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隧道工程測量
新中國成立前,上海地下工程建設(shè)甚少。新中國成立后,地下工程開始建設(shè),1965年興建打浦路隧道,1982年又建設(shè)延安東路隧道。隨后過江引 水隧道、泄水隧道、越江電纜隧道、地下鐵路隧道、地下車庫、地下商城等地下工程日益增多,地下工程測量內(nèi)容不斷豐富,測量技術(shù)逐步發(fā)展,測量方法和精度不 斷變化和提高。
一、黃浦江水下越江隧道工程測量
上海隧道公司測量隊承擔(dān)打浦路黃浦江水下隧道施工全過程測量工作,采用J2經(jīng)緯儀觀測,基線尺量距用重合法測跨河水準(zhǔn),幾何定向采用四懸錘線 法,利用布設(shè)直伸三角形網(wǎng)傳遞方位,J6和S3儀器測定盾構(gòu)位置。為中國第一條盾構(gòu)沿著準(zhǔn)確的設(shè)計軸線方向推進,并進入接收井預(yù)留洞門。隧道貫通測量橫向 中誤差1.5厘米,豎向中誤差0.8厘米,小于設(shè)計3厘米的要求,達到優(yōu)良級品。
楊樹浦電廠建設(shè)越江電纜隧道,將220千伏電壓電纜通過黃浦江水下管道,使浦東與楊樹浦電廠聯(lián)結(jié)。隧道全長848米,鋼管內(nèi)徑2.4米。由上海 市基礎(chǔ)公司承擔(dān)頂管施工,上海勘察院負(fù)責(zé)階段性(頂至600米、700米、800米時)導(dǎo)向檢測工作。管道在江底下穿越主航道時,頂部與江底最小距離僅3 米,這樣薄的覆蓋層頂管,在全國是首例,施工存在一定風(fēng)險。當(dāng)頂管進入800米,上海勘察院等檢測時發(fā)現(xiàn)管道偏離隧道軸線值較大,如繼續(xù)頂進勢必?zé)o法進入 預(yù)留門洞,上海勘察院測量人員采取緊急措施,由階段性檢測改為日夜跟蹤監(jiān)測,并著手進行強制糾偏,經(jīng)努力終于在1990年1月勝利貫通,避免了質(zhì)量事故, 為國家節(jié)約了資金。該工程測量獲1991年國家優(yōu)秀勘察銀質(zhì)獎。
二、合流污水治理地下隧道工程測量
建造合流污水治理工程,為埋設(shè)排水管道進行地下隧道施工。3·1標(biāo)由上海基礎(chǔ)公司和日本NKK公司等單位聯(lián)合承建。上海勘察院負(fù)責(zé)3·1標(biāo)工程 測量,即8號~9號~10號~11號井間隧道導(dǎo)向測量,兩井間距離700米左右,該項工程測量要求是以最小的工作量、最快的速度,達到最佳的測量精度,保 證隧道貫通。隧道導(dǎo)向測量主要是控制接收孔中心點位的橫向誤差,根據(jù)進孔允許偏差18厘米的要求,測量精度按9厘米限差進行方案設(shè)計,采用 1/200000天頂天底垂準(zhǔn)儀和J2經(jīng)緯儀配用引張線新方法,在井下進行點位及方位傳遞,隨時糾正盾構(gòu)機頭的運行軌跡,結(jié)果三段進洞偏差最大為4厘米, 其余均在限差的1/2內(nèi)。在接近貫通前,日方為了驗證地下導(dǎo)向位置的正確性,又采用了地面鉆孔方法檢查,結(jié)果偏差5厘米,證實中方導(dǎo)向是正確的,得到日方 好評。該工程測量獲1991年上海市優(yōu)秀勘察一等獎。
三、地鐵一號線工程測量
上海地鐵一號線首期工程開始建設(shè),上海隧道公司測量組采用T2經(jīng)緯儀及鋼帶尺測設(shè)直伸導(dǎo)線,作為地面控制網(wǎng),用J0-J2激光經(jīng)緯儀及覘靶為主 要定位手段,成像于覘靶上的激光斑點,既直觀又能連續(xù)不斷反映出盾構(gòu)狀態(tài)及位置的瞬時變化情況,對隧道直線和曲線均可應(yīng)用。最終貫通測量中誤差1.2厘 米,豎向為0.5厘米,于1984年貫通。二期工程于1992年1月全面開工建設(shè),由上海勘察院承擔(dān)全線工程測量總監(jiān)理及一部分施工測量任務(wù)。監(jiān)理采取實 測檢查方法,測量內(nèi)容有地面控制(平面和高程控制)測量和定期復(fù)測。洞門中心三維坐標(biāo)檢測,以保證進洞、出洞的正確位置。盾構(gòu)機每掘進100~200米進 行導(dǎo)線點、水準(zhǔn)點盾構(gòu)掘進軸線檢測以及時糾正施工偏差。隧道及車站竣工后輔軌前進行中線放樣,測定直線百米樁,圓曲線、緩和曲線特征點,并每隔10米測定 隧道橫斷面,以正確反映隧道凈空尺寸,提供設(shè)計人員為調(diào)坡設(shè)計的依據(jù),進行隧道沉降觀測。根據(jù)地鐵施工精度高、洞內(nèi)測量條件差的情況,測量組擬制一套測量 方法,地面控制點向井下傳遞方位及坐標(biāo),把過去使用懸掛錘球的聯(lián)系三角形法,改為使用1/200000的Wild天頂鉛垂儀,直接投點,精度高、速度快。 井下導(dǎo)線原來用直伸三角網(wǎng)法定向,改為應(yīng)用激光導(dǎo)線法,以1mm+1ppm·D電磁波測距儀測距。Wild T2級經(jīng)緯儀測角,提高導(dǎo)向精度,減少觀測工作量。導(dǎo)線點的設(shè)置固定在隧道頂部以角鐵組成的梯形吊籃上,提高了點位穩(wěn)定性,且不受施工車輛行駛的影響,達 到施工、測量并進作業(yè)的目的。采取上述措施明顯提高精度和工作效率,保證貫通測量誤差不大于5厘米的要求。
在盾構(gòu)施工期間,需經(jīng)常檢查已完成襯砌部分區(qū)間隧道偏離設(shè)計軸線情況,以指導(dǎo)施工,在隧道貫通后輔軌前,為調(diào)坡設(shè)計、曲線修改等均需進行每隔 10米1個橫斷面測量,其工作量大,如采用中線點上直接丈量的習(xí)慣方法,作業(yè)難度大、時間長,丈量位置難以正確確定,將直接影響隧道實際凈空正確性。 1991年9月,中船勘察院對地鐵一號線萬體館至漕寶路段圓隧道環(huán)片中心三維坐標(biāo)進行檢測,采用改進后的棱鏡裝置,按同心圓求同心圓的方法施測,并在錦江 樂園出口隧道內(nèi)設(shè)置15只觀測墩,建立地鐵測量控制系統(tǒng),采用DI2002測距儀施測,觀測結(jié)果平面、高程精度分別達到±8.4毫米。
上海勘察院測量隊為了在達到精度情況下,能更快提供環(huán)片中心三維坐標(biāo)及橫斷面資料,測量人員自行設(shè)計測量橫斷面的新方法——六點測定法,采用現(xiàn) 有的J2經(jīng)緯儀及RED mini測距儀進行測量,編制橫斷面計算和繪圖程序,將觀測值輸入PC-1500計算器進行數(shù)據(jù)處理,并與寬行打印機連接,自動打印斷面中心的三維坐標(biāo)和 繪制斷面圖,為設(shè)計人員提供圖文并茂的資料,并可在場地雜亂情況下進行測量,測量效率高,4人小組每天可完成40~50個斷面。
地鐵隧道處于軟土地基,下沉量較大,為使標(biāo)高有可靠的依據(jù),在地鐵沿線埋設(shè)10個深層水準(zhǔn)點,埋于粉細砂土中,埋深24~40米標(biāo)志比較穩(wěn)定, 既供施工又可作為長期地鐵沉降觀測的依據(jù)。經(jīng)過地鐵施工單位和監(jiān)理單位3年來共同努力,22個區(qū)間上、下行線隧道全部貫通,均滿足規(guī)范規(guī)定10厘米貫通誤 差要求。地鐵一號線上、下行全線,于1995年4月竣工通車。地鐵二號線已開始階段工作,上海測繪院應(yīng)用GPS技術(shù),進行了地鐵二號線控制網(wǎng)的測設(shè)工作。
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