1、 管道工程测量管道工程测量 内容提示：内容提示：本本章章主要介绍管道主要介绍管道、线路工线路工程在程在平平、纵、横三个面上、纵、横三个面上的的测测量、量、中线中线测量、纵断面测量、纵断面图的测绘、图的测绘、横横断断面图的测面图的测绘。本章的重点内容是：交点的测设、绘。本章的重点内容是：交点的测设、里程桩的设置、基平测量、中平测量、里程桩的设置、基平测量、中平测量、纵断面图的绘制、横断面图的绘制。纵断面图的绘制、横断面图的绘制。121 管道工程测量概述管道工程测量概述 管道工程包括给水、排水、沟管、热力、管道工程包括给水、排水、沟管、热力、煤气、输油、电力、通讯、电缆等工程。煤气、输油、电力、通
2、讯、电缆等工程。分地下管道和架空管道。分地下管道和架空管道。管道工程测量是为各种管道的设计和施工管道工程测量是为各种管道的设计和施工服务的，因此其任务是：一是为管道工程和设服务的，因此其任务是：一是为管道工程和设计提供资料、地形图和断面图；二是按设计要计提供资料、地形图和断面图；二是按设计要求将管道位置测设到地面上。求将管道位置测设到地面上。工作内容：工作内容：1)1)收集测区内大比例尺地形图以及原有管道的平收集测区内大比例尺地形图以及原有管道的平面图和断面图等资料。面图和断面图等资料。2)2)利用已有地形图，结合现场勘测，进行规划和利用已有地形图，结合现场勘测，进行规划和纸上定线。纸上定线。
3、3)3)补测或修测带状地形图。补测或修测带状地形图。4)4)管道中线测量：根据设计图纸在实地定出管道管道中线测量：根据设计图纸在实地定出管道的中心位置。的中心位置。5 5）管道纵横断面的测量。）管道纵横断面的测量。6 6）管道施工测量。）管道施工测量。7 7）管道竣工测量。）管道竣工测量。一定要采用城市统一的平面和高程系统，并加强一定要采用城市统一的平面和高程系统，并加强检核。检核。122 管道中线定位管道中线定位 管道的起点、终点及转折点称为管道的主点，管道的起点、终点及转折点称为管道的主点，其位置已在规划设计时确定。管道中线定位就其位置已在规划设计时确定。管道中线定位就是将已确定的主点位置
4、测设到地面上去，并用是将已确定的主点位置测设到地面上去，并用木桩标定。木桩标定。工作内容：工作内容：1.1.主点测设数据的准备。主点测设数据的准备。2.2.主点测设。主点测设。3.3.管线转向角测量。管线转向角测量。4.4.中桩测设。中桩测设。5.5.里程桩手簿的绘制。里程桩手簿的绘制。12.2.1 12.2.1 主点测设数据的准备和测设方法主点测设数据的准备和测设方法 数据准备：图解法、解析法数据准备：图解法、解析法 测设方法：直角坐标法、极坐标法、角度交测设方法：直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法会法、距离交会法（1 1）图解法）图解法 当管道规划设计的地形图比例尺较大，而又当管
5、道规划设计的地形图比例尺较大，而又没有给出管道主点的坐标时，可根据与地面没有给出管道主点的坐标时，可根据与地面已有地物关系确定其起终点及各转折点的位已有地物关系确定其起终点及各转折点的位置，用图解法直接量出测设数据，如图置，用图解法直接量出测设数据，如图12.112.1中的中的1 1，2 2，3 3点。用距离交会法时，测设长度点。用距离交会法时，测设长度以不超过一整尺长为宜。以不超过一整尺长为宜。（2 2）解析法）解析法 如果在管道规划设计的地形图上已给出管如果在管道规划设计的地形图上已给出管道主点的坐标，主点附近又有控制点，宜道主点的坐标，主点附近又有控制点，宜用解析法反算测设数据，然后用极
6、坐标法用解析法反算测设数据，然后用极坐标法或交会法等方法进行测设。或交会法等方法进行测设。主点测设工作必须进行校核，校核方法：主点测设工作必须进行校核，校核方法：用相邻主点间距离与坐标反算的主点间长用相邻主点间距离与坐标反算的主点间长度相比较，如果附近有固定地物，也可以度相比较，如果附近有固定地物，也可以量取主点与固定地物点距离进行检核。量取主点与固定地物点距离进行检核。12.2.3 12.2.3 转向角测量转向角测量 转向角：管线改变方向时，转变后的方向与原方向之间的夹角。用表示 转向角有左右之分，如图。用测回法观测一测回。12.3 管道纵断面测量管道纵断面测量 纵断面：沿管道中心线方向的断
7、面图。纵断面：沿管道中心线方向的断面图。12.3.1.12.3.1.管道纵断面测量管道纵断面测量 中线上的里程桩测定后，根据管道附近敷设的中线上的里程桩测定后，根据管道附近敷设的水准点，用水准仪测出中线上里程桩和加桩点水准点，用水准仪测出中线上里程桩和加桩点的地面高程，再按测得的高程和相应的里程桩的地面高程，再按测得的高程和相应的里程桩号绘制纵断面图。在纵断面图上表示管道中线号绘制纵断面图。在纵断面图上表示管道中线的地面起伏和坡度陡缓情况，它是管道设计中的地面起伏和坡度陡缓情况，它是管道设计中确定管道埋设深度、坡度和计算土方量的主要确定管道埋设深度、坡度和计算土方量的主要根据。根据。12.3
8、管道纵断面测量管道纵断面测量 纵断面图：沿管道中心线方向的断面图。纵断面图：沿管道中心线方向的断面图。管道纵断面图是表示管道中心线上地面起伏变管道纵断面图是表示管道中心线上地面起伏变化的情况。化的情况。纵断面图测量的任务：通过水准点高程测量中纵断面图测量的任务：通过水准点高程测量中线上各桩的地面高程，根据各桩号及其地面高线上各桩的地面高程，根据各桩号及其地面高程绘制纵断面图，作为设计管道埋深、坡度以程绘制纵断面图，作为设计管道埋深、坡度以及方量计算的依据。及方量计算的依据。12.3.1 12.3.1 水准点的布设水准点的布设 沿管道中线每隔沿管道中线每隔1-2km1-2km设一个永久性水准点，
9、每设一个永久性水准点，每隔隔300-500m300-500m设一个临时性水准点。水准点应布设一个临时性水准点。水准点应布设在使用方便，易于保存和不受施工影响之处。设在使用方便，易于保存和不受施工影响之处。12.3.2 12.3.2 纵断面水准测量纵断面水准测量 相邻两个水准点之间为一测段（附合水准）。相邻两个水准点之间为一测段（附合水准）。其施测方法是采用视线高法，安置一次仪器，其施测方法是采用视线高法，安置一次仪器，相邻两转点间可以在多个中桩上竖立标尺观相邻两转点间可以在多个中桩上竖立标尺观测，用视线高法计算各桩的高程，如图测，用视线高法计算各桩的高程，如图124124所示。所示。由于其中一
10、些测点只有前视读数而没有后视由于其中一些测点只有前视读数而没有后视读数，为了与转点的前视读数加以区别，特读数，为了与转点的前视读数加以区别，特称其为中间视，其读数只读到厘米即可，而称其为中间视，其读数只读到厘米即可，而转点的前、后视读数必须读至毫米。立尺应转点的前、后视读数必须读至毫米。立尺应立在里程桩和加桩的地面上，转点应放尺垫，立在里程桩和加桩的地面上，转点应放尺垫，踏实于地平面。记录格式参阅表踏实于地平面。记录格式参阅表121121。计算。计算时，必须作计算上的校核。当水准测量测完时，必须作计算上的校核。当水准测量测完一段，必须符合到临时水准点上，进行校核。一段，必须符合到临时水准点上，
11、进行校核。求得的闭合差求得的闭合差 若在允许范围内，可不作调若在允许范围内，可不作调整，而继续施测下一段，并且可以用未经调整，而继续施测下一段，并且可以用未经调整的各桩点高程绘制纵断面图。整的各桩点高程绘制纵断面图。12.3.2.12.3.2.纵断面图的绘制纵断面图的绘制 纵断面图的坐标系：纵断面图的坐标系：里程为横坐标，高程为纵坐标。里程为横坐标，高程为纵坐标。为了明显表示管道中线地面起伏情况，纵横为了明显表示管道中线地面起伏情况，纵横向采用不同的比例尺，纵向高程比例尺比横向采用不同的比例尺，纵向高程比例尺比横向里程比例尺放大向里程比例尺放大1010倍或倍或2020倍。倍。线路名称线路名称纵
12、断面图纵断面图横断面图横断面图（水平、高程比例尺相同）（水平、高程比例尺相同）水平比例尺水平比例尺高程比例尺高程比例尺自流管线自流管线1:10001:20001:1001:2001:1001:200压力管线压力管线1:20001:50001:2001:5001:1001:200 1)1)纵断面图可绘在毫米方格纸上，在图纸纵断面图可绘在毫米方格纸上，在图纸上选定恰当的位置，绘出水平粗线。水平上选定恰当的位置，绘出水平粗线。水平粗线下面各栏分别逐项填入实测的地面高粗线下面各栏分别逐项填入实测的地面高程、设计坡度、管底起点设计高程等数据。程、设计坡度、管底起点设计高程等数据。各项高程及挖各项高程及挖
13、(填填)深数据绘制断面图时取深数据绘制断面图时取至厘米即可。粗线上方左侧纵向标明高程，至厘米即可。粗线上方左侧纵向标明高程，选择各桩点的最低点高程为纵坐标高程的选择各桩点的最低点高程为纵坐标高程的起点，不必从零开始，这样绘出地面各点起点，不必从零开始，这样绘出地面各点高程位置适中。若沿线的高程变化很大，高程位置适中。若沿线的高程变化很大，绘了一段纵断面图之后，可将路线切断，绘了一段纵断面图之后，可将路线切断，另选合适的高程起点，分段绘图。另选合适的高程起点，分段绘图。2 2）根据水平比例尺，在距离、桩号和管线平）根据水平比例尺，在距离、桩号和管线平面图等各栏内，标明整桩和加桩位置及距离，面图等
14、各栏内，标明整桩和加桩位置及距离，地面高程凑整到地面高程凑整到cmcm。3)3)水平粗线上方，根据里程桩和加桩的地面水平粗线上方，根据里程桩和加桩的地面高程，按纵向比例尺，在相应的垂直线上方高程，按纵向比例尺，在相应的垂直线上方标出各里程桩的高程位置，把各点用直线连标出各里程桩的高程位置，把各点用直线连接起来，即得管道中线的地面纵断面图。接起来，即得管道中线的地面纵断面图。4 4）根据设计要求，在坡度栏内注记坡度方向，）根据设计要求，在坡度栏内注记坡度方向，用用“/”/”、“”、“”分别表示上坡、下分别表示上坡、下坡和平坡。坡度线上方注记坡度值，以千分坡和平坡。坡度线上方注记坡度值，以千分数表
15、示，线下注记该段坡度的距离。数表示，线下注记该段坡度的距离。5 5)管底高程是根据管底起点设计高程、设计坡管底高程是根据管底起点设计高程、设计坡度以及各桩之间的距离，通过计算得出。如图度以及各桩之间的距离，通过计算得出。如图12.512.5中中0+0000+000的管底设计高程为的管底设计高程为155.31 m155.31 m，管道，管道坡度为坡度为55，则，则0+0500+050桩号的管底高程为：桩号的管底高程为：m56.15525.031.155501000531.1556 6）绘制管道设计线。）绘制管道设计线。7 7）计算管道埋深，填入）计算管道埋深，填入“埋置深度埋置深度”栏。栏。8
16、8）在图上注记有关资料，一般注在管线平面图）在图上注记有关资料，一般注在管线平面图上。上。124 管道横断面的测量管道横断面的测量 横断面：垂直于管道中心线方向的断面。它横断面：垂直于管道中心线方向的断面。它表示管道两侧地面起伏的变化情况。表示管道两侧地面起伏的变化情况。横断面测量的任务：横断面测量的任务：根据中桩高程测量横断面方向上地面坡度变根据中桩高程测量横断面方向上地面坡度变化点的高程及其到中桩的水平距离；化点的高程及其到中桩的水平距离；根据高程和水平距离绘制横断面图。根据高程和水平距离绘制横断面图。12.4.1 12.4.1 确定横断面方向确定横断面方向12.4.1 确定横断面方向12
17、.4.2 12.4.2 横断面测量横断面测量（1 1）标杆皮尺法）标杆皮尺法操作简单，但精度较低，适用于等级较低的管道操作简单，但精度较低，适用于等级较低的管道（2）水准仪法）水准仪法桩号桩号0+000 0+000 高程高程157.597157.597测点测点水平距离水平距离/m/m后视后视/m/m前视前视/m/m视线高视线高/m/m高程高程/m/m左左右右0 01.261.26158.86158.861 12.02.01.301.30157.56157.562 25.45.41.421.42157.44157.443 37.27.21.371.37157.49157.49首先在中心桩竖立水准
18、尺，读取后视读数，然后在横首先在中心桩竖立水准尺，读取后视读数，然后在横断面方向上的坡度变化处立尺，读取前视或中间视读断面方向上的坡度变化处立尺，读取前视或中间视读数，用皮尺丈量立尺点到中心桩的水平距离，水准尺数，用皮尺丈量立尺点到中心桩的水平距离，水准尺读数到厘米，水平距离读数到分米。读数到厘米，水平距离读数到分米。此法精度较高，在横向坡度较大或地形复杂地区不宜此法精度较高，在横向坡度较大或地形复杂地区不宜采用。采用。（3）经纬仪（全站仪）法）经纬仪（全站仪）法 在中心桩安置经纬仪或全站仪，量取仪器高在中心桩安置经纬仪或全站仪，量取仪器高i i，在，在横断面方向上的坡度变化处立尺或反光镜，进
19、行观测。横断面方向上的坡度变化处立尺或反光镜，进行观测。此法精度较高不受地形限制，适用于横向坡度较此法精度较高不受地形限制，适用于横向坡度较大或地形复杂地区。大或地形复杂地区。12.4.3 12.4.3 横断面图的绘制横断面图的绘制 横断面图一般画在透明毫米方格纸上。水平方横断面图一般画在透明毫米方格纸上。水平方向为水平距离，竖直方向表示高程。为了便于向为水平距离，竖直方向表示高程。为了便于计算土石方量，其纵横比例尺应一致，常用的计算土石方量，其纵横比例尺应一致，常用的比例尺为比例尺为1 1：100100或或l l：200200。1 1）根据外业测量资料计算各点的高程及该点）根据外业测量资料计
20、算各点的高程及该点至中心桩的水平距离。至中心桩的水平距离。2 2）标注中心桩号，根据各点的高程和水平距）标注中心桩号，根据各点的高程和水平距离按比例将这些点绘制在图纸上。离按比例将这些点绘制在图纸上。3)3)把相邻的点用直线连接起来，即得横断面图。把相邻的点用直线连接起来，即得横断面图。12.5 管道施工测量管道施工测量 12.5.1 地下管道施工测量地下管道施工测量 1）检核与重测：设计的管道中心线未改变，）检核与重测：设计的管道中心线未改变，只需检核，否则要重测。只需检核，否则要重测。2）标定检查井位置。）标定检查井位置。3）设置中线控制桩：在中线垂直方向设置，）设置中线控制桩：在中线垂直
21、方向设置，不受施工破坏，引测方便，易于保存，离中线不受施工破坏，引测方便，易于保存，离中线距离最好为一整数。距离最好为一整数。4）计算开槽宽度，并在地面上定出开挖边线。）计算开槽宽度，并在地面上定出开挖边线。若横断面上坡度较平缓，开挖宽度可按下式计若横断面上坡度较平缓，开挖宽度可按下式计算。算。B=b b+2mhmh 开挖边线的宽度是根据管径大小、埋设深度开挖边线的宽度是根据管径大小、埋设深度和土质情况等而定。如图和土质情况等而定。如图128a128a所示，横断所示，横断面较平坦时，开挖管槽的宽度可由下式计算面较平坦时，开挖管槽的宽度可由下式计算:B=b b+2mhmh 式中式中 b b管底宽
22、度；管底宽度；h h挖土深度；挖土深度；1/1/m m边坡坡度。边坡坡度。若埋设深度较浅，土质坚实，可垂直开挖若埋设深度较浅，土质坚实，可垂直开挖管槽，如下图管槽，如下图b b所示，即开挖管槽宽度等于管所示，即开挖管槽宽度等于管底宽度。在垂直中线方向两侧定出开挖管槽宽底宽度。在垂直中线方向两侧定出开挖管槽宽度，钉上木桩，两相邻的断面同侧边桩的连线，度，钉上木桩，两相邻的断面同侧边桩的连线，即为开挖边线，用石灰撒出灰线，作为开挖的即为开挖边线，用石灰撒出灰线，作为开挖的界限。界限。(1)(1)龙门板法龙门板法 龙门板法由坡度板和高程板组成。如图龙门板法由坡度板和高程板组成。如图12.1112.1
23、1所示。每隔所示。每隔10m10m或或20m20m以及检查井处设置龙门板。以及检查井处设置龙门板。横跨在沟槽的上方，作为施工控制中线和构筑横跨在沟槽的上方，作为施工控制中线和构筑物的位置以及掌握管道设计高程的标志。物的位置以及掌握管道设计高程的标志。根据中线控制桩把管道中心线测设到坡度板上，根据中线控制桩把管道中心线测设到坡度板上，钉立中线钉。安装管道时，可在中心钉上悬挂钉立中线钉。安装管道时，可在中心钉上悬挂垂球，将中心位置投影到管槽内，以便控制管垂球，将中心位置投影到管槽内，以便控制管道中线。道中线。测定各坡度板顶的高程，计算下返数。测定各坡度板顶的高程，计算下返数。2.5000.1374
24、5.30045.43742.800 下返数：坡度板顶与管道设计高程之差，下返数：坡度板顶与管道设计高程之差，就是从坡度板向下开挖的深度。就是从坡度板向下开挖的深度。各坡度板的下返数一般不相等，为了使下各坡度板的下返数一般不相等，为了使下返数为一个整数返数为一个整数C C，必须计算出每一坡度板顶向，必须计算出每一坡度板顶向上或向下的调整量上或向下的调整量。=C-=C-（H H板顶板顶 -H H管底管底）数据见下表数据见下表坡度钉测设手簿坡度钉测设手簿桩号桩号距离距离坡度坡度管底高程管底高程H H管底管底板顶高板顶高程程H H板顶板顶H H管底管底-H H板顶板顶选定下选定下返数返数C C调整数调
25、整数坡度钉坡度钉高程高程1 12 23 34 45 56 67 78 89 90+0000+000-0.3%-0.3%42.80042.80045.43745.4372.4472.4472.5002.500-0.137-0.13745.30045.3000+0100+010101042.77042.77045.38345.3832.6132.613-0.113-0.11345.27045.2700+0200+020101042.74042.74045.36445.3642.6242.624-0.124-0.12445.24045.2400+0300+030101042.71042.71045.
26、31545.3152.6052.605-0.105-0.10545.21045.2100+0400+040101042.68042.68045.31045.3102.6302.630-0.130-0.13045.18045.1800+0500+050101042.65042.65045.24645.2462.5962.596-0/096-0/09645.15045.150 （2 2）平行轴腰桩法）平行轴腰桩法 当现场条件不便采用龙门板时，对精度要当现场条件不便采用龙门板时，对精度要求较低的管道，可采用平行腰桩法测设。求较低的管道，可采用平行腰桩法测设。开工之前，在管道中线一侧或两侧设置一开工之
27、前，在管道中线一侧或两侧设置一排平行于管道中线的轴线桩，桩位落在开挖槽排平行于管道中线的轴线桩，桩位落在开挖槽边线以外，如图，平行轴线离管道中线距离为边线以外，如图，平行轴线离管道中线距离为a,a,各桩间距以各桩间距以10-20m10-20m为宜，各检查井也相应地在为宜，各检查井也相应地在平行轴线上设桩。平行轴线上设桩。为了控制管底高程，在槽沟坡上（距槽底约为了控制管底高程，在槽沟坡上（距槽底约1m1m）打一排与平行轴线相对应的桩，称为腰桩。）打一排与平行轴线相对应的桩，称为腰桩。在腰桩上钉一小钉，用水准仪测出腰桩上小钉的在腰桩上钉一小钉，用水准仪测出腰桩上小钉的高程，小钉高程与该处管底设计高
28、程之差即为下高程，小钉高程与该处管底设计高程之差即为下返数。施工时只要水准尺量取小钉到槽底的距离，返数。施工时只要水准尺量取小钉到槽底的距离，与下返数比较，便可检查是否挖到管底设计高程。与下返数比较，便可检查是否挖到管底设计高程。平行腰桩法施工和测量都比较麻烦，且各腰平行腰桩法施工和测量都比较麻烦，且各腰桩的下返数不相同，容易出错因此，最好是先选桩的下返数不相同，容易出错因此，最好是先选定下返数（为某一整数），计算出各腰桩的高程，定下返数（为某一整数），计算出各腰桩的高程，然后再测设各腰桩，并以小钉表明其位置，这时，然后再测设各腰桩，并以小钉表明其位置，这时，各桩小钉的连线与设计坡度平行，小钉
29、高程与管各桩小钉的连线与设计坡度平行，小钉高程与管底设计高程之差为一常数底设计高程之差为一常数 12.5.2 12.5.2 架空管道施工测量架空管道施工测量 架空管道施工主点的测设与地下管道相同；架空管道施工主点的测设与地下管道相同；架空管道的支架基础开挖测量工作于基础模板的架空管道的支架基础开挖测量工作于基础模板的定位，与厂房柱子基础的测设相同；架空管道安定位，与厂房柱子基础的测设相同；架空管道安装测量与厂房构件安装测量基本相同。每个支架装测量与厂房构件安装测量基本相同。每个支架的中心桩在开挖基础时均被挖掉，为此必须将其的中心桩在开挖基础时均被挖掉，为此必须将其位置引测到互为垂直方向的位置引
30、测到互为垂直方向的4 4个控制桩上，根据控个控制桩上，根据控制桩就可以确定开挖边线，进行基础施工。制桩就可以确定开挖边线，进行基础施工。12.6 12.6 管道竣工测量管道竣工测量 管道竣工图内容：管道竣工平面图管道竣工图内容：管道竣工平面图 管道竣工断面图管道竣工断面图管道竣工平面图测绘内容包括：管道的起点、终管道竣工平面图测绘内容包括：管道的起点、终点、检查井以及附属结构的平面位置。测绘宽度点、检查井以及附属结构的平面位置。测绘宽度根据需要确定，比例尺一般为根据需要确定，比例尺一般为1:500-1:2000，也，也根据具体情况而定。根据具体情况而定。断面图主要反映管道及附属结构的高程和坡度，断面图主要反映管道及附属结构的高程和坡度，如管底高和坡度、井盖及井底高程、管道所在地如管底高和坡度、井盖及井底高程、管道所在地段的地形起伏情况等。断面图应在回填土前进行，段的地形起伏情况等。断面图应在回填土前进行，用水准测量测定检查井口顶面和管顶高程，管底用水准测量测定检查井口顶面和管顶高程，管底高程由管顶高程和管径、管壁厚度算得。高程由管顶高程和管径、管壁厚度算得。
