同學(xué)們好！課堂！歡迎來到第15章管道工程測量在本章，您將要學(xué)到管道工程測量的基本內(nèi)容，管道中線測量，縱、橫斷面測量，管道施工測量15.1管道工程測量概述管道測量的內(nèi)容一般包括：踏勘選線、中線測量、縱橫斷面測量、土方計(jì)算和斷面的放樣等。管道工程測量的任務(wù)是：在設(shè)計(jì)前為管道工程設(shè)計(jì)提供地形圖和斷面圖；在施工時(shí)按設(shè)計(jì)的平面位置和高程將管道位置測設(shè)于實(shí)地。管道工程的特點(diǎn)是：種類繁多，縱橫交錯(cuò)，上下穿插，分布面廣。施工測量的精度要求取決于工程性質(zhì)、所在位置和施工方法等因素。15.1管道工程測量概述管道工程測量的內(nèi)容：(1）收集規(guī)劃設(shè)計(jì)區(qū)域的已有地形圖以及原有管道平面圖和斷面圖等資料；(2）現(xiàn)場踏勘，進(jìn)行紙上定線和規(guī)劃；(3）帶狀地形圖的測繪；(4）管道中線測量；(5）縱橫斷面圖測量；(6）管道施工測量；(7）管道竣工測量15.1.1踏勘選線應(yīng)考慮的幾個(gè)因素：(1）渠線或者管線盡量短而直，避開障礙物，以減少工程量和水流損失；(2）渠道應(yīng)盡量選在稍高的地方，以便實(shí)現(xiàn)自流灌、排水；（3）選線位置的土質(zhì)要好，坡度要適宜，以防滲漏、淤塞、沖刷和坍塌；（4）線路選擇要避免經(jīng)過大填方和大挖方及修建建筑物的地段，渠線選擇要盡量利用現(xiàn)有溝渠。1.實(shí)地查勘查勘前最好先在地形圖（比例尺一般為1:1萬~1:10萬）上初選幾條比較方案，然后依次對所經(jīng)地帶進(jìn)行實(shí)地查勘，了解和搜集有關(guān)資料（如土壤、地質(zhì)、水文、施工條件等），并對所選路線中某些控制性的點(diǎn)（如渠首、沿線溝谷、跨河點(diǎn)等）進(jìn)行簡單測量，了解其相對位置和高程，以便分析比較。2.室內(nèi)選線在室內(nèi)進(jìn)行圖上選線，即在適合的地形圖上選定渠道或管道中心線的平面位置，并在圖上標(biāo)出渠道或管道轉(zhuǎn)折點(diǎn)到附近明顯地物點(diǎn)的距離和方向（由圖上量得）。如該地區(qū)沒有適用的地形圖，則應(yīng)根據(jù)查勘時(shí)確定的渠道或管道線路，測繪沿線寬約100~200m的帶狀地形圖，其比例尺一般為1:5000或1:10000。3.外業(yè)選線

將室內(nèi)選線的結(jié)果轉(zhuǎn)移到實(shí)地上，標(biāo)出渠道或管道的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終點(diǎn)。外業(yè)選線也還要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，對圖上所定渠線或管線作進(jìn)一步研究和補(bǔ)充修改，使之完善。實(shí)地選線時(shí)，一般應(yīng)借助儀器選定各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置。對于平原地區(qū)的渠線或管線應(yīng)盡可能選成直線，如遇轉(zhuǎn)彎時(shí)，則在轉(zhuǎn)折處打下木樁。在丘陵山區(qū)選線時(shí)，為了較快地進(jìn)行選線，可用經(jīng)緯儀按視距法測出有關(guān)渠段或轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的距離和高差。由于視距法的精度不高，對于較長的渠線或管線為避免高程誤差累積過大，最好每隔2~3km與已知水準(zhǔn)點(diǎn)校核一次。如果選線精度要求高，則用水準(zhǔn)儀測定有關(guān)點(diǎn)的高程，探測渠線或管線位置。15.1.2水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)與施測為了滿足渠線或管線的探高測量和縱斷面測量的需要，在渠道或管道選線的同時(shí)，應(yīng)沿渠線或管線附近每隔l~2km左右在施工范圍以外布設(shè)一些水準(zhǔn)點(diǎn)，并組成附合或閉合水準(zhǔn)路線，當(dāng)路線不長（15km以內(nèi)）時(shí)，也可組成往返觀測的支水準(zhǔn)路線。水準(zhǔn)點(diǎn)的高程一般用四等水準(zhǔn)測量的方法施測（大型渠道或管道工程有的采用三等水準(zhǔn)測量）15.2管道中線測量管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)和轉(zhuǎn)向點(diǎn)統(tǒng)稱為管道的主點(diǎn)，主點(diǎn)的位置和管道方向是設(shè)計(jì)時(shí)確定的。管道中線測量的任務(wù)就是根據(jù)選線所定的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)及終點(diǎn)，通過量距測角把渠道或管道中心線的平面位置在地面上用一系列的木樁標(biāo)定出來。15.2.1主點(diǎn)測設(shè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和測設(shè)方法

主點(diǎn)的位置是設(shè)計(jì)時(shí)確定的，主點(diǎn)測設(shè)數(shù)據(jù)根據(jù)測設(shè)方法的不同而不同，采用何種測設(shè)方法，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和精度要求而定。根據(jù)管線的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)和終點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)與附近地面已有控制點(diǎn)或固定地物點(diǎn)的坐標(biāo)，可用解析法或圖解法求出測設(shè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行定線測量。1.解析法

當(dāng)管道規(guī)劃設(shè)計(jì)圖上已給出主點(diǎn)坐標(biāo)（或在圖上求出主點(diǎn)的坐標(biāo)），而且主點(diǎn)附近有控制點(diǎn)時(shí)，可以用解析法求測設(shè)數(shù)據(jù)。如圖13-1所示，A、B、C等為管道點(diǎn)，1、2、3、4等為控制點(diǎn)。根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)和管道主點(diǎn)的坐標(biāo)，按坐標(biāo)反算計(jì)算公式即可得到測設(shè)數(shù)據(jù)。

圖13-1解析法計(jì)算測設(shè)數(shù)據(jù)2．圖解法圖解法就是在規(guī)劃設(shè)計(jì)圖上直接量取測設(shè)所需數(shù)據(jù)。如圖15-2所示：A、B使原有管道檢修井位置，1、2、3點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)管道的主點(diǎn)。欲在地面上測設(shè)出1、2、3點(diǎn)，可根據(jù)比例尺在圖上直接量出d1、d2、d3、d4和d5，即得測設(shè)數(shù)據(jù)。主點(diǎn)測設(shè)的方法有直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法、距離交會(huì)法、角度交會(huì)法等。主點(diǎn)測設(shè)完畢必須進(jìn)行檢核，檢核方法通常用鋼尺丈量兩相鄰主點(diǎn)間的水平距離，看其是否與設(shè)計(jì)長度相符。15.2.2中樁的測設(shè)為了測定管道長度和測繪縱、橫斷面圖，從管道起點(diǎn)開始，沿管道中心線在地面上設(shè)置整樁和加樁，這項(xiàng)工作成為中樁測設(shè)。從管道起點(diǎn)開始，按規(guī)定每隔某一整數(shù)設(shè)一樁，這個(gè)樁叫整樁。如圖15-3中的1+185、1+233及1+266為路線跨過小溝邊及溝底的加樁。15.2.3轉(zhuǎn)向角測量管道轉(zhuǎn)變方向時(shí)，轉(zhuǎn)變后的方向與原方向之間的夾角稱為轉(zhuǎn)向角。測角和測設(shè)曲線，距離丈量到轉(zhuǎn)折點(diǎn)，渠道或管道從一直線方向轉(zhuǎn)向另一直線方向，此時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，測出前一直線的延長線與改變方向后的直線間的夾角I，稱為偏角，在延長線左的為左偏角，在右的為右偏角，因此測出的I角應(yīng)注明左或右。如圖11.2中IP1處為右偏角，即I右=23°20′。根據(jù)規(guī)范要求：當(dāng)I＜6o時(shí)，不測設(shè)曲線；當(dāng)I=6°~12°及I＞12°，且曲線長度L＜l00m時(shí)，只測設(shè)曲線的三個(gè)主點(diǎn)樁；在I＞12°，同時(shí)曲線長度L＞100m時(shí)，需要測設(shè)曲線細(xì)部。在量距的同時(shí)，還要在現(xiàn)場繪出草圖，如圖15-4所示。圖15-4渠道測量草圖示意圖15.3縱斷面測量渠道或管道縱斷面測量的任務(wù)，是測出中心線上各里程樁和加樁的地面高程，了解縱向地面高低的情況，并繪出縱斷面圖，其工作包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)。15.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)為了滿足縱斷面測量和施工需要，應(yīng)沿管道方向布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)點(diǎn)。通常1-2km設(shè)置一個(gè)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)，300-500m設(shè)置一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上以紅漆標(biāo)繪，也可埋設(shè)混凝土標(biāo)樁或木樁。水準(zhǔn)測量的任務(wù)是測量各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，精度要求根據(jù)管道設(shè)計(jì)要求而定。15.3.2縱斷面水準(zhǔn)測量圖15-5縱斷面測量示意圖如圖15-5所示，從BM1（高程為76.605m）引測高程，依次對0+000，0+100，進(jìn)行觀測，由于這些樁相距不遠(yuǎn)，按渠道或管道測量的精度要求，在一個(gè)測站上讀取后視讀數(shù)后，可連續(xù)觀測幾個(gè)前視點(diǎn)（水準(zhǔn)尺距儀器最遠(yuǎn)不得超過150m），然后轉(zhuǎn)至下一站繼續(xù)觀測。這樣計(jì)算高程時(shí)采用“視線高法”較為方便。其觀測與記錄及計(jì)算步驟如下：(1)讀取后視讀數(shù)，并算出視線高程視線高程=后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù)（15-1）在第1站上后視點(diǎn)BM1，讀數(shù)為1.245，則視線高程為：76.605m+1.245m=77.850m。（2）觀測前視點(diǎn)并分別記錄前視讀數(shù)由于在一個(gè)測站上前視要觀測好幾個(gè)樁點(diǎn)，其中僅有一個(gè)點(diǎn)是起著傳遞高程作用的轉(zhuǎn)點(diǎn)，而其余各點(diǎn)只需讀出前視讀數(shù)就能得出高程，為區(qū)別于轉(zhuǎn)點(diǎn)，稱為中間點(diǎn)。中間點(diǎn)上的前視讀數(shù)精確到cm即可，而轉(zhuǎn)點(diǎn)上的觀測精度將影響到以后各點(diǎn)，要求讀至mm，同時(shí)還應(yīng)注意儀器到兩轉(zhuǎn)點(diǎn)的前、后視距離大致相等（差值不大于20m）。用中心樁作為轉(zhuǎn)點(diǎn)，要置尺墊于樁一側(cè)的地面，水準(zhǔn)尺立在尺墊上，若尺墊與地面高差小于2cm，可代替地面高程。觀測中間點(diǎn)時(shí)，可將水準(zhǔn)尺立于緊靠中心樁旁的地面，直接測算得地面高程。(3)計(jì)算測點(diǎn)高程測點(diǎn)高程=視線高程－前視讀數(shù)（15-2）例如，表13-1中，0+000作為轉(zhuǎn)點(diǎn)，它的高程=77.850－0.544（第一站的視線高程-前視讀數(shù)）=77.306m，湊整成77.31m為該樁的地面高程。0+100為中間點(diǎn)，其地面高程為第二站的視線高程減前視讀數(shù)：H=78.239-1.56=77.679m，湊整為77.68m。（4）計(jì)算校核和觀測校核15.3.3縱斷面圖的繪制15.4橫斷面測量橫斷面測量的任務(wù)，是測出各中心樁處垂直于渠線方向或管線方向的地面高低情況，并繪出橫斷面圖。其工作分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)。進(jìn)行橫斷面測量時(shí)，以中心樁為起點(diǎn)測出橫斷面方向上地面坡度變化點(diǎn)間的距離和高差。測量的寬度隨渠道大小而定，也與挖（或填）的深度有關(guān)，較大的渠道或管道、挖方或填方大的地段應(yīng)該寬一些，一般以能在橫斷面圖上套繪出設(shè)計(jì)橫斷面為準(zhǔn)，并留有余地。其施測的方法步驟如下：15.4.1確定橫斷面方向在中心樁上根據(jù)渠道或管道中心線方向，用木制的十字直角器或其他簡便方法即可定出垂直于中線的方向，此方向即是該樁點(diǎn)處的橫斷面方向。15.4.2測出坡度變化點(diǎn)間的距離和高差測量時(shí)以中心樁為零起算點(diǎn)，面向渠道或管線下游分為左、右側(cè)。對于較大的渠道或管道可采用經(jīng)緯儀視距法或水準(zhǔn)儀測高配合量距（或視距法）進(jìn)行測量。15.4.3橫斷面圖的繪制繪制橫斷面圖仍以水平距離為橫軸、高差為縱軸在方格紙上。為了計(jì)算方便，縱橫軸比例尺應(yīng)一致，一般取1:100或1:200，小型渠道或管道也可采用1:50。繪圖時(shí)，首先在方格紙適當(dāng)位置定出中心樁點(diǎn)，如圖13-8中的0+100點(diǎn)，從表13-2中可知，由該點(diǎn)向左側(cè)按比例量取3.0m，再由此向下（高差為正時(shí)向上）量取0.5m，即得左側(cè)第1點(diǎn)，同時(shí)繪出其它各點(diǎn)，用實(shí)線連接各點(diǎn)得地面線，即為：0+100樁號的橫斷面圖。圖15-8渠道橫斷面以中心樁為坐標(biāo)原點(diǎn)，平距為橫坐標(biāo)，高差為縱坐標(biāo)，把圖畫在透明毫米方格紙上，平距和高差的比例尺應(yīng)相同。15.5管道施工測量15.5.1準(zhǔn)備工作1.收集和熟悉管道的設(shè)計(jì)圖紙收集和熟悉管道的設(shè)計(jì)圖紙，了解管道的性質(zhì)和敷設(shè)方法對施工的要求，以及管道與其他建筑物的相互關(guān)系。認(rèn)真核對設(shè)計(jì)圖紙，了解精度要求和工程進(jìn)度安排等。深入施工現(xiàn)場，熟悉地形，找出各樁點(diǎn)的位置。

2.校核中線若設(shè)計(jì)階段在地面上標(biāo)定的中線位置就是施工時(shí)所需要的中線位置，且各樁點(diǎn)完好，則僅需校核一次，不重新測設(shè)。若有部分樁點(diǎn)丟損或施工的中線位置有所變動(dòng)，則應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料重新恢復(fù)舊點(diǎn)或按改線資料測設(shè)新點(diǎn)。

3.加密水準(zhǔn)點(diǎn)為了在施工過程中便于引測高程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)階段布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)，于沿線附近每隔約150m增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。15.5.2地下管道施工測量1.地下管道放線(1)測設(shè)施工控制樁由于管道中線樁在施工時(shí)將被挖掉，為了便于恢復(fù)中線和附屬構(gòu)筑物的位置，應(yīng)在不受施工干擾、便于引測和保存點(diǎn)位處測設(shè)施工中線控制樁。中線控制樁的位置，一般是測設(shè)在管道起終點(diǎn)及各轉(zhuǎn)點(diǎn)處中心線的延長線上，附屬構(gòu)筑物控制樁則測設(shè)在管道中線的垂直線上，如圖15-9所示。(2)槽口放線管道中線控制樁定出后，就可按設(shè)計(jì)的開槽寬度，在地面上釘上邊樁，沿開挖邊線撒出灰線，以作為開挖的界線，如圖13-10所示。槽口開挖寬度，視管徑大小、埋設(shè)深度以及土質(zhì)情況確定。若地表橫斷面上坡度比較平緩時(shí)，槽口開挖寬度可用下列公式計(jì)算：

D=d+2mh(15-4)

式中：d——槽底寬度；

h——中線上的挖土深度；

m——管槽放坡系數(shù)。若地表橫斷面坡度較陡時(shí)，如圖15.11所示，中線兩側(cè)槽中寬度不等，半槽口開挖寬度按下式計(jì)算：

D1=d/2+m1h1+m3h3+C(15-5)D2=d/2+m2h2+m3h3+C(15-6)2.地下管道施工測量管道的埋設(shè)要按照設(shè)計(jì)的管道中線和坡度進(jìn)行，因此在施工前要測設(shè)施工測量標(biāo)志。(1)龍門板法龍門板由坡度板和高程板組成，如圖15-11所示。沿中線每隔10—20m以及檢查井處應(yīng)設(shè)置龍門板。中線測設(shè)時(shí)，根據(jù)中線控制樁，用經(jīng)緯儀將管道中線投測到坡度板上，并釘小釘標(biāo)定其位置，此釘叫中線釘。各龍門板中線釘?shù)倪B線標(biāo)明了管道的中線方向。在連線上掛垂球，可將中線位置投測到管槽內(nèi)，以控制管道中線。(2）平行軸腰樁法

當(dāng)現(xiàn)場條件不便采用龍門板時(shí)，對精度要求較低的管道，可用本法測設(shè)施工控制標(biāo)志。開工之前，在管道中線一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置一排平行于管道中線的軸線樁，樁位應(yīng)落在開挖槽邊線以外，如圖13-12所示。平行軸線離管道中線為d，各樁間距以10—20m為宜，各檢查井位也相應(yīng)地在平行線上設(shè)樁。為了控制管底高程，在槽溝坡上打一排與平行軸線樁相對應(yīng)的樁，這排樁稱為腰樁，如圖15-12所示。先選定腰樁到管底的下反數(shù)h為某一整數(shù)，并通過管底設(shè)計(jì)高程計(jì)算出各腰樁的高程，然后再用水準(zhǔn)儀測設(shè)各腰樁，并用小釘標(biāo)出腰樁的高程位置。施工時(shí)只需用水準(zhǔn)尺量取小釘?shù)讲鄣椎木嚯x，與下反數(shù)h比較，便可檢查是否挖到管底設(shè)計(jì)高程。此時(shí)各樁小釘?shù)倪B線與設(shè)計(jì)坡度平行，并且小釘?shù)母叱膛c管底設(shè)計(jì)高程之差為一常數(shù)h。為了控制管槽開挖深度，應(yīng)根據(jù)附近的水準(zhǔn)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測出各坡度板頂?shù)母叱?。根?jù)管道設(shè)計(jì)的坡度，計(jì)算該處管道的設(shè)計(jì)高程。則坡度板頂與管道設(shè)計(jì)高程之差就是從坡度板頂向下開挖的深度，統(tǒng)稱下反數(shù)。下反數(shù)往往不是一個(gè)整數(shù)，并且各坡度板的下反數(shù)都不一致，施工、檢查很不方便。為使下反數(shù)成為一個(gè)整數(shù)C，必須計(jì)算出每一坡度板頂向上或向下量的調(diào)整數(shù)&。其公式為:&=C-(H1-H2)（15-7）式中：H1——坡度板頂高程；

H2——管底設(shè)計(jì)高程。

15.5.2架空管道施工測量架空管道主點(diǎn)的測設(shè)與地下管道相同。架空管道的支架的基礎(chǔ)開挖測量工作和基礎(chǔ)模板的定位，與廠房柱子基礎(chǔ)的測設(shè)相同。架空管道安裝測量與廠房構(gòu)件安裝測量基本相同。每個(gè)支架的中心樁在開挖基礎(chǔ)時(shí)均被挖掉，為此必須將其位置引測到互為垂直方向的四個(gè)定位樁上。根據(jù)定位樁就可確定開挖邊線，進(jìn)行基礎(chǔ)施工。15.5.3頂管施工測量當(dāng)?shù)叵鹿艿佬枰┰借F路、公路、或重要建筑物時(shí)，為了保證正常的交通運(yùn)輸和避免重要建筑物拆遷，往往不允許從地表開挖溝槽，此時(shí)常采用頂管施工方法。這種方法是在管道一端或兩端事先挖好工作坑，在坑內(nèi)安裝導(dǎo)軌，將管筒放在導(dǎo)軌上，用頂鎬將管筒沿中線方向頂入土中，然后將管內(nèi)的土方挖出來。因此，頂管施工測量主要是控制好頂管的中線方向和高程如圖15-13