注册测绘考试测绘案例分析第二章培训讲义.docx

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注册测绘考试测绘案例分析第二章培训讲义

欢迎大家来到中大网校，下面由我和大家一起继续学习《测绘案例分析》这门课程。

下面我们开始学习第二章的内容。

第2章工程测量

§2．1基本要求（大纲要求）

（1）根据工程测量控制网建立的分类，选择布设方案，确定施测方法。

（2）根据工程建设项目的需要，选择测图比例尺和基本等高（深）距，确定测图方法和生产流程。

（3）根据规划的法律法规文件和相关的技术标准，制订城镇规划定线与拨地测量的实施方案。

（4）根据市政工程的特点，确定测绘内容，选择测量方案。

（5）根据精密工程的特点，对项目设计书的控制测量方案的可行性、合理性进行分析和评估。

（6）根据线路工程的特点，确定工程初测和定测的方案。

（7）根据地下管线工程项目要求，实施现场调查程序，选择探测方法，确定探测仪器没备。

（8）根据施工项目对施工测量的要求．选择施工测量方案，确定施工测量的方法和仪器设备。

（9）依据隧道测量贯通精度，设计隧道测量的地上和地下控制测量方案。

（10）根据工程项目的要求和分类，选择变形和形变的观测方案，确定观测的方法及操作规程与所使用的仪器设备。

（11）根据竣工测量的要求．确定工程的测量技术方案和检验标准。

本章我们主要分析五个案例，隧道控制测量案例，大比例尺地形图测量案例，变形监测案例，施工测量案例和市政工程测量案例。

§2．2隧道控制测量案例

2．2．1背景材料

我国在中南与西南地区拟修建一条东西走向的铁路．设计单位提供了线路的首级控制网数据。

中铁某工程局中标铁路线上的一隧道施工任务，该隧道长近10km,平均海拔500m，进洞口和出洞口以桥梁和另外两标段的隧道相连。

为了保证隧道双向施工的需要，需在线路首级控制的基础上，按GPSC级网观测的要求布设隧道的地面施工控制网，并按二等水准测量的要求对隧道进洞口和出洞口进行高程联测。

该工程局可用的硬件设备包括：

双频GPS接收机6台套、单频GPS接收机6台套、S3光学水准仪5台套、数字水准仪2台套（每千米往返水准观测精度达0．3mm,最小显示0．01mm），以及2秒全站仪3台套。

软件包括：

GPS数据处理软件、水准平差软件。

人员方面，可根据项目的需要，配备测量技术人员。

2．2．2分析要点

（1）施工控制网是为工程建筑物的施工放样提供控制，有其自身的特点。

与测图控制网相比，其精度要求高，控制点的密度大，控制范围小，受施工干扰大，使用频繁，控制网坐标系与施工坐标系一致，投影面与工程的平均高程面一致等；与国家或城市控制网相比，在精度上不遵循“由高级到低级”的原则。

对施工控制网，选点时要考虑施工和运营阶段变形监测使用的方便性，所以一般要建立观测墩，采用强制对中盘。

为了保证测量结果的一测多用，在满足工程精度的前提下，工程中应采用国家统一30带高斯直角坐标系。

当边长的两次归算投影（高斯投影和高程面投影）改正不能满足工程所需的精度要求时，应采用工程区域的中央子午线作为高斯投影的中央子午线进行高斯投影，将坐标数据归算到测区的平均高程面上，最后再将坐标转换到施工坐标系中。

施工平面控制网一般有三角网、导线网、边角网和GPS网。

现在GPS测量是建立施工控制网的主要手段。

（2）隧道控制测量包括地面和洞内两部分，每一部分又分为平面控制和高程控制。

对地面的施工平面控制网，现都采用GPS测量方法完成，在进、出口线路中线上布设进、出口点，进、出口再各布设3个定向点，进、出口点与相应的定向点之间要通视。

为了减小垂线偏差的影响，高差不要相差太大。

因为有通视要求，洞口处GPS基线不可能很长，一般要求300～500m，若小于该值，应设强制对中装置，以减小照准与对中误差对短边测角精度的影响。

在洞外GPS平面控制网的基础上，布设洞内导线，洞内导线设计可分为由大地四边形构成的全导线网和交叉双导线网两种形式。

另外还可对某些边加测陀螺方位角。

（3）隧道的控制测量的主要作用是保证隧道的正确贯通，隧道的贯通误差分为三部分：

贯通误差在线路中线方向上的投影称为纵向贯通误差，在垂直于中线方向上的投影称为横向贯通误差，在高程方向上的投影称为高程贯通误差。

对贯通误差的预计要有所掌握。

（4）GPS数据处理时，一般采用一点一方向进行约束平差。

2．2．3样题

简答题

（1）在现场采集数据之前，需要做哪些前期的准备工作?

（2）为满足工程需要，应选用哪些设备进行测量?

并写出观测方案。

（3）最终提交的成果应包括哪些内容?

2．2．4参考答案

简答题

（1）在现场采集数据之前，需要做哪些前期的准备工作?

[参考答案]

答：

前期准备工作包括资料收集、现场勘探、选点埋石、方案设计。

资料收集：

设计单位提供了线路的首级控制网数据、测区周边国家高等级的三角点和水准点资料。

现场勘探：

对测区的人文风俗、自然地理条件、交通运输、气象情况等调查，同时现场查勘控制点的完好性和可用性。

选点埋石：

在进、出口线路中线上布设进、出口点，进、出口再各布设至少3个定向点，进、出口点与相应的定向点之间要通视；为了减小垂线偏差的影响，高差不要相差太大；因为有通视要求，洞口处GPS基线不可能很长，一般要求300～500rn，若小于该值，应设强制对中装置，以减小照准与对中误差对短边测角精度的影响；按国家规范要求在所选点位埋石。

方案设计：

根据现场勘察的情况和工程要求，编制观测方案，以确定所用设备、人员、观测方案、所需时间等。

（2）为满足工程需要，应选用哪些设备进行测量?

并写出观测方案。

[参考答案]

以利用测区国家高等级三角点、线路首级控制网点2个、国家一等水准点1个、在进、出洞口处各布设4个施工控制网点为例。

设备选择：

双频GPS接收机6台套、数字水准仪2台套。

观测方案略（对GPS测量，在设计方案中，要重点突出观测的时段数、每一时段的观测时间、要按边连接等内容；对水准测量，要明确视距、前后视距差、前后视距累积差、视线高、往返高差之差等）。

（3）最终提交的成果应包括哪些内容?

[参考答案]

——技术设计书；

——仪器检验校正资料；

——控制网网图；

——控制测量外业资料；

——控制测量计算及成果资料；

——所有测量成果及图件电子文件。

§2．3大比例尺地形图测量案例

2．3．1背景材料

××市位于××省东南部，是一个拥有100万人口的综合性大都市，供水工程关系着整个城市的政治、经济繁荣和发展，为了改善城市人民的生活及生产用水问题，需对×××水库的建设进行前期综合勘探研究工作，通过野外实地踏勘和地形图测量，对该区域进行充分的调查研究、评价，对项目建设的必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性等方面进行综合性研究论证，从而为建设该项目的决策和审批提供科学的依据。

本测区面积约15．0km2（根据1：

1万地形图提供预定方案设定的位置），为丘陵地区、山地广布，丘谷之间地势起伏延绵，海拔高50m至120m。

山地多为树林，山上灌木丛生，通视条件较差，需遵照国家颁布的《城市测量规范》（CJJ8—99）对该测区完成1：

1000的测量任务，工期60天。

1已有资料情况

（1）本工程收集到国家二等点×××和D级GPS点×××，这两点作为本工程平面控制起算点。

（2）本工程收集到两个国家一等水准点×××和×××，系1956年黄海高程系成果，作为本工程高程控制起算点。

2．坐标系统、高程系统和基本等高距、图幅分幅

（1）平面采用1954北京坐标系、高程采用1956年黄海高程系。

（2）基本等高距1．0m。

（3）图幅采用50×50正规分幅；图幅号采用图幅西南角坐标x、y的千米数表示，x坐标在前，y坐标在后，中间以短线相连；图号由东往西、由南往北用阿拉伯数字按顺序编号，即1、2、3……图幅内有明显地形、地物名的应标注图名。

3．提交成果资料

（1）技术设计书；

（2）仪器检验校正资料；

（3）控制网网图；

（4）控制测量外业资料；

（5）控制测量计算及成果资料；

（6）所有测量成果及图件电子文件。

2．3．2分析要点

1．地形图的基本内容（重点）

1）数学要素

坐标格网、成图比例尺、控制点坐标等称为地形图的数学要素。

2）地形要素

图幅内的各种地物、地貌要素是地形图要表示的主要内容。

（1）地面的各类建筑物、构筑物，道路，水系及植被等就称为地物；表示这些地物的符号，就是地物符号。

地物符号又根据其表示地物的形状和描绘方法的不同，分为以下几类。

——比例符号：

轮廓较大的地物，如房屋、运动场、湖泊、森林、田地等，凡能按比例尺把它们的形状、大小和位置缩绘在图上的，称为比例符号；这类符号表示出地物的轮廓特征。

——非比例符号：

轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物，如三角点、水准点、独立树、里程碑、水井和钻孔等，则采用一种统一规格、概括形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非比例符号，只表示地物的中心位置，不表示地物的形状和大小。

——半比例符号：

对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通信线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号；这种符号一般表示地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，其准确位置在其符号的底线上。

——地物注记：

对地物加以说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记；如地区、城镇、河流、道路名称，江河的流向、道路去向以及林木、田地类别等说明。

（2）地表的高低起伏状态称为地貌，地貌用等高线表示。

3）图内注记要素

即地形图内的各种注记、说明。

4）图内整饰要素

即地形图的各种装饰，如图名、图号、比例尺、外图廓、坐标系统、高程系统、测图方法、测图日期、测绘单位、三北关系图、图幅接合表等。

2．碎部测量（重点）

测出地物的外轮廓特征点或测出该地物的中心坐标，以及测出地表坡度变化处的平面位置和高程，是测绘地形图的基本工作，通常称为碎部测量。

3．等高线

1）等高线的定义

等高线是表示地貌的符号之一，它是地表与水准面的交线。

将地面各交线垂直投影在水平面上，按一定比例尺缩小，从而得到一簇表现山头形状、大小、位置以及其起伏变化的等高线。

因此，等高线的定义为：

地面上高程相等的各相邻点相连接的闭合曲线。

2）等高线的特性

（1）同一条等高线上的点，其高程必相等。

（2）等高线均是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合，故等高线必须延伸到图幅边缘。

（3）除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合。

（4）等高线和山脊线、山谷线成正交。

（5）等高线的平距小，表示坡度陡，平距大则坡度缓，平距相等则坡度相等，因此平距与坡度成反比。

（6）等高线不能在图内中断，但遇道路、房屋、河流等地物符号和注记处可以局部中断。

4．导线的平差计算

重点掌握附合导线的平差计算。

5．地块面积计算

按直角梯形计算面积，再累加求和，取绝对值。

6．大比例尺地形图的作业流程（重点）

（1）接收任务：

明确任务的来源、性质，开工及完成期限，测区位置及范围，成果坐标系和高程系统，比例尺及等高距，提交成果的内容及要求。

（2）资料收集：

收集已有的控制成果和地形图。

（3）技术设计：

主要根据任务要求、测区条件和本单位设备技术力量的情况，确定作业方案、人员安排和主要技术依据。

（4）基本控制测量：

在已有控制点的基础上，加密控制点，以满足图根控制测量对已知点密度和精度的要求。

一般平面控制采用导线测量或GPS网测量，高程控制采用水准测量或三角高程测量。

（5）图根控制测量：

主要在基本控制点的基础上，布设直接供野外数据采集所需的控制点。

一般采用导线测量或GPSRTK测量，其密度和精度以满足测图需要为原则。

（6）碎部点采集：

根据作业方式不同，可采用测绘法或测记法。

（7）编绘地形图。

（8）资料的检查与验收：

主要对全部控制资料和地形资料的正确性、准确性、合理性等进行概查、详查和抽查。

检查验收的主要依据是技术设计书和国家规范。

遵循“两级检查、一级验收“的原则：

检查包括项目部检查和单位质检人员检查，验收由用户或其委托单位组织，包括概查和详查（5％～10％）。

（9）技术总结：

主要是对任务的完成情况、设计书的执行情况等做总结，对施工中遇到的问题及处理办法等加以说明。

应包括控制布点图、精度统计表和工作量统计表等。

（10）提交成果。

2．3．3样题

1．计算题

在测区范围内有一六边形地块ABCDEF，地块的六个角点坐标为A（3000，3000）、B（3420，3200）、C（3850，3260）、D（3800，3440）、E（2900，3500）、F（2860，3280），坐标单位为米，请计算该地块的面积。

2．简答题

（1）地形图的地形要素指什么?

等高线有什么特性?

（2）图根点的测量常用哪些方法完成?

简要叙述一种图根测量的作业流程。

（3）解释“两级检查、一级验收”的含义。

2．3．4参考答案

1．计算题

在测区范围内有一六边形地块ABCDEF，地块的六个角点坐标为A（3000，3000）B（3420，3200）、C（3850，3260）、D（3800，3440）、E（29001，3500）、F（2860，3280），坐标单位为米，请计算该地块的面积。

答：

为了计算方便，避免产生很大的数，首先将坐标系原点平移到（2500，2500）处，则平移后六个角点的坐标为A（500，500）、B（920，700）、C（1350，760）、D（1300，940）、E（400，1000），F（360，780）。

Sl=（920+500）×（700—500）／2=142000（m2），

S2=（1350+920）×（760—700）／2=68100（m2）

S3=（1300+1350）×（940一760）／2=238500（m2）

S4=（400+1300）×（1000—940）／2=51000（m2）

S5=（360+400）×（780—1000）／2=83600（m2）

S6=（500+360）×（500—780）／2=120400（m2）

则该地块的面积为S=abs（S1+S2+S3+S4+S5+S6）=295600（m2）。

2．简答题

（1）地形图的地形要素指什么?

等高线有什么特性?

[参考答案]

地形要素包括地物、地貌、图示符号。

地物：

地面的各类建筑物、构筑物，道路，水系及植被等就称为地物；表示这些地物的符号就是地物符号。

地物符号又根据其表示地物的形状和描绘方法的不同，分为以下几类。

——比例符号：

轮廓较大的地物，如房屋、运动场、湖泊、森林、田地等，凡能按比例尺把它们的形状、大小和位置缩绘在图上的，称为比例符号；这类符号表示出地物的轮廓特征。

——非比例符号：

轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物，如三角点、水准点、独立树、里程碑、水井和钻孔等，则采用一种统一规格、概括形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非比例符号，只表示地物的中心位置，不表示地物的形状和大小。

——半比例符号：

对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通信线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号；这种符号一般表示地物的中心位置，但是城墙和垣栅等，其准确位置在其符号的底线上。

——地物注记：

对地物加以说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记；如地区、城镇、河流、道路名称，江河的流向、道路去向以及林木、田地类别等说明。

地貌：

地表的高低起伏状态称为地貌，地貌用等高线表示。

等高线是地面上高程相等的各相邻点相连接的闭合曲线。

等高线的特性有：

——同一条等高线上的点，其高程必相等；

——等高线均是闭合曲线，如不在本图幅内闭合，则必在图外闭合，故等高线必须延伸到图幅边缘；

——除在悬崖或绝壁处外，等高线在图上不能相交或重合；

——等高线和山脊线、山谷线成正交；

——等高线的平距小，表示坡度陡，平距大则坡度缓，平距相等则坡度相等，因此平距与坡度成反比；

——等高线不能在图内中断，但遇道路、房屋、河流等地物符号和注记处可以局部中断。

（2）图根点的测量常用哪些方法完成?

简要叙述一种图根测量的作业流程。

[参考答案]

通常用图根导线或GPSRTK确定图根点坐标。

图根导线的作业流程：

——收集测区的控制点资料；

——野外踏勘、布点；

——导线测量；

——平差计算。

GPSRTK确定图根点坐标作业流程：

．

——收集测区的控制点资料；

——求定测区转换参数；

——野外踏勘、布点；

——架设基准站；

——流动站测量图根点坐标。

（3）解释“两级检查、一级验收”的含义。

[参考答案]

检查验收的主要依据是技术设计书和国家规范。

遵循“两级检查、一级验收”的原则：

检查包括项目部检查和单位质检人员检查，验收由用户或其委托单位组织，包括概查和详查（5％～10％）。

§2．4变形监测案例

2．4．1背景材料

1．工程概况

某轨道交通线某区间盾构工程将通过正在施工的某住宅小区工地。

目前，该工地基坑土方开挖已经完成，正在进行工程桩施工。

地铁隧道将从工程桩中间穿过，两者最近距离1．7～1．8m。

该地段工程地质条件差，存在较厚的淤泥层和砂层。

住宅小区基坑用搅拌桩、旋喷桩止水，支护采用喷锚支护。

目前，住宅小区周边较大范围内地面有明显沉降，该区域建筑大部分为多层建筑，其基础有采用静压桩（桩长12～18m），有采用锤击灌注桩（持力层为强风化层），另有部分建筑物基础形式未明。

由于地质和设计原因，该地段地铁隧道顶部部分需在砂层中成孔，成孔过程中流沙和降水均可能会对周边环境造成如下影响：

（1）成孔过程中流沙可能会引起周边地面、建筑物沉降；

（2）成孔过程中流沙可能会引起周边土体、工程桩位移；

（3）成孔过程中流沙可能会引起周边水位下降，导致淤泥层固结压缩，引起周边地区、建筑物沉降；

（4）隧道穿过止水幕墙时对止水幕墙的扰动和周边土体变形而引起止水幕墙的变形可能拉裂幕墙，造成基坑漏水，从而导致周边地面、建筑物沉降。

基于上述考虑，在采取相关加固措施以保证周边已有构筑物安全的同时，应进行严密的监测，以确保周边构筑物安全。

2．实施技术方案编制依据

（1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002）；

（2）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308--1999）；

（3）《建筑变形测量规范》（JGJ8--2007）；

（4）《工程测量规范》（GB50026--2007）：

（5）《国家～、二等水准测量规范》（GB12897--2006）；

（6）《城市测量规范》（CJJ8—99）；

（7）《建筑工程设计手册》；

（8）轨道交通线区间盾构工程住宅小区段相关图纸。

3．监测项目

为准确了解盾构施工对周边环境和已有建筑物的影响，及时发现可能存在的危险并采用相应措施将地铁施工对周边的不利影响减至最小，确定以周边建筑物、地面（管线）沉降测量、基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量、工程桩顶部水平位移测量为主要观测项目。

具体监测项目及内容见表2—1。

表2一l监测项目一览表

序号

项目

单位

数量

备注

1

周边建筑物、地面（管线）沉降测量

点

165

2

基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量

点

2l

3

工程桩顶部水平位移测量

点’

20

4．监测方法和测点布置

1）周边建筑物、地面（管线）沉降测量

沉降观测（垂直位移监测）选用进口精密水准仪配合铟钢尺测量，仪器标称精度士0.4mm／km。

参照《工程测量规范》（GB50026—2007）、《建筑变形测量规程》（JGJ8—2007）等有关规范，沉降按三等变形测量的精度要求施测，外业观测按二等水准测量的技术要求作业。

计划共埋设6个测量基准点：

在住宅小区埋设3个测量基准点（其中2个为深埋式基准点，另1个基准点布置在施工影响范围外的、沉降已经稳定的桩基建筑物的结构柱位）；在邻近小区，埋设3个深埋式基准点。

所有深埋式基准点均钻孔至岩层，然后在其顶部设置护罩。

水准测量须在水准基点稳定后方可进行观测。

基准网水准线路长约25km。

建筑物沉降测点为直径14mm的膨胀螺丝，膨胀螺丝杆与墙面成600，以保证每次测量测点与测尺在同一位置接触；对于基坑止水幕墙顶部沉降测点，为减少测点埋设高度，减少测点被破坏的概率，膨胀螺丝顶部与周围高差小于1cm；对于地面沉降测点的埋设，先钻直径大于等于24mm的孔，再埋直径14mm或16mm的钢筋，钢筋穿透路面，且比路面略高。

测量采用相同的观测网形，固定使用仪器和观测人员，并尽可能选择最佳观测时段，在基本相同的环境和条件下进行观测。

本项目监测以建筑物结构沉降测量为主，同时测量周边地面沉降，共布置165个测点。

每栋楼根据距离地铁隧道的远近、基础形式的不同布置2～12个结构沉降测点和1～4个地面沉降测点；在住宅小区基坑南侧管线位置布置8个地面沉降测点；在隧道与止水幕墙交叉的2个位置各布置6～8个地面沉降测点。

2）基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量

监测工作基点在基坑四周布置，同时在远处稳固的地方布置基准点，测量工作基点的变化情况，共布设约12个基准点和工作基点，基准网与工程桩顶部水平位移测量公用。

水平位移监测控制网的主要技术要求见表2—2。

表2．2水平位移监测控制网的主要技术要求

等

级

相邻控制点

点位中误差／Film

平均边长

／m

测角中误差

／（”）

最弱边

相对中误差

主要作业方法和观测要求

Ⅱ

±3．O

<150

士1．8

≤1／70000

按三等三角测量进行

水平位移观测使用精密全站仪配合棱镜并采用极坐标法施测；测量采用二等水平位移标准测量，变形点的点位中误差≤3mm；测点采用强制对中，减少对中误差。

沉降测量方法同周边建筑物、地面（管线）沉降测量。

基坑止水幕墙顶部位移和沉降测量共布置21个测点。

在止水幕墙的顶部布置测点时，测点间距15～30m。

3）工程桩顶部水平位移测量

工程桩顶部水平位移测量的测量方法同基坑止水幕墙顶部位移测量。

工程桩顶部水平位移测量共布置20个测点。

在隧道两边82条工程桩中选择20条桩，在桩顶布置水平位移测点。

5．监测频率

监测时间从××××年××月开始至××××年××月结束，历时约6个月，分为3个阶段：

地铁隧道施工前、地铁隧道施工中、地铁隧道施工后。

由于本项目监测时间较短，基准网没有复测计划，但每次观测前必须对基点或工作基点进行稳定性检查。

从工程实际情况出发可将测量分为两部分：

一部分是所有测点定期普遍测量，一部分是对在隧道经过位置前后的测点进行加密观测。

观测周期、次数初步确定如下：

（1）各监测项目测初值1次。

（2）地铁隧道监测频率见．表2—3。

表2—3地铁隧道监测频率

变形速度w／（mm／d）

监测频率

施工状况

喷锚暗挖法

盾构掘进法

w>10

每天2次

距工作面1倍洞径

距盾尾1倍洞径

5