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国家体育场项目施工控制网测量技术方案11.工程概况国家体育中心位于朝阳区北辰东路以西，北四环路以北，占地面积2041555m2(约306亩)自然地面平均高程约45.35米。主体建筑“鸟巢”总建筑面积25.8万m2；长轴(南北向)322.88m；短轴(东西向)275.86m。总体呈椭圆形。建筑物总体七层；其中地下一层；地上六层；局部四层。建筑物高约67.8米。整个工程工期约三年。2.编制依据2.1《中华人民共和国测绘法》；2.2《中华人民共和国计量法》；2.3《工程测量规范》(GB50026-93)；2.4《建筑工程施工测量规程》(DBJ01-21-95；2.5《北京市建筑安装工程施工技术质料管理规定》(DBJ01-51-2000)；2.6设计图纸。3.施工控制测量精度设计施工控制测量的目的是建立国家体育场施工场地内的首级平面及高程施工控制网为国家体育场各阶段施工提供统一的坐标及高程依据，确保各建、构筑物按设计要求准确就位。施工控制测量遵循先整体，后局部，高精度控制低精度的布点原则。3.1精度要求国家体育场工程占地面积大，工程规模大，造型复杂，涉及到土建施工、道路、管线、大型钢结构安装及大跨度可开启屋盖安装工程等等。尤其是大型钢结构安装，对测量精度的要求很高。首级测量控制网(GPS网)应该满足工程施工各阶段结构定位的需要，控制网的精度设计，应该以各施工阶段中对测量精度的最高要求为出发点，满足国家体育场的设计要求及相关的国家规范规定的技术要求。3.2施工平面控制网测量3.2.1施工平面控制网的设计依据及精度设计根据混凝土及钢结构施工的相关规范对施工放样的要求，如地脚螺栓(锚栓)的中心国家体育场项目施工控制网测量技术方案2偏移允许偏差为5mm，剪力墙结构轴线位置的允许偏差为5mm。以施工允许误差的最高要求为5mm考虑，假设直接用于施工放样的次级控制网中,点间中误差最大为m控,放样误差为m放。设m控=m放/2，由m2控+m2放=5mm，得m控=2.8mm。次级控制网的平均边长设为150m，则最弱边的边长相对中误差应该为1/76000，按照边角匹配的原则，mβ=msDρ″,得测角中误差为2.7″。由以上计算，次级控制网应该按四等导线设计，主要技术要求如下表：表1测角中误差测距相对中误差方位角闭合差相对闭合差2.5″1/800005n1/35000由于加密控制网按照四等导线设计，所以首级施工平面控制网按照三等网进行设计，首级施工平面控制网拟采用GPS三等网。考虑到用常规手段加密次级控制网的需要，首级网各点最少应具有两个通视方向，三等GPS控制网主要技术要求如下表：表2标准差a(mm)比例误差系数b(1×10-6)最弱边相对中误差≤10≤51/80000需要说明的是，本工程平面控制网为专用控制网，测区面积较小，实际布设的控制网的边长将小于相应等级控制网中所要求的边长，这对平面控制网的测量提出了更高的要求。3.2.2施工平面控制网布设形式为了获得较高的相对精度，本工程首级施工平面控制网拟采用自由网形式，按三角网的形式布设，考虑到规划放线以及与周边市政设施的施工衔接，决定采用一个北京市城市导线点的坐标以及一个已知的坐标方位角作为起算依据。控制点位设置：考虑现场施工条件并顾及施工期间点位的利用情况，拟定高层点选在测区东部凯迪克大酒店西侧14层顶部和慧忠里230#住宅楼顶部及北辰花园别墅17#楼平台上各设一点，地面点拟在西侧临时路和场地中间各设两点，由七个点构成GPS首级控制网。施工平面控制网布设形式如下图所示：国家体育场项目施工控制网测量技术方案3地铁成府路站体育场平面控制网示意图北辰花园别墅北辰集团四等加密控制点GPS首级控制网点N路时临17#慧忠里凯迪克大酒店3#5#7#北辰东路北辰高尔夫俱乐部大屯西汽车站北辰花园路4#1#6#16A中一路16B去地球物理所方向北辰桥去设计院方向去设计院方向236T1T9T6T7T8T2T3T423B中心轴线控制点Z1Z2Z4Z3Z11Z10Z5Z9Z64T10Z8517Z7T5国家体育场项目施工控制网测量技术方案4所有首级平面控制网的桩点应按照永久标志进行埋设，力求稳固可靠。具体样式规格见《建筑工程施工测量规范》(DBJ01-21-95)中附录F图。控制点埋设应有三至五天的稳定期后才能开始观测。3.2.3施工首级平面控制网的观测方法及技术要求首级施工平面控制网采用GPS(GlobalPositioningSystem全球定位系统)进行观测，利用GPS静态相对定位建立平面控制网。与常规测量手段相比具有快速，高精度等优点。首级施工平面控制网按照国家标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97中三等网的技术要求进行观测，采用静态定位方法，主要技术要求如下表：表3卫星高度角(°)有效观测卫星数平均重复设站数时段长度(min)数据采样间隔(S)≥15≥4≥2≥6010～603.2.4GPS控制网观测要求3.2.5作业前应编制作业计划表。几何图形强度因子(PDOP)≤6，同步观测接收机台数≥3等。3.2.6天线应整平、对中，对中误差不应大于1mm。3.2.7按规定逐项填写作业观测手薄。3.2.8每一时段观测结束后，应及时将存储介质上的数据进行拷贝。每时段观测结束，应及时进行数据处理。3.2.9内业数据处理及平差后精度要求3.2.10基线向量长度误差≤2δ，同步环闭合差≤(N3/s)δ独立环闭合差≤2n3δ，复测基线长度较差≤2nδ式中δ=22)(bda，a——固定误差(mm)b——比例误差(1×10-6)d——基线边长度(km)国家体育场项目施工控制网测量技术方案5N、n——同步环或独立环基线边数或复测基线次数(2)数据处理采用随机配套的商用软件LeicaSKI-pro进行基线观测数据的解算，控制网数据平差处理采用武汉测绘科技大学LosaGPS软件。严密平差后最弱点点位中误差≤±12mm，相邻点位相对中误差≤±10mm，最弱边相对中误差≤1/90000。3.3施工高程控制网测量3.3.1施工高程控制网的设计依据及精度设计根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92以及《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95的相关规定，对高程施工放样误差的最高要求为5mm，利用现有的精密水准测量方法比较容易达到，首级施工高程控制网按二等水准网的精度进行设计。主要技术要求如下表：表4每千米高差中数中误差测段、区段、路线往返测高差不符值附合线路或环线闭合差检测已测测段高差之差偶然中误差M△全中误差Mw≤±1≤±2≤±4LS≤±4L≤±4LI由上表，假设首级高程控制网水准线路总长为4km，则有最弱点高程中误差(相对于起算点)mh=±Mw/L=±2.0mm，水准点间最长距离为500m，则两点间高差中误差为mh=±MwL=±1.4mm。完全能够满足施工要求。3.3.2施工高程控制网布设形式为使首级施工高程控制网具有较好的内符合精度，控制网布设为附合水准路线，并与两个北京市城市导线点联测以确定起算高程。水准点位设置：水准点埋设在变形区以外稳固的建构筑物或地层中。拟定在测区南部北辰花园别墅23B、5栋、凯迪克酒店楼西、北部在公交车站北端设置一点。西侧利用临时路上平面点，以组成独立的闭合水准网。水准线路示意图如下图：国家体育场项目施工控制网测量技术方案6T1BM5BM4BM3BM13体育场水准控制网示意图3#中一路临时大屯西汽车站慧忠里地铁成府路站凯迪克大酒店北辰高尔夫俱乐部北辰花园路东辰北路北辰集团北辰花园别墅17#16B16A6#5#1#4#7#23BN路中心4T8T2T3T7T4T5T6基准水准路线点二等水准控制点国家体育场项目施工控制网测量技术方案73.3.3施工高程控制网的观测方法和技术要求首级水准控制网观测采用二等水准观测方法。视线长度及高度应满足下表的要求：表5视距前后视距差任一测站上前后视距累积差视线高度≤50m≤1.0m≤3.0m≥0.3m测站限差应满足下表的要求：表6上下丝读数平均值与中丝读数的差基辅分划读数的差两次高差之差检测间歇点高差的差3.0mm0.4mm0.6mm1.0mm4施工控制网的加密测量地面加密控制点是直接用于施工放样等工程而进行的加密测量控制点。因此，其点位必须可靠，且要有足够的精度，以满足其它各项测量工作需要。4.1平面加密控制加密形式采用四等精密导线网测量，以首级平面控制点为起算数据，加密网的具体技术指标严格按《工程测量规范》(GB50026-93)和《建筑施工测量规范》(DBJ01-21-95)中的相关条款要求。4.2控制点位设置考虑体育场建筑轴线多为放射状，且均以纵、横十字轴线定义的特点，拟定以体育场中心纵、横主轴线为依据，分八个扇区布设场区内、外平面控制精密导线网。并在每条轴线上加测方向点(见附图2)。这样既保证了轴线控制点为施工放样提供依据，亦方便对轴线点的实时监控。点位埋设要求稳固，易于保存，便于长期使用为目的。4.3加密施工控制网的观测方法及实施导线平均边长150-180米，水平角度和边长用徕卡TC2000+DI1600全站仪(仪器精度指标：0.5″，±(1mm+1ppm.D))，及其配套的光学觇牌观测。(外业观测水平角4测回(左、右角各2测回)，左右角平均值之和与360°的较差小于4″。水平角观测遇到长短边需国家体育场项目施工控制网测量技术方案8要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。边长往返观测4测回(往、返测距各2测回)，一测回读数较差≤5mm，测距往返较差≤2(a+b•D)，同时测定用于边长改正的气压和温度。导线网用华星平差软件进行严密平差计算，平差后的精度达到表1中的精度要求。4.4高程加密控制测量加密形式仍以二等精密水准测量的技术要求进行观测，以首级高程控制点为起算数据，以附合或闭合水准路线布设。点位与平面点共用。外业采用徕卡NA2+GPM3自动安平水准仪及配套的铟瓦尺观测，水准高程用华星平差软件进行严密平差计算，平差后的精度达到表4中的精度要求。4.5施工期间首级及加密控制网的检测在做重要的点、线测量前或在季节变化、大雨后、冰融、降水等外界条件发生变化时，要进行检测。一般半年检测一次，或根据控制点的稳定情况也可增加或减少检测次数。检测时应该使用与首次观测时所用的同等精度仪器、观测方法、技术要求和计算方法。5.施工控制网的管理5.1施工控制网测绘成果的验收和移交首级控制网测量成果在经过自检后，由国家体育场项目建设总部和监理公司进行验收并出具验收意见。验收通过后移交使用。5.2施工控制网点的维护为确保测量工作顺利进行和方便施工,场区内所有施工控制网桩点应采取措施进行护桩，对主要基准控制点、轴线桩点的四周要用砖砌体围墙以示保护，一般控制点的周围用架子管搭建2m*2m高1m的护栏。点位处竖立明显标志，上面注明“测量标志，注意保护”和联系电话号码字样。并指派一名测量人员经常到现场巡视各控制点保护情况。加强对施工人员教育,保护好测量标桩,所有测量标桩未经工程负责人同意,不得拆除,碰创或破坏。5.3施工控制网的复测为保证整个施工期间首级施工控制网的正确，防止由于控制点沉降、位移引起的控制网扭曲造成精度下降，应对首级控制网定期进行复测。复测工作宜每半年进行一次。国家体育场项目施工控制网测量技术方案96.土建施工测量6.1数据计算在进行施工放线测量前要做好各项准备工作。6.1.1要认真阅读设计图纸，了解清楚放样数据计算思路和数学模型，对数据进行复算校核，确认各部位轴线、结构的几何关系。检查图纸上所注坐标尺寸有无错误，并以表格形式计算出放样物体的三维坐标。6.1.2检查仪器是否处于正常状态。6.1.3对放线所用的各类控制点、导线点、轴线点，水准点进行检测、确认。6.2施工测量精度要求6.2.1轴线、标高及细部放线精度应满足下列要求轴线精度表7轴线偏差细部线最大偏差放样点位相对误差总高累计误差不超过±3mm±5mm±3mm±20mm标高精度表8测站上抄平标高允许误差标高传递允许误差全高累计允许误差±3mm±