大学课程《建筑工程测量》教学PPT课件:第13章 管道工程测量.pptx
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建筑工程测量第13章管道工程测量,1,第13章管道工程测量,学习目标:
通过本章的学习,了解管道工程测量的基本过程;了解管道工程各阶段的测量工作,掌握管道工程中线测设、纵横断面测量、纵横断面图绘制及土方计算的方法;掌握管道施工测量的方法及步骤。
具有一般管道施工中线测设、纵横断面测量、管道施工放样的能力。
建筑工程测量第13章管道工程测量,2,本章教学内容:
1.概述2.中线测设3.纵横断面测量4.管道施工测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,3,13.1概述,在城市和工业建设中,常见的管道有给水、排水、煤气、暖气、电缆、通信、输油、输气等管道。
管道工程测量就是为各种管道的设计和施工服务的,其主要内容包括管道中线测量、管道纵、横断面测量、管道施工测量。
主要任务是为管道工程设计提供地形图及纵、横断面图并将设计的管道位置测设到实地上。
管道工程各阶段所需的具体测量工作包括以下几项:
(1)收集确定区域内大中比例尺地形图、控制点资料、原有各种管道的平面图及断面图等。
(2)勘测与定线。
利用已有地形图,结合现场勘测,进行规划和纸上定线。
(3)地形图测绘。
根据初步规划的线路,实地测量管道附近的带状地形图或修测原有地形图。
(4)管道中线测量。
根据设计要求,在实地标定出管道中线位置。
建筑工程测量第13章管道工程测量,4,(5)纵、横断面图测量。
测绘管道中心线和垂直于中心线方向的地面高低起伏情况。
(6)管道施工测量。
根据定线成果及设计要求,将管道敷设于实地所需进行的测量工作。
(7)竣工测量。
将施工成果通过测量绘制成图,反映实际施工情况,作为使用期间维修、管理及今后管道改建、扩建的依据。
管道工程多属于地下构筑物,在大、中城镇和工矿企业中,各种管道往往互相上下穿插,纵横交错。
如果在测量、设计和施工中出现差错而没有及时发现,一经埋设,以后将会造成严重后果。
因此,测量工作必须采用城市和厂区的统一坐标和高程系统,严格按设计要求进行测量工作,并做到“步步有检核只有这样,才能保证施工质量。
13.2中线测设,1.主点测设2.中桩测设3.转向角测量4.绘制管道里程桩图,建筑工程测量第13章管道工程测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,6,13.2中线测设管道中线测设的任务是将设计的管道中心线的位置测设于实地,并用木桩标定出来。
其主要工作内容是主点桩测设、中桩的测设及线路转向角测量、里程桩和加桩的标定等。
13.2.1主点测设两种方法:
图解法和解析法所谓管道的主点指的是管道的起点、转向点、终点等通称为管道的主点。
主点的位置及管道方向在设计时确定。
主点测设的数据可用图解法或解析法求得。
1.图解法当管线规划设计图的比例尺较大,而且管线交点附近又有明显可靠的地物时,可采用图解法,交点桩的测设可按几何关系取得数据。
沿管线转点进行导线测量,与附近的测量控制点连测,构成附合导线形式,以检查转点测设的正确性。
建筑工程测量第13章管道工程测量,7,2.解析法当管线规划设计图上已给出主点坐标,而且主点附近有控制点时,可以用解析法计算出测设数据。
管道主点测设是利用上述准备好的数据,采用直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等测设出各点,打桩作为点的标志。
具体测设时,各种方法可独立使用,也可相互配合。
主点测设完毕必须进行校核。
校核的方法是通过主点的坐标,计算出相邻主点间的距离,然后实地进行测量,看其是否满足工程的精度要求。
在管道建筑规模不大且无现成地形图可供参考时,也可由工程技术人员现场直接确定主点位置。
建筑工程测量第13章管道工程测量,8,13.2.2中桩测设,为了测定管道长度和测绘纵、横断面图,从管道起点开始,沿中线设置整桩和加桩,这项工作称为中桩测设。
沿管道中心线,每隔某一整数设置一桩,这种桩称为整桩。
整桩间距为20m、30m或50m。
在相邻两整桩之间如有地面坡度变化以及重要地物(铁路、公路、桥梁等),还需要打加桩,在新管线与旧管线及道路的交叉处,也应打加桩。
整桩和加桩的桩号是它距离管道起点的里程,一般用红油漆写在木桩的侧面。
例如某一加桩距管道起点的距离为2184.54m,则其桩号为2+184.54,即公里数+米数(“+”号前的数值表示km数,“+”号后的数值表示m数)。
不同管道的起点不一定相同,例如给水管道以水源为起点;排水管道以下游出水口为起点;煤气、热力等管道以来气方向为起点;电力、电讯管道以电源为起点。
建筑工程测量第13章管道工程测量,9,13.2.3转向角测量如图13.2.1所示,转向角(或称偏角)是指管道转变方向时,转变后的方向与原始方向之间的夹角()。
转向角有左、右之分,偏转后的方向位于原来方向右侧时,称为右转向角;偏转后的方向位于原来方向左侧时,称为左转向角。
当桩定到转折点上时,应用仪器测定转向角。
管道工程对转向角的测设有严格的要求,它直接影响工程质量及管道的正常使用。
建筑工程测量第13章管道工程测量,10,13.2.4绘制管道里程桩图在中桩测设和转向角测量的同时,应将管线情况标绘在已有的地形图上,如无现成地形图,应将管道两侧带状地区的情况绘制成草图,这种图称为里程桩图(或里程桩手簿)。
带状地形图的宽度一般以中线为准左、右各20m,如遇建筑物,则需测绘到两侧建筑物,并用统一图示表示。
测绘的方法主要用皮尺以距离交会法或直角坐标法为主进行,也可用皮尺配合罗盘仪以极坐标法进行测绘,见图13.2.2所示。
13.3纵、横断面测量,1.管道纵断面测量2.管道横断面测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,12,13.3纵、横面测量,13.3.1管道纵断面测量管道纵断面测量的内容是根据沿管线中心线所测得的桩点高程和桩号绘制成纵断面图。
1.水准点的布设为保证管线全线的高程测量精度,一般在管道沿线每隔12km设置一永久性水准点,作为全线高程的主要控制点,中间每隔300500m设置一临时性水准点,作为纵断面水准测量分别附合和施工时引测高程的依据。
水准点应布设在便于引点,便于长期保存,且在施工范围以外的稳定建(构)筑物上。
水准点的高程可用附和(或闭合)水准路线自高一级水准点,按四等水准测量的精度和要求进行引测。
建筑工程测量第13章管道工程测量,13,2.纵断面水准测量
(1)观测方法如图13.3.1所示,纵断面测量采用普通水准测量方法进行,通常以相邻两水准点为一测段,从一个水准点出发,逐点测量各中桩的高程,再附和到另一水准点上,进行校核。
建筑工程测量第13章管道工程测量,14,
(2)记录方法,采用视线高法计算各点高程。
转点读数和高程计算取至mm,间视点读数和高程计算取至cm。
记录方法见表13.3.1所示。
表13.3.1纵断面水准测量计算,建筑工程测量第13章管道工程测量,15,3.管道纵断面图的绘制纵断面图反映了沿管线中心线的地面起伏和坡度陡缓情况,是设计管道埋深、坡度和计算土方量的主要依据。
纵断面图是依据整桩和加桩的桩号及高程,绘制在印有毫米方格的坐标纸上,图上纵向表示高程,横向表示里程(平距)。
为了明显反映地面起伏情况,通常高程比例尺为平距比例尺的10倍或20倍。
里程比例尺有15000、12000和11000几种纵断面图分为上下两部分。
图的上半部绘制原有地面线和管道设计线。
下半部分则填写有关测量及管道设计的数据。
管道纵断面图绘制步骤如下:
打格制表;填写数据;绘地面线;标注设计坡度线;计算管底设计高程;绘制管道设计线;计算管道埋深;在图上注记有关资料。
用全站仪施测纵断面中心桩高程,采用南方CASS绘制纵断面图非常方便。
建筑工程测量第13章管道工程测量,16,13.3.2管道横断面图测绘横断面测量是指在整桩和加桩处,垂直于中线的方向,测出两侧地形变化点至管道中线的平距和高差,依此绘制的断面图,称为横断面图。
平距和高差的测量方法可用:
标杆皮尺法,水准仪皮尺法,经纬仪视距法等。
横断面图是确定线路横向施工范围、计算土石方数量提供资料。
横断面测量的宽度视线路规模及精度要求而定,一般以能在横断面图上套绘出设计横断面为原则,并留有余地。
横断面图一般绘制在毫米方格纸上。
为了方便计算面积,横断面图的距离和高差采用相同的比例尺,通常为1100或1200。
绘制横断面图时,先在适当位置标定桩点,并注上桩号和高程;然后以桩点为中心,以横向代表平距,纵向代表高差,根据所测横断面成果标出各断面点的位置,用直线依次连接各点,即绘出管道的横断面图。
也可以在AutoCAD或者CASS软件中绘制相应的断面图,并可计算出线路施工的土方量。
13.4管道施工测量,1.准备工作2.确定开槽口边线3.管道施工测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,建筑工程测量第13章管道工程测量,18,13.4管道施工测量,13.4.1准备工作1熟悉图纸和现场情况施工测量前,应收集管道测量所需要的管道平面图、纵横断面图、附属构筑物图等有关的设计资料和测量资料,认真熟悉和核对设计图纸,了解精度要求和工程进度安排等,还要深入施工现场,熟悉地形,找出各交点桩、里程桩、加桩和水准点位置并加以检核。
2校核中线,管道中线测量时所钉设的中线桩、交点桩、转点桩的位置,施工开挖时可能会碰动或者破坏,为了保证中线位置的准确性,在开工前需要对中线进行检核,并将丢失和被破坏或移动的桩点要补齐或重设。
在检核中线时,应根据检查井、支管等附属构筑物的设计数据将其位置标定出来。
建筑工程测量第13章管道工程测量,19,3测设施工控制桩由于施工时中线上各桩要被挖掉,为了便于恢复中线和其他附属构筑物的位置,应在不受施工干扰、引测方便和易于保存桩位处设置施工控制桩。
施工控制桩分中线控制桩和位置控制桩两种。
中线控制桩一般测设在管道起止点和各转折点处的中线延长线上,若管道直线段较长,可在中线一测的管槽边线外测设一条与其平行的轴线,利用该轴线表示恢复中线和构筑物的位置。
位置控制桩测设在与管道中线垂直的方向上,控制桩要钉在槽口外0.5m左右,与中线的距离最好是整米数。
恢复附属构筑物的位置时,通过两控制桩拉细绳,细绳与中线的交点即为构筑物的中心位置。
4水准点的加密为了便于在施工期间测设高程,应根据设计阶段布设的水准点,在沿线附近每隔100150m左右增设一个临时水准点,其精度要求由管线工程性质和有关规范确定。
建筑工程测量第13章管道工程测量,20,13.4.2确定开槽口边线,根据管道的设计埋置深度、管径大小,再根据沿线的土质情况,决定管槽开挖的宽度,在地面上定出槽边线的位置,撒上白灰线,作为开槽的依据。
建筑工程测量第13章管道工程测量,21,13.4.3管道施工测量管道施工中测量的主要任务就是依据工程的进度,及时测设出控制中心线位置及开挖深度的标志。
1.龙门板法
(1)设置坡度板及测设中线钉管道施工中的测量工作主要是控制管道中线设计位置和管底设计高程。
为此,需要设置坡度板。
坡度板跨槽设置,一般间隔1020m,并编以板号,遇到检修井等构筑物时应加埋。
根据中线控制桩,用经纬仪把管道中心线投测到坡度板上,用小钉作为标记,称为中线钉,以控制管道中心的平面位置。
开槽后,应设置坡度横板,以控制管道沟槽按照设计中线位置进行开挖。
一般每隔1020m设置一块坡度横板,并编以桩号。
在中线控制桩上安置经纬仪,将管道中线投测到坡度横板上,订上小铁钉(称中线钉)作标志。
建筑工程测量第13章管道工程测量,22,
(2)测设坡度钉为控制沟槽开挖的深度,要测量出坡度板板顶的高程。
板顶高程与相应的管底设计高程之差,就是从板顶向下挖土的深度。
见图13.4.2所示,在坡度横板上中线一侧钉高程板(也称坡度立板),在高程板上测设一无头小钉(称坡度钉),以控制沟底挖土深度和管子的埋设深度,使各坡度钉的连线平行于管道设计坡度线,并距管底设计高程为一整分米,这称为下反数。
由于坡度钉是控制高程的标志,所以在坡度钉钉好后,应重新进行水准测量,检查结果是否有误。
施工过程中,应随时,检查槽底是否挖到设计高程,如挖深超过设计高程,绝不允许回填土,只能加高垫层。
建筑工程测量第13章管道工程测量,23,例如,预先确定下返数为2.0m,某桩号坡度板的板顶实测高程为176.115m,该桩号管底设计高程为174.012m,则高差调整数为:
(176.115-174.012)-2.0+0.103m,即从板顶沿立板往下量0.103m,钉上坡度钉,则由这个钉下返2.0m即为设计管底位置。
由于施工中交通繁忙,容易碰动龙门板;有时大雨过后,龙门板还有可能产生下沉;因此应定期进行检查。
建筑工程测量第13章管道工程测量,24,2.平行轴腰桩法当管径较小、坡度较大、精度要求较低,现场条件不便采用坡度板时,可采用平行轴腰桩法来测设中线、高程及坡度控制标志。
见图13.4.3所示,开挖前,在中线一侧(或两侧)测设一排(或两排)与中线平行的轴线桩,平行轴线桩与管道中线的间距为,各桩间隔1020m,检查井位也相应地在平行轴线上设桩。
当管槽开挖时至一定深度以后,为了控制管底高程,以地面上的平行轴线桩为依据,在高于槽底约1m的沟槽坡上钉一排与平行轴线相对应的桩,它们与管道中线的间距为b,称为腰桩。
建筑工程测量第13章管道工程测量,25,在腰桩上钉一小钉,并用水准仪测出各腰桩上小钉的高程。
用水准仪测出各腰桩上小钉的高程,小钉高程与该处相对应的管底设计高程之差,即为下返数。
施工时,只需用水准尺量取小钉到槽底的距离,并与下反数相比,便可检查槽底是否挖到管底设计高程。
建筑工程测量第13章管道工程测量,26,13.4.3.2顶管施工测量当管线穿越铁路、公路或其他重要建筑物时,如果不便采用开槽的方法施工,这时就需要采用顶管施工法。
顶管时,须控制好管道中线方向以及管道的高程和坡度。
见图13.4.4所示,顶管施工是在管道的一端和一定的长度内,先挖好工作坑,在坑内安放道轨(铁轨或方木),将管材放在导轨上,然后用顶镐将管材沿所要求的方向顶进土中,并挖出管内的泥土。
顶管施工测量的目的是保证顶管按照设计中线和高程正确顶进或贯通。
建筑工程测量第13章管道工程测量,27,1.准备工作先挖好顶管工作坑,根据地面的中线桩或中线控制桩,用经纬仪将中线桩分别测设在工作坑的前后,让前后两个中线桩互相通视,然后在坑外的这两个中线桩上安置经纬仪,将中线方向投测至坑壁两侧,分别打入大木桩,作为顶管中线桩。
为了控制管道按设计高程和坡度顶进,需将地面高程引入坑内,一般在坑内设置两个临时水准点,以便校核。
顶管时,坑内要安装导轨,以控制顶进方向和高程,导轨常用铁轨。
导轨一般安装在方木或混凝土垫层上,垫层面的高程及纵坡应符合管道的设计值。
根据导轨宽度安装导轨,根据顶管中线桩及临时水准点检查中心线和高程,无误后,将导轨固定。
建筑工程测量第13章管道工程测量,28,2.顶进过程中的测量工作
(1)如果顶进距离不长,可在前后坑壁中线钉之间拉一条细绳,细绳上挂两个吊锤,两吊锤线的连线即为中线方向。
一般偏差允许值为1.5cm,如超限须进行校正。
中线测量以管子每顶进0.51.0m进行一次。
(2)用经纬仪可以测出管道中心偏离中线方向的数值,依此在顶进中进行校正。
(3)如果使用激光经纬仪或激光准直仪,则沿中线发射一条可见光束,使顶管顶进中的校正更为直观和方便。
建筑工程测量第13章管道工程测量,29,3.高程测量先在工作坑内布设好临时水准点,再在工作坑内安置水准仪,以在临时水准点上竖立的水准尺为后视,以在顶管内待测点上竖立的标尺(小于管径)为前视,可测得管底各点的高程。
将测得的管底高程与管底设计高程值进行比较,即可得到顶管高程和坡度的校正数据,其差值超过1cm时,需要校正。
在管道顶进过程中,为了保证施工质量,每顶进0.5m,应进行一次中线和高程的检查。
当顶管距离较长时,应分段施工,可每隔100m设置一个基坑,采用对向顶管施工方法,其贯通误差不得超过3cm。
在顶管施工过程中,当距离太长,直径较大时,可以使用激光经纬仪和激光水准仪进行导向,也可以使用管道激光指向仪,可提高施工进度,保证施工质量。
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