13号分水口门供水工程施工测量方案.docx
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13号分水口门供水工程施工测量方案
1工程概况
该项目为河南省南水北调受水区平顶山供水配套工程，13号分水口门供水工程，工程规模18公里，主要供应平顶山市石龙区用水。
任务来源于平顶山市南水北调配套工程建设管理局，测区范围在18km供水输配管线50m范围内。
地理位置在南水北调主干渠宝丰段开口，起始桩号0+313.165，大地坐标X=3750126.636、Y=503386.730，终点桩号18+056.252，大地坐标X=3753283.108、Y=489136.626。
行政隶属平顶山市宝丰县和平顶山市石龙区。
主要任务：
平面控制测量，高程控制测量；原始地形图测绘；纵、横断面图测绘，土方量计算；管线中桩，边线放样；安装测量、竣工测量等。
技术依据：
（1）水利水电工程施工测量规范》（DL5173-2003T）
（2）《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）
（3）《水利水电工程施工通用安全技术规程》SL398-2007
（4）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001
（5）河南省南水北调受水区平顶山供水配套工程13号口门供水工程施工第二标段招标文件和图纸；
2测区概况
石龙区位于中原名城平顶山市的西部，韩梁煤田腹地。
东、北与宝丰县接壤，西、南与鲁山县毗邻。
距市区52公里、北距省会郑州140公里，西距洛阳市143公里、南距南阳市159公里。
属浅山丘陵区，大体为西北东南向岗地，境内有海拔528.4米的娘娘山等山丘，主要河流石龙河贯穿全境，中小型水库7座。
属大陆性季风气候，地处暖温带，四季分明，年平均气温14.2摄氏度，年均无霜期213天，年均降水量635.9毫米。
测区困难类别为二级。
已有资料的分析、评价和利用：
平顶山市南水北调配套工程建设管理局提供的控制网成果，级GPS控制点4个，D1301-D1304。
D1301X=3753190.949m、Y=497033.366m、H=170.057m
D1302X=3752688.090m、Y=496931.481m、H=185.128m
D1303X=3753077.805m、Y=489932.228m、H=204.733m
D1304X=3753212.986m、Y=488760.782m、H=224.213m
已有资料的作业单位为河南省水利勘测有限公司，施测年代为2012年1月8日，采用的技术依据D级GPS、三等水准测量。
平面系统采用1954年北京坐标系，1度分带，中央子午线经度113度。
高程系统采用1985国家高程基准。
已有资料保存良好，可以作为该工程加密控制测量的起始数据。
3施工测量方案。
3.1施工测量方案注意事项
3.1.1施工测量工作应包括一下工作：
（1）根据工程施工总布置图和有关测绘资料，布设施工控制网。
（2）针对施工各阶段的不同要求，进行建筑物轮廓点的放样及其检查工作。
（3）提供局部施工布置所需的测绘资料。
（4）按照设计图纸、文件要求，埋设建筑物外部变形观测设施，并负责施工期间的观测工作。
（5）进行收方测量及工程量计算。
（6）单项工程完工时，根据设计要求，对水工建筑物过流部位以及重要隐蔽工程的几何形体进行竣工测量。
3.1.2施工控制网基本要求
施工平面控制网坐标系统，宜与规划设计阶段的坐标系统一致，也可根据需要建立与规划设计阶段的坐标系统有换算关系的施工坐标系统。
施工高程系统，必须与规划设计阶段的高程系统相一致，并应根据需要就近与国家水准点进行联测，其联测精度不宜低于本工程首级高程控制的要求。
局部建筑工程部位相对精度要求较高时，可单独建立高精度的控制网。
控制网应结合实际情况进行专门设计。
水利水电工程各项施工测量工作，除使用本规范所规定的方法外，亦可采用能满足本规范精度要求，并经过实践验证的新技术、新方法。
3.1.3施工测量人员应遵守下列准则
（1）在各项施工测量工作开始之前，应熟悉设计图纸，了解规范的规定，选择正确的作业方法，制定具体的实施方案。
（2）对所有观测数据，应随测随记、严禁转抄、伪造。
文字与数字应力求清晰、整齐、美观。
对取用的已知数据、资料均应由两人独立进行百分之百的检查、核对，确信无误后方可提供使用。
（3）对所有观测记录手簿，必须保持完整，不得任意撕页，记录中间也不得无故留下空页。
（4）施工测量成果资料（包括观测记簿、放样单、放样记载手簿），图表（包括地形图、竣工断面图、控制网计算资料）应予统一编号，妥善保管，分类归档。
（5）现场作业时，必须遵守有关安全、技术操作规程，注意人身和仪器的安全，禁止冒险作业。
（6）对于测绘仪器、工具应精心爱护，及时维护保养，做到定期检验校正，保持良好状态。
对精密仪器应建立专门的安全保管、使用制度。
3.2平面控制
平面控制网采用D级GPS网，1954年北京坐标系，1度分带，中央子午线经度113度的平面基准。
点间距2-4km，测点布置示意见图1。
图1测点布置示意图
3.2.1标石的类型与埋设要求
平面控制点应选在通视良好、交通方便，地基稳定且能长期保存的地方。
视线离障碍物（上、下和旁侧）不宜小于2.0m。
对于能够长期保存、离施工区较远的平面控制点，应着重考虑图形结构和便于加密；而直接用于施工放样的控制点则应着重考虑方便放样，尽量靠近施工区并对主要建筑物的放样区组成的图形有利。
控制点的分布，应做到坝轴线以下的点数多于坝轴线以上的点数。
位于主体工程附近的各等级控制点和主轴线标志点，应埋设具有强制归心装置的混凝土观测墩。
其它部位可根据情况埋设暗标或半永久标志。
对于首级网，同一等级的控制点应埋设相同类型的标志。
各等级控制点周围应有醒目的保护装置，以防止车辆或机械的碰撞。
在有条件的地方可建造观测棚。
观测墩上的照准标志，可采用各式垂直照准杆，平面觇牌或其它形式的精确照准设备。
照准标志的形式、尺寸、图案和颜色，应与边长和观测条件相适应，图样按附录A的规定执行。
D级GPS点采用预先预制或用混凝土现场浇灌，尺寸为：
底30cm×30cm、高40cm、顶20cm×20cm，中心标志用20cm长、直径为3.0cm的不锈钢柱（下面带有十字型钢筋便于固定于混凝土中）制作，露出标石面1.5cm，成圆台状，上面刻有十字丝（宽度不大于0.10cm）。
埋设时，标石顶部距地面30cm左右，标石底部平整、夯实；位于露岩地上的四等GPS点，按GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B4之（d）要求的尺寸进行现场浇灌。
选点在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。
视线要避开障碍物。
离施工区较近便于加密，便于直接用于施工放样。
3.2.2观测方法
观测方法为GPS静态观测。
GPS测量基本技术要求规定（见表2、表3）
3.2.3天线安置
①在正常点位，先将天线架到三脚架上，然后对中、整平。
②在特殊位置，当天线需要安置在三角点站标的观测台上时，要先将站标顶部拆除，以免遮挡GPS信号。
③天线的定向标志应指向正北，以减小地磁偏角对相位中心偏差的影响。
④刮风天气要固定天线，下雨天要接地。
⑤天线架设不宜过低，要距地面1m以上。
从天线间隔120°三个方向量取线高，其差不超过3mm。
⑥高精度的等级网，要记录气象参数。
表2D、E级GPS测量基本技术要求规定
项目级别
D级
E级
卫星截止高度角（°）
15
15
同时观测有效卫星数
≥4
≥4
有效观测卫星总数
≥4
≥4
观测时段数
≥1.6
≥1.6
时段长度（min）
静态
≥45
≥40
快速
静态
双频+P（Y）码
≥5
≥2
双频全波
≥10
≥10
单频或双频半波
≥20
≥15
采样时间（s）
静态
10-30
10-30
快速静态
5-15
5-15
时段中任一卫星有效观测时段（min）
静态
≥15
≥15
快速
静态
双频+P（Y）码
≥1
≥1
双频全波
≥3
≥3
单频或双频半波
≥5
≥5
注：
1.在时段中观测时间符合此表要求的有效卫星。
2.观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时段。
表3GPS外业观测的技术指标
等级
二
三
四
一级
二级
高度角（°）
≥15
≥15
≥15
≥15
≥15
有效观测卫星数
≥4
≥4
≥4
≥4
≥4
观测时段数
≥2
≥2
≥2
≥2
≥1
时段长度
≥90
≥60
≥45
≥45
≥45
数据采样间隔秒
10-60
10-60
10-60
10-60
10-60
PDOP值
<6
<8
<8
<8
<8
3.2.4外业数据采集注意事项
在外业观测过程中，仪器操作人员应注意以下事项：
①观测小组必须严格遵守调度命令，按规定的时间进行作业。
②经检查接收机电源电缆和天线等各项连接无误，方可开机。
③开机后经检验有关指示灯与仪表显示正常后，方可进行自测试并输人测站、观测单元和时段等控制信息，若是无显示屏的接收机，需内业在计算机中设置好卫星高度角，记录时间等。
④接收机启动前与作业过程中，应随时逐项填写测量手簿中的记录项目。
⑤一个时段观测过程中不允许进行以下操作：
a）接收机关闭又重新启动；b）进行自测试；c）改变卫星仰角；d）改变数据采样间隔；e）改变天线位置；f）按动关闭文件和删除文件等功能键。
⑥接收机在观测工程中不要靠近接收机使用对讲机，雷雨季节架设天线要防止雷击，雷雨过境是应关机停测，并卸下天线。
观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。
观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据传输至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。
3.2.5仪器设备
观测使用X300双频实时动态GNSS接收机。
该机技术参数：
静态和快速静态
水平精度 ±（2.5+1×10-6×D）mm
垂直精度 ±（5+1×10-6×D）mm
实时动态（RTK）
水平精度 ±（10+1×10-6×D）mm
垂直精度 ±（20+1×10-6×D）mm
3.2.6数据处理
平面数据处理采用二维约束平差。
（1）GPS网的平差一般采用二维平差方法，即在GPS网三维平差（WGS84坐标系统）基础上，首先将三维GPS基线向量转换为地面坐标系统中的二维GPS基线向量，然后在平面坐标系统中对GPS网进行二维平差，求得点位在地面坐标系统的平面坐标。
①在进行三维平差前，首先检查GPS基线向量进行检核，选取合格的GPS基线。
同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足下式要求：
Wx≤
/5Wy≤
/5Wz≤
/5W≤
/5
式中n——同步环中基线边的个数
=
异步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足下式要求：
Wx≤2
Wy≤2
Wt≤2
W≤2
式中n——异步环中基线边的个数
②同时必须对起算点的精度进行检核。
在对各项要求检核合乎要求下，对GPS网进行二维强制约束平差。
另外，还应注意一个问题，就是在对固定基准点的选取上，必须选取点位较稳固，GPS接收信号条件好的点，并且选取的起算方向边长大于检核方向边长。
（2）二维约束点采用D1301、D1303。
D1302、D1304作为检核点。
无约束平差基线向量改正数绝对值应满足下式要求：
V△x≤3
V△y≤3
V△z≤3
高程采用GPS高程拟合的方法。
由于GPS高程测量精度不高，不能使用GPS直接测得的高程，因此，采用部分控制点联测高等级水准点，通过高程拟合的方法得到全部控制点的高程。
最后进行整网平差，精度达到四等水准测量的要求。
3.3高程控制
高程系统采用1985国家工程基准。
按四等水准测量要求进行施测。
附合路线长度及其构网图形，高程点类型与埋设要求同平面控制点。
3.3.1使用仪器
DS05精密水准仪一台（带脚架）、2M沉降观测铟钢水准标尺一对，尺垫两个、皮尺两根、记录板一块，铅笔、小刀和记录手簿。
仪器使用前进行了检校，同时对水准尺的圆气泡进行检校。
DS05精密水准仪是采用内置式的测微平板结构，仪器采用全密封设计，能有效地防尘防水，密封等级可达IP55；放大倍率38倍，观测目标更清晰；水准器居中性能更好，使用更加方便快捷。
仪器利用自动补偿技术和数字式光学测微尺读数系统，可大大提高作业效率和测量精度。
3.3.2观测方案
水准点构成闭合水准路线，按照四等水准测量进行施测。
观测程序、观测方法按四等水准测量要求。
3.3.3观测技术要求
四等水准观测视线长度、前后视距差和视线高度、基准点和观测基点的观测限差应符合表4的规定。
表4四等水准观测视线长度、前后视距差和视线高度
视线长（M）
前后视距差（M）
前后视距差累积（M）
视线高度（M）
≤80
≤5
≤10
≥0.3
表5四等水准观测限差
中丝对称差（㎜）
基辅读数差（㎜）
基辅高差之差（㎜）
往返或环线闭合差（㎜）
≤5
≤3
≤5
≤20√L
L----水准路线长度km
3.3.4观测注意事项
（1）水准观测应在标尺成像清晰、稳定时进行，并用测伞遮蔽阳光，避免仪器曝晒。
（2）严禁为了增加标尺读数，把尺垫安置在沟边或壕坑中。
（3）观测员在观测中，不允许为通过限差规定而凑数，以免成果失去真实性。
（4）同一测站观测时，不应两次调焦，转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋时，其最后均应为旋进方向。
（5）每一测段的往测与返测，测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正，由往测转向返测时，两标尺必须互换位置并应重新整置仪器
（6）量距要保证通视，前、后视距相等且有一定的视线高度，并尽量使仪器和前、后标志在一直线上。
（7）记录员除了记录和计算工作以外，还必须检查观测条件是否合乎规定，限差是否满足要求，否则应及时通知观测员重测。
记录员必须牢记观测程序，注意不要记录错误。
字迹要整齐清晰，不得涂改，更不允许描字和就字改字。
在一个测站上应等计算和检查完毕，确信无误后才可离开。
（8）扶尺员在观测之前必须将标尺立直扶稳。
严禁双手脱开标尺，以防摔坏标尺的事故发生。
3.3.5观测成果的重测和取舍。
（1）因测站观测限差超限，在迁站前发现可立即重测，若迁站后发现，则应从高程点重新起测。
（2）往、返观测高差较差超限时应重测。
四等水准重测后，可选用两次合格的结果。
如重测结果与原测结果分别比较，其较差均不超限时，应取三次结果的平均数。
（3）水准测量路线需要跨过江、河、湖、泊和山谷等障碍物时，其测站视线长度，四等水准超过200m时，应按照GB12897—91和GB12898—91的规定执行。
水准测量外业验算的项目包括下列内容：
（1）观测手簿必须经百分之百的检查，并由两人独立编制高差和高程表。
（2）根据测段往返测高差不符值（Δ）计算每公里高程测量高差中数的偶然中误差MΔ，当高程路线闭合环较多时，还须按环闭合差（W）计算每公里高程测量高差中数的全中误差MW。
（3.5.3-1）
（3.5.3-2）
式中Δ——测段往返测高差不符值，mm；
R——测段长，km；
n——测段数；
W——经各项改正后的水准环闭合差或附合路线闭合差，mm；
F——计算各W时，相应的路线长度（环绕周长），km；
N——附合路线或闭合环个数。
以上MΔ和MW的绝对值应符合表3.2.1的规定。
3.4施工测量
施工测量放样，平面采用全站仪，高程采用水准测量或三角高程测量。
施工观测基点采用全站仪导线或GPS-RTK在控制点基础上加密，点间距200m。
3.4.1放样的准备与方法
—般规定
放样工作开始之前，应详细查阅工程设计图纸，收集施工区平面与高程控制成果，了解设计要求与现场施工需要。
根据精度指标，选择放样方法。
对于设计图纸中有关数据和几何尺寸，应认真进行检核，确认无误后，方可作为放样的依据。
必须按正式设计图纸和文件（包括修改通知）进行放样，不得凭口头通知或未经批准的草图放样。
所有放样点线，均应有检核条件，现场取得的放样及检查验收资料，必须进行复核，确认无误后，方能交付使用。
放样结束后，应向使用单位提供书面的放样成果单。
3.4.2放样数据准备
放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图，所有数据、草图均应经两人独立校核。
用电算程序计算放样数据时，必须认真核对原始数据输入的正确性。
应将施工区域内的平面控制点、高程控制点、轴线点、测站点等测量成果，以及工程部位的设计图纸中的各种坐标（桩号）、方位、尺寸等几何数据编制成放样数据手册，供放样人员使用。
现场放样所取得的测量数据，应记录在规定的放样手簿中，所有栏目必须填写完整，字体应整齐清晰，不得任意涂改。
填写内容包括：
（1）工程部位、放样日期、观测、记录及检查者姓名。
（2）放样点所使用的控制点名称，坐标和高程成果，设计图纸编号，使用数据来源。
（3）放样数据及草图。
（4）放样过程中的实测资料。
（5）放样时所使用的主要仪器。
3.4.3仪器设备
施工测量使用NTS332R全站仪，S3水准仪。
NTS332R全站仪测程：
最大距离（良好天气）单棱镜5.0KM无棱镜350M。
仪器观测精度：
有棱镜±（2+2×10-6×D）mm
免棱镜±（5+3×10-6×D）mm
3.4.4管道线路中线、带状地形图测量
（1）中线测量
按照设计院定线确定的线路中线桩，用动态RTK测出管道的中线后编出中线成果表，包括：
中线桩的桩号、坐标、转角、里程、高程。
（2）带状地形图测量
由测出的中线开始进行带状地形图的测量，带状地形图的测图比利尺为1：
2000，鉴于
地形局部起伏不大，等高距定为1米。
带状地形测图范围为中线两侧各50米，用动态RTK和全站仪进行野外数据采集。
对于测图范围内的地形、地物、地貌进行实测。
对于超出测量边界且离边界较近的建筑物也进行测绘，以便满足设计需要。
在野外数据采集过程中绘制详细的草图，现场对于较大的路，河流都进行名字标注，对于较近的村庄也标示出与测图边界的距离。
在完成野外的数据采集后，转入室内成图，把所测得野外数据传入电脑，运用CASS7.0成图系统，参考野外所绘制的草图完成地形图的绘制及整饰工作，进而完成带状图的测绘工作。
3.4.5管道线路纵断面图测量
纵断面的测量也是运用动态RTK和全站仪进行采集，中线上每20米采集一个高程点，对于高程起伏大的地方应加密高程点，达到能反映0.5以上的坡坎和沟渠的要求。
在完成野外采集后也要将数据传入电脑进行处理，绘制的纵断面图比例尺为：
横向与所测地形图比例尺一致，纵项为1：
100。
所做的纵断面图能准确反应地形地貌的变化，能准确反映0.5米以上的坡坎和沟渠，满足土方量的需要。
3.4.6原始断面测量和工程量计算
1、工程开工前，必须实测工程部位的原始地形图或断面图；施工过程中应及时测绘不同材料的分界线，并定期测绘收方地形图或断面图；工程竣工后，必须实测竣工地形图或竣工断面图。
各阶段的地形图和断面图均为工程量计算和工程结算的依据。
2、断面间距可根据用途、工程部位和地形复杂程度在5m~20m范围内选择。
有特殊要求的部位按设计要求执行。
3、断面测量时测点的精度要求见表6
表6断面测量时测点的精度要求
断面类型
测点相对于测站点的限差
平面
高程
原始、收方断面
±10（cm）
±10（cm）
土石方工程竣工断面
±5（cm）
±5（cm）
混凝土工程竣工断面
±2（cm）
±2（cm）
4、断面测点间距应以能反映断面形状、满足面积计算精度要求为原则，测点间距不大于5m，地形变化处应加密测点。
断面宽度应超出工程部位边线5m～10m。
5、工程量的计算应符合下列规定：
（1）用于工程量计算的地形图或断面图是现场实测的。
（2）面积计算方法可采用CAD画图或解析法。
6、土石方工程收方，应根据实测的土类分界线分别计算各类材料的方量。
3.4.7渠道建筑物放样
1、各工程步位的施工放样，应严格按照合同文件及规范执行，保证精度。
2、每个混凝土单元工程浇筑前，必须进行模板的形体尺寸检查，并将校模资料报监理审查。
3、测量精度以中误差、限差作为衡量的标准，以2倍中误差作为限差。
施工测量主要精度指标见表7。
4、开挖、填筑及混凝土工程轮廓线放样测站点是放样的工作基点，限差见表8。
轮廓放样点的间距要求见表9。
5、开挖轮廓放样点的点位限差见表10。
6、填筑及混凝土建筑物轮廓放样点的点位限差见表11。
表7施工测量主要精度指标
序号
项目
精度指标（mm）
说明
内容
平面位置限差
高程限差
1
混凝土建筑物
轮廓点放样
±（20～30）
±（20～30）
相对于邻近基本控制点
2
土石料建筑物
轮廓点放样
±50
±50
相对于邻近基本控制点
3
机电设备与构件安装
安装点
±（2～10）
±（2～10）
相对于建筑物安装轴线和相对水平度
4
土石方开挖
轮廓点放样
±（50～150）
±（50～150）
相对于邻近基本控制点
5
地形测量
地物点
±（1～1.5）图上
2∕3等高距
工作基点
6
变形观测
位移测点
±（6～10）
±（6～10）
相对于工作基点
表8放样测站点的点位限差
项目
点位限差（mm）
平面
高程
混凝土浇筑工程
±15
±15
土石料开挖、填筑工程
±35
±35
注：
放样测站点的点位限差是相对于邻近基本控制点而言的。
表9轮廓放样点的间距要求
建筑物类型
相邻点间最大距离（m）
直线段
曲线段
混凝土建筑物
5～8
3～6
土石料建筑物
10～15
5～10
表10开挖轮廓放样点的点位限差
轮廓放样点位
点位限差（mm）
平面
高程
主体工程部位的基础轮廓点
±50
±50
主体工程部位的坡顶点、非主体工程部位的基础轮廓点
±100
±100
土、砂、石覆盖面开挖轮廓点
±150
±150
注：
点位限差均是相对于邻近基本控制点而言的。
表11填筑及混凝土建筑物轮廓放样点的点位限差
建筑物类型
建筑物名称
点位限差（mm）
平面
高程
混凝土建筑物
主要水工建筑物、泄水建筑物的主体结构、各种导墙、坝体内的重要结构物等
±20
±20
其它
±30
±30
土石料建筑物
碾压式坝与土石坝的上下游边线、心墙、填料分界线、防渗墙轴线及坝内各种设施
±50
±50
注：
点位限差均是相对于邻近基本控制点而言的。
3.5精度评定
（1）控制测量精度
华测GPS-X300静态和快速静态精度：
水平精度 ±（2.5+1×10-6×D）mm
高程精度 ±（5+1×10-6×D）mm
控制点间距按3km，边长相对中误差1/180000，高程±8mm，均能达到边长相对中误差1/100
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