岳家湾隧道测量专项方案.docx
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岳家湾隧道测量专项方案.docx
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岳家湾隧道测量专项方案
目录
第1章工程概况1
第2章编制依据2
1.1编制依据2
1.2编制原则2
第3章施工测量准备3
3.1施工测量组织工作3
3.2施测原则3
3.3准备工作3
第4章施工测量3
4.1测量管理3
4.2测量工作流程4
4.3控制测量5
4.4隧道控制测量和施工测量7
4.4.1洞内平面控制7
4.4.2轴线控制及施工测量8
4.4.3高程控制8
4.4.4保证测量精度的技术要求9
4.5监控量测12
4.5.1量测方案12
4.5.2量测内容及方法13
第5章贯通测量18
5.1控制测量设计18
5.1.1规范对贯通误差的要求18
5.2平面控制测量18
5.2.1洞外控制网布设18
5.2.2洞内控制网布设19
5.3高程控制测量设计23
5.3.1洞外高程控制测量23
5.3.2洞内高程控制测量24
5.3.3洞内、外高程控制测量综合影响24
5.4结论24
第6章竣工测量24
6.1隧道竣工测量内容24
6.2隧道四等水准贯通调整24
6.3中线贯通测量25
6.4隧道净空断面测量25
第7章施工测量管理25
7.1施工测量管理制度25
7.2测量人员安全保证措施26
7.3测量技术保证措施27
第1章工程概况
岳家湾隧道位于分离式路基段,左隧进口桩号ZK120+423,出口桩号ZK124+560,全长4137米;右隧进口桩号YK120+463,出口桩号YK124+565,全长4102米。
岳家湾左隧进口端到ZK120+723.966为直线,ZK120+723.966到ZK122+708.811为缓和曲线,ZK122+708.811到ZK123+648.678为直线,ZK123+648.678到ZK123+795.678为缓和曲线,ZK123+795.678到ZK124+727.687为半径是1200的圆曲线ZK124+727.687到ZK124+874.687为缓和曲线,ZK124+874.687到ZK125+397.481为直线,ZK125+397.481到ZK125+586.543为缓和曲线,ZK125+586.543到ZK126+128.476为半径是1600的圆曲线,ZK126+128.476到ZK126+317.539,ZK126+317.539到ZK126+478.871为缓和曲线,ZK126+478.871到出口端为半径是1200的圆曲线。
岳家湾右隧进口端到YK120+633.087为直线,YK120+633.087到YK122+750.149为缓和曲线,YK122+750.149到YK123+676.633为直线,YK123+676.633到YK123+838.633为缓和曲线,YK123+838.633到YK124+800.601为半径是1250的圆曲线,YK124+800.601到YK124+962.601为缓和曲线,YK124+962.601到YK125+404.701为直线,YK125+404.701到YK125+593.764为缓和曲线,YK125+593.764到YK126+093.726为半径是1600的圆曲线,YK126+093.726到YK126+282.789为缓和曲线,YK126+282.789到YK126+282.789为缓和曲线,YK126+282.789到出口端为半径是1300的圆曲线。
本合同段隧道围岩分别为Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级三类,左线隧道4137米,Ⅴ级257米,Ⅳ级850米,Ⅲ级3030米;右线隧道4102米,Ⅴ级202米,Ⅳ级890米,Ⅲ级3010米。
可用于控制隧道的设计院给定导线点有2个:
GPS-118、GPS-119。
加密控制点3个,分别为:
BC-07、BC-08、BC-09,四等水准测量加密控制点4个。
第2章编制依据
1.1编制依据
1、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)
2、《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)
3、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
4、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)
5、《工程测量规范》(GB50026-2007)
6、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
7、《国家三、四等水准测量规范》(GB/T12898-2009)
6、岳家湾隧道设计文件及施工图纸
7、中交第二公路勘察设计院向我单位进行了现场交桩,并提交了电子版的GPS点及二等水准成果表。
8、施工前,我部根据中交第二公路勘察设计院提供的GPS点布设二等导线点加密网,加密四等水准点。
提交加密成果书。
1.2编制原则
施工段的划分
根据本工程的特点,将本工程分为进出口二个施工区段,左隧道进口ZK120+423到左隧道出口ZK124+560为一施工区段,全长4137米,右隧道出口YK120+463到右隧道出口YK124+565为二施工区段,全长4102米。
第3章施工测量准备
3.1施工测量组织工作
我单位科学组织、加强人员协调按计划要求完成外业工作,并及时对外业数据进行处理,数据检测合格后上报监理、设计咨询公司。
3.2施测原则
严格执行测量规范;遵守先整体后局部,先控制后碎部的工作程序,先确定加密控制网,后以加密控制网为依据,进行各局部轴线的定位放线。
必须严格审核测量原始数据的准确性,坚持测量放线与计算工作同步校核的工作方法。
定位工作执行自检、互检合格后再报检的工作制度。
测量方法要简捷,仪器使用要熟练,明确为工程服务,按图施工,质量第一的宗旨。
紧密配合施工,发扬团结协作、实事求是、认真负责的工作作风。
3.3准备工作
全面了解设计意图,认真熟悉与审核图纸。
施测人员通过对总平面图和设计说明的学习,了解工程总体布局,工程特点,周围环境,其次了解水准点的高程。
在了解总图后认真学习线路施工图,及时校对线路横段面图和征地红线的尺寸及附属工程的顶面、基础、剖面的尺寸、形状、构造,它是整个工程放线的依据。
在熟悉图纸时,着重掌握轴线的尺寸、标高的对比,隧道线路的走向和排水坡度等几者之间轴线的尺寸,查看其相关之间的轴线及标高是否吻合,有无矛盾存在。
第4章施工测量
4.1测量管理
4.1.1测量管理
为做到测量成果的准确无误,本工程测量工作坚持三级管理,配备测量经验丰富的技术人员和先进测量仪器。
工区测量小组进行日常的施工放样工作;分部测量班负责布置、测量加密控制点,对工区测量小组工作进行检查、校核、监督和控制;局指挥部精测队组织复测导线控制点和水准点。
在工程的各个施工阶段,严格执行测量多级复核制,并且所有上报的测量成果均须附有测量原始资料。
分部测量班成员:
胡黎明、陈岁超、祁俊杰、白金映。
4.1.2根据本工程实际需要,需要配备的主要测量设备见下表:
主要测量设备名称、数量及精度要求
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作性能指标
1
Leica全站仪
1
TCR802
1”,1mm+1.5pmm
2
宾得全站仪
1
R-202N
2”,1.5mm+2pmm
3
宾得水准仪
1
AP-281
0.3mm
4
苏一光水准仪
1
DSZ2
0.3mm
5
钢尺
2
50M
1mm
6
钢卷尺
6
5M
1mm
7
对讲机
3
4.2测量工作流程
工作流程见图
4.3控制测量
施测前,对所有需进入现场使用的水准仪、全站仪等仪器进行检校和标定,合格后方可投入使用。
对设计单位提交的GPS点和水准点进行现场复核,根据施工需要选择视线开阔地点加密,根据现场线路、施测区域,按精度施测加密,高程控制采用附和水准路线,按照四等水准测量的要求施测加密,并尽可能将导线点与水准点合并,建立平面和高程控制网,测量成果报监理、咨询公司认可后,方可做为施工放样的依据及竣工后的验收之用。
本次导线复测了设计院点位GPS1161、GPS117、GPS119、GPS123、GPS126、GPS122。
联测T4标GPS1161和T6标GPS122。
本次导线复测按照一级GPS测量作业的基本技术要求进行,确定测量模式为静态测量,同交观测时间为120min,四台仪器组成四边形同步环,以边联式进行传递、组网。
接收机天线对中误差1mm,仪器高量测控制1mm,观测中没有记录气象元素。
导线点加密复测采用一台宾得R-202N全站仪进行附合测量,采用全测回法观测左角。
全站仪于2012年9月进行检定,精度符合要求。
采用的标准:
表1导线测量的主要技术要求
等级
测角
中误差(″)
测距相对
中误差
方位角
闭合差
(″)
全长
相对
闭合差
测回数
1″仪器
2″仪器
隧道二等
1.3
1/250000
2.6√n
1/100000
9
三等
1.8
1/150000
3.6√n
1/55000
6
10
表中n为测站数
表2水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器等级
半测回归零差(″)
一测回内2c互差(″)
同一方向值各测回互差(″)
四等及以上
1″仪器
6
9
6
2″仪器
8
13
9
表3水准测量主要技术标准
等级
每千米高差全中误差(mm)
路线长度(km)
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差
或闭合差(mm)
与已知点
联测
符合或
环线
四等
2
≤16
DS2
黑红
往返
往返
25
表4水准测量观测要求
等级
水准尺类型
水准仪等级
视距
(m)
前后视距差(m)
测段前后视距累积差(m)
视线高度
(m)
四等
黑红
DS2
≤50
≤3.0
≤6.0
下丝读数≥0.55
表5水准测量的观测方法
等级
附合观测方式
观测顺序
四等
往返
奇数站:
后-前-前-后
偶数站:
前-后-后-前
4.4隧道控制测量和施工测量
4.4.1洞内平面控制
沿隧道中线布设多边形闭合导线环,导线点埋设采用混凝土灌注钢筋桩,要布置在施工干扰小,稳固可靠的地方,必要时采取保护措施。
结合我们所用的测量仪器的精度,测距、测角均能满足较高等级测量要求的情况,采用闭合导线控制。
导线控制按主导线控制点、附导线控制点和施工导线控制点进行控制。
隧道内导线以洞口所投GPS点为起始点向内测设,形成闭合导线环(附隧道洞内平面控制点位图)。
导线每延伸1~2个控制点,控制点坐标采用平差值,起算到GPS点进行平差。
精测导线要求导线边长应尽量的长(不小于300m),要根据实地的照准精度选定合适的距离。
旁折光对精密测角观测结果有系统性影响,因此导线尽量沿隧道中线布设成等边直伸多边形导线闭合环或菱形导线锁,每个导线环的边数设计为4~6条。
隧道的横向贯通误差随着测站数的增加而迅速增大,在保证洞内通风、照明、通讯问题解决的情况下,将导线边尽量设长,以减少方位角传递误差。
根据洞内通视的实际情况,导线平均边长布设应不小于300m。
由于洞内首级控制网不能完全满足施工测量的需要,需建立第二级加密控制,二级控制的加密采用插点、插网的方法,精度可比首级控制网低。
导线角观测采用方向观测法9测回。
距离测量采用对向观测4测回观测过程中的各项限差要求严格按隧道二等导线测量的要求实施。
导线的测角测边要求符合高铁测量规范。
4.4.2轴线控制及施工测量
洞内导线点布设、观测、平差、坐标计算完毕,经复核无误后,利用导线控制点测出隧道轴线。
由导线点测设轴线桩,一次测设不能少于3点,并相互校核。
施工中除设置变坡点控制桩外,还要设置必要的加桩,直线上按10m间距布置。
混凝土施工时可根据作业地段适当加密。
施工中的测量控制采用三维极坐标法进行施测。
为了加强放样点的检核条件,可用另外两个已知导线点作起算数据,用同样方法来检测放样点正确与否,或利用全站仪的坐标实测功能,用另两个已知导线点来实测放样点的坐标,放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±3mm以内,可用这些放样点指导隧道施工。
开挖放样:
采用全站仪定出隧道的中线,(全站仪可以通过程序及设计尺寸直接放样出隧道开挖断面);再根据隧道中线与高程采用“隧道五寸台”法绘出隧道断面。
要求现场绘制精度为±10mm。
在隧道初支过程中,架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线,其基本方法同掘进原理。
其中格栅中线和同步线的测量允许误差为±20mm,格栅垂直度允许误差为3°。
二衬施工使用自制定型模板,直接控制模板定位,采用中线与边墙高程控制即可。
二衬钢筋作业与开挖作业原理相同,使用五寸台增加点位控制。
测量精度要求达到±3mm即可。
4.4.3高程控制
(1)洞外高程控制
采用洞口加密水准点(不少于2个)
(2)洞内高程控制
按《公路隧道施工技术规范》对隧道测量的一般规定,隧道洞内高程测量采用四等水准测量,每千米水准测量的偶然中误差≤5.0mm,可将洞内的200m一对的平面控制点同时作为高程控制点进行测量。
洞内高程分别从洞口水准基点向洞内引测。
每100m~150m埋设一个控制桩,埋设标准同导线控制桩。
施测时必须联测两个以上水准控制桩,其差值在规范规定范围内时,方可向前引测。
洞内外水准控制点要定期进行联测,建立水准控制网。
施工前进行洞口的定位测量,测出地面高程与设计高程之差,给施工开挖提供准确数据。
洞内施工时,根据设计高程,在洞内两侧按10米间距标出里程桩号和腰线高程,给下一道工序提供直观的高程控制点。
洞内每100米至150米埋设一个混凝土固定的高程控制点,并进行往返观测和平差,直至隧道贯通。
4.4.4保证测量精度的技术要求
(1)严格按照隧道二等导线测量的作业要求和仪器级别、技术精度指标、操作规程进行施测。
(2)洞外、洞内温差较大、明亮度反差强烈,这对测量极为不利。
因此由洞外向洞内的引测工作,应在夜晚或阴天进行,进洞定向边的选择必须大于150m。
(3)提高观测者的技术水平。
在观测的过程中要自始至终选用一名操作熟练、有责任心的观测员负责观测,这样在保证相同的观测条件下,有效的提高测量精度,保证观测值为同精度观测。
(4)洞内外温度、湿度相差很大,为使仪器内部温度与外界温度充分一致,仪器开箱30分钟后方可进行观测。
测距时应防止强灯光直接射入照准部,应经常拭净镜头及反射镜上的水雾。
(5)导线向前延伸时必须符合原有三个或三个以上控制点确保无误后方可进行。
每次观测采用的仪器、设备、观测方法、观测精度指标、观测条件、平差方法均相同。
(6)为较大程度消除仪器照准部旋转时可能产生的仪器底部带动误差对测角的影响,测角时,应按总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。
4.5监控量测
4.5.1量测方案
成立监控量测小组,建立变形观测系统,及时观测变形和记录真实数据,精密合理地布设监控量测点,采用自动数据处理系统,处理分析量测结果。
对ZK120+438~ZK120+505,YK120+478~YK120+535区间段开展地表开裂、沉降观测,观测点应在隧道开挖前布设,并与洞内观测点布置在同一断面里程,布点观测断面不少于3个,洞口Ⅴ级围岩段量测断面间距不大于15m。
4.5.2量测内容及方法
4.5.2.1地质和支护状况观察
1、对开挖后没有支护的围岩的观测:
a、开挖工作面观察应在每次开挖后进行。
观察中发现围岩条件恶化时,应立即采取相应处理措施;观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。
b、在节理、裂隙发育的镶嵌壮、块状脆性硬岩地段应重点观察的节理、裂隙走向及发育程度,对易引起坍塌的岩块及时进行锚杆支护或喷射砼封闭。
c、观察开挖的稳定状态,顶板有无坍塌现象。
d、查看是否有涌水现象,确定涌水的位置、涌水量等。
e、是否有底板隆起的现象。
2、对已开挖已支护地段围岩动态的观测
a.喷射混凝土是否发生裂缝剥离或剪切破坏。
b.钢拱架是否有受挤压变形情况。
c.锚喷支护施工质量是否符合规范要求。
3、观察围岩破坏形态分析
a.危险性不大,不会发生急剧破坏,加之临时支护即可稳定的情况。
b.应当引起注意的破坏,如拱顶混凝土喷层因受弯曲压缩出现裂缝。
c.危险征兆的破坏,如拱顶混凝土喷层出现有对称性局部的崩落,侧墙内移等。
4、洞外观察
洞外观察重点应在洞口段和洞身埋身较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
4.5.2.2水平相对净空变化量测
1、水平相对净空变化量测采用收敛计量测隧道断面净空收敛情况。
量测测点布置断面间距不超过下表规定值。
监控量测断面间距
围岩级别
断面间距(m)
每断面测点数量
水平净空变化
拱顶下沉
Ⅴ
10~15
每台阶(或分部)1条基线
3个点
IV
15~20
每台阶(或分部)1条基线
3个点
III
20~30
每台阶(或分部)1条基线
3个点
注:
测点布置还要根据开挖方法等具体情况确定。
2、测点布置在距开挖面1米范围内并尽快安设读数。
初读数在开挖后12h内读取,最迟不超过24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读数。
3、测点应牢固可靠、易于识别,并应注意保护。
4、测点布置如下图所示,沿隧道周边左右对称布置。
测点布置表
地段开挖方法
一般地段
特殊地段
图示
CD法
每台阶两条水平测线
每台阶一条水平测线,两条斜测线
a
台阶法
每台阶两条水平测线
每台阶一条水平测线,两条斜测线
b
全断面法
每台阶一条水平测线
———
c
监控量测测点布置示意图
4.5.2.3拱顶下沉量测
(1)拱顶下沉量测应与水平净空相对变化量测在同一断面内进行。
采用水平仪、水准尺测量。
(2)当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及隧底隆起量。
(3)拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜采用相同的量测频率,应从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。
量测频率表
测点布置
测设时间
每10-30米一个断面,每个断面测点布置见图(a)-(c),周边收敛与拱顶下沉测点布置在同一断面。
1-15天
16天-1个月
1-3个月
3个月以上
1-2次/天
1次/2天
1-2次/周
1-3次/月
4.5.2.4地表沉降量测
在隧道洞口及隧道浅埋段应进行地表沉降量测,在施工初级阶段、地质条件较差地段或者变形和位移数率较大时,应适当增加量测断面和量测频率。
1、沿隧道洞口开挖边仰坡线布置地表沉降测点,测点间距10~15米。
在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B。
2、隧道浅埋段地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。
一般条件下,地表沉降测点纵向间距应按下表要求布置。
地表沉降测点测设时间
测设时间
开挖面距量测断面≤2B时
1~2次/天
开挖面距量测断面≤5B时
1次/2天
开挖面距量测断面>5B时
1次/周
3、地表沉降测点按普通水准点基点埋设。
并在预计破裂面以外3~4倍洞径以外设水准基点,作为各观测点高程测量的基准,从而计算出各种观测点的下沉量。
4、地表沉降横向测点布置图。
第5章贯通测量
5.1控制测量设计
5.1.1规范对贯通误差的要求
隧道的贯通误差包括横向贯通误差、纵向贯通误差、高程贯通误差三项,其中纵向贯通误差对隧道施工、运营影响极小,且在施工测量过程中很容易保证精度,故在此对该项不做贯通误差设计。
下面根据平面控制测量、高程控制测量精度对横向贯通误差、高程贯通误差分别做出估算。
为安全、高精度的贯通本隧道,减少将来隧道贯通误差调整的难度,结合我单位现有的测量仪器精度,决定洞外平面控制测量采用GPS按二级网精度施测,洞内导线控制测量等级为隧道二等导线,洞外采用四等水准、洞内高程采用五等测量。
洞内导线测边、角按独立测量2组计算。
5.2平面控制测量
5.2.1洞外控制网布设
设计院提供的平面控制点GPS,其点位距离线路较远不能满足隧道正确贯通的要求,需重新布同精度等级的洞外加密控制网。
根据规范要求及该隧道现场实际情况,洞外平面控制网采用全球卫星定位系统(GPS)测量,执行《全球定位系统(GPS)公路测量规程》标准,按精度施测,该项工作已完成,结果见《加密制网成果》。
根据该结果,洞外加密GPS控制点及引入边的中误差如下表1:
表1 洞外往洞内引入使用的点和边的中误差
左隧
进洞点名
点位中误差
后视边名
方位角中误差
距贯通面距离
进口
BJ-08
2.9 mm
BJ-07~BJ-09
0.63d 秒
2146m
出口
BC-01
2.0 mm
BC-03~BC-02
0.42d 秒
2019m
则左隧洞外平面控制测量引起的横向贯通中误差为:
my=(2.92+2.02+(0.63÷206265×2146000)2+(0.42÷206265×2019000)2)1/2
=±8.5mm
右隧
进洞点名
点位中误差
后视边名
方位角中误差
距贯通面距离
进口
BJ-08
2.9 mm
BJ-07~BJ-09
0.63d 秒
2152m
出口
BC-01
2.0 mm
BC-03~BC-02
0.42d 秒
2022m
则右隧洞外平面控制测量引起的横向贯通中误差为:
my=(2.92+2.02+(0.63÷206265×2152000)2+(0.42÷206265×2022000)2)1/2
=±8.5mm
5.2.2洞内控制网布设
根据规范要求,洞内平面控制网采用二等导线施测,为提高贯通精度,我们根据测量仪器及洞内施测条件,按隧道二等导线布设附合导线控制网。
为安全贯通,我们先按四洞口以二等支导线一次测量的方式向洞内引测平面控制网来估算洞内控制测量对横向贯通误差的影响。
预计洞内导线点布设及各点距贯通面、隧道中线的距离如下图所示
(仅绘制支导线,实际为附合导线)。
左隧道示意图
左隧进、出口洞内导线点距离贯通面距离dx、dy值
导线点
dx
dy
备注
进口端导线
BJ-08
2143
109
∑dx2=16904707
∑dy2=12320
J-1
2082
6
J-2
1783
8
J-3
1483
8
J-4
1183
9
J-5
883
7
J-6
583
8
J-7
283
9
贯通面
0
0
出口端导线
BC-01
1949
526
∑dx2=13381984
∑dy2=277426
C-1
1905
13
C-2
1605
9
C-3
1305
13
C-4
1006
9
C-5
706
13
C-6
406
9
贯通面
0
0
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