2、优秀工法一：顶管工程中利用激光直线定向测量工法

顶管工程中利用激光直线定向测量工法陕西华山路桥工程有限公司宋召军杨永锋仵甲奇李向宁姬文渊前言市政工程的雨污水工程中管道敷设，一般采纳全断面开挖施工，随着城市化进程的加快，污水管道的敷设越来越深，开挖施工随着管道的埋置深度的加深越来越不经济。加之城市基础设施非常拥挤繁杂，排水管线往往会穿越既有马路、铁路等交通设施，开挖施工往往会严峻制约。在这些条件的限制下无论是设计还是施工单位均在寻求一种便捷的新型技术。从经济、工期、质量方面顶管工程技术都有着无可比拟的优越性，当在地下水位以下或者地层易沉降的不稳定地层施工时，这种施工方法更加具有竞争优势，目前，非开挖技术应用非常广泛，一次性敷设管道长度记录不断被刷新，对于各种地层的适应实力越来越强，施工质量和速度可以得到更好的保证，已成为市政工程中不行或缺的施工手段，但是目前，国内顶管施工中的测量技术还比较落后，主要体现在：(1)在短距离顶管施工方面，测量工作的主要内容是在顶进过程中的检查测量，正常顶进时每隔60～80cm测量一次，测量误差较大时，每隔30～40cm就要观测一次，因而工作强度大，效率低，较大程度地制约了工程施工进度。(2)地下施工定向方法精度不高，仪器笨重，程序繁琐；导向测量的方法效率低，强度大。而城市地下顶管工程施工路径越来越长，精度要求越来越高，路途越来越困难，传统的测量方法和仪器已不能适应现代地下工程的特点。为此有必要在经济合理的前提下，加快国内顶管施工测量技术的精密化、自动化和智能化。

陕西华山路桥工程有限公司经过长期探究和实践，总结形成了《顶管工程中利用激光直线定向测量工法》。本工法在西咸新区空港新城第一大道、新城五路、第五大道等工程中多次应用。本工法绿色环保、节能减排，具有显著的经济效益和社会效益，简洁易懂应用前景广袤。2、工法特点2.1激光扫平仪作为直线顶管工作中的定向测量仪器，可以变更传统意义上的激光单点定位，由原来的单点定位变为激光平面定位，更加直观的反映顶管过程中的轴线偏差，可以刚好的订正错误。2.2利用激光扫平仪可以做到对顶管施工不间断供应导向依据，缩短测量时间，提高工作效，消减部分记录误差。2.3从经济方面考虑，将激光扫平仪引进到顶管工程中，不仅仅是省去了常见的复测工作，简化了测量原理，对复测人员的专业素养要求更低，操作便捷、只须要与塔尺相协作，任何人员只须要短暂培训讲解即可完全驾驭测量要领。大大缩减了人力物力的投入。2.4可以做到技术先进，经济合理，平安牢靠，确保施工质量，使顶管施工直线定向测量简洁化、流程化。2.5在顶管工程中由于测量环境的限制测量，仪器在管道内易受到施工环境，如粉尘、温度、湿度等的影响，采光不足造成管内照明全部采纳灯光，传统测量仪器难以读数等难题。激光扫平仪可以消退以上问题，为顶管供应精确的轴线方向。3、适用范围适用于机械顶管、人工顶管、微型隧道等，适应的断面有圆形、长方形以及其他不规则形态非开挖敷设直线管道工程。4、工艺原理本工法在顶管工程中变更了以往的测量思路，将传统激光束单点定向改为激光十字平面定向，对顶管施工不间断供应导向依据，刚好发觉顶进管道中心与设计轴线偏差，更加直观的确定开挖掌子面的范围，挺高了施工精准度。同时也削减了繁杂的测量工作和简化了测量流程。4.1精确计算顶管轴线坐标采纳全站仪进行布置限制点，在工作井与接收井顶面布置限制点，并通过激光全站仪将限制点布置于理论顶进轴线上，限制点的布置应位于工作井顶面以下两米位置，且工作井四壁均以此法布置顶进轴线平行线和对应法线，以法线作为二级限制。坐标计算采纳CAD结合方法，通过绘图计算得出直观的测量方案及随意点的坐标值。4.2利用扫平仪将两线交汇点经过瞄直原理，将其精确定位于临时工作平台上，通过扫平仪投射至井底，并埋好限制桩。4.3依据徕卡RUGBY400DG激光扫平仪向其五向投线，首先用铅垂激光点对准轴线交汇点，并且整平。旋转机头使得四条激光线精确经过四个限制点。4.4高程限制，利用水准仪将水准点布设在顶管工作井壁上方，利用钢尺丈量其至顶管坑深度，将高程引致坑底，并在扫平仪投线的激光线上做好高程标记，计算出水平激光线高程。依据扫平仪上的水平激光线限制管线的流水坡度。4.5依据激光线布置导轨，使其与激光相平行，并依据管径计算轨距，导轨依据激光线称轴线对称布置，采纳管底流水坡度计算轨道高程。并用锚固导轨用C30水泥混凝土将其浇筑，导轨外漏高度由具体管径而定。4.6每次下管之前快速进行方向定位，如管中心位置发生偏移刚好实行相应的纠偏措施。5工艺流程及操作要点5.1工艺流程：平面限制点布设竖井护壁布置导向点竖井坐标传递架设激光扫平仪高程基准线布置布置导轨5.2施工操作要点平面限制点布设对甲方供应的限制点进行复测校核，校核采纳中纬Zenith10GPS，动态校核确保甲方供应的限制点精度满意规范要求，在满意规范要求。限制点位图依据甲方供应限制点作为首级及限制点，进行限制点加密，限制点之间距离不宜大于500m，距顶管线轴线两侧50～200m以内，点之间至少有两个点通视。对全部GPS限制点的埋设选好位置后，先挖30CM深的桩孔，然后将带20CM长十字丝的铜质标芯固定在桩孔内，用长30CM直径为10CM的钢护筒加以爱护，浇筑混凝土，保证标芯高于混凝土面5-10MM，养护爱护。限制点位图制定具体的GPS静态布控方案，加密点外业观测时间不小于120min，测量完成后采纳专业的GPS数据处理软件进行处理，在加密网中最弱相对误差限制在1/100000，基线边方向中误差不大于1.7＂，空间三维无约束平差后，全网最弱边边长相对中误差为小于5ppm，平面二维约束平差后，全网最弱边边长相对误差小于10ppm。高程采纳苏式DSZ2型水准仪进行测设闭合差不大于±20EQ\R(L)。竖井护壁布置导向点查看图纸准，确读图理解设计意图，计算顶管轴平面坐标，以此在CAD中绘制轴线上的任何一点坐标，也可以通过方位角计算出轴线坐标，并放样与竖井护壁上，利用全站仪或者激光经纬仪瞄直法定向是几何定向，使得激光点投射于竖井护臂之上，投射四点中相互为90°夹角，其两点位于轴线面上，两点位于法线面，投射的激光点位置用冲击钻将其打眼，用木制楔子紧紧楔入，并且利用带有十字丝的螺丝钉将其精确定位。导向点的距地面不宜过高，应在地面以下1～2m，便利地上人员观测，能使得激光扫平仪的激光线精确经过每一点，确保其定向精度。在此要留意法线方向上的两点要依据实际工作井尺寸、设备、操作依次等，在免干扰或者干扰较小的位置形成交汇点。5.2.4在工作井内管道顶进轴线方向上架设一台激光扫平仪，并要求底座平台与工作井底板单独连接，除此之外不能与其他任何设备有接触，以免其他设备的振动或移动导致底座平台的振动，否则会间接导致激光扫平仪的不稳定，从而导致测量数据的不精确。在工作井底板浇筑时利用激光扫平仪竖向激光线同时穿过四个护壁限制点，并向下竖向投射限制点，依据激光点位置做好标记，利用冲击钻在标记位置植入钢筋，并再次架设仪器，调整仪器，找出激光点在钢筋上的具体位置，利用钢锯在其上精确刻出十字丝。5.2.61、在顶进管道入土前，导轨担当导向功能，以保证管节依据设计高程和前进方向和坡度前进。依据激光线布置导轨，使其与激光相平行，并依据管径计算轨距，导轨依据激光线呈轴线对称布置，采纳管底流水坡度计算轨道高程。并用C30砼将导轨浇筑在底板上，导轨外漏高度由具体管径而定。2、两导轨应顺直、平行、等高，其坡度应与管道设计坡度一样。当坡度小于1%时，导轨可按平坡铺设。3、导轨安装允许偏差应为：轴线位置3mm；顶面高程0～＋3mm；两导轨内距：±2mm。4、安装后的导轨必需稳固，在顶进中承受各种负载时不产生位移、不沉降、不变形。5.2.5、高程基准线布置计算竖井的深度，将地面标高引入井下，利用激光扫平仪的水平线制定基准水平面，在工作井护壁上做好标记，利用该水平线的高程值，计算管内底标高差值，利用刻度尺时刻测量水平和竖向的刻度，以此计算顶管的方向是否偏离设计轴线。将每次复测时间限制在几分钟以内，时刻监测顶管走向，刚好发觉顶管工程是否有低头、抬头、水平偏离等现象。6测量仪器设备6.1仪器激光扫平仪徕卡RUGBY400DG激光扫平仪特征：

可供应旋转水平面、4条垂直线、1个下铅锤点组成(旋转水平面与4条垂直线相交成4个十字线,4条垂直线在天花板相交成十字交叉点，电子传感器自动安平,精度高,具有失衡报警功能，保证仪器的输出线精度,仪器可360°旋转并可微调角度,三爪基座5/8螺孔可与三脚架连接,超出安平范围激光线同时闪耀,具有精度自校功能功能遥控器操作便利。型号RUGBY400DG工作范围750m自动调平精度±1.6mm@80m自协调平范围H+等级防护等级IP67等级功能-5至+25%在其中一个轴内1.5mm轴内-5至+25%在两个轴内工作环境温度-20°c-+50°c重量5kg激光扫平仪6.1.2型号全站仪ZTS602S技术指标角度测量（Hz、V）测角原理肯定编码最小读数1"测角标准2"望远镜放大倍数30x视场角1°30(26m/1km)最短视距1.7m十字丝照明补偿器系统电子双轴液体补偿器工作范围±4补偿精度1"距离测量（IR）测程运用单棱镜大气一般/好3000m/3500m运用反射片(60mm×60mm)250m测距精度(精测/粗测/跟踪)2mm+2ppm/5mm+2ppm/5mm+2ppm测距时间(精测/粗测/跟踪)2mm+2ppm/5mm+2ppm/5mm+2ppm6.1.3全球定位系统，产品参数：，中纬Zenith10GPS全球定位系统实时动态(RTK)高程精度±(20+1×10-6×D)mm，再捕获L1<0.5s;L2<1s，中纬Zenith10GPS全球定位系统输入电压：7.4V/2.2AH可充电锂电池两节，工作时可自动切换，且在工作时外可接12V直流电源，通道传输速率：19200bps，GLONASS：L1C/A,L1P,L2C/A,L2P，GPS定位输出：1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz和50Hz定位输出（默认10Hz），中纬Zenith10GPS全球定位系统I/O接口蓝牙，USB，RS232数据链电台功率1-25W可调整，信道可设置CDMA/GPRS内置通讯模块，220通道GPS：L1C/A,L2E,L2C,L5，中纬Zenith10GPS全球定位系统L-band:OmniSTAR,QZSS（日本准天顶卫星系统）北斗Compass。水准仪、塔尺、三脚架、尺垫7质量限制7.1规范与标准工程测量规范(GB50026-2007)；城市测量规范（CJJ/T8-2011）2011版城市测量规范；7.1.3全球定位系统（GPSⅡ）测量规范GB/T18314—20017.1.4国家三、四等水准测量规范GB12898--91《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008；光电测距高程导线测量规范（DZ.T0034-92）7.2质量限制措施对测量仪器进行校验检核，经过鉴定合格后方可运用。7.2.2利用GPS静态加密限制点，限制点的精度限制在规范允许误差内。水准测量时，采纳水准闭合路途。在埋置限制点时，要考虑通视及测量距离，最大限度内缩小放样点的误差。并考虑仪器的架设位置，是否合理与便利。7.2.4刚好测量管内8平安措施在护臂四周埋置限制点时间，应限制在顶管工作井第一板混凝土浇筑完成，此时坑内底距离限制点不高，便于操作。顶管坑四周应设置防护措施，设立护栏，护栏高度不小于1.2m。施工用电要符合国家现行标准《施工现场临时用电平安技术规范》JGJ46-2012的有关规定。顶管机械、油顶压力、测量人员、均要经过严格的培训技术，通过考试持有相关机械操作证书，方可上岗。9环保措施在施工过程中，项目部全部施工人员要严格遵守国家和地方有关爱护环境的法律、规定和规章。对施工活动界限之外的植物必需尽力维持原状，不得将有害物质（如：燃料、油料、化学品、粉尘、噪音、弃料等）等污染大气、土地与河川。加强开工前的教化，通过专题会议和生产例会，对全体职工进行环保教化，提高环保意识，做到动工前明确化，施工过程中管理制度化、标准化，环境爱护实施具体化。施工现场环保工作措施如下：9.1对各种机械设备做好保养、勤检修。9.2触变泥浆池四周设置沉淀池、排水沟，废水经沉淀后排放，搅拌人员要戴防护口罩。9.3顶管出土、泥应刚好覆盖，场地不足则到夜间车流量削减时，集中运输出场，场地足够时可视天气实行晾晒，削减土体含水量，用之其他填方路段等。9.4顶管的起吊设备、顶进设备中所用的附属油缸等如有漏油现象，应当集中处理，不应随地堆放，导致大面积施工场地出现油渍污染现象。9.5做好顶管工作井与接收井现场的排水设施，场地硬化，以防雨水渗入引起顶管坑不匀称沉降。10效益分析10.1经济效益采纳本工法可提高顶管施工定向测量的好用性，有利于其大范围推广和应用，具体表现为：10.1.1削减测量人员的投入，缩短测量时间，提高测量效率。人员投入由原来3～4人，降低到1～2人；测量时间由原来的15～30min，缩减到4～5min，假如操我们从人、机、料等多个角度难以分析干脆经济效益，假如限制不到位导致顶管无法到达预定位置，则造成的损失难以估量。不但会造成巨大的经济损失，还会制约整个工程的工期，以及对管道的排水功能也有很大的影响。10.2社会与环保效益将激光扫平仪引进到顶管工程中，不仅仅从经济方面受益，还省去了常见的复测工