时间:2022-09-08 07:23:41
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇测绘高级工程师总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1测绘工程监理中存在的问题
由于常规模式下的测绘质量检验方法难以实现,即使形式上勉强做到,也会或不及时,或抽查数量比例不足,或不认真流于形式,以致不能真正达到检验的目的和效果,从而不能保证质量。如果在最后检查时发现重大质量问题,就需要修测、补测,甚至重测,这样对甲、乙双方都是难以承受的。而且最后检查是抽查,如果没有抽查到有问题的样本,致使用户在使用测绘产品时才发现质量问题,就会亡羊补牢,为时已晚。一些转包队伍作业的质量问题就更难以追究。
2测绘工程监理中存在的问题的应对措施
测绘工程监理成果是工程施工质量的“晴雨表”,监理成果必须能够客观公正、详细、准确地反映施工过程中的实际情况。只有及时发现工程进展中存在或潜在的质量隐患,才能达到长期预防和及时纠正的目的。因此,监理单位须采取以下的质量保障措施:1)建立和运行测绘工程监理工作程序,使监理工作在科学化、系统化、规范化的良性循环中进行。监理单位与委托单位、施工单位的各类技术业务往来采用正规文件形式记录备案,各种数据采集和处理结果必须保留原始记录,并及时归档。2)组建相应监理组织机构,组织优秀的技术人员、管理人员,选用优良的检测设备。3)及时取得和透彻理解甲方的最新技术要求和旨意,并且立即贯彻到所有监理工程师中去;及时将监理结果按生产工序上报委托单位,并通知施工单位,以保证委托单位、监理单位、施工单位三方之间的信息畅通。4)编制合理的监理方案、监理指标和技术参数,在监理过程中准确检测、统计和评估这些指标、参数,检测者、审核者、批准者必须签名备案。5)严格执行监理方案中的相关规定,逐级负责,分工明确,责任到人。对每位监理工程师的工作量、监理结果定期考核测评,测评结果通报备案。6)严肃监理人员的工作纪律,保证监理人员素质。对在监理过程中接受施工单位任何财物的监理人员要严加处罚;监理人员若被施工单位投诉,一经查实,应立即做出处理决定,并将处理结果通报委托单位和施工单位,直至取消其监理资格。7)监理单位负责人定期征求委托单位和施工单位对监理人员和监理单位的意见,对不足之处在以后的工作中加以改进。
3测绘工程监理的实施
3.1成立监理项目部监理单位必须由具有高级工程师或工程师职称、有丰富实践经验的人员组织一个技术班子,任命总监理工程师,主持监理工作,执行质量负责人制度,质量负责人对监理全过程实施质量监督,对测绘工程监理质量负全责。根据具体情况分设监理组,监理队伍中的技术人员要相对稳定,监理过程中重大事情的处理,必须由总监理工程师到场,对处理意见签定认可后方能执行。监理项目部要配备足够的仪器设备,各种仪器设备精度必须满足该项测量要求,所使用的仪器设备必须有有效的检定合格证书。3.2编制监理方案和实施细则监理项目部根据委托单位制订的《××工作方案》《××技术方案》《×实施细则》和生产方制定的《××技术设计》等。制定《××监理方案》《××监理实施细则》和《××监理计划》等报委托单位批准后实施。主要内容应包括监理的目的、任务、原则和依据等保障措施;监理的组织机构职责、监理工作的主要内容;监理报告的编写等。3.3对施工队伍的监理按照有关要求对施工单位的生产组织、质量管理、人员配备、设备投入、技术方案等进行全面监理。本阶段的监理主要通过有关材料审核和现场核对的方式进行,监理人员填写相应详细的监理表。施工单位在规定时间内将有关材料报送监理单位。
4运转实施有效的现场监理工作
即将实行的新监理规范对现场监理从业人员资格条件是放宽了,但对相应的监理执业要求却越来越高。在越来越严格的大环境下,建立一支高效的监理项目班子,对实施现场监理工作非常重要。监理工作不仅注重施工过程的产品实体质量监控,更应当注重监理自身的行为质量和监管的施工项目管理体系,促进其正常运转,发挥有效作用。根据笔者从事监理工作经验的积累总结,监理的工作方法应做到“有理、有据、有序、有节”。监理的工作态度应做到“尽心、尽力、尽职、尽责”。只有做到上述几点,才能履行监理的基本职责,在此基础上,不断提高和拓展自身的监理从业技能与素质,如果能做到这些,我们的监理班子,从公司到现场项目监理组才能得到良性发展与成长,我们的监理水平才能得到不断的提升。建立正确的监理工作态度和监理工作方法还不够,实际运作中还需建立实施有效的考评制度方法,确保现场监理人员行为,做到人在岗,精于业,心自律,拓发展。
5结束语
测绘工程监理是一个新事物,必然有一个发生、发展与完善的过程。测绘工程监理工作中要向建筑工程监理的方法借鉴,结合本行业的技术特点,逐步形成比较完善的工作体系。相信测绘工程监理定能成为测绘事业进步与发展的好帮手。
作者:金丽 单位:辽宁省测绘产品质量监督检验站
关键词:测量;微处理器;智能监控
1.1 概述
盖下坝水电站位于重庆市云阳县和奉节县境内的长江一级支流长滩河中上游河段,该电站开发的主要任务是发电,电站工程枢纽由混凝土双曲拱坝及左岸引水发电系统组成。
混凝土双曲拱坝包括溢流坝段、挡水坝段,坝顶中心线弧长153.31m,坝顶高程394.00m,最大坝高160m(包括垫座) 。
引水系统布置在长滩河左岸山体内,由进水口、引水隧洞、调压井及压力管道组成,采用一洞三机的布置方式。本标段施工内容为进水口、引水隧洞(0-70.15~1+000)。
本标主要测量项目包括:大坝工程、引水系统工程、缆机平台土建工程、永久交通工程等测量控制、施工放样。
本工程施工测量的重点、难点主要有:控制与加密控制;拱坝放样数据计算、日常施工放样与校模测量。
砼拱坝工程由中国水利水电第十二工程局有限公司承建,相应大坝施工加密控制网由十二局测量队施测,控制网2009年2月18日~24日经实地踏勘、初放点位,网点布置见附图。
1.2 编制依据
⑴盖下坝电站施工总平面布置图、拱坝平面布置及剖面图;招标阶段文件。
⑵中水东北勘测设计研究有限责任公司工程测绘公司完成的《盖下坝水电站施工控制网》成果;(独立平面直角坐标系统、1956年黄海高程系统)
⑶本工程招、投标文件
1.3 执行规范、要求
⑴《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)
⑵《国家三角测量和精密导线测量规范》
⑶设计、监理部门其它技术要求
1.4 设计原则
平面控制网结合工程规模、工程总体布置、工程建设周期等因素,执行规范有关规定,设计为三等平面控制网、高程网用光电测距三角高程代替三等水准。
1.5 平面控制
平面控制点相对于同级起算点或邻近高一级控制点的点位中误差小于±10mm。
施工控制网主要侧重于工程建设的施工放样、相对精度要求高。拟取用提供网中的一个点及一个方向作为本加密施工控制网的起算数据,作零类设计,按三等技术要求建立本标控制网。
三等平面控制网设计为导线网。测边与测角精度匹配附合下列要求:Mβ/√2ρ=MS/S×103
⑴ 对提供点复测做如下考虑:资料分析、测点踏勘、水平角及边长与实测比较。通过现场踏勘对提供的控制点是否有位移迹象、是否遭到破毁、通视等情况进行判断;实测比较根据提供的成果进行边长和水平角反算的结果与全站仪实测的边长和水平角进行比较。
校核提供控制点间相互关系。拟设站C17点,实测C17~A2间距,按四等要求实测A2、C17、C18水平夹角。根据复测结果报监理审核后选用起算点。
根据现有资料分析拟选定坝区附近点C17为施工控制网起算点,以C17~A2为起算方位,作零类设计,采用经典自由网。
⑵点位分布及主要作用:
首级控制点主要用于坝区原始地形复测、坝区开挖、引水洞进口明挖、坝体砼浇筑及作为加密控制的起算点。
根据盖下坝坝区地形和拱坝施工测量特点,分三层布设点位。考虑到点位的稳定性、长久性及为后期加密控制的方便性,首级布设6个控制点(网形见附图)。
低层布置一个点(点名GX05)高程约300,主要承担基坑为主施工放样任务。本控制点为EL300以下拱坝开挖、砼施工测量、进水口段加密控制起算、上游围堰放样主要控制点。
中层分布二个点(点名GX03、GX04)高程约340~360,主要承担EL300~360测量放样任务;
高层分布二个点(点名GX01、GX02)高程约400~420,承担高层区开挖放样任务,与今后变形观测系统衔接等。
(GX01~GX05)点位布置大坝上游侧左岸(将考虑左岸施工线路影响),均为高标墩控制点。
现导流洞出口洞顶附近布置一个高标墩点GX06,主要负责下游围堰、交通洞放样、加密起算等任务。
拱坝砼施工放样测站点主要为高标墩控制点。为确保放样使用高标墩原则,GX01、GX03、GX05点拟在缆机平台、临建施工路基本形成后进行。GX02、GX04、GX06点尽早安排标墩施工,按测站精度要求实测坐标。先行形成控制点主要服务施工准备阶段测量放样和地形测量任务。
⑶ 加密方案初定: 加密点采用地面墩,拟在拱坝区域(两坝肩)、引水系统进水口对面山体布置3~4个四等精度导线点主要用于地形测量。
以三等点为加密起算点按等级要求建立测站点,所建测站点考虑满足放样精度要求,放样前作精度估算。
⑷ 点位中误差估算:根据图上选点得出控制点概略坐标,用清华三维Nasew2000 智能图文网平差软件反算观测值,评估本设计的施测方案得出最弱点点位中误差为4.4mm。
⑸ 平面控制点以高标墩为主,具体点位据实地情况确定。高标墩点位要求开挖至基岩或坚硬土层,标墩砼浇筑分二期施工。安装强制对中盘时,须由测量人员监测,其底座不平度小于4′。确保砼浇筑质量,标身抹面,涂白漆,标注点名。观测墩加强保护,临时施工线路尽可能避开观测控制点,确保施工控制网完整性,施工控制网拟在拱槽开挖结束后根据点位情况考虑复测。
(6) 平面控制网水平角及测距由TCA2003全站仪观测。水平角观测当方向为2 个时奇数测回观测左角,偶数测回观测右角,当方向观测数超过2个时采用方向观测法左右角观测共六测回。水平角观测时度盘不作度盘配置、仅对秒值变换。
测距作业技术要求:
测距边往返较差须将斜距化算至同一高程面上方可比较。测距边经气象、加乘常数改正,倾角加入两差改正后化为水平距离,其中大气折光系数选用0.14,地球曲率半径为6368000米。观测边长投影到测区平均高程面:324m。
1.6 高程控制
最末级高程控制点相对起算高程控制点的高程中误差小于±10mm。
根据工程实际情况,按三等三角高程精度要求施测,每个平面控制点均提供三角高程,组成三维网。
拟选用C17水准高程作为控制网起算高程点。
三角高程作业技术要求:
1.7 计算
对所有观测手簿统一编号,记录规范、填写齐全。平差计算前,对外业观测记录手簿及平差计算起始数据,再次进行百分之百的检查校对。
计算采用武测科傻平差软件进行严密平差,方法采用验后定权法。平面网计算反映三角形闭合差,测角中误差,点位中误差、边长相对中误差、误差椭圆等信息,高程网计算反映平差后高程单位权中误差,各未知点平差后高程中误差等信息。
1.8 提交资料
⑴ 技术设计书
⑵ 测绘资质证书复印件
⑶ 仪器检定资料
⑷ 平面、高程网布置图
⑸ 控制点成果、精度表
⑹ 技术总结
1.9 工期安排、控制测量人员组织
⑴2009年2月18日~2月25日,技术设计、选点
⑵2009年2月25日~4月20日,观测墩制作、稳定
【关键词】自动化;实践;特点;作用
实践教学包括实验、制图测绘、基本技能实习、专业认知实习等环节,是学生获得基本技能的训练手段,是形成专业实践能力的重要教学环节。机电技术应用专业依托学校现在的实训设备,开展课程实训工作。学校现有钳工实训室、车工实训室、机械制图室、机械原理陈列室、电工电子实训室、数控实训室、机器人实训室和机电综合创新实训室。基本可以满足自动化生产设备应用专业的实训教学。教师在授课中,应根据开设课程的内容适当比例地安排一定的实训时间。原则上理论课的时间与实训时间比例多于1:1。
一、实验
实验是理论联系实际、培养学生动手能力和科学素养的重要教学环节。根据不同课程情况,实验有两种安排:一是将实验安排在相应的章节讲授完毕进行;二是在学完或即将学完某一课程并进行了一些实验的基础上,集中一周(实验专用周)实践。在相应的实验室里进行。
课程设置安排物理、公差配合和测量课程开设实验专用周。主要是在教师的指导下,按实验指导书要求,独立完成实验的全过程,目的是使学生成为实验领域的实践者和积极探索者,训练学生调试、操作实验设备、仪器的基本技能以及数据处理、分析实验结果的能力,并培养严谨的实验习惯。实验占重要地位的课程和开设实验专用周的课程,实验要单独考核,成绩列入学生成绩册。实验在各门课程教学基本要求中要作具体的规定。
二、基本技能实训
基本技能实习包括钳工实训、车工实训、电工电子实训、数控加工实训、维修电工操作技能实训、无线电装接工操作技能实训、计算机应用基础、计算机辅助设计CAD等,计12周。
通过实习,使学生了解机械、电工电子、计算机常识,使学生获得有关机电方面的基础知识,进行中级技术工人必须的基本操作训练。基本技能实习应以培养基本技能的实习为主,通过钳工、车工、电工电子、数控加工和计算机等实习环节,使学生具有机电和计算机方面的基本操作技能及基本知识。
每次实习完毕,必须进行操作及理论考核,同时结合学生实习中的工作情况,评定总成绩,列入学生成绩册。
三、专业认知实习
专业认知实习是在学生开始学习专业课时,安排在校外工厂完成的实践性教学环节。主要目的是为了使学生了解工矿企业的生产概况、生产过程、设备维修、设备管理、产品装配以及企业生产组织和车间管理的一般情况。以获得本专业较全面的专业知识,初步培养观察分析生产现场常见的机械加工、设备维修方法,了解生产的组织、管理形式,为后续专业课学习打下良好的基础。
专业认知实习一般应选择生产技术和管理水平较为先进的工厂为基地,并根据工厂的具体情况,制定出详细的实习指导书。专业认知实习安排3周。
专业认知实习中,要对学生加强纪律教育、劳动教育、安全教育、职业道德教育和集体主义教育。对学生的表现和实习报告要作全面考核,成绩列入学生成绩册。
四、企业实习
学生学完所有专业基础课和专业课后,第三学年安排同学开展为期一年的企业实习,学校尽力联系尽可能多的企业单位让学生实习。机电技术应用专业实习的单位有:东风仪表厂集团、西光集团、惠安集团等各类机械加工和电子企业。
关键词:激光扫描;地理信息;滑坡监测;测量误差
中图分类号:[P258]文献标识码:A
1 引言
面对严重的滑坡灾害,对其完全治理存在资金不足、技术力量薄弱等困难,开展滑坡监测己成为预防滑坡灾害的主要途径。滑坡监测是地质灾害防治的重要手段,其目的是通过一定的监测仪器或监测手段对已知的地质灾害体进行形变、位移、地下水动态、应力状态等特征进行测量,分析、了解地质灾害体的变形、位移状态及趋势,为地质灾害防治决策以及预报预警提供定量的数据。
而在20世纪90年代中期出现并发展起来的三维激光扫描技术,与传统的滑坡监测技术相比,具有无需事先埋设监测设备、无接触测量、监测速度快、测量精度高、能够反映坡体的总体变形趋势等特点,更可以快速获取高密度、高精度的三维点云数据,经数据处理及建模后可以得到整个坡体地表的变化信息,对监测结果进行研究并掌握其变形发展规律,开展滑坡灾害预报,可以使生命财产的损失降到最低点。
2 激光扫描的应用技术路线
地面三维激光扫描技术的应用技术路线和处理流程大致可以分为扫描计划制定、外业数据采集和后期数据处理等部分(见图1),下面主要结合激光扫描在滑坡监测中的应用为例讨论数据采集及处理过程。
图1 数据采集和处理流程
2.1扫描计划制定
制定详细的工作计划应首先明确扫描对象,可以进行现场踏勘,采集影像、做好观察记录,其次,根据扫描对象、扫描仪的性能确定扫描采样分辨率、设计合适的扫描路线、确定设站和标靶位置。
滑坡监测主要是要采集地形变化的数据,要考虑实际地质条件等因素来制定详细的计划。
2.2外业数据采集
外业工作主要包括数据采集、现场分析采集到的数据是否大致符合要求、进行初步的质量分析和控制等。现场扫描标靶时把各标靶编号,利于后期处理,同时使用GPS测量3个以上的标靶的坐标,以便于后期的扫描坐标系和绝对坐标系的转换。
根据滑坡监测的需要,扫描过程分为:布设、场景扫描、精扫三个部分。分述如下:
布设:首先对滑坡地点进行现场的踏勘,根据它的位置、大小、形态,确定扫描方案,布设相应的点位。
滑坡体的场景扫描:将选好的扫描仪架设在布设的点位上,调整仪器的姿态,扫描过程利用软件控制,进行扫描。
精扫:重新设置扫描参数和点间间距,对标靶处进行精细扫描。相同的控制标靶在不同的测站时的中心位置必须一致,这样才能将各站扫描的点云统一到同一个坐标系统之下。
2.3内业数据处理
后期数据处理是整个作业过程中最重要也是工作量最大的一环,处理软件采用三维激光扫描仪的配套软件Cyclone。Cyclone能够管理海量数据,并能依据标靶或点云实现点云拼接、数据分块处理和管理功能,可根据点云自动生成平面、曲面、圆柱、弯管等几何体,并自动构网和生成等高线,依据点云厚度生成点云切片。可以输出dxf、ptx、pts、txt等多种数据格式。Cyclone还具备了正射影像输出功能,CAD用户可以在纠正的影像上得到高精度的二维线划图。
3 激光扫描技术的滑坡监测应用分析
激光扫描技术应用的发展趋势是:扫描速度将有较大的提高,视场角也将从原来的几十度到将来的接近全视角;测量精度将进一步提高;处理点云数据的速度将会大大提高,满足实际生产的需要;行业应用将进一步扩大,越来越普遍化。
3.1 滑坡监测应用分析
滑坡监测包括滑坡体地表滑移痕迹的目视调查、滑坡体地表位移变形监测、滑坡体内部岩层倾斜变形监测、滑坡体深层应力应变监测和外部环境监测如降雨量、地下水位监测等等。其中地表位移变形监测不仅是进行滑坡监测的重中之重,而且是决定滑坡体稳定与否的根本依据。它的具体做法是在不同时期对变形监测点实施多次观测,根据每个监测点平面和高程位移量的变化来确定滑坡体三维空间上的变形规律。
在理论分析和实验室研究工作中,国内外已应用了多种方法,如三重蠕变曲线地图形分析方法、半对数曲线法和变形速度倒数法进行滑坡时间预测,测量地表破坏声响反射方法检测地表、地下水运动,这些方法都是离线式和非实时性地。
随着现代科学技术的迅猛发展,各种电子化、数字化、自动化、智能化的新型集成化测绘仪器不断涌现,滑坡监测的技术和方法正在从传统的单一监测模式向点、线、面立体交叉的空间模式发展。具体来讲,可以概括为两种:一种是滑坡监测的传统方法,主要指全站仪测量方法、摄影测量方法及GPS监测系统等;另一种是基于新技术和新仪器的滑坡监测新方法,如合成孔径雷达干涉测量(SAR)技术、三维激光扫描技术等。
3.2 测量误差分析
激光测距信号处理的各个环节都会带来一定的误差,特别是光学电子电路中激光脉冲回波信号处理时引起的误差,主要包括扫描仪脉冲计时的系统误差和测距技术中不确定间隔的缺陷引起的误差。脉冲计时的系统误差造成循环、混淆现象与测距的凸角误差相类似,测距技术中不确定间隔更可能造成数据突变,目前,可运用一些较好的技术(如频率倍乘、微调作用) 处理这种突变的误差。激光测距误差综合体现为测距中的固定误差和比例误差,可以通过仪器检定确定测距误差的大小。
扫描角的影响包括水平扫描角度和竖直扫描角度测量的影响。扫描角度引起的误差是扫描镜的镜面平面角误差、扫描镜转动的微小震动、扫描电机的非均匀转动控制误差等因素的综合影响。目前扫描角测量可达很高的精度,如莱卡的HDS2500三维激光扫描仪的扫描精度可达到±0.5mm。
三维激光扫描点云的精度与物体表面的粗糙程度有密切关系。由于三维激光回波信号有多值性特点,有些三维激光扫描系统只能处理最后反射回来的回波信号,也有一些三维激光扫描系统能够综合处理首次和最后反射回来的回波信号。以处理首次反射回来激光回波信号为例,目标物体表面粗糙程度引起激光脚点位置的偏差接近于物体表面粗糙极值max 的1/2。
温度、气压等外界环境条件对激光扫描的影响主要表现为温度变化对精密器械结构关系的细微影响、扫描过程中风的震动、激光在空中传播的方向等。较差的外界环境条件对三维激光扫描数据的影响也较大。
4 总结
三维激光扫描技术处于不断发展和完善中,还有待进一步改进和提高,如:受到安全激光功率的局限,扫描距离和范围有限;特定材料对激光光源反射不够敏感,造成扫描范围内出现盲区,如潮湿的地表和绿色植被对扫描结果都有较大的影响;坐标系统校正方法不够成熟,坐标转换容易产生误差并难以避免;扫描激光光斑随距离的增加而变大,造成扫描结果中物体边缘细节难以识别;彩色信息的获取及处理方法有待改善。
三维激光扫描技术的工程应用潜力还待进一步开发利用。从目前三维激光扫描技术的发展现状看,其今后的发展前景是广阔的。三维激光扫描技术是目前世界上获取三维空间数据的最先进的技术之一,有着传统测量方法难以比拟的技术优势,可以快速获取复杂目标体的三维空间数据。三维激光扫描技术以其独特、先进的技术优势,可广泛应用于众多领域。
三维激光扫描技术具有很强的工程适用性,在地质、地形的监测中应用三维激光扫描技术具有重要的理论及现实意义,有着巨大的应用潜力。传统的滑坡监测方法费时、费力并存在调查人员的人身安全问题,同时在某些情况下还存在难以获取令人满意的结果。将三维激光扫描技术引入到地质灾害领域,在滑坡监测中有着传统监测方法难以比拟的优势,获取一些传统方法难以获得的结果。另外,这种新技术的引入大大降低了调查人员的劳动强度,提高了工作效率。总之,对于实际的工程应用来讲,将三维激光扫描技术与滑坡监测相结合,并应用于地质灾害监测中去,无论对于测绘还是地质灾害领域都具有重要的里程碑意义。
参考文献:
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关键词:测绘;比例尺;航空摄影;地籍测量
Abstract: In modern life, regardless of architecture or construction, mapping occupied a pivotal position. This article discusses the use of a few key points in surveying and mapping, to improved helps for the relevant employees.Key words: surveying and mapping; scale; aerial photography; cadastral survey
中图分类号:P2 文献标识码:A文章编号:
引言:测绘在建筑和施工中越来越占据举足轻重的地位,不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地籍测量,这都是测绘的重中之重。本文着重从这三方面分别介绍了各自的特点和方法,希望能推动这些方法在测绘中的广泛使用。
一、大、中、小比例尺地形图编绘
一般将数字比例尺化为分子为1,分母为一个比较大的整数M表示。
M越大,比例尺的值就越小;M越小,比例尺的值就越大,
如数字比例尺1:500>1:1000。
称比例尺为1:500、1:1000、1:2000、1:5000的地形图为大比例尺地形图,
称比例尺为1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万的地形图为中比例尺地形图,
称比例尺为1:20万、1:50万、1:100万的地形图为小比例尺地形图。
我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:20万(现已为1:25万) 、1:50万、1:100万七种比例尺地形图为国家基本比例尺地形图。
地形图的数字比例尺注记在南面图廓外的正中央。
中比例尺地形图系国家的基本地图,由国家专业测绘部门负责测绘,目前均用航空摄影测量(aerial photogrammertry)方法成图,小比例尺地形图一般由中比例尺地图缩小编绘而成。
城市和工程建设一般需要大比例尺地形图,其中比例尺为1:500和1:1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘;
比例尺为1:2000和1:5000的地形图一般用由1:500或1:1000的地形图缩小编绘而成。
大面积1:500~1:5000的地形图也可以用航空摄影测量方法成图。
图示比例尺绘制在数字比例尺的下方,其作用是便于用分规直接在图上量取直线段的水平距离,同时还可以抵消在图上量取长度时图纸伸缩的影响。
二、航空摄影测量
根据在航空飞行器上拍摄的地面像片获取地面信息,测绘地形图。主要用于测绘1:1000~1:100000各类比例尺的地形图。航摄像片是航空摄影测量的基本资料,是用画幅式航摄机,按照严格的航摄要求摄得的。
理论:航空摄影测量的主题,是将地面的中心投影(航摄像片)变换为正射投影(地形图)。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法(亦称模拟法)和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法,而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的,带有某些共性,如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程,像对的相对定向,模型的绝对定向和立体观测原理等。
像片的内方位元素和外方位元素。内方位元素用以确定摄影物镜后节点(像方)同像片间的相关位置。利用它可以恢复摄影时的摄影光线束。内方位元素系指摄影机主距 f和摄影机物镜后节点在像平面的正投影位于框标坐标系中的坐标值(x0,у0)。这些数值通过对航摄机鉴定得出,故内方位元素总是已知的。确定摄影光线束在摄影时的空间位置的数据,叫做像片或摄影的外方位元素。外方位元素有6个数值,包括摄影中心S在某一空间直角坐标系中的3个坐标值Xs、Ys、Zs和用来确定摄影光线束在空间方位的3个角定向元素,如、ω、k角。这些外方位元素都是针对着某一个模型坐标系O-XYZ而定义的。模型坐标系的X坐标轴近似地位于摄影的基线方向,Z坐标轴近似地与地面点的高程方向相符。在模型坐标系内所建立的立体模型必须在其后经绝对定向的过程才能取得立体模型的正确方位。
立体观测原理。立体观察的原理是建立人造立体视觉,即将像对上的视差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉。得到人造立体视觉须具备3个条件:①由两个不同位置(一条基线的两端)拍摄同一景物的两张像片;②两只眼睛分别观察像对中的一张像片;③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行,而且同名点间的距离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。若用两个相同标志分别置于左右像片的同名像点上,则立体观察时就可以看到在立体模型上加入了一个空间的测标。为便于立体观察,可借助于一些简单的工具,如桥式立体镜和反光立体镜。对于那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一个承影面上的情况,可采用互补色原理或偏振光原理进行立体观察,并用一个具有测标的测绘台量测。
航空摄影测量需要进行内外两方面的工作。
航测内业工作包括:①测图控制点的加密。以前对于平坦地区一般采用辐射三角测量法,对于丘陵地和山地则采用立体测图仪建立单航线模拟的空中三角网,进行控制点的加密工作。20世纪60年代以来,模拟法空中三角测量逐渐地被解析空中三角测量代替(见空中三角测量)。②用各种光学机械仪器测制地形原图。
航测外业工作包括:①像片控制点联测。像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上的明显地物点(如道路交叉点等),用普通测量方法测定其平面坐标和高程。②像片调绘。是图像判读、调查和绘注等工作的总称。在像片上通过判读,用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素;测绘没有影像的和新增的重要地物;注记通过调查所得的地名等。通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。③综合法测图。主要是在单张像片或像片图上用平板仪测绘等高线。
从测图方法来说,20世纪30年代以来,航空摄影测量的测图方法主要有3种,即综合法、全能法和分工法(或称微分法)。
航空摄影测量的综合法是摄影测量和平板仪测量相结合的测图方法。地形图上地物、地貌的平面位置由像片纠正的方法得出像片图或线划图,地形点高程和等高线则用普通测量方法在野外测定。它适用于平坦地区的大比例尺测图。
航空摄影测量的全能法是根据摄影过程的几何反转原理,置立体像对于立体测图仪内,建立起所摄地面缩小的几何模型,借以测绘地形图的方法。在立体测图仪上安置像片时依据内方位元素,目的是使恢复后的投影光束同摄影光束相似(也可在一定条件下变换投影光束)。由于像对的相对定向过程中并未加入控制点,只利用了像对内在的几何特性,所以建立的几何模型的方位是任意的,模型的比例尺也是近似值,因此必须通过绝对定向才能据以测图。
全能法测图的仪器是立体测图仪。这类仪器形式繁多,根据投影系统的结构可分为3种类型:①建立实际投影光线束的光学投影式的;②从投影中心至像点一方为实际的投影光线,而从投影中心至模型点一方则用方向导杆代替的光学机械投影式的;③用一根贯穿3个万向关节(它们分别代表像点、投影中心和模型点)的方向导杆来代替投影光线的机械投影式的。前两种型式的仪器现已基本淘汰了。立体测图仪的结构均须有投影系统、观测(观察和量测)系统和绘图系统等几个主要部分。使用立体测图仪进行相对定向和绝对定向,是通过两个投影器的角运动(少数仪器也有直线移动)和测标架上测标的安置动作来实现的。定向之后,可以通过立体观测,利用仪器上的测标点在地面的立体模型上进行地物和地貌的测绘。有的仪器还可以处理地面摄影的像片,有的可在仪器上作空中三角测量。立体测图仪自1930年问世以来,发展到60年代达到高峰,以后主要是发展仪器设备,例如电子绘图桌、正射投影装置(见正射影像技术)以及坐标记录装置等。电子绘图桌有多种功能,可以自动地做某些内容的绘图工作。
航空摄影测量的分工法是按照平面和高程分求的原则进行测图的一种方法。使用的主要仪器是立体量测仪。它是根据竖直摄影像对,量测左右视差较和在右方像片上勾绘等高线的一种仪器。一个地面点在左、右两张像片上构像点的横坐标 x的差值称左右视差p,而两个地面点的左右视差之差则称之为左右视差较Δp,这个 Δp是该两点的高程差所引起的。在量测左右视差较Δp的过程中,借助仪器上的改正机件,自动改正由摄影外方位元素带来的影响,使之等于理想像对的左右视差或左右视差较;而用高差公式计算高程差;然后用投影转绘仪把在像片上勾绘的等高线以及调绘的地物,进行分带投影转绘成地形图。中国设计制造的X-2型视差测图仪是在立体量测仪的基础上,另加平面改正机件,改进后的仪器,在使用中可把分工法测图中的两个步骤一次解决,从而提高了作业效率。意大利、联邦德国也有类似的仪器。
航空摄影测量的成图方法和仪器正在向着半自动化和自动化方向发展,在这方面解析测图仪已经有了相当的成就。
三、地籍测量
地籍测量即对土地及有关附属物的权属、位置、数量和利用现状所进行的测量。
应用学科:测绘学(一级学科);工程测量学(二级学科)
地籍测量是土地管理工作的重要基础,它是以地籍调查为依据,以测量技术为手段,从控制到碎部,精确测出各类土地的位置与大小、境界、权属界址点的坐标与宗地面积以及地籍图,以满足土地管理部门以及其它国民经济建设部门的需要。
为满足地籍管理的需要,在土地权属调查的基础上,借助仪器,以科学方法,在一定区域内,测量每宗土地的权属界线、位置、形状及地类等,并计算其面积,绘制地籍图,为土地登记提供依据而进行的专业测绘工作。它是土地管理的技术基础。要求分级布网、逐级控制,遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则。
按设备手段不同
分为普通测量法(地面法)、航测法和综合法;
按地籍原图的成图方法
分为解析法、部分解析法和图解法;按基本图件的可用性,分为地籍修测、补测与全测。
地籍平面控制测量(在地籍测量区内,依据国家等级控制点选择若干控制点,逐级测算其平面位置的过程),地籍细部测量(在地籍平面控制点的基础上,测定地籍要素及附属地物的位置,并按确定比例尺标绘在图纸上的测绘工作),地籍原图绘制,面积量算与汇总统计,成果的检查与验收。地籍测量必须以土地权属调查为先导,在地籍调查表及宗地草图的基础上进行,其成果是土地登记的依据。地籍测量的主要成果是基本地籍图,包括分幅铅笔原图和着墨二底图。地籍测量的精度要求及成图比例尺,取决于所测地区地籍要素的复杂程度及经济发展要求。地籍基本图比例尺一般为1∶500或1∶1000,经济繁荣的城镇地区,精度要求较高,宜采用1∶500,独立工矿区和村庄也可采用1∶2000。
总结
测绘是一项重要的技术性工作,也是一项重要的任务,如果能够在测绘中,能够全面充分考虑不同比例尺地图的汇编、航空摄影测量、地质测量这些问题,就可以有效的提高测绘效率,从而为建筑及施工等做出贡献。随着科学技术的不断的发展,测绘技术的开发利用将会使我国测绘方面更上一层楼。
参考文献:
[1]张建辉、陈景新、罗永贤:《大比例尺地形图更新问题探讨》北京测绘2010(4)
[2] 杨良顺:《应用数字航测技术测绘1: 500地籍图的几个问题探讨》地矿测绘2005, 21(1)
[3]宋育廷:《大比例尺地籍图的航测绘制方法研究》商品与质量・建筑与发展 010(4)
[4] 徐咏君:《关于公主岭市1∶1000比例尺地形图成果现状及长远发展问题的探讨》测绘与空间地理信息2010年05期
Huang Xiangcheng
(沈阳市勘察测绘研究院,沈阳 110004)
(Shenyang Surveying and Mapping Research Institute,Shenyang 110004,China)
摘要: 介绍沈阳奥林匹克体育中心五里河体育场施工中的控制测量施工测量沉降和变形测量的布设及其测量方法等。在今后的施工测量工作中,我们将全面推行数字化测量控制技术。
Abstract: The thesis presents the layout of control measurement, construction measurement, settlement and deformation measurement and their measurement method. We would push forward digital measurement and control technology in future construction survey.
关键词: 控制测量 施工测量 变形观测 沉降观测 GPS控制点
Key words: control survey;construction survey;deformation monitoring;settlement observation;GPS control points
中图分类号:TU73文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)32-0091-02
1工程概况
沈阳奥林匹克体育中心――五里河体育场工程项目位于沈阳市浑南新区,与沈阳故宫在同一景观轴线上,东临天成街,西至天坛街,南临浑南大道,北至浑南四路,称为“水晶王冠”。2011年沈阳奥体中心五里河体育场被确认承办2013年全运会开幕式及田径比赛。五里河体育场工程占地面积大、工程规模大、造型复杂,涉及到土建施工、赛场、管线、钢结构安装。测量控制工作显得尤为重要。为了确保施工进度和施工精度,提高施测效率,在测量工作中,我们将全面推行数字化测量控制技术,为施工过程、施工质量提供控制依据,使测量工作成为智能化施工的第一道工序。
本工程将建成为沈阳市的一个标志性建筑,要求确保辽宁省优质主体结构工程,确保沈阳市建设工程“玫瑰杯”,确保沈阳市“优质工程”,确保辽宁省建设工程“世纪杯”,确保“哈、长、大、沈”四市优质观摩工程金杯奖,争创中国建筑工程“鲁班奖”。本工程受沈阳五里河体育发展有限公司委托,我院承担了沈阳奥体中心体育场GPS首级控制网测量等任务。
2控制网测量
2.1 平面控制网的布设首级平面控制网由我院工程测量室测设完成。共布设了5个GPS控制点。施工单位接收后,须对其进行相对角度、距离复测,精度符合有关规范要求后方可使用[1]。
首级平面控制网测设完成后,依据平面图确定建筑物主轴线,然后采用极坐标或直角坐标定位放样的方法定出建筑物主轴线的控制桩,作为该建筑的轴线控制网。
根据现场的施工条件及为了测放的方便,决定在原有轴线控制网的基础之上加设平面控制网,为后期测量工作的精度及精确定位提供保障,初步拟定控制网的布设方案[2]。本着通视以及方便分区施工的原则,将控制网设在四个区的通道口,这样的原因是不会有材料的堆放及通视良好,可以从GPS4和GPS5引测控制网,或者通过GPS1和GPS3引测控制网,这样可以在四个区分别对区内建筑物进行精确控制并且保证精度。
2.2 高程控制网的布设为保证建筑物竖向施工的精度要求,在场区内应建立高程控制网。高程控制网的精度采用国家三等水准精度。高程控制的建立是根据业主提供的场区水准基点(至少应提供三个),采用水准仪对所提供的水准基点按三等水准精度进行复测检查,校测合格后,测设一条闭合或附合水准路线,联测场区平面控制点,以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。场区内至少应有三个水准点,水准点的间距应小于1公里,距离建筑物应大于25米,距离回填土边线应不小于15米。
3施工测量
3.1±0.000以下施工测量
3.1.1 平面放样测量其主要是开挖线放样及桩基的定位。根据已知的首级控制点,首先进行对控制点数据的校核,测设一条附合导线,特殊条件采用极坐标与交会测量相结合,GPS校核。对首级控制点进行校核之后,对图纸进行详细的熟悉之后,确定放样的大致步骤:首先,利用电子图形将坐标换算出来,同时用手工计算的方法对坐标数据进行校核,准确无误后确定数字轴线和A轴向圆心方向偏移7米的交点作为控制点,并定出该点。然后,利用TCA1800全站仪架设于圆心O2,后视1#控制点进行定向,然后输入所需定位的点位坐标进行放样。在进行内圈点位放样之后,用同样的方法将外圈的点位放样。根据图纸所示,在内圈所定点位上,沿数字轴线方向量取桩基的位置即可定位。根据轴线控制桩投测出控制轴线,然后根据开挖线与控制轴线的尺寸关系放样出开挖线,并撒出白灰线作为标志。当基槽开挖到接近槽底设计标高时,用TCA1800全站仪根据轴线控制桩投测出基槽边线和电梯井开挖边线,并撒出白灰线指导开挖。
3.1.2 ±0.00以下结构施工中的标高控制高程控制点的联测。在向基坑内引测标高时,首先联测高程控制网点。经联测确认无误后,方可向基坑内引测所需的标高;基坑标高点的引测。以现场高程控制点为依据,采用水准仪以中丝读数法往基坑测设附合水准路线,将高程引测到基坑施工面上。标高点用红油漆标注在基坑侧面上,并标明标高数据。
土方开挖标高控制。在土方开挖即将挖到设计底标高时,测量人员要对开挖深度进行实时测量,即以引测到基坑的标高基准点为依据,用水准仪抄测出挖土标高,并撒出白灰点指导清土人员按标高清土;施工标高点的测设。施工标高点的测设是以引测到基坑的标高基准点为依据,采用水准仪以中丝读数法进行。施工标高点测设在柱钢筋的侧立面上,并用红油漆作好标记。
3.2 ±0.000以上施工测量
3.2.1 平面控制测量本工程各建筑物±0.00以上的轴线采用内控法轴线投测及极坐标全站仪测设法相结合的方法[2]。
①内控法轴线投测。针对现场实际情况,将控制轴线引测至建筑物内。根据施工前布设的控制网基准点及施工过程中流水段的划分,在各建筑物内做内控点,鉴于首层以后仅剩C-E三环轴线,故而可以于每条轴线上投测两个内控点,于数字轴与字母轴C、E轴交点借线0.7m×0.5m处(具体内控点的布设见详图)。在首层内控点周围严禁堆放杂物,向上各层在相应位置留出预留洞(15cm×15cm)。(附内控点布设详图一份)
轴线投测:竖向投测前,应对基准点控制网进行校测,校测精度不宜低于建筑物平面控制网的精度,以确保轴线竖向传递精度。
②轴线控制点的投测,采用极坐标全站仪测设法由于现场的施工条件限制,拟会出现内控点周围有障碍物的情况,此情况下将无法进行内控的投测,故而应考虑到特殊情况下使用全站仪进行点位的投测,应注意的是,由于全站仪投测经多次测站,可能会引起累积误差的加大,因此在进行全站仪投测之后应及时进行校核,当误差在允许范围之内时方可进行下一道工序。
当每一层平面或每段轴线测设完后,必须进行自检、自检合格后及时填写报验单,报送报验单必须写明层数、部位、报验内容并附一份报验内容的测量成果表,以便能及时验证各轴线的正确程度状况。
3.2.2 高程的传递标高基准线测设。标高基准线的布设,要根据施工流水段的划分进行,每一流水段在便于向上竖直量尺处布设3处,作为该流水段的标高基准线。标高基准线测设:从高程控制点引测+1.000M高程,校核合格后作为起始标高线,并弹出墨线,用红油漆标明高程数据。
标高的竖向传递,用钢尺从首层起始标高线竖直量取,每一施工流水段传递3个点。施工层抄平之前,首先校测首层传递上来的三个标高点,当较差小于3mm时,取其平均高程引测水平线。抄平时,应尽量将水准仪安置在测点范围的中心位置;当每一层平面标高抄测工作完成后,必须进行自检,自检合格后及时填写楼层标高抄测记录表、施工测量放线报验表报监理验线,验证合格后,进行下一步施工。
4施工测量沉降与变形观测测量
4.1 沉降观测沉降观测按《工程测量规范》规定的二等水准测量作业要求进行。观测仪器采用电子精密水准仪,配合铟瓦数码条形尺作业,采用相同观测路线和观测方法,使用同一仪器和设备,并要固定观测人员,在基本相同的环境和条件下工作[3]。
4.2 变形观测变形观测点是直接反映建筑物变形的参照点,应与变形体固结为一体,布设在能敏感反映变形的位置。标志埋设时,采用Φ32电锤在设计位置位置打孔,将直径28mm预埋件放入孔内,周围用环氧树脂填充使牢固,观测时将活动标志旋紧,测毕取出外旋保护盖,即不影响原有建筑物的外观又起到保护标志的作用。
5几点体会和建议
弧形曲面体的平面结构、错综变化的标高以及超长的主体对工程施工中的测量控制提出了较高的要求,况且钢结构的吊装量比较大,弧线测量放线多,以及一些斜柱的定位测量,对测量工程精度要求的比较高,测量的施工难度相当大,测量控制工作是保证施工过程、施工质量的关键环节。施工测量控制均应以首级高精度网为依据,确保各系统间的协调性、统一性和整体性。这点很重要。确保了施工的进度和精度,提高了施工的效率。
在今后的施工测量工作中,我们将全面推行数字化测量控制技术,为施工过程、施工质量提供控制依据,使测量工作成为智能化施工的第一道工序。以上施工测量中的方法和技巧在今后的工作要经常总结经验。
参考文献:
[1]《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97.
[2]《城市测量规范》CJJ8-99.
[3]《工程测量规范》(GB50026-93).
(中国水利水电第九工程局有限公司贵州贵阳550081)
【摘要】乡城水电站引水隧洞长约16.37Km,由于洞线长,地质探洞布置少,地勘资料很难准确地揭示隧洞沿线地质情况,公司承建S3+600m以前段即出现招投标文件中未曾提及的古洞床地质,隧洞沿线均为极松散的砂砾石胶结体,加之地下水丰富,洞室稳定性极差,施工过程中遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、速支护”的原则,同时采用超前管棚、自进式锚杆等工艺确保了施工安全。
关键词 乡城水电站;古河床;隧洞开挖;初期支护
Tunnel excavation and initial support geological conditions under the ancient riverbed hydroelectric Xiangcheng
Zhao Qian-ming
(China 9 water resources and hydropower engineering co., LTDGuiyangGuizhou550081)
【Abstract】Xiangcheng diversion tunnel about 16.37Km, due to hole length, geological caving less layout, the geological survey data is difficult to accurately reveal the geological conditions along the tunnel, construction company S3 + 600m the previous paragraph appears not mentioned in the bidding documents the ancient cave bed geology along the tunnel are very loose gravel cemented body, combined with groundwater rich, poor cavern stability, the construction process to follow "short footage, weak burst, less disturbance, strong support, quick support." principles, while using advanced pipe roof, self-feeding type anchor and other technology to ensure construction safety.
【Key words】Xiangcheng station;Ancient riverbed;Tunnel excavation;Initial support
1. 概述
(1)乡城水电站位于四川省甘孜州乡城县,为硕曲河乡城县境内干流河段上规划的第三个梯级电站,其上游为娘拥水电站,下游为洞松水电站。
(2)乡城水电站采用引水式发电,电站装机规模120MW。电站引水系统总长约17.05Km,其中引水隧洞长约16.37Km。引水隧洞采用马蹄形断面开挖,过流断面为圆形,隧洞纵坡
i=2.6‰,内径分为6.0m、7.8m两种。我公司承建项目为引水隧洞S3+600m以前段的土建与金属结构安装工程(见:图1隧洞S0+1000m隧洞布置与开挖支护形式图)。
(3)2009年06月30日,引水隧洞进水口S0+060.5~S0+066.5m段因地质原因发生塌方,其后,该段工作面出现多次不同程度的塌方,塌方体均为松散状砂砾石,该部位(原为古河床)多为极松散的砂砾石胶结体,加之地下水丰富,施工过程中极易发生塌方(原招标文件显示该部位为Ⅴ类围岩)。为保证施工安全,采取的主要措施有超前支护、超前勘探、加密监测,同时严格遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、速支护”的施工原则。
2. 主要施工难点
古河床的根本成因是河流改道。我公司承建的引水隧洞进水口古河床洞段基础主要为松散土层,砂层、滑坡堆积层及一些碎、卵石土等,其特征是底部为卵石或粗砂层,向上过渡为沙层或粉砂层。在垂直剖面上,其颗粒大小的顺序是底部粗,上部细。在纵剖面上,则上游比下游粗。主要施工难点如下:
2.1施工进度慢。
进水口古河床洞段基础为极松散的砂砾石胶结体,稳定性与完整性均比Ⅴ类围岩差,稍有扰动便形成坍塌。见表1。为保证施工安全,支护工作紧跟掌子面进行,每一循开挖采用CRD开挖方法,循环进尺控制在0.5m。由于支护手段多,工序作业时间长,施工进度受到了严重影响。
2.2开挖质量难以保证。
由于大量孤石位于引水隧洞开挖轮廓线上,为满足开挖尺寸要求,孤石爆破时多数地方出现较大超挖,开挖成型较差。
2.3清淤工作量大。
由于古河床洞段多为极松散的砂砾石胶结体,经爆破震动、地下水浸泡后立即泥化,开挖洞段底板处形成较厚的淤泥层,一般为40~50cm,清除工作量大,且难以清除彻底。为保证安全文明施工整体形象,采取将ZL50C装载机进行改装,在装料斗外沿加设厚1cm的钢板,不定期对底板淤泥进行清理。由于古河床洞段基础的特殊性,清理完底部淤泥后,下部仍为砂砾层,受到地下水浸泡再次演变为淤泥,因此采用碎石料置换填筑,填筑的碎石料又被出渣车或进出的挖掘机压陷,需再次进行碎石铺填,大大增加了施工难度和施工成本。
3. 主要施工方案
由于古河床洞段锚杆施工过程中塌孔现象严重,为保证工程进度及施工安全,切实做到“速支护”,洞内系统锚杆采用自进式锚杆,同时利用管棚进行超前固结,并在钢拱架、锚杆、钢筋网、喷射混凝土与超前管棚施工完成后对边墙及顶拱进行固结灌浆处理,其主要支护方案如下:
(1)钢拱架(I16工字钢),间距0.5m,?22连接钢筋,间距1.0m。
(2)钢拱架锁脚锚杆?25自进式锚杆,L=3.0m,入露0.4m,外露部分弯成90°与钢拱架焊接,每榀钢拱架布置8根(左右各4根)。
(3)挂钢筋网?6.5@20cm×20cm。
(4)系统锚杆?25自进式锚杆,L=4.0m,间排距1.0m×0.8m。
(5)超前管棚。开挖面中心角180°范围内顶拱采用两排?48管棚,管棚分15°和50°两种仰角,其中15°仰角管棚间距15cm,长4.5m,排距1.0m;50°仰角管棚间距1.0m,长3.0m,排距1.0m,外露部位与钢拱架焊接成整体。
(6)喷射混凝土C20,厚度为15cm。
(7)边顶拱固结灌浆,孔深4.0m,间排距3.0m,梅花型布置,灌浆压力0.3MPa,浆液水灰比0.5:1。古河床洞段具体施工程序见图2。
4. 施工方法
4.1开挖施工方法。
古河床为极松散的砂砾石胶结体,中间夹杂着部分孤石。为了减小扰动对洞室稳定造成不良影响,开挖断面以内的孤石采用爆破开挖,非孤石部分采用CAT320挖掘机直接开挖,轮廓线采用人工修规成型,每轮循环进尺0.5m。开挖洞渣采用3m3侧卸装载机(CAT966F)装载,由15t自卸汽车运到指定渣场。出渣完毕,用CAT320反铲进行工作面安全处理,并进一步清除掌子面下部残渣,为下一循环的开挖创造条件,古河床洞段开挖完成后掌子面见图3。
4.2支护施工方法。
4.2.1钢拱架支护。
开挖完成后及时采用I16型钢拱架对岩面进行支撑,钢拱架间距0.5m。每完成一次循环进尺后,立即在开挖面上初喷5cm厚的C20混凝土,然后将钢拱架靠上,用径向锚杆固定,钢拱架榀间用?22钢筋焊接联系,并在榀间挂钢筋网,钢拱架拱脚浇锁脚混凝土,确保拱脚不被水流冲刷掏空,导致拱架变形、翘脚,最后喷C20混凝土将钢拱架覆盖,钢拱架加强支护见图4。
4.2.2自进式锚杆施工。
锚杆施工在自制钢架台车上作业,系统锚杆采用自进式锚杆,其参数为?25,L=4m,间排距1.0m×0.8m。施工时采用在锚杆上套钻头,用手风钻直接推进洞壁中,然后采用机械注浆法压浆,使孔内充满浆液。
(1)锚杆安装。
检查锚杆中空孔、钻头的水孔是否有异物堵塞,若有应清理干净。连接钻头和锚杆、凿岩机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套等。
锚杆对准设计的锚孔位置,钻机先给风或水,然后钻进,在破碎岩体中钻进时,钻头的水孔易堵塞,因此在钻进时,放慢钻进速度,多回转,少冲击,注意水从钻孔中流出的状况,若有水孔堵塞的现象,应反复冲击水,使水孔畅通,然后慢慢进尺,直到设计深度。
钻进至设计深度,用水或空气洗孔,检查钻头上的孔是否畅通,然后将锚杆从钻机连接套上卸下,锚杆按设计要求外露。
将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口100mm左右作为封孔进行注浆,如注浆压力较大或围岩较为破碎,也可采用锚固剂封孔。
(2)锚杆的注浆。
锚杆钻进至设计深度后迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好,开动泵注浆,整个过程应连续灌注,不停顿,必须一次完成,观察浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值,即可停泵。若注浆过程中出现堵管现象,及时清理锚杆、注浆软管和泵,此时若泵的压力表显示有压,则反转电机1~2s卸压,方可卸下各接头,电机反转时间必须短暂。
当完成一根锚杆的注浆后,迅速卸下注浆软管与锚杆的接头,清洗并安装至另一根锚杆,然后注浆。若停泵时间较长,在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆,以避免堵孔。在整个注浆过程中,操作人员应密切配合,动作迅速,保证注浆过程的连续性。
4.2.3超前管棚。
引水隧洞进水口古河床洞段掌子面采用管棚进行超前支护,开挖面中心角180°范围内顶拱采用两排?48管棚,管棚采用15°和50°两种仰角。其中15°仰角管棚间距15cm,管棚长4.5m,排距1.0m;50°仰角管棚间距1.0m,管棚长3.0m,排距1.0m,外露部位与钢拱架焊接成整体。
4.2.3.1管棚加工。
管棚采用?48钢管,长度为4.5m。为了方便钢管安装,将钢管的一头做成圆锥形。在钢管上沿钢管轴线方向开4排直径5mm的孔作为浆液的出浆孔,出浆孔间距30cm,每排孔的夹角为90°,梅花形布置。
4.2.3.2测量放线。
测量放线使用徕卡TCR802全站仪。控制点使用开挖时的测量控制点。在施工中,严格按国家测绘标准和本工程施工精度要求进行测量,并采取措施保护好测量控制网点。
4.2.3.3钻孔。
钻孔采用手风钻,钻孔过程中,派人将每个钻孔编号,作好钻孔记录。钻孔的开孔位置和设计位置偏差不得大于10cm,孔深误差不得超过5cm。第1个钻孔为拱顶中间的钻孔,钻完后,该钻孔作为两侧钻孔的参照钻孔。施工完成后的导管要在1个弧面上。钻孔完成后,在每个导管内塞入1根长4.5m,直径为25mm的螺纹钢筋,以加强导管的承载能力。第1排导管完成后,在施工第2排导管时,第2排导管和第1排导管之间会有一定的间距,可用直径为25mm的螺纹钢筋将第1排和第2排导管焊接连接。
4.2.3.4管棚灌浆。
(1)管棚灌浆在所有的管棚安装完成后进行,灌浆采用双液灌浆,一种浆液为水泥浆,另一种为水玻璃,必要时浆液全部采用水玻璃;2台BW-200/40灌浆泵,一台灌注水泥浆,另一台向灌注水泥浆的灌浆管内灌注水玻璃。
(2)管棚灌浆从两侧向中间进行。灌浆用水泥浆水灰比为0.5∶1,水玻璃的用量根据实验确定。灌浆压力初步定为0.3MPa,具体根据设计要求或现场实际情况确定。
开始灌浆时,先向孔内灌注水泥浆,确认能够向管棚内灌注浆液时,再在浆液里加入水玻璃。
(3)灌浆的结束标准为:a.灌浆压力达到0.3MPa,稳定10min后即可停止。b.灌浆压力达不到0.3MPa,但灌浆量达到2000L时即可结束。在施工过程中,若发现顶部脱空,用C20混凝土回填或用水泥浆、水玻璃砂浆回填,回填厚度为2m。
漏浆处理:采用嵌缝的方法,向漏浆位置塞牛皮纸、棉花套子等方法止漏。若漏浆区域较大,先停止注浆,用喷混凝土的方法处理,处理后再进行注浆。
4.2.4固结灌浆。
引水隧洞进水口古河床洞段系由松散的砂砾石胶结而成,且地下水丰富,边顶拱受地下水浸泡极不稳定,为避免洞室两侧坍塌向中间挤压而使钢支撑变形,在喷混凝土达到设计强度后对引水隧洞边顶拱进行固结灌浆,孔深4.0m,间距3.0m,排距3.0m,梅花形布置,灌浆压力0.3MPa,灌浆浆液水灰比为0.5∶1。
4.2.5上排水施工。
进行灌浆施工后,流水通道被阻隔,地下水汇集到隧洞顶拱,对隧洞造成危害。每榀钢拱架施工完成后,在两榀拱架的中间打设排水孔,以排除隧洞顶拱的积水,减小隧洞顶拱的水压。每排排水孔7个,深3m。所有的排水孔向掌子面方向倾斜45°。若排水效果不好,在后期,可将排水效果不好的排水孔灌浆堵塞。
若开挖成型后的隧洞边壁、顶拱透水量过大时,在隧洞边壁及顶拱安设防水布,将水隔开,使水流沿防水布和隧洞边壁之间流出,之后再喷混凝土。喷完后,在隧洞拱脚设排水沟,将水引到主排水沟内排到洞外。
5. 塌方处理
5.1塌方处理技术方法。
(1) 深入现场观察研究,分析塌方原因,弄清塌方规模、类型及发展规律,核对塌方段的地质构造和地下水活动状况,尽快制定切实可行的塌方处理方案,古河床洞段塌方情况见图5。
(2) 在未制定塌方处理方案前,切忌盲目地抢先清除塌方体,否则将导致更大的塌方。
(3) 对一般性塌方,在塌方暂时稳定之后,立即加固塌方体四周围岩,及时支护结构物,托住顶部,防止塌穴继续扩大。本工程塌方段处理主要采用的方法如下:a.回填石渣。尽量将石渣回填至岩面,大型设备无法协助施工时,人工回填砂袋。b.采用超前管棚灌浆加固石渣。灌浆浆液采用水泥浆加水玻璃的方法以使浆液快速凝固。灌浆板结后的顶拱石渣厚度不得小于2m。若小于2m,通过顶拱塌方体固结灌浆将石渣加固到2m。c.重新开挖掘进,钢拱架支护跟进。d.塌方段回填固结灌浆。
(4) 有地下水活动的塌方,宜先治水再治塌方。
5.2塌方处理安全措施。
(1) 保证塌方处理工作面照明良好,道路畅通,场地无积水,少噪声。
(2) 动力电线、照明和起爆线路不得挂在坍塌体缝隙中或危岩处,以免塌石砸断线路造成事故。
(3) 撬挖清理危石时,无关人员应撤离工作面,作业人员应有安全保护措施,用撬棍进行作业。
(4) 发现险情预兆时,人员及设备立即撤离现场。
(5) 塌方体开挖过程中,必须经常检查支护,以保证良好的受力状态。如发现支撑破损、弯曲、折断、倒塌,应及时修复加固。
5.3涌水处理。
涌水处理过程中以排为主,拟选用超前钻孔、超前围岩预注浆和衬砌防水3种排、防水方式对涌水进行处理。超前钻孔排水施工使用轻型防水钻机钻孔,钻孔孔位(孔底)应在水流上方,必要时施工设集水坑,利用小型潜水泵将水抽入可移动式水箱,再用潜水泵将水迅速排出洞外,超前钻孔的孔底应超前开挖面2个工作循环;超前围岩预注浆防水应根据地质和水文地质条件,通过试验确定最终注浆工艺,再进行注浆,注浆前应将注浆孔清洗干净;衬砌防水时采用的止水带应有足够的硬度,其形式应能与周围混凝土紧密接触,不留缝隙。
6. 施工效果
通过采用“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、速支护”等以上施工方法,约170米长的砂卵石层(古河床)开挖,在克服高原缺养(工地平均海拔EL2800米)、进出交通困难(距云南880公里,距成都1200公里)、材料供应不及时的前提下,历经5个多月的坚、难、险施工,保质、保量地渡过该不良地质段;该段施工质量:最大超量挖控制在35cm,单循环进尺最大时间为22小时;未发生一起因塌方引起超过三天以上的停工,未发生一起因施工和不良地段引起的安全问题,得到四川省首席地质专家等一行的好评。
7. 结束语
古河床地形条件下的隧洞开挖在我公司水电施工史上尚属首次,通过近段时间施工,总结得出古河道地形条件下隧洞施工的几点经验供借鉴:
(1)地质探察。在开挖过程中,加强地质跟踪及超前预报,必要时钻超前勘探孔摸清围岩条件,以便采取恰当的施工程序及措施,保证洞室稳定。
(2)开挖作业。按照“短进尺、多循环、弱爆破、少扰动、强支护、速支护”的原则施工。需爆破的部位按浅孔、小药量、多循环钻爆,循环进尺不大于0.5m。
(3)超前管棚。由于古河床为极松散的砂砾石胶结体,稳定性及完整性均比Ⅴ类围岩差,稍有扰动便形成坍塌,掘进时需采用管棚超前支护,托起顶拱增加顶拱围岩自稳能力。
(4)混凝土衬砌。通过变形监测,如发现隧道围岩变形速率急增,采取一次支护及加强支护措施后尚不能满足稳定要求时,及时进行边、顶拱钢筋混凝土衬砌。
(5)安全监测。为保证施工安全,收敛监测断面间距缩短为5~10m,加密观测,及时整理观测资料,为隧洞施工、方案优化提供依据,确保施工安全。
(6)施工进度。如果能准确测出古河床占隧洞段的长度和隧洞断面的多少,在覆盖层不厚(低于25米)的情况下,可先行通过覆盖层对隧洞古河床洞段上部采用灌浆固结,以积约隧洞进尺的直接时间,加快施工进度,确保施工安全。