管道工程测量.doc

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第十章管道工程测量

教学目的：

1.了解管道路工程的特点

2.掌握管道中线测量

3．掌握管道纵横断面测量

5.掌握管道施工测量

6.掌握管道顶管施工测量及管道竣工测量

教学重点：

1．管道中线测量

2．管道纵横断面测量

3.管道施工测量

教学难点：

1.管道纵、横断面测量

2．管道顶管施工测量

教学资料：

测量学教材、教学课件

教学方法：

讲授法、讲解法、演示法

讲授新课：

前面学习的管道工程测量，主要表现为带状线路实测；而这一章的管路工程测量，与道路工程测量又比较接近。

下面就主要介绍管道工程的测量。

第十章管道工程测量

第一节概述

管道包括排水、给水、煤气、电缆、通信、输油、输气等管道。

管道工程测量的主要任务包括中线测量、纵断面测量及施工测量。

管道中线测量的任务是将设计的管道中心线的位置在地面上测设出来，中线测量包括管道转点桩及交点桩测设、转角测量、里程桩和加桩的标定等。

中线测量方法和道路中线测量方法基本相同，在此不再重复。

由于管道的方向一般用弯头来改变，故不需要测设圆曲线。

管道纵断面测量的内容是根据管道中心线所测的桩点高程和桩号绘制成纵断面图。

纵断面图反映了沿管道中心线的地面高低起伏和坡度陡缓情况，是设计管道埋深、坡度和土方量计算的依据，管道纵断面水准测量的闭合允许值为±5mm（以100m为单位）；横断面测量是测量中线两侧一定范围内的地形变化点至管道中线的水平距离和高差，以中线上的里程桩或加桩为坐标原点，以水平距离为横坐标，高差为纵坐标，按1：

100比例尺绘制横断面图。

根据纵断面图上的管道埋深、纵坡设计、横断面图上的中线两侧的地形起伏，可计算出管道施工的土方量。

接下来，重点介绍管道工程的施工测量。

第二节管道工程施工测量

管道工程施工测量的主要任务是根据设计图纸的要求，为施工测设各种标志，使施工技术人员便于随时掌握中线方向和高程位置。

管道施工一般在地面以下进行，并且管道种类繁多，例如给水、排水、天然气、输油管等。

在城市建设中，尤其城镇工业区管道更是上下穿插、纵横交错组成管道网，如果管道施工测量稍有误差，将会导致管道互相干扰，给施工造成困难，因此施工测量在管道施工中的作用尤为突出。

一、管道工程测量的准备工作

1.熟悉设计图纸资料，包括管道平面图、纵横断面图、标准横断面和附属构筑物图，弄清管线布置及工艺设计和施工安装要求。

2.勘察施工现场情况，了解设计管线走向，以及管线沿途已有平面和高程控制点分布情况。

3.根据管道平面图和已有控制点，并结合实际地形，找出有关的施测数据及其相互关系，并绘制施测草图。

4.根据管道在生产上的不同要求、工程性质、所在位置和管道种类等因素，以确定施测精度。

如厂区内部管道比外部要求精度高；不开槽施工比开槽施工测量精度要求高，无压力的管道比有压力管道要求精度高。

二、地下管道放线测设

1.恢复中线

管道中线测量中所钉的中线桩、交点桩等，到施工时难免有部分碰动或丢失，为了保证中线位置准确可靠，施工前应根据设计的定线条件进行复核，并将丢失和碰动的桩重新恢复。

在恢复中线同时，一般均将管道附属构筑物（涵洞、检查井）的位置同时测出。

2.测设施工控制桩

在施工时中线上各桩要被挖掉，为了便于恢复中线和附属构筑物的位置，应在不受施工干扰、引测方便、易于保存桩位的地方测设施工控制桩。

施工控制桩分为中线控制桩和附属构筑物控制桩两种。

（1）测设中线方向控制桩

如图10-1所示，施测时，一般以管道中心线桩为准，在各段中线的延长线上钉设控制桩。

若管道直线段较长，也可在中线一侧的管槽边线外测设一条与中线平行的轴线桩，各桩间距以20m为宜，作为恢复中线和控制中线的依据。

（2）测设附属构筑物控制桩

以定位时标定的附属构筑物位置为准，在垂直于中线的方向上钉两个控制桩，如图10-1示。

3.槽口放线

槽口放线是根据管径大小、埋设深度和土质情况决定管槽开挖宽度，并在地面上钉设边桩，沿边桩拉线撒出灰线，作为开挖的边界线。

图10-1

图10-1

由横断面设计图查得左右两侧边桩与中心桩的水平距离，如图10-2中的a和b，施测时在中心桩处插立方向架测出横断面位置，在断面方向上，用皮尺抬平量定A、B两点位置各钉立一个边桩。

相邻断面同侧边桩的联线，即为开挖边线，用石灰放出灰线，作开挖的界限。

如图10-3所示，当地面平坦时，开挖槽口宽度也可采用下式计算：

（10-1）

式中、—管道中桩至左、右边桩的距离；—槽底宽度；1：

—边坡坡度；

—挖土深度。

图10-2

图10-2

图10-3

三、地下管道施工测量

管道施工中的测量工作，主要是控制管道的中线和高程位置。

因此，在开槽前后应设置控制管道中线和高程位置的施工标志，用来按设计要求进行施工。

现介绍两种常用的方法。

1.龙门板法：

龙门板由坡度板和高程板组成。

管道施工中的测量任务主要是控制管道中线设计位置和管底设计高程。

因此，需要设置坡度板。

如图10-4所示，坡度板跨槽设置，间隔一般为10～20m，编写板号。

当槽深在2.5m以上时，应待开挖至距槽底2m左右时再埋设在槽内，如图10-5所示。

坡度板应埋设牢固，板面要保持水平。

图10-4图10-5

坡度板设好后，根据中线控制桩，用经纬仪把管道中心线投测至坡度板上，钉上中心钉，并标上里程桩号。

施工时，用中心钉的连线可方便地检查和控制管道的中心线。

再用水准仪测出坡度板顶面高程，板顶高程与该处管道设计高程之差即为板顶往下开挖的深度。

由于地面有起伏，因此，由各坡度板顶向下开挖的深度都不一致，对施工中掌握管底的高程和坡度都不方便。

为此，需在坡度板上中线一侧设置坡度立板，称为高程板，在高程板侧面测设一坡度钉，使各坡度板上坡度钉的连线平行于管道设计坡度线，并距离槽底设计高程为一整分米数，称为下返数。

施工时，利用这条线可方便地检查和控制管道的高程和坡度。

高差调整数可按下式计算：

高差调整数=（管底设计高程+下返数）—坡度板顶高程

调整数为“+”时，表示至板顶向上改正；调整数为“—”时，表示至板顶向下改正。

图10-6

图10-6

按上述要求，最终形成如图10-6的管道施工所常用的龙门板。

2.平行轴腰桩法

当现场条件不便采用坡度板时，对精度要求较低的管道，可采用平行轴腰桩法来测设坡度控制桩，其方法如下：

（1）测设平行轴线桩

开工前首先在中线一侧或两侧，测设一排平行轴线桩（管槽边线之外），平行轴线桩与管道中心线相距，各桩间距约在20m左右。

检查井位置也相应的在平行轴线上设桩。

（2）钉腰桩

图10-7

图10-7

为了比较精确的控制管道中心和高程，在槽坡上（距槽底约1m左右）再钉一排与平行轴线相应的平行轴线桩，使其与管道中心的间距为,这样的桩成为腰桩，如图10-7。

（3）引测腰桩高程

腰桩钉好后，用水准仪测出各腰桩的高程，腰桩高程与该处对应的管道设计高程之差，即是下返数。

施工时，由各腰桩的，来控制埋设管道的中线和高程。

四、架空管道施工测量

1、管架基础施工测量

管线定位井经检查后，可根据起止和转折点，测设管架基础中心桩，其直线投点的容许差为±5mm，基础间距丈量的容许差为1/2000。

管架基础中心桩测定后，一般采用十字线法或平行基线法进行控制，即在中心桩位置沿中线和中线垂直方向打四个定位桩，或在基础中心桩一侧设测一条与中线相平行的轴线。

管架基础控制桩应根据中心桩测定，其测定容许差为±3mm。

架空管道基础各工序的施工测量方法与厂房基础相同，各工序中心线及标高的测量容许差满足相关规定。

2、支架安装测量

架空管道需安装在钢筋混凝土支架、钢支架上。

安装管道支架时，应配合施工，进行柱子垂直校正和标高测量工作，其方法、精度要求均与厂房柱子安装测量相同。

管道安装前，应在支架上测设中心线和标高。

中心线投点和标高测量容许差为±3mm。

五、顶管施工测量

当地下管道穿越铁路、公路、江河或者其它重要建筑物时，由于不能或禁止开槽施工时，这时就常采用顶管施工方法。

这种方法，随着机械化程度的提高，越来被广泛采用。

顶管施工是在先挖好的工作坑内安放铁轨或方木，将管道沿所要求的方向顶进土中，然后再将管内的土方挖出来。

顶管施工中要严格保证顶管按照设计中线和高程正确顶进或贯通，因此测量及施工精度要求较高。

1.顶管测量的准备工作

（1）设置顶管中线控制桩。

中线桩是控制顶管中心线的依据，设置时应根据设计图上管道要求，在工作坑的前后钉立两个桩，称为中线控制桩。

（2）引测控制桩。

在地面上中线控制桩上架经纬仪，将顶管中心桩分别引测到坑壁的前后，并打入木桩和铁钉。

如图10-8

（3）设置临时水准点。

为了控制管道按设计高程和坡度顶进，需要在工作坑内设置临时水准点。

一般要求设置两个，以便相互校核。

为应用方便，临时水准点高程与顶管起点管底设计高程一致。

（4）安装导轨或方木。

2.中线测量

在进行顶管中线测量时，先在两个中线钉之间绷紧一条细线，细线上挂两个垂球，然后贴靠两垂球线再拉紧一水平细线，这根水平细线即标明了顶管的中线方向（图10-9）。

为保证中线测量的精度，两垂球的距离尽可能大些。

制作一把木尺，使其长度等于略小于管径，分划以尺的中央为零向两端增加。

将水平尺横置在管内前端，如果两垂球的方向线与木尺上的零分划线重合（图10-10），则说明管道中心在设计管道方向上，否则，管道有偏差，偏差值超过1.5cm时，需要校正。

3.高程测量

图10-8图10-9图10-10

先在工作坑内设置临时水准点ВМ，将水准仪安置在坑内，后视临时水准点ВМ，前视立于管内待测点的短标尺，即可测得管底各点高程。

将测得的管底高程和管底设计高程进行比较，即可知道校正顶管坡度的数据，其差超过1cm时，需要校正。

在管道顶进过程中，管子每顶进0.5～1.0m便要进行一次中线检查。

当顶管距离较长时，应每隔100m开挖一个工作坑，采用对向顶管施工方法，其贯通误差应不超过3cm.。

当顶管距离太长，直径较大时，可以使用激光水准仪或激光经纬仪进行导向。

六、管线竣工测量和竣工图编绘

管道工程竣工后，要及时整理并编绘竣工资料和竣工图。

竣工图反映管道施工成果及其质量，为今后管理和维修使用，同时是城市规划设计的必要依据。

管道竣工测量包括竣工带状平面图和管道竣工断面图的测绘。

竣工平面图主要测绘起止点、转折点、检查井的坐标和管顶标高，并根据测量资料编绘竣工平面图和纵断面图。

管道竣工纵断面的测绘，要在回填土前进行，用普通水准测量测定管顶和检查井的井口高程。

管底高程由管顶高程和管径、管壁厚度计算求得，井间距离用钢尺丈量。

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