理论教育 土木工程测量学第2版-中线测量方法

土木工程测量学第2版-中线测量方法

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:图14-19路线跨沟时中心桩设置图里程桩和加桩通称中心线桩,将桩号用红漆书写在木桩一侧,面向起点打入土中。在不超过经纬仪视距前,应转站到下一站,安置经纬仪后,后视前站的最后一个里程桩,然后倒镜继续向前测量。纵断面测量图14-21环山渠道断面图中桩高程的测定,应从渠首或终点附近的水准点用四等水准测量方法引测,精度要求低的可用五等或普通水准测量方法引测。

土木工程测量学第2版-中线测量方法

1)中线测量

中线测量的任务是根据选线所定的起点、转折点及终点,通过施工放线把渠道中心线的平面位置在地面上用一系列的木桩标定出来,测出长度和转折角,并在渠线转折处设置圆曲线。渠首和终点位置一般由有关人员现场研究确定,确定之后要埋设标石作记,也可兼作临时水准点使用。为了便于计算路线长度和绘纵断面图,沿路线方向每隔一定的距离(100m、50m或20m)钉一木桩,以距起点的里程进行编号,称为里程桩。比如起点(渠道是以其引水或分水建筑物的中心为起点)的桩号为0+000,若每隔100m打一木桩,则以后各桩的桩号为0+100,0+200,…,如1+500表示该桩离渠道起点1500m。在两整数里程桩间如遇重要地物和计划修建工程建筑物(如涵洞等)以及地面坡度变化较大的地方,都要增钉木桩,称为加桩,其桩号也以里程编号。如图14-19中的1+185、1+233及1+266为路线过小沟边及沟底的加桩。一般在以下地方需要加桩:中心线地面上有建筑物及转折点处;圆曲线的起点、中点、终点和其他要放样的点;与拟建水工建筑物相交的起点或轴线位置;穿越河道、沟渠、铁路、公路、村舍或其他建筑物的交点位置。

图14-19 路线跨沟时中心桩设置图

里程桩和加桩通称中心线桩(简称中心桩),将桩号用红漆书写在木桩一侧,面向起点打入土中。为了防止以后测量时漏测加桩,还应在木桩的另—侧依次书写序号。里程桩的长短粗细应视地质条件而定,露出地面的高度以能直观读到编号为宜,但要能保存到施工期间。若有丢失,应在施工前补上。

具体测量工作是在渠首标石处安设经纬仪,使视线指向选定的方向。在视线上,按照地面起伏状况,从起点量距、打桩和编号(里程桩号)。在不超过经纬仪视距前,应转站到下一站,安置经纬仪后,后视前站的最后一个里程桩,然后倒镜继续向前测量。交点的测设、偏角的测设、曲线的测设同前面章节的线路测量。

图14-20 渠道测量草图示例

在渠道从一直线方向转向另一直线方向时,根据规范当转折角小于6°时不测设曲线;当转折角大于6°时应测设圆曲线主点及细部点。在定线测量的同时,要记录或草绘沿途重要的地物、地貌(图14-20)及影响施工的情况。图中直线表示渠道中心线,直线上的黑点表示里程桩和加桩的位置和里程,在转折点,绘图时改变后的渠线仍按直线方向绘出,仅在转折点用箭头表示渠线的转折方向,并注明偏角角值。至于渠道两侧的地形则可根据目测勾绘。

在山区进行环山渠道的中线测量时,为了使渠道以挖方为主,将山坡外侧渠堤顶的一部分设计在地面以下(如图14-21),此时一般要用水准仪来探测中心桩的位置。首先根据渠首引水口高程、渠底比降、里程和渠深(渠道设计水深加超高)计算堤顶高程,而后用水准测量探测该高程的地面点。对地面起伏度的掌握,要有灵活性,如地面两点虽然高差较大,但属缓坡直线变化,应视为平坦地面,否则视为不平坦。控制地面起伏度变化,目的是为了能较准确地计算填挖土方。

中线测量完成后,对于大型渠道一般应绘出渠道测量路线平面图,在图上绘出渠道走向、各弯道上的圆曲线桩点等,并将桩号和曲线的主要元素数值(转向角α、曲线长L和曲线半径R、切线长T)注在图中的相应位置上。

2)纵断面测绘

渠道纵断面测量的任务是测定中心线上各里程桩和加桩的地面高程,了解纵向地面高低的情况,并绘制路线纵断面图,其工作内容包括外业和内业。

(1)纵断面测量

图14-21 环山渠道断面图

中桩高程的测定,应从渠首或终点附近的水准点用四等水准测量方法引测,精度要求低的可用五等或普通水准测量方法引测。小型渠道纵断面测量是用五等水准测量,采用视线高法测定渠道中线上各里程桩及加桩的地面高程。大中型的渠道较长,除渠首和终点需设永久性水准点外,应先沿渠道中线布设一条四等水准路线,中途应每间隔1~2km左右设一水准点,组成附合水准线路,作为纵断面水准测量的校核之用。竣工后这些水准点还可用于监测渠底高程的变化。

利用渠道沿线布设的水准点,将渠线分成许多段,每段分别与相邻两端的水准点组成附合水准路线,然后从首段开始,逐段进行施测。具体实施图参看第13章图13-12,记录格式参看第13章表13-2。

对于小型渠道,如无水准点可供引测高程时,可用引水口的固定建筑物设立假定高程,然后引测里程桩的桩顶高程。

(2)纵断面图的绘制(www.daowen.com)

纵断面图是反映渠道水流方向所经地面起伏的剖面图。根据里程桩和加桩的桩顶高程即可绘制在毫米方格纸上。

如图14-22,纵向表示高程(纵比一般为1∶100、1∶200、1∶500),横向表示里程(横比一般为1∶1000、1∶2000、1∶5000)。一般纵断面的高程比例尺比里程比例尺大10~20倍,其目的是充分显示地面的起伏变化。绘制从0+000起,按比例把各里程桩的高程点绘到图纸上,然后把各点用直线连接。此图便直观地反映中线地面起伏变化情况。在纵断面图的下方,还要绘制有关内容的表格,其内容包括:里程桩号、地面高程、渠底坡降、渠底设计高程、挖方深度、填方高度和沿途地物地貌情况等。最下面还要制表填写测绘单位、绘图员、设计员、比例尺、校核、复核、审查等内容。渠底设计高程,是从图上设计的渠底坡度线上与里程桩点对应处查得的。

图14-22 渠道的纵断面图

坡度线的设计主要考虑以下因素:渠首和终点的总高差(高差太大时,中途要修建跌水或抽水站),地质状况,水源含沙量,流速(不冲不淤),流量(依受益用量确定),相邻断面填挖土方量是否相当,是否护坡衬底,排水渠要考虑地下水位航运还要考虑安全等。

3)横断面测绘

横断面测量的任务,是测出各里程桩和加桩处垂直干渠中心线方向的地面坡度变化点的相对位置(间距)和高程,并绘出横断面图。其工作内容包括外业和内业。

(1)横断面外业测量

进行横断面测量时,以中心桩为起点测出横断面方向上地面坡度变化点间的距离和高差。横断面测量的宽度(平距)取决于渠道设计横断面的宽度和边坡大小,也与挖(或填)的深度有关,较大的渠道、挖方或填方大的地段应该宽一些,一般以能在横断面图上套绘出设计横断面为准,并留有余地。里程桩间距有大有小,对每个里程桩都设立断面,工作量太大,因此有必要在中线上选择有代表性的里程桩设立横断面。选择的原则是能控制中线上较长距离的地面起伏变化,能较准确地计算土方量为宜。断面号可用里程桩号和加桩号代替,也可加编断1、断2……前者使用方便,后者了解总断面个数便于组织施工。一般用花杆和皮尺,采用“逐点高差比较法”进行(如图14-23所示),其施测的方法:

图14-23 横断面测量

如以里程桩0+100为中心,目估横断面方向。断面以里程桩或加桩为中心桩,面向下游分左右,断面方向要和中线方向垂直,弯道上的横断面应在中心桩所处圆弧半径的延长线上。当断面宽小于100m时,断面方向可目侧;当断面宽大于140m时,可用方向架或水准仪上的水平度盘定向,但最好用经纬仪定向。在断面上打桩,平坦地面打3~5个即可(包括中心桩),不平坦地面打5~9个即可(包括中心桩)。测的宽度要大于设计总宽的5~10m。

对断面测量精度要求不高或条件受限时,可用测绳(木杆、铁丝也可)置平法测高差,然后计算各桩顶高程。把花杆立在尺段地面坡度变化点的底处(如1点)上,用皮尺放平量出0+100到立杆处的平距和高差。因为1点比0+100桩地面低,用负高差表示。如果1点比0+100桩地面高,则高差用正值表示。记录格式见第13章表13-3。依此类推测量各个横断面。

对断面测量精度要求较高时,用水准仪测定各桩顶高程。测量时仪器安置在中心桩附近,相邻断面间距不大时,可一站测多个断面,用视线高法测量和计算桩顶高程。地面不平坦时,用经纬仪三角高程法测定各桩顶高程。

(2)横断面图的绘制

横断面图是表示各桩处垂直于渠道水流方向地面起伏的剖面图。横断面图也用毫米方格纸绘制。纵轴为高程,横轴为起点距(平距),纵横比例尺应尽量采用同一比例尺(1∶100~1∶500)。如果地面起伏较大,为了节省图纸,也可采用不同的比例尺。

图14-24 渠道横断面图

如图14-24,平距和高程比例尺均为1∶100。绘制时是先以中心桩的位置(可用“▽”符号标出)为中点,按左右逐点标定各坡度变化点,然后用直线连接起来。把设计的横断面图套绘到各个测得的横断面图上。设计横断面图是由设计人员根据流量大小、坡度(由地质、流速和降雨强度等确定)、最高水面以上的安全高、渠顶宽(要考虑是否有交通道)、渠底宽等因素设计的。套绘时要注意比例必须相同,设计的横断面渠底必须放在设计渠底高程上,且设计渠底中点要与中心桩在同一铅垂直线上。因套绘横断面图工作量很大,实践上往往把设计横断面图事先制成透明膜片,计算哪个横断面上的填挖土方面积,就套放在那个横断面图上,使用起来既灵活又方便,可很直观的看出填挖方面积的大小。若直接套绘横断面图,要注意设计图的外边坡线与地面线只能相交而不能交叉。

设计横断面图的要求包括渠底、渠顶宽,内外边坡,内外肩和内外坡脚,水深(或水面线)、安全高(超高)等。绕山渠、山坡一侧堤顶设计高程往往出现低于地面线时,应顺势延长内坡线顶端,保留内坡线以外的地面。如果地面不是岩石,应在适当的距离修截流沟以防大雨时水土流入渠内。

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