一種自制的鋼筋限位裝置測量復雜環境下的管道標高

上海建工房產有限公司 上海 200080

1 工程概況

浦江坤庭位于上海市閔行區浦江鎮的中心區域，其125-2地塊璞御項目是由江梔路以南、陳行路以北、浦秀路以東、浦錦路以西所圍合的商住綜合區域。基地總面積為80 778.00 m2，其中商住綜合用地66 594.00 m2，總建筑面積120 876.76 m2。

2 難點分析

由于本工程小區體量較大，建筑形式多樣，且整個小區地下車庫連通，因此整個地塊的管線鋪設工作具有相當難度。

在地塊建設階段浦秀路地下雨污水市政管網尚未與南北兩側的陳行路、江梔路接通，導致每次暴雨來臨時浦秀路地下管網雨水滿溢，形成場地內澇，不得不用水泵抽水，從明溝排至陳行路或江梔路雨水集水井。在項目雨污水管網設計階段，需提供準確的集水井與市政連通管標高，而此時恰逢連日暴雨，由于雨水滿溢、環境復雜，導致現場測量條件惡劣，采用傳統的標高測量方式已經無法測得準確標高。

3 測量原理

3.1 測量方法

鑒于前文所提及的情況，最終放棄了傳統塔尺直立測量，而采用了鋼筋限位測量法，即通過在水準尺底部焊接1根水平鋼筋（定位桿）和1根45°傾斜鋼筋（定位輔助桿），形成定位組件，將水準尺由“立”定位改為由“鉤”定位，并使塔尺底部與待測管道內徑頂標高一致，從而準確便捷地測得集水井與市政連通管標高，為管網設計提供了依據。

3.2 原理簡述

復雜地形管道標高之所以難以測定，主要是因為在管道底部存在一定厚度的淤泥及石子等垃圾，或者由于環境限制造成水準尺沒有基本的立足點，無點可立便無法將已知水準點引至待測點。

通過在水準尺底部焊接鋼筋，形成定位組件，將水準尺由“立”定位改為由“鉤”定位，可便于準確測得管道內徑頂標高，再根據已知的管道直徑推算出管底標高。測量原理如圖1所示[1,2]。

圖1 測量原理示意

4 裝置特點

1）該種定位裝置，采用2根一定粗度的鋼筋焊接在傳統水準尺底部形成鋼筋定位組件，其制作成本低廉、操作簡單實用、節能環保、滿足施工測量的精度要求；

2）特別適用于測量既有管道底部垃圾、雜物較多，無法將水準尺立于管底的復雜環境，測量精準的同時免去了清淤、開挖、抽水等一系列繁雜工作；

3）在傳統標高測量的基礎上無需增加設備和人力，對設備無特殊要求，使用方法簡便、易學，工效極高；

4）制作定位桿的鋼筋無特殊要求，一般廢舊鋼筋均可采用，使用后將鋼筋定位桿拆除，水準尺即可恢復原貌；

5）對環境基本無特殊要求，幾乎適用于任何式樣的集水井、管道及地下坑洞的標高測量。

5 測量工藝及操作要點

5.1 裝置制作

本裝置制作較為簡單，只需在普通塔尺底部安裝鋼筋定位桿。并通過定位輔助桿連接塔尺與定位桿以加強剛度，保證定位桿在深入管道內部后上提時不產生形變，以此使塔尺底部與管道內徑頂部平齊，從而可快速得出管道內徑頂部標高，以此根據已知管徑推算管道內徑底標高。

5.2 剛度及精度檢測

本裝置通過鋼筋定位桿將管道內徑頂部標高傳遞至塔尺底部，定位桿作為傳遞橋梁，其準確性至關重要。而保證傳遞準確性的關鍵要素就是其剛度，在沉入管井之前應做剛度檢測。

剛度檢測可采用室外標高復核方式，需要2個已知點1、2的高程數據。在室外開闊處通過安裝有定位桿和輔助桿的塔尺將已知標高點1的高程引測至某未知點1′，再將1′的高程水平傳遞至另一未知點2′，將2′的高程讀數通過安裝有定位桿和輔助桿的塔尺引測至已知點2，將引測出的點2高程讀數與其已知高程對比，其準確程度可反映本裝置的剛度和精度。在2次引測的過程中應結合現場環境用力拉、壓定位桿，以確保定位桿在外力的作用下仍能保證其剛度，不會發生扭曲而影響測量精確度（圖2）。

圖2 剛度檢測示意

5.3 沉入管井

將安裝有定位桿和輔助桿的塔尺緩慢沉入管井，下沉過程中應注意避讓垃圾，且要防止樹根、繩索等障礙物纏繞定位桿。定位桿長度選擇要視環境而定，太短無法將其深入管道內部，會形成角度傾斜，難以保證定位桿與管道內壁緊貼，無法很好起到準確定位作用；太長則定位桿剛度差、易形變，而且為塔尺沉入管井增加了難度。定位桿的長度應以50 cm左右為宜。

5.4 深入管道

塔尺下沉到適宜高度后，緩慢將定位桿深入待測管道，定位桿應盡最大可能深入到管道內部，并且防止樹根、繩索等障礙物纏繞定位桿。

5.5 上提固定

緩慢上提塔尺，同時仔細觀察定位桿。在上提過程中，定位桿、輔助桿與管道口摩擦，在定位桿提升到不能繼續上升的同時，定位桿又位于管口頂部居中位置，說明此時定位桿已經上提固定到位，定位桿已緊貼待測管道內徑上壁，此時可采用水準儀借助已知點的高程測出管道內徑頂部標高。

5.6 操作要點

在整個工藝流程中，剛度及精度檢測、上提固定是2個至關重要的環節，剛度及精度檢測關系到設備本身的精確程度，上提固定則是在施工手法上直接影響測量結果。這2個重點工序需多次試驗、反復嘗試[3-6]。

6 結語

本裝置是在施工過程中遇到難以測量管道標高的難題后，通過實踐摸索出的一種簡單、快速、準確測量復雜地形管道標高的方法，雖然原理簡單，但是實際操作性強。通過本裝置很好地解決了測量難題，其具有成本低廉、操作簡單實用、節能環保、滿足施工測量的精度等諸多優點，在后來的施工過程中均產生了較好的測量效果。