第一节 工程测量控制方法
XX航站楼工程占地面积大、工程规模宏伟、设计新颖、造型复杂，采用了大量的曲线、曲面及斜向形结构，工程接口涉及到土建施工、道路、南侧高架桥、轨道交通、服务运输通道及双曲面大型钢结构安装等，测量控制工作显得尤为重要。为了确保施工进度和施工精度，提高施测效率，在测量工作中，我们将全面推行数字化测量控制技术，为施工过程、施工质量提供控制依据，使测量工作成为智能化施工的第一道工序。
7.1.1 控制网测量
为保证总体工程和各分项工程测量工作的统一性、完整性和延续性，总承包人将建立统一的平面控制网和高程控制网。控制网分为两级。第一级为场区整体控制网，第二级为各分项工程施工的施工控制网。
7.1.1 .1 原始基准标桩的交接及校测。 在工程开工前，应及时联系雇主，进行现场原始永久性的基准标桩的交接。交接桩测量资料必须齐全，并应附有标桩示意图，标明各种标桩平面位置和标高，必要时并应附文字说明，依照资料，现场核对进行点交并签字。同时， 应立即组织测量人员对雇主提供的基准标桩进行必要的复测工作，并在 15 天内将复测结果书面提交给雇主。无误后方可使用，如发现问题及时通报雇主及交桩单位研究解决。
7.1.1 .2 场区整体控制网的布设 。根据场区平面规划和雇主提供的测量基准点、基准线为依据，建立方格型场区平面控制网（见图 7.1.1.2 ）。首级高程控制借用平面控制网的桩点进行布设。这两个控制网是工程整体控制和变型监测的依据和基准，用以保证分部分项工程之间的连贯性和统一性。
图 7.1.1 .2 场区平面控制网示意图
7.1.1 .3 各分项工程施工控制网的布设 。分项工程施工控制网根据施工进度分不同阶段进行测设。它的布设原则要满足相关施工细部测量或施工控制的要求，全面覆盖。其网形依具体使用情况而定。施工平面控制网为矩形网，采用场地坐标系。
7.1.1 .4 控制网的精度设计 。平面控制网的技术指标见表 7.1.1.4 。
表 7.1.1 .4 平面控制网主要技术指标
|
等级 |
边长 (m) |
测角中误差 |
边长相对中误差 |
相邻两点距离误差 |
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第一级 |
200 |
± 10 |
1/20000 |
± 3mm |
|
第二级 |
<100 |
± 12 |
1/10000 |
± 3mm |
一级高程控制网的技术指标按国家二等水准测量的精度要求进行引测，相邻两点高程误差要求小于± 0.1mm 。二级高程控制网的技术指标按国家三等水准测量的精度要求进行引测，相邻两点高程误差要求小于± 1.0mm 。引测方法采用附和或结点水准测量。
对于双曲面大型钢结构等高精度安装工程，建立局部高精度控制网，以保证施工测控的精度。
7.1.1 .5 首级控制网测设
平面控制网测设在满足规划主要条件的前提下，根据红线桩用坐标测量的方法首先测设出点 001 ；用全圆归零测法依次测量相邻两点的距离角度值；根据观测数据对控制网进行严密平差；根据平差结果对桩点进行修正。首级高程控制采用精密数字水准仪附合水准测量进行引测；引测校核精度合格后，根据观测数据对高程控制网进行严密平差；根据平差结果对桩点高程进行修正。
7.1.1 .6 控制网的精度保证措施
场区平面控制网的精度保证的关键是其桩点的长久稳定性的保持。因此其埋设要按照国家二级变形监测基准点位的要求进行。对于施工控制网，其控制点位不可避免的会存在位移现象，因此在使用期间要适时对其进行校测，平差后解算出每个点位数据修正值。此项工作每月进行一次。
7.1.1 .7 桩点的设置
首级平面控制桩基准点应布设在无变形影响的区域；二级平面控制桩基准点应布设在变形影响较小的区域；监测点应设在变形量大，能确切反映变形量和变形特征的位置；水准基点借用平面控制桩。桩点做法如下：
混凝土桩直径 0.5m ，桩顶标高为场地设计标高下 0.3m ，顶部预埋 100mm × 100mm × 6mm 钢板，点位中心镶嵌φ 1mm 铜芯，在桩顶面的角上设水准点，水准点高出钢板 5 ～ 10mm ，一级网埋深不小于 2m ，二级网埋深不小于 1m 。控制桩四周 800mm 砌筑 1200mm 砖墙防护，再用钢管做 1500 × 1500mm 的防护栏和醒目的标记，确保桩点不被压盖、碾轧、扰动，要保持控制桩间的通视。
7.1.1 .8 标识
所有控制桩点、监测点均设标识牌，牌中注明桩点的名称、精度等级、点号、数据及管理单位； 对于细部测设的点位、线段用油漆进行标识，注明其性质和相关数据。
7.1.2 建筑施工测量
7.1.2 .1 建筑物定位及施工控制网的测定
建筑物定位和施工控制网 以首 级精密控制为依据，采用极坐标或直角坐标的方法进行。在控制网中应包含重要点位和重要轴线；且和主要轴线保持平行关系；要保证每施工流水段中至少有四条两两相交的控制线。高程控制点布设以保证方便施测为原则。
7.1.2 .2 轴线的投测与精度设计
1 ） 土方及结构施工阶段主要采用全站仪坐标放样法向待测面投测控制点，为保证测设的精度要求，在两个控制桩上进行。每个待测面至少要投测 3 个控制点。使用前应做角度、距离校核，经校核无误后，方可在该平面上放出其它相应的设计轴线及细部线。为便于测设，每个施测面的控制点应保持上下一致。
2 ） ± 0.000 以上结构施工阶段采用全站仪进行竖向传递控制。因混凝土结构要求为清水混凝土，尽量避免在结构体内预留孔洞，同时考虑到建筑物总高低，施工现场大，故采用外控法控制。 平面定位时，用全站仪将控制点引测到二层平面，并与其他的轴线控制点进行校核，精度合格后方可使用。二层结构完成后，在二层结构面上测设轴线控制网，并进行校测，作为轴线向上传递的基础。这样逐层传递。 外控点的间距控制在 30m 左右，每个施工流水段内不少于 3 个。要保证通视，便于丈量。外控点必须连测，平差后才能使用。
3 ） 采用全站仪坐标放样法投测施测面上控制点的测设精度按Ⅰ级平面控制实施，测角中误差为± 10" ，边长相对中误差 1/20000 ，相邻两点的距离误差不大于± 3mm 。在施测面上局部临时加密的控制点相对精度为测角± 12" ，量距 1/10000 。内控点的相对精度不低于 1/20000 。
7.1.2 .3 高程的投测与精度设计
1 ） ± 0.000 以下标高传递，采用水准仪及 50m 钢尺将高程引测到施工平面层控制施工标高。水准路线的两端用全站仪链接到基坑上的现场水准点上。每施工段不得少于 2 点。在作业面做临时控制点，每 70m 做一点。为减少建筑沉降对建筑物标高的影响，在± 0.000 处重新确定建筑物的标高基准。± 0.000 以上标高用钢尺沿结构外皮或塔身垂直向上传递。用钢尺传递标高时，每个施测面至少要从三处向上传递，校核合格后方可使用。
2 ） 水准路线按三等水准测量进行，附合误差小于± 4mm 3 n ， 钢尺竖向传递标高基准点的误差控制在± 1mm 以内。每 30 天对塔身上的水准基点与混凝土底板上的水准基点进行一次校测。
7.1.2 .4 曲线测设
1 ） 曲线测设时，首先测设欲设曲线的等距控制线（借线），然后依据控制线沿法线方向用小盒尺定出施工所需的轴线及结构外廓（曲）线。控制线到欲设曲线的距离控制在 1m 以内。曲线上相邻两点的矢高小于 8mm ，弹线时将墨线中间向外捻至矢高点，再分两段弹线，将曲线的实际矢高控制在 2mm 以内。
2 ） 圆曲线测设主要采用极坐标法测设，辅以长弦纵距法、四分高法和全站仪坐标放样法，施测时视具体情况采用相应的测法，对于半径小于 15m 的圆曲线采用钢尺直接量设的方法。
3 ） 非圆曲线的测设采用全站仪坐标放样法。在室内用计算机计算出欲设曲线上各点的坐标，绘出各欲设点编号位置图。将计算机中的数据传输到全站仪，在施测面将全站仪安置在控制点上，按编号图调出欲设点位的坐标，用坐标放样模式依次定出曲线上的各个点位。
4 ） 竖曲线测设采用在竖直面上测设曲线主要采用距离交会法和直角坐标法，水平方向用水准仪确定，竖直方向以铅垂线为基准。空间曲线用全站仪坐标放样法测设。
5 ） 法线方向的测设，可以利用原点时依据已知水平角用经纬仪直接测设，不能直接利用原点时，根据法线与控制线的交点用经纬仪间接测设。
7.1.2 .5 施工测量基本要求
1 ） 采用先整体后局部、高精度控制低精度的工作程序，科学、合理、简捷的测量方法，坚持测算工作步步有校核的工作方法，为施工提供可靠的测量保障。
2 ） 对于平面控制网、高程网采用条件平差进行误差调整，对细部轴线等碎部区域测量误差采用现场直接平差进行调整。
3 ） 测量记录要原始真实，数字正确，内容完整，字体工整，不允许涂改、转抄。细部平面位置线包括：轴线；柱（墙）结构边线；柱（墙）控制线（借线），门窗洞口位置线。控制线距结构边线的距离统一为 300mm 。
4 ） 细部高程控制包括：一米标高线或整米数标高线；结构施工标高控制点。
墨线的宽度小于 1.5 mm ，墨线的挠度小于 1mm 。对控制点、控制线及其它关键点线用油漆进行标识。
7.1.3 钢结构安装测量
首都国际机场 T3-A 号航站楼钢结构的安装测量是一顶非常重要的测量工作，如何采用先进的测量技术将结构体按照设计图纸准确无误地安装就位，将直接关系到工程的进度和质量。以下分别介绍地脚螺栓的埋设及结构体的安装测量。
7.1.3 .1 地脚螺栓的埋设
1 ） 平面位置测量：在场地平面控制网上用高精度全站仪（或经纬仪）以极坐标方法确定出每根柱子的法线（纵向中心线），距离采用全站仪测距，定出地脚螺栓的中心，然后过中心点做垂线，定出横向中心线（为提高精度，测设时应采用规化法进行）。定位线相对于首级控制网的整体精度为 1/40000 ，定位方向线的测角中误差为± 5 秒，对应两点间的纵向距离误差为± 1.5mm ，相邻两点间的横向距离误差为± 2.0mm 。
2 ） 施测方法：在下部混凝土中预埋与地脚螺栓定位板面同高度的角钢架子，纵横双向中心线均投测在架子上，并用红色三角标识，将其与定位板上纵横柱定位轴线比较，根据偏差情况，调整定位板，使得定位板的纵横轴线与投测的轴线完全重合为止。定位板上的纵横轴线，与设计位置的允许误差为 0.3mm 。在混凝土浇筑完毕后初凝前，应再次检测定位板上的中心线，如发现偏差应即刻校正，直至符合精度要求为止。
3 ） 标高测量方法：地脚螺栓标高测量采用 DS1 水准仪从高程控制点直接引测到辅助安装的角钢架子上，用红油漆作好标记，根据引测的标高点，调整定位板的高度到设计位置，标高测量的允许误差为± 1mm 。
7.1.3 .2 结构体安装测量
钢结构安装过程中，由于受结构、脚手架的影响，测量视线会受到相当程度的阻挡。解决方法：一是在施工场地上定出钢结构主要受力构件的平面投影，用激光铅直仪将主要的点位（方向）投射到施工面上；二是搭设两到三个高出屋顶结构的观测平台，用高精度全站仪三维坐标测量进行控制。安装时，先用激光铅直仪或经纬仪控制钢结构的概略位置。然后用全站仪控制其精确位置。事先在钢结构的节点上，粘贴全站仪专用不干胶反光标靶。照准标靶后，用坐标放样模式从全站仪中调出（事先由计算机输入的）该节点的三维坐标，全站仪自动计算出该点的实际坐标和实际坐标与安装位置的差值， 进行 安装过程的调控，并 完成 最终安装的测量控制。
7.1.3 .3 加工及进场检验
1 ） 钢结构加工下料时，在满足设计几何尺寸的前提下，还应考虑焊接变形、吊装变形和加工期间大气温度与预定安装期间大气温度差别引起的温度变形对钢结构几何尺寸产生的不利影响，应根据预测变形量对钢结构几何尺寸进行修正，并制定出其它相应措施。
2 ） 钢结构进场后及对接合拢前要对其几何尺寸进行复测校核，确定出钢结构部件在当时温度条件及吊装时刻下的实际长度，为顺利拼装提供依据。
7.1.4 变形监测
变形监测的作用是及时反映出被监测物体的实时状态，预测其发展趋势，为有关部门提拱信息反馈，确保建筑物、重要设备及施工过程的安全性和使用功能。本工程的变形监测均采用电子测量仪器进行，实行数据采集和分析的自动化、智能化。每次监测结束后，将监测数据、监测结果和根据已有成果分析得出的变形规律及发展变化趋势等信息，以电子和书面两种形式及时反馈给业主相关部门。
7.1.4 .1 建筑物沉降观测
建筑物沉降观测点应布置在变形明显而又有代表性的部位，为便于观测及长期保存，本工程沉降观测点采用隐蔽式。观测点均采用二等沉降观测，使用精密电子水准仪进行观测，每站高差中误差± 0.3mm ，闭合差± 0 .6mm × n0.5 ， 按国家二等水准测量的技术要求施测。
7.1.4 .2 边坡变形观测
土方工程支护结构的变形观测采用多种方法进行，直线坡壁采用经纬仪小角度法监测，观测点间距 20 ～ 30m ，曲线坡壁采用高精度全站仪测距的方法监测，在超深区及曲线上的重点部位采用滑动式测斜仪进行监测，根据现场具体情况还可辅以后方交会法和导线测量法进行监测。变形观测按三等进行，其控制网借用场地域平面控制网。各观测站点要和远处空间点位进行角度锁定。
7.1.4 .3 地基回弹观测
本工程土方开挖面积和结构荷载较大，根据《建筑变形测量规程》及该工程的实际情况，建议进行地基回弹观测。回弹观测的目的主要是观测基础开挖后，由于上部土方荷载卸除，由此引起的基底土层的回弹量，它对地基承载力和沉降预测具有重要的参照意义。进行地基回弹主要有以下几方面工作：基点埋设；埋设深度回弹标志点；按照有关技术要求进行回弹观测；技术资料及技术分析报告。
7.1.4 .4 钢结构变形监测
重型塔形支撑结构基础的沉降观测采用国家二等水准测量的技术要求进行，每个基座设四个监测点，使用精密电子水准仪进行观测。钢结构施工过程中、施工完成后的变形监测采用高精度全站仪三维坐标测量的方法进行监测，点位精度为± 2 mm 。
7.1.5 质量保证措施
测量工作是项目施工管理的一项重要工作，测量工作准确与否，直接影响工程的使用功能及顺利交验，同时也是项目创优工作的必要保证。在整个测量过程中应认真贯彻落实项目测量管理运行程序、质量管理组织体系及质量过程控制。
7.1.5 .1 准备工作
所有进入现场的测量器具无论是否经过计量检定，均重新到指定的计量检定部门进行检定；与建设方办理交接桩手续；检核红线桩和水准点；承担测量工作的单位和个人应具备相应的执业资质；编制测控布置；建立测量数据库；对测量人员进行技术交底。
表 7.1.5 .1 施工测量仪器配备表
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名 称 |
精 度 |
数 量 |
用 途 |
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高精度全站仪 |
± 1mm+1ppm ／± 0.5" |
2 台 |
控制网主轴线和钢结构等重要部位测设、校核；工程基准的传递与复验；变形观测；高程基准传递。 |
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GPS 测量仪 |
5mm +1ppm |
4 台 |
控制测量、实时监测 |
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中精度全站仪 |
± 2mm+2ppm ／± 2" |
6 台 |
主轴线测设、坐标放样、测距、传测标高，钢结构安装、竣工测量、变形观测 |
|
电子经纬仪 |
2" |
6 台 |
施测面的角度测量、次要轴线的竖向传递，变形观测，钢结构安装。 |
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精密数字水准仪 |
S0.4 |
2 台 |
水准路线、沉降观测、复验标高。 |
|
数字水准仪 |
S1 |
4 台 |
沉降观测、竣工测量、常规水准测量 |
|
普通水准仪 |
S3 |
8 台 |
常规水准测量 |
|
激光铅直仪 |
10" |
8 台 |
重要轴线的竖向传递 |
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激光平面仪 |
10" |
4 台 |
水平面控制 |
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计算机 |
3 台 |
内业计算与管理、测量数据库。 |
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7.1.5 .2 组织管理
总承包部设专职测量工程师负责，实行统一管理。下设若干测量组，负责相应分项工程的测量与验线工作。各测量组根据工作需要配备相应的测量专业工程师、测量高级技师和测量技师，测工的最低级别为中级工。测量组长必须由工程师、高级技师或技师担任。测量工作的整体管理和统一协调由专职测量工程师负责；控制测量、变形监测等高精度测量工作由总承包部委托具有测量专业资质的公司负责；施工测量、安装测量由各作业队测量组自己负责。因此本工程施工测量设立两级测量机构，采用三级管理的模式进行，管理框图见图 7.1.5 .2 。
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总承包部测量工程师 |
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钢结构测量组 |
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各作业队测量组 |
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土建测量组 |
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专业分包测量组 |
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各作业队测量组 |
|
各作业队测量组 |
图 7.1.5 .2 测量工作组织管理框图
7.1.5 .3 数字化测量管理
本工程在测量工作中将全面使用电子测量仪器和计算机。数据计算、数据传输、数据采集、内外业计算、成果输出全面使用计算机管理，以数字化测量模式取代传统的常规测量模式。在平面测量过程中主要采用全站仪进行。高程控制和沉降观测采用数字水准仪进行。其工作流程见图 7.1.5 .3 。对于比较简单的细部测量亦可采用常规测量方法。
7.1.5 .4 验线 ：验线工作由监理验线和施工单位的主管部门验线三级组成。施工、安装测量控制的重点部位和关键环节由监理单位负责；施工、安装测量控制的常规验线由施工单位负责。相互重叠的各级验线工作应尽可能的同步进行，以缩短工作时间。 验线工作 与放线工作要做到人员、仪器和测量方法三分开，独立进行。验线的精度要求要高于放线。严禁验线与放线同时进行。在施工工序安排上要给验线留出必要的时间，严禁不经验线就擅自施工的现象发生。验线工作按精度级别和难易程度由专业验线组和质检员分别负责。平面和高程控制、主轴线投测、传高传递、曲线、中线测量等关键部位由专业组负责验线，其余由质检员负责验线。验线工作必须有下道工序的工长参加，并填写交接单。
