方案。（2）按照施工各階段的要求，完成施工控制網(wǎng)復(fù)測(cè)和加密、施工測(cè)設(shè)和檢測(cè)工作。（3）依據(jù)設(shè)計(jì)要求和橋梁結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)，實(shí)施施工監(jiān)測(cè)工作。（4）單項(xiàng)工程完成時(shí)，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求對(duì)重要構(gòu)筑物和隱蔽工程進(jìn)行交工測(cè)量。（5）橋梁工程建設(shè)各階段施工測(cè)量結(jié)束后，進(jìn)行測(cè)量成果檢查驗(yàn)收、匯編總結(jié)和上交工作。06-5月-242913.2

橋位勘測(cè)·橋位選擇橋位，是橋梁、引道路堤及調(diào)治構(gòu)造物三者位置的總稱。橋位勘測(cè)（Bridgesitesurvey）是在橋位的勘察選址和設(shè)計(jì)中的測(cè)量工作，是橋梁工程建設(shè)前期的首要工作。橋位選擇是橋位勘測(cè)中的一項(xiàng)重要工作。橋位選擇不僅對(duì)橋梁的穩(wěn)定、工程造價(jià)、施工與養(yǎng)護(hù)等有直接的關(guān)系，而且與橋頭的線路工程、水文、地形、工程地質(zhì)和航運(yùn)等有直接影響。因此，橋位選擇必須全面考慮各種影響因素，經(jīng)過(guò)深入的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與勘測(cè)，選擇幾個(gè)可能的橋位方案，經(jīng)過(guò)全面分析研究和經(jīng)濟(jì)比較后，再確定推薦方案。橋軸線一般為直線，否則要采用較大的平曲線半徑和較小的縱坡。·橋位設(shè)計(jì)橋位設(shè)計(jì)是橋梁工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。合理優(yōu)化橋位設(shè)計(jì)和選擇合適的橋梁結(jié)構(gòu)形式是確保橋梁工程質(zhì)量與降低橋梁工程成本的關(guān)鍵。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行水文計(jì)算、橋梁孔徑計(jì)算、確定墩臺(tái)基底埋置深度、通航的影響因素測(cè)定等工作。06-5月-243013.2橋位勘測(cè)·橋位勘測(cè)橋位勘測(cè)主要為在橋址處設(shè)計(jì)橋粱孔跨、橋頭路基和導(dǎo)流構(gòu)筑物提供各種地形圖、專題圖和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)。對(duì)于中小橋及技術(shù)條件簡(jiǎn)單的大橋，其橋址位置由線路位置決定，橋位勘測(cè)一般包括在線路勘測(cè)之內(nèi)。對(duì)于特大橋或技術(shù)條件復(fù)雜的大橋，線路的位置一般要適應(yīng)橋梁的位置，這時(shí)應(yīng)對(duì)橋位進(jìn)行專門的勘測(cè)。橋位勘測(cè)要考慮流域水文、地質(zhì)、地形、有關(guān)的工程或城市規(guī)劃、環(huán)境景觀、運(yùn)營(yíng)條件等多方面的因素。要求橋位跨越的水面最窄，橋中線與水流方向近于正交，地質(zhì)條件好，河床穩(wěn)定。橋位勘測(cè)需要施測(cè)多種比例尺的地形圖。采用衛(wèi)星遙感、航測(cè)等技術(shù)手段測(cè)繪1：10000或1：25000比例尺的地形圖用于設(shè)計(jì)橋位和附屬導(dǎo)流構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)。采用無(wú)人機(jī)低空測(cè)量、RTK或全站儀測(cè)繪1：500～1：2000大比例尺地形圖，特別復(fù)雜的局部地形可用1:200比例尺，用于詳細(xì)設(shè)計(jì)。測(cè)量范圍應(yīng)滿足選定橋位、橋頭引線、橋渡和導(dǎo)流建筑物及施工場(chǎng)地布置的需要。在線路方向測(cè)至兩岸歷史最高洪水位或設(shè)計(jì)水位2m以上，在水流方向根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定。橋址縱斷面測(cè)至兩岸線路的路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高以上。水下地形可以采用全站儀前方交會(huì)法、GNSS等測(cè)量平面位置，采用測(cè)深桿、單波束或多波束測(cè)深儀測(cè)量水深。也可以采用無(wú)人測(cè)量船測(cè)繪水下地形圖（圖13-2）。06-5月-243113.2橋位勘測(cè)·橋位勘測(cè)圖13-2無(wú)人測(cè)量船測(cè)繪水下地形圖06-5月-243213.3

橋梁控制測(cè)量橋梁控制測(cè)量是橋梁工程測(cè)量的基礎(chǔ)，也是橋梁施工測(cè)量的依據(jù)。橋梁控制測(cè)量主要包括平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。橋梁控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)以精度適宜、便于實(shí)施、質(zhì)量可靠為標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)設(shè)計(jì)工作在了解橋梁總體布置、工程區(qū)域地形特征及施工精度要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行。技術(shù)設(shè)計(jì)前一般收集下列資料：（1）施工區(qū)及周邊區(qū)域現(xiàn)有地形圖，必要的地質(zhì)、水文、氣象資料。（2）橋梁總體布置圖及有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)文件。（3）勘測(cè)設(shè)計(jì)階段已有控制測(cè)量資料，包括控制網(wǎng)圖、點(diǎn)之記、成果表及技術(shù)總結(jié)。（4）有關(guān)測(cè)量規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及招投標(biāo)文件資料。06-5月-243313.3

橋梁控制測(cè)量建立橋梁平面控制網(wǎng)的主要目的：（1）測(cè)定橋軸線長(zhǎng)度。按照規(guī)定精度測(cè)定橋梁中心線的長(zhǎng)度并據(jù)此進(jìn)行墩、臺(tái)位置的放樣是進(jìn)行橋位平面控制測(cè)量的主要目的。（2）橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的測(cè)設(shè)。是確保橋梁上下部結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確高精度地放樣到實(shí)地的控制依據(jù)。（3）施工監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)。為在施工過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。對(duì)于跨越無(wú)水河道的直線小橋，橋軸線長(zhǎng)度可以直接測(cè)定，墩、臺(tái)位置也可直接利用橋軸線的兩個(gè)控制點(diǎn)放樣，無(wú)需建立平面控制網(wǎng)。對(duì)于跨越有水河道的大型橋梁，墩、臺(tái)無(wú)法直接定位，則必須建立平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可以布設(shè)成邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GNSS網(wǎng)等形式，平面控制測(cè)量采用衛(wèi)星定位測(cè)量、三角形網(wǎng)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量等方法。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-243413.3

橋梁控制測(cè)量一般將橋梁中軸線作為平面控制網(wǎng)的一條邊，以提高橋軸線空間位置的準(zhǔn)確度和精度。橋梁施工平面控制網(wǎng)的等級(jí)，根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁平面控制網(wǎng)的等級(jí)選擇依據(jù)表13-1。

13.3.1平面控制測(cè)量表13-1橋梁平面控制網(wǎng)的等級(jí)06-5月-243513.3橋梁控制測(cè)量進(jìn)行橋梁施工平面控制網(wǎng)的建立應(yīng)符合下列要求：（1）平面控制網(wǎng)應(yīng)因地制宜，且適當(dāng)考慮發(fā)展。橋梁鄰近有銜接關(guān)聯(lián)工程需與國(guó)家或地方高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)測(cè)方案，并建立橋梁平面控制測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)與國(guó)家或地方坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。（2）跨越寬度超過(guò)橋梁主跨2倍以上時(shí)，應(yīng)先建立首級(jí)平面控制網(wǎng)，并考慮施工加密控制網(wǎng)方案。（3）橋梁施工控制網(wǎng)的布設(shè)及等級(jí)應(yīng)首先考慮滿足橋梁結(jié)構(gòu)施工精度要求，首級(jí)控制網(wǎng)不宜構(gòu)建附合網(wǎng)，可選擇建立以一點(diǎn)一方位為基準(zhǔn)的自由網(wǎng)。（4）首級(jí)控制網(wǎng)可直接作為施工控制網(wǎng)使用；不能滿足施工測(cè)設(shè)要求時(shí)，應(yīng)在首級(jí)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立施工加密控制網(wǎng)。（5）加密控制網(wǎng)可同等級(jí)擴(kuò)展或越級(jí)布設(shè)，其布設(shè)級(jí)數(shù)可根據(jù)地形條件及放樣需要決定，不宜大于2級(jí)；增設(shè)或補(bǔ)設(shè)控制點(diǎn)應(yīng)采用同精度內(nèi)插的方法測(cè)量。（6）控制網(wǎng)跨越江河（海）、峽谷時(shí)，每岸應(yīng)不少于3點(diǎn)，其中靠近軸線每岸宜布設(shè)相互通視2點(diǎn)。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-243613.3

橋梁控制測(cè)量在各等級(jí)平面控制測(cè)量中，規(guī)定其最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均不得大于20mm，最弱相鄰點(diǎn)相對(duì)點(diǎn)位中誤差均不得大于10mm。平面控制測(cè)量精度要求和橋梁軸線相對(duì)中誤差依據(jù)表13-2的規(guī)定。橋梁平面控制網(wǎng)建立后應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測(cè)。首級(jí)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)周期應(yīng)小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測(cè)周期應(yīng)小于6個(gè)月，復(fù)測(cè)精度應(yīng)與控制網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.1平面控制測(cè)量06-5月-2437建立橋梁高程控制網(wǎng)的主要目的：13.3橋梁控制測(cè)量（1）構(gòu)建橋梁工程統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。（2）在橋址附近設(shè)立水準(zhǔn)基點(diǎn)和施工水準(zhǔn)點(diǎn)，以滿足施工測(cè)設(shè)和橋梁墩臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)的需要。建立高程控制網(wǎng)一般采用水準(zhǔn)測(cè)量法，跨越江河峽谷等地區(qū)可采用測(cè)距三角高程測(cè)量、GNSS水準(zhǔn)測(cè)量、GNSS擬合高程測(cè)量等方法施測(cè)。首級(jí)高程控制網(wǎng)為環(huán)形網(wǎng)，加密網(wǎng)布設(shè)成附合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。橋梁施工高程系統(tǒng)一般采用橋梁設(shè)計(jì)指定的高程系統(tǒng)；當(dāng)設(shè)計(jì)未指定時(shí)，采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。橋梁高程投影面一般以橋墩頂面平均高程為高程投影面。

13.3.2高程控制測(cè)量06-5月-243813.3橋梁控制測(cè)量高程控制測(cè)量精度等級(jí)，依次劃分為一等、二等、三等、四等。各等級(jí)高程控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求見(jiàn)表13-3。

13.3.2高程控制測(cè)量表13-3橋梁施工高程控制測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)06-5月-243913.3橋梁控制測(cè)量橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級(jí)應(yīng)根據(jù)橋梁跨越寬度、單孔跨徑合理確定。橋梁施工高程控制網(wǎng)的等級(jí)選擇見(jiàn)表13-4。表13-4橋梁施工高程控制測(cè)量等級(jí)橋梁高程控制網(wǎng)要進(jìn)行復(fù)測(cè)，首級(jí)控制網(wǎng)復(fù)測(cè)周期小于1年，施工加密網(wǎng)復(fù)測(cè)周期小于6個(gè)月，復(fù)測(cè)精度與高程網(wǎng)建立時(shí)保持一致。

13.3.2高程控制測(cè)量06-5月-244013.4橋梁施工測(cè)量

·橋梁施工測(cè)量的基本工作有以下內(nèi)容：1）施工測(cè)量人員與工程其他專業(yè)人員密切配合，了解橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程進(jìn)度、施工工藝等內(nèi)容。2）在施工測(cè)量開(kāi)始前，熟悉工程設(shè)計(jì)圖紙和文件，了解工程總體和單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收對(duì)測(cè)量工作的技術(shù)要求；依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的測(cè)量方案。3）觀測(cè)記錄手簿隨測(cè)隨記，內(nèi)容填寫(xiě)完整、字跡清晰，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)抄、偽造。采用電子手簿時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員檢查確認(rèn)后使用。4）施工測(cè)量成果資料統(tǒng)一編號(hào)、分類歸檔、妥善保管。5）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，遵守有關(guān)安全、技術(shù)操作規(guī)程。6）測(cè)量?jī)x器設(shè)備妥善保管，定期檢定、維護(hù)、保養(yǎng)。06-5月-244113.4橋梁施工測(cè)量在施工測(cè)設(shè)工作開(kāi)始前，要詳細(xì)查閱設(shè)計(jì)圖紙，核對(duì)已知及放樣數(shù)據(jù)資料，了解設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場(chǎng)施工條件。根據(jù)施工測(cè)量精度要求，選擇合理的放樣方法，并編制放樣作業(yè)實(shí)施細(xì)則。點(diǎn)位放樣完成后，要進(jìn)行點(diǎn)位檢核。橋梁平面坐標(biāo)放樣方法有全站儀三維坐標(biāo)法、交會(huì)法、自由設(shè)站法、GNSSRTK法、CORS測(cè)量法等。高程放樣方法有水準(zhǔn)測(cè)量法、測(cè)距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法、全站儀精密傳高法等。橋梁樁基高程放樣時(shí)，可以采用GNSSRTK法、CORS測(cè)量法。橋墩、塔柱等高聳構(gòu)筑物高程傳遞，可采用測(cè)距三角高程法、懸掛鋼尺傳高法。對(duì)100m以上高塔柱的高程傳遞，采用全站儀精密傳高法。對(duì)于立模放樣，要測(cè)設(shè)各種構(gòu)筑物的立模輪廓點(diǎn)和軸線點(diǎn)，并對(duì)已經(jīng)安裝好的模板、預(yù)埋件進(jìn)行形體和位置的檢查。立模放樣一般采用全站儀三維坐標(biāo)法?；炷翗?gòu)筑物的高程放樣采用水準(zhǔn)測(cè)量法或液體靜力水準(zhǔn)法。對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量，其主要工作內(nèi)容有：安裝軸線和高程工作基點(diǎn)的測(cè)設(shè)；安裝點(diǎn)的放樣；安裝竣工測(cè)量等。06-5月-244213.4

橋梁施工測(cè)量樁基礎(chǔ)及承臺(tái)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、橋墩和索塔、錨碇及錨固系統(tǒng)、斜拉橋索道管、懸索橋索鞍、懸索橋主纜、懸索橋索夾、橋面、支座和伸縮縫。（1）橋軸線放樣。（2）橋基礎(chǔ)（承臺(tái)）放樣（圖13-3）。（3）下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺(tái)）放樣（圖13-4）。（4）上部結(jié)構(gòu)（梁體）放樣。

·橋梁施工測(cè)量的主要對(duì)象有：

·橋梁施工放樣的順序?yàn)椋簣D13-3橋梁承臺(tái)圖13-4橋梁下部結(jié)構(gòu)測(cè)設(shè)06-5月-244313.5

交工測(cè)量交工測(cè)量是指橋梁工程建設(shè)竣工、驗(yàn)收時(shí)所進(jìn)行的測(cè)繪工作。其目的是檢查橋體是否符合設(shè)計(jì)要求，測(cè)定橋梁建成后的實(shí)際情況，為橋梁運(yùn)營(yíng)期間的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和運(yùn)維提供數(shù)據(jù)資料。橋梁交工測(cè)量主要內(nèi)容包括下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和橋梁總體交工測(cè)量工作。交工測(cè)量的成果反映橋梁構(gòu)筑物的位置和幾何尺寸，為橋梁質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定及驗(yàn)收、工程維護(hù)等工作提供依據(jù)。交工測(cè)量采用與原橋梁施工測(cè)量一致的平面和高程系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)可使用原有施工控制點(diǎn)和工作基點(diǎn)。在進(jìn)行交工測(cè)量時(shí)，對(duì)于隱蔽、水中和垂直凌空面的橋梁部位，可以在施工過(guò)程中，按交工測(cè)量的要求進(jìn)行測(cè)量，逐漸積累交工資料。對(duì)于其他的橋梁部位，待單項(xiàng)工程完工后，進(jìn)行一次性的交工測(cè)量。分項(xiàng)工程、分部工程及單位工程完成后，及時(shí)進(jìn)行交工測(cè)量和資料整編與歸檔。交工測(cè)量測(cè)量精度要不低于施工放樣的精度。大跨徑橋梁的交工測(cè)量項(xiàng)目見(jiàn)表13-5。06-5月-244413.5交工測(cè)量表13-5大跨徑橋梁交工測(cè)量項(xiàng)目橋梁類型交工測(cè)量項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)斜拉橋錨固點(diǎn)、索道管、主梁、成橋線形樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、承臺(tái)及塔座、索塔及橫梁、索道管懸索橋散索鞍、主索鞍、主纜、索夾、主梁、成橋線樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地連墻基礎(chǔ)、承臺(tái)及塔座、索塔及橫梁、錨體和錨固系統(tǒng)橋梁總體交工測(cè)量?jī)?nèi)容有：橋面中心線偏位，橋?qū)?、橋長(zhǎng)和橋面縱橫坡測(cè)量，橋頭高程銜接測(cè)量，引橋中線與主橋中線銜接測(cè)量等。第14章地下工程測(cè)量目錄06-5月-2446概述I.水平角測(cè)量III.地面控制測(cè)量II.竣工測(cè)量VI.地下施工測(cè)量IV.貫通測(cè)量V.06-5月-244714.1

概述地下工程測(cè)量是工程測(cè)量的一個(gè)重要分支，是測(cè)繪學(xué)科在地下工程建設(shè)中的應(yīng)用。地下工程測(cè)量是在隧道、地鐵、地下防空建筑、水工隧洞、航運(yùn)隧道、地下工廠、地下礦產(chǎn)開(kāi)采等地下工程建設(shè)中的測(cè)量工作（如圖14.1所示）。地下工程測(cè)量為地下工程建設(shè)提供必要的空間位置數(shù)據(jù)、資料、圖件，對(duì)地下工程建設(shè)起到施工指導(dǎo)、安全保障和質(zhì)量監(jiān)控作用，是地下工程建設(shè)的一項(xiàng)基本環(huán)節(jié)和重要內(nèi)容。地下工程測(cè)量是地下建構(gòu)筑物空間位置正確、隧道正確貫通的關(guān)鍵。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，提供各種地形圖、地質(zhì)填圖、隧道洞口和線路的平面圖與縱橫斷面圖、控制測(cè)量數(shù)據(jù)資料等。在施工建造階段，提供地下空間位置控制、施工測(cè)設(shè)、貫通測(cè)量和竣工測(cè)量。在運(yùn)營(yíng)管理階段，提供地下結(jié)構(gòu)及近接地表的變形監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)。06-5月-244814.1

概述圖14.1地下工程測(cè)量06-5月-244914.1

概述圖14.2隧道開(kāi)挖方法隧道開(kāi)挖方法山嶺隧道淺埋與軟土隧道水底隧道傳統(tǒng)礦山法新奧法掘進(jìn)機(jī)法明挖法蓋挖法盾構(gòu)法淺埋暗挖法地下連續(xù)墻法沉管法盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)種類繁多，構(gòu)筑地下結(jié)構(gòu)的施工方法和技術(shù)也是多種多樣的，隧道開(kāi)挖方法如圖14.2所示。06-5月-245014.1

概述·主要任務(wù)：·主要的測(cè)量工作內(nèi)容：不同的施工方法，地下工程施工測(cè)量的任務(wù)也不盡相同。其主要任務(wù)有：（1）標(biāo)定出地下隧道、巷道等線形工程的開(kāi)挖位置和設(shè)計(jì)中線的平面位置與高程（坡度），以指導(dǎo)隧道（巷道）按設(shè)計(jì)正確開(kāi)挖施工；（2）標(biāo)定地下洞室的空間位置、形狀和大小，放樣隧道（巷道）、洞室襯砌的位置，保證按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)襯砌；（3）進(jìn)行地下工程結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)放樣以及大型設(shè)備的安裝和調(diào)校測(cè)量等測(cè)量工作。為了完成地下工程施工測(cè)量任務(wù)，在地下工程施工時(shí)主要的測(cè)量工作內(nèi)容包括：地面控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、地下施工測(cè)量、貫通測(cè)量以及竣工測(cè)量。06-5月-245114.1

概述本章主要介紹城市地鐵施工測(cè)量的方法。地鐵（Metro，Subway）是在全封閉線路上運(yùn)行的大運(yùn)量或高運(yùn)量城市軌道交通方式，線路通常設(shè)于地下結(jié)構(gòu)內(nèi)，也可延伸至地面或高架橋上。地鐵是城市軌道交通的主要形式，是解決城市容量瓶頸、緩解交通壓力的有效途徑。地鐵的地下結(jié)構(gòu)一般分為車站結(jié)構(gòu)和區(qū)間隧道。車站結(jié)構(gòu)是由車站的梁、柱、墻、板、拱等主要承重構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)物，車站結(jié)構(gòu)施工一般采用明挖法、暗挖法、蓋挖法等施工方法（如圖14.3所示）。圖14.3地鐵車站施工06-5月-245214.1

概述區(qū)間隧道是車站之間形成行車所需空間的地下構(gòu)筑物，區(qū)間隧道施工一般采用礦山法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、頂進(jìn)法等施工方法（如圖14.4所示）。本章主要介紹地鐵區(qū)間隧道工程測(cè)量。地鐵隧道工程測(cè)量的內(nèi)容有：施工控制測(cè)量（地面控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、地下控制測(cè)量），施工測(cè)設(shè)（梁柱板定位、盾構(gòu)機(jī)定位、襯砌拼裝定位），貫通測(cè)量（線路中線測(cè)量和調(diào)整、斷面測(cè)量），軌道測(cè)量（鋪軌基標(biāo)測(cè)量、限界測(cè)量、軌道鋪設(shè)和設(shè)備安裝測(cè)量），竣工測(cè)量（盾構(gòu)斷面凈空測(cè)量、線路軌道現(xiàn)狀測(cè)量、竣工圖繪制）。

圖14.4地鐵區(qū)間隧道施工06-5月-245314.2

地面控制測(cè)量

地鐵隧道開(kāi)挖的地面控制測(cè)量一般在隧道開(kāi)挖之前完成，常常和車站工程施工控制測(cè)量同步開(kāi)展。隧道工程地面控制測(cè)量的作用是保證隧道按設(shè)計(jì)規(guī)定的精度正確貫通，并使地下各種建（構(gòu)）筑物按設(shè)計(jì)位置定位安裝和鋪設(shè)。地面控制測(cè)量的作用是提供洞口點(diǎn)的三維坐標(biāo)和進(jìn)洞開(kāi)挖的方向。目的是確定洞口點(diǎn)、豎井的近井點(diǎn)和方向照準(zhǔn)點(diǎn)之間的相對(duì)位置，作為地下洞內(nèi)控制測(cè)量的起始數(shù)據(jù)。

地面控制測(cè)量包括平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量?！さ孛婵刂凭W(wǎng)布設(shè)步驟如下：（1）收集資料。主要資料包括施工地區(qū)的大比例尺地形圖，隧道工程所在地段的線路平面圖，隧道工程的設(shè)計(jì)斷面圖、平面圖，施工技術(shù)設(shè)計(jì)，周邊控制點(diǎn)資料，該地區(qū)水文、氣象、地質(zhì)及交通運(yùn)輸?shù)确矫娴馁Y料。（2）現(xiàn)場(chǎng)踏勘。初步分析收集資料后，對(duì)隧道工程穿越地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘察，了解隧道工程兩側(cè)地形，特別注意工程的走向、地形、地質(zhì)和施工設(shè)施的布置情況。06-5月-245414.2

地面控制測(cè)量

·地面控制網(wǎng)布設(shè)步驟如下：（3）選點(diǎn)布網(wǎng)。先在大比例尺地形圖上選點(diǎn)，然后到實(shí)地標(biāo)定。也可以直接到現(xiàn)場(chǎng)踏勘選點(diǎn)，要注意充分利用已知控制點(diǎn)。選點(diǎn)時(shí)注意：①在隧道的進(jìn)出口（豎井、斜井或平硐）附近，曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)及交點(diǎn)處選點(diǎn)。②控制點(diǎn)要選在地質(zhì)條件穩(wěn)定且牢靠的地方，盡量避免施工影響。③每個(gè)洞口至少3個(gè)控制點(diǎn)，且相鄰點(diǎn)通視，確保聯(lián)系測(cè)量的開(kāi)展。

隧道施工至少要從兩個(gè)相對(duì)的洞口開(kāi)挖。較長(zhǎng)隧道的施工需要通過(guò)豎井、斜井、平硐等多通道開(kāi)挖，以增加工作面，加快施工速度。為了保證隧道最后正確貫通，必須在相應(yīng)的開(kāi)挖點(diǎn)建立控制點(diǎn)，并構(gòu)成地面控制網(wǎng)。

·地面控制網(wǎng)的布設(shè)原則有：（1）控制網(wǎng)的大小、形狀、點(diǎn)位分布，應(yīng)與地下工程的大小、形狀相適應(yīng)，點(diǎn)位布設(shè)要考慮施工放樣的方便，隧道控制網(wǎng)一定要保證隧道兩端有控制點(diǎn)。（2）地面控制網(wǎng)的精度，不要求網(wǎng)的精度均勻，但要保證某一方向和某幾個(gè)點(diǎn)的相對(duì)精度高，如隧道控制網(wǎng)要能保證隧道橫向貫通的準(zhǔn)確性。06-5月-245514.2

地面控制測(cè)量

·地面控制網(wǎng)的布設(shè)原則有：（3）投影面的選擇應(yīng)滿足“控制點(diǎn)坐標(biāo)反算的兩點(diǎn)間長(zhǎng)度與實(shí)地兩點(diǎn)間長(zhǎng)度之差應(yīng)盡可能小”的要求。如隧道施工控制網(wǎng)一般投影到隧道貫通平面上，也可以將長(zhǎng)度投影到定線放樣精度要求最高的平面上。（4）坐標(biāo)系可以采用CGCS2000坐標(biāo)系或采用獨(dú)立的施工坐標(biāo)系。如采用施工坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸要平行或垂直于隧道的主軸線。

·近井點(diǎn)：近井點(diǎn)是地下工程測(cè)量中常用的一個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)，它是指在布設(shè)地面控制網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)井口附近至少設(shè)立一個(gè)控制點(diǎn)，以便將地面的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)傳遞到井下去。這個(gè)點(diǎn)就是近井點(diǎn)。06-5月-245614.2

地面控制測(cè)量

平面控制測(cè)量網(wǎng)應(yīng)根據(jù)隧道的長(zhǎng)度和平面形狀以及線路通過(guò)地區(qū)的地形情況和施工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)布設(shè)。隧道線路上各洞口的進(jìn)、出口點(diǎn)，豎井附近的近井點(diǎn)，以及各洞口和豎井附近布設(shè)的3個(gè)及以上的定向點(diǎn)都要納入平面控制網(wǎng)中作為控制點(diǎn)布設(shè)，使各洞口點(diǎn)、豎井的近井點(diǎn)和各定向點(diǎn)的坐標(biāo)都在同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)。平面控制測(cè)量方法有：邊角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、GNSS靜態(tài)測(cè)量。高程控制測(cè)量的任務(wù)是在各洞口（或井口）附近設(shè)立2～3個(gè)高程控制點(diǎn)，測(cè)量各開(kāi)挖洞口（或井口）的進(jìn)口點(diǎn)間的高差，由進(jìn)口點(diǎn)向洞內(nèi)或井下傳遞高程，建立洞內(nèi)或地下統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，以保證在貫通面上高程正確貫通。高程控制測(cè)量通常采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，只有在斜井和地形陡峻的山區(qū)地段采用測(cè)距三角高程測(cè)量。地面水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，利用線路定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程作為起始高程，沿水準(zhǔn)路線在每個(gè)洞口（井口）至少應(yīng)埋設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)線路應(yīng)形成閉合環(huán)線，或者敷設(shè)兩條相互獨(dú)立的水準(zhǔn)線路，由已知的起始水準(zhǔn)點(diǎn)從一端洞口測(cè)至另一端的洞口。地面高程控制測(cè)量的等級(jí)要根據(jù)水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度和隧道長(zhǎng)度按表14-1選取。06-5月-245714.2

地面控制測(cè)量

表14.1隧道地面高程控制測(cè)量的等級(jí)06-5月-245814.3

聯(lián)系測(cè)量

在地下工程施工中，采用開(kāi)挖平硐、斜井、豎井的方式來(lái)到達(dá)地下結(jié)構(gòu)的底部或者用來(lái)增加工作面。為了保證隧道按設(shè)計(jì)方向掘進(jìn)，或者多頭掘進(jìn)的工作面在預(yù)定地點(diǎn)貫通，就必須將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)通過(guò)平硐、斜井及豎井傳遞到地下，這些傳遞工作稱為聯(lián)系測(cè)量。地鐵聯(lián)系測(cè)量是將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)及高程系統(tǒng)傳遞到地下，使地面與地下建立統(tǒng)一的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，為隧道施工提供坐標(biāo)基準(zhǔn)。聯(lián)系測(cè)量分為平面聯(lián)系測(cè)量（定向測(cè)量）和高程聯(lián)系測(cè)量（導(dǎo)入標(biāo)高）。它是保證隧道開(kāi)挖正確貫通，地下設(shè)備正確安裝的重要工序。本節(jié)主要介紹豎井聯(lián)系測(cè)量方法。06-5月-245914.3

聯(lián)系測(cè)量平面聯(lián)系測(cè)量的任務(wù)是測(cè)定地下控制網(wǎng)（或?qū)Ь€）的起算邊的坐標(biāo)方位角和平面坐標(biāo)。平面聯(lián)系測(cè)量分為幾何定向（包括一井定向和兩井定向）和物理定向（陀螺全站儀定向）。1.一井定向

一井定向是用一個(gè)豎井完成平面聯(lián)系測(cè)量。在進(jìn)行平面聯(lián)系測(cè)量之前，首先進(jìn)行地面近井點(diǎn)的測(cè)量標(biāo)志埋設(shè)工作。在豎井四周用埋石的方法對(duì)稱布設(shè)4個(gè)相互通視的近井點(diǎn)A、A’和B、B’。其中A、A’兩個(gè)近井點(diǎn)沿隧道中線方向布設(shè)，B、B’兩個(gè)近井點(diǎn)沿隧道中線的橫剖方向。然后在遠(yuǎn)離豎井的位置分別埋設(shè)每個(gè)近井點(diǎn)的后視定向控制點(diǎn)，共計(jì)4個(gè)定向控制點(diǎn)。

用全站儀導(dǎo)線測(cè)量依次測(cè)定4個(gè)近井點(diǎn)和4個(gè)定向控制點(diǎn)的坐標(biāo)。平面聯(lián)系測(cè)量主要采用全站儀后方交會(huì)法、全站儀導(dǎo)線定向法和一井定向法進(jìn)行平面坐標(biāo)的井下傳遞。當(dāng)工作井深度較淺，且通視條件良好時(shí)，采用全站儀后方交會(huì)法；當(dāng)后方交會(huì)時(shí)后視點(diǎn)存在困難時(shí)，采用全站儀導(dǎo)線定向法；當(dāng)工作井深度較深，且達(dá)不到通視條件時(shí)，采用全站儀一井定向法。

14.3.1平面聯(lián)系測(cè)量06-5月-246014.3

聯(lián)系測(cè)量1.一井定向全站儀一井定向法是在一個(gè)豎井內(nèi)懸掛兩根鋼絲錘球線（吊錘線），在地面上利用地面控制點(diǎn)測(cè)定兩錘球線的平面坐標(biāo)及其聯(lián)線方位角。在井下通過(guò)測(cè)角和量邊把垂球線與井下起始控制點(diǎn)連接起來(lái)。然后利用聯(lián)系三角形，計(jì)算井下起始控制點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角。從而將地面點(diǎn)的坐標(biāo)和地面邊的方位角傳遞到井下（圖14.5所示）。

14.3.1平面聯(lián)系測(cè)量06-5月-246114.3

聯(lián)系測(cè)量2.兩井定向當(dāng)兩相鄰豎井間開(kāi)挖的隧道在地下已貫通，就具備條件采用兩井定向的條件。兩井定向是在兩個(gè)豎井內(nèi)各懸掛一根吊錘線，在地面和地下用導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，從而把地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的平面坐標(biāo)和方向傳遞到地下。由于兩井定向時(shí)，兩根吊錘線間一般不能直接通視，而是在地面、地下通過(guò)導(dǎo)線連接起來(lái)的。因此，在兩井定向必須測(cè)出地面、地下連接導(dǎo)線各邊的邊長(zhǎng)及其水平角，按照無(wú)定向?qū)Ь€測(cè)量方法計(jì)算出地下控制網(wǎng)（導(dǎo)線）起算數(shù)據(jù)。

14.3.1平面聯(lián)系測(cè)量06-5月-246214.3

聯(lián)系測(cè)量3.陀螺全站儀定向陀螺全站儀是一種將陀螺儀和全站儀結(jié)合在一起的儀器，它利用陀螺儀本身的物理特性及地球自轉(zhuǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找真北方向。陀螺全站儀定向是用高速旋轉(zhuǎn)的三軸陀螺（圖14.6），其轉(zhuǎn)子軸在重力矩的作用下會(huì)指向真北方向的原理測(cè)出井下導(dǎo)線邊的真方位角，然后減去計(jì)算出的子午線收斂角，從而獲得導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角。圖14.6陀螺儀結(jié)構(gòu)圖

14.3.1平面聯(lián)系測(cè)量06-5月-246314.3

聯(lián)系測(cè)量3.陀螺全站儀定向陀螺儀全站儀（圖14.7）觀測(cè)北方向的方法：1）安置儀器（在測(cè)站上對(duì)中整平，以一個(gè)測(cè)回測(cè)定待定邊或已知邊的方向值，然后將儀器大致對(duì)正北方）；2）粗略定向（測(cè)定近似北方向，方法：逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法、四分之一周期法）；3）精密定向（精密測(cè)定真北方向方法：跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法、中天法、時(shí)差法、擺幅法）；4）測(cè)出真方位角。圖14.7陀螺全站儀

14.3.1平面聯(lián)系測(cè)量06-5月-246414.3

聯(lián)系測(cè)量

高程聯(lián)系測(cè)量（導(dǎo)入高程）是通過(guò)斜井、平硐或豎井將地面高程傳遞到地下去，從而使地面與地下建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。斜井和平硐一般通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量或測(cè)距三角高程測(cè)量法直接導(dǎo)入高程。豎井導(dǎo)入高程的方法有：水準(zhǔn)儀長(zhǎng)鋼尺法、激光鉛直測(cè)距法、全站儀鉛直測(cè)距法等。其中水準(zhǔn)儀長(zhǎng)鋼尺法是較常用的方法。

水準(zhǔn)儀長(zhǎng)鋼尺法是通過(guò)懸吊經(jīng)過(guò)檢核的長(zhǎng)鋼尺，使用水準(zhǔn)儀（0.5mm精度）在地上、地下觀測(cè)鋼尺和水準(zhǔn)尺，加以尺長(zhǎng)、溫度等各項(xiàng)改正，將高程傳遞到地下。

如圖14.8所示，A為設(shè)在地面井口附近高程已知的近井水準(zhǔn)基點(diǎn)。B為井下導(dǎo)入高程點(diǎn)，其高程待求。通過(guò)豎井下放長(zhǎng)鋼尺，在鋼尺的底端掛上重錘，并將重錘浸入到油桶中。鋼尺在重力作用下穩(wěn)定并保持鉛垂線方向。然后井上、下測(cè)量人員分別安置整平水準(zhǔn)儀，讀取立于A、B兩點(diǎn)水準(zhǔn)尺的讀數(shù)a1與b2。然后轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)長(zhǎng)鋼尺，井上、下同時(shí)讀取讀數(shù)b1和a2。最后再對(duì)立于A、B點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，以檢查儀器高度在觀測(cè)期間是否發(fā)生變動(dòng)，避免粗差的產(chǎn)生。

14.3.2高程聯(lián)系測(cè)量06-5月-246514.3

聯(lián)系測(cè)量式中，Σ△L為鋼尺的總改正數(shù)，包括尺長(zhǎng)、拉力、溫度和鋼尺自重等改正。按照上述方法，再傳遞獲得另一個(gè)井下的高程控制點(diǎn)C，通過(guò)測(cè)量高差hBC來(lái)檢核和評(píng)定高程聯(lián)系測(cè)量的精度。

14.3.2高程聯(lián)系測(cè)量井下B點(diǎn)的高程為：06-5月-246614.4

地下施工測(cè)量

地下控制測(cè)量包括地下平面控制測(cè)量和地下高程控制測(cè)量。地下平面控制測(cè)量是隨著隧道（巷道）向前開(kāi)挖掘進(jìn)延伸而用逐步布設(shè)導(dǎo)線的方式進(jìn)行。地下高程控制測(cè)量方法有水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量。

地下導(dǎo)線測(cè)量的任務(wù)是以必要的精度，建立地下工程平面控制測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)地下導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)放樣隧道設(shè)計(jì)中線及其襯砌位置，從而指示隧道的掘進(jìn)方向及襯砌施工、地下構(gòu)筑物施工放樣、貫通測(cè)量和竣工測(cè)量。地下導(dǎo)線的起始邊通常設(shè)在隧道的洞口、平硐口、斜井口以及豎井的井底車場(chǎng)洞口，起算數(shù)據(jù)由地面控制測(cè)量或聯(lián)系測(cè)量確定。

地下導(dǎo)線的形狀和布設(shè)形式取決于隧道的形狀，盡量沿著線路中線（或邊線）布設(shè)，邊長(zhǎng)應(yīng)大致相等。礦山巷道導(dǎo)線點(diǎn)一般設(shè)在巷道頂板，需采用點(diǎn)下對(duì)中；在斷面較大的隧道里，導(dǎo)線點(diǎn)也常布設(shè)在底板或側(cè)壁上。

14.4.1地下控制測(cè)量

1.地下導(dǎo)線測(cè)量06-5月-246714.4地下施工測(cè)量地下導(dǎo)線一般采用分級(jí)布設(shè)的方法，先隨隧道開(kāi)挖逐段布設(shè)低精度施工導(dǎo)線，然后布設(shè)精度較高的基本控制導(dǎo)線。：（1）施工導(dǎo)線，也稱為二級(jí)導(dǎo)線。當(dāng)隧道開(kāi)挖時(shí)，先布設(shè)邊長(zhǎng)較短，精度較低的施工導(dǎo)線指導(dǎo)隧道掘進(jìn)方向和隧道放樣，邊長(zhǎng)為20～50m。（2）基本導(dǎo)線，也稱為一級(jí)導(dǎo)線（如圖14.8所示）。當(dāng)掘進(jìn)300～500m時(shí)，布設(shè)高精度的基本導(dǎo)線，檢查校正已布設(shè)的施工導(dǎo)線?；緦?dǎo)線起始邊（點(diǎn)）和最終邊（點(diǎn)）與施工導(dǎo)線相重合?；緦?dǎo)線邊長(zhǎng)為50～100m。（3）主要導(dǎo)線。隧道（巷道）繼續(xù)向前掘進(jìn)時(shí)，以基本導(dǎo)線最終邊（點(diǎn)）為起始邊（點(diǎn)），向前布設(shè)施工導(dǎo)線和放樣中線。有的情況下基本導(dǎo)線這一級(jí)舍去，直接在施工導(dǎo)線的基礎(chǔ)上布設(shè)長(zhǎng)邊導(dǎo)線（主要導(dǎo)線）；在不具備長(zhǎng)邊通視條件的情況下可只布設(shè)基本導(dǎo)線，而不布設(shè)長(zhǎng)邊導(dǎo)線。主要導(dǎo)線邊長(zhǎng)為150～800m。

14.4.1地下控制測(cè)量06-5月-246814.4

地下施工測(cè)量圖14.9地下導(dǎo)線

14.4.1地下控制測(cè)量06-5月-246914.4

地下施工測(cè)量

地下高程控制測(cè)量的任務(wù)是測(cè)定隧道高程點(diǎn)的高程，建立一個(gè)與地面統(tǒng)一的地下高程控制系統(tǒng)，作為隧道掘進(jìn)中坡度的控制和高程施工放樣的依據(jù)?！て渲饕攸c(diǎn)為：（1）高程測(cè)量線路與地下導(dǎo)線測(cè)量相同，通常利用地下導(dǎo)線點(diǎn)作為高程點(diǎn)。高程點(diǎn)可埋設(shè)在隧道頂板、底板或側(cè)壁上。（2）高程點(diǎn)設(shè)在頂板時(shí)，觀測(cè)時(shí)水準(zhǔn)尺應(yīng)倒立在測(cè)點(diǎn)上（3）地下高程測(cè)量線路在貫通前均為支水準(zhǔn)路線，需要進(jìn)行往返觀測(cè)或多次觀測(cè)，以資檢核。（4）在施工中為滿足施工放樣的需要，一般是先用低等級(jí)高程測(cè)量出隧道的坡度，然后再用高等級(jí)的高程測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)，并建立永久高程點(diǎn)。每組永久高程點(diǎn)應(yīng)設(shè)置3個(gè)，永久高程點(diǎn)間的間距300～500m。

由于地下高程點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)）有的設(shè)在頂板上，有的設(shè)在底板或側(cè)壁上，無(wú)論是哪一種情況，高差hi的計(jì)算公式都是hi=bi－ai（水準(zhǔn)標(biāo)尺后視讀數(shù)－前視讀數(shù)）。當(dāng)高程點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)）埋設(shè)在頂板上時(shí)，應(yīng)在水準(zhǔn)標(biāo)尺讀數(shù)前加“－”號(hào)再計(jì)算高差。

14.4.1地下控制測(cè)量

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.地下高程控制測(cè)量06-5月-247014.4

地下施工測(cè)量

隧道掘進(jìn)中的施工放樣任務(wù)是把圖上設(shè)計(jì)隧道隨著向前掘進(jìn)逐步測(cè)設(shè)于實(shí)地。隧道施工測(cè)量的主要工作是測(cè)設(shè)出隧道的中線、腰線和開(kāi)挖斷面。隧道中線是隧道水平投影的幾何中心線，用來(lái)控制隧道的掘進(jìn)方向。隧道腰線是高程的控制線，是在隧道側(cè)壁上用高出底部設(shè)計(jì)坡度線一定距離且平行于設(shè)計(jì)坡度線的一組高程點(diǎn)連線。隧道中線的測(cè)設(shè)方法：全站儀極坐標(biāo)法、全站儀坐標(biāo)法、激光跟蹤儀測(cè)設(shè)法。隧道腰線的測(cè)設(shè)方法：水準(zhǔn)儀放樣高程法、全站儀三角高程法。隧道斷面的放樣工作隨著斷面的形式不同而異，隧道斷面形式主要有圓形、拱形、馬蹄形等。隧道斷面可以采用全站儀坐標(biāo)法、放樣機(jī)器人、激光準(zhǔn)直儀法、激光格柵法等測(cè)設(shè)。

城市地鐵區(qū)間隧道主要采用盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)機(jī)是將隧道的定向掘進(jìn)、運(yùn)輸、襯砌安裝等各工種組合成一體的施工方法。盾構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)外形是圓筒形，也有矩形、半圓形等與隧道斷面相近的特殊形狀。盾構(gòu)施工測(cè)量主要是控制盾構(gòu)的位置和推進(jìn)方向。利用隧道導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)定盾構(gòu)的空間位置和軸線方向。用激光經(jīng)緯儀或激光定向儀指示推進(jìn)方向，用千斤頂編組施以不同的推力，進(jìn)行糾偏（調(diào)整盾構(gòu)的位姿和推進(jìn)方向）。采用盾構(gòu)法施工的隧道應(yīng)利用盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，并用人工測(cè)量方法進(jìn)行檢核（如圖14.10所示）。

14.4.2隧道施工測(cè)量06-5月-247114.4

地下施工測(cè)量圖14.10盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向控制系統(tǒng)和人工測(cè)量

14.4.2隧道施工測(cè)量06-5月-247214.5

貫通測(cè)量