隧道测量施工方案3.docx
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隧道测量施工方案3
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、控制测量依据1
四、测量质量管理目标和基本质量指标1
五、基本测量程序2
六、地下控制测量6
七、隧道开挖测量9
八、隧道施工测量10
九、隧道贯通误差测量11
十、地下控制测量成果的检查与检测14
十一、竣工测量14
十二、质量保证措施15
十三、人员组织17
十四、主要仪器设备17
一、编制依据
1、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)
2、《工程测量规范》(GB50026-2007)
3、《两阶段施工图设计》隧道施工图
二、工程概况
成都第二绕城高速公路东段A3合同段,该合同段中隧道走向自西北向东南绵延,沿途穿越龙泉山脉的低山、丘陵及高山地带。
本施工合同段隧道部分由清泉1、2#隧道,人和隧道,万兴隧道和五凤隧道组成,详见下表;
隧道名称
起止里程桩号
长度(m)
洞内纵坡
清泉1号
左洞
ZK43+108~ZK44+261
1153
2.70%
右洞
K43+115~44+243
1128
清泉2号
左洞
ZK44+735~ZK45+819
1084
-2.60%
右洞
K44+768~45+827
1059
人和
左洞
ZK48+170~ZK50+155
1985
2.7%,+0.5%
右洞
K48+137~K50+188
2051
万兴
左洞
ZK54+648~ZK55+240
592
0.5%,-2.45%(502m)
右洞
K54+637~K55+220
583
-1%
五凤
左洞
ZK59+584~ZK60+440
856
1.65%
右洞
K59+598~K60+460
862
其中清泉1,2号隧道和人和隧道属于长隧道,万兴和五凤隧道属于中隧道。
测区属亚热带季风气候区,多年平均气温14~17.4℃,多年平均相对湿度为70~80%,多年平均蒸发量为800~950mm。
三、控制测量依据
地面控制测量的依据和坐标系是由四川省交通厅公路规划勘测设计研究院提供的《导线点成果表》及《水准点成果表》。
经过复测,误差符合相关规范要求。
四、测量质量管理目标和基本质量指标
(一)施工测量质量管理目标
确保隧道及隧道全线的建筑物、构筑物、设备、管线安装按设计准确就位,避免因施工控制测量、放样测量超差而造成重大设计变更和工程事故。
(二)质量指标
1、在任何贯通面上,地下测量控制网的贯通中误差,横向不超过±100mm,竖向不超过±50mm。
2、隧道衬砌不侵入建筑限界,设备不侵入设备限界。
(三)测量标准
地面控制测量、洞内控制测量和施工放样测量其测量角度、边长均应满足《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)和《工程测量规范》(GB50026-2007)所规定。
五、基本测量程序
(一)洞外控制测量
(1)平面控制测量
对设计院提供的控制导线点进行复测,并与相邻标段及临近控制点进行贯通联测。
利用全站仪进行地面施工导线布设,导线点埋设混凝土标石。
对控制点的复测及地面施工导线测量精度和质量应满足规范要求。
(2)高程控制测量
对设计院提供的精密水准点进行复测并与临近水准点贯通联测。
使用精密水准仪和标尺在提供的水准点之间加密水准网,布设成闭合环线,闭合差≤±12
mm(L为环线长度,以千米计),操作方法精度指标执行Ⅳ等水准点测量要求。
导线测量的主要技术要求表1
等级
导线长度(km)
平均边长(km)
测角中误差(″)
测距相对中误差
测回数
方位闭合差(″)
相对闭合差
DJ1
DJ2
DJ6
三等
14
3
1.8
≤1/150000
6
10
3.6√n
≤1/55000
四等
9
1.5
2.5
≤1/80000
4
6
5√n
≤1/35000
一级
4
0.5
5
≤1/30000
2
4
10√n
≤1/15000
二级
2.4
0.25
8
≤1/14000
1
3
16√n
≤1/10000
三级
1.2
0.1
12
≤1/7000
1
2
14√n
≤1/5000
注:
①表中n表示测站数。
②测区测图的比例尺为1:
1000时,一、二、三级导线的平均边长可适当放长,但最大长度不应大于表中规定的2倍。
精密水准测量的主要技术要求表2
每千米高差中数中误差(mm)
符合水准路线的平均长度km
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返误差,附合或环线闭合差(mm)
偶然中误差
全中误差
与已知点联测
附合线环线
平坦地面
山地
+5
+10
≤16
DS3
双面
往返各测一次
往一次
+20√L
+6√n
注:
L为往返测段附合或环线的路线长度(以km计),n为单程测站数
精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度的要求表3
标尺
类型
视线长度
前后
视距差
(m)
前后视距累计差
(m)
视线高度
(m)
仪器等级
视距
双面
DS3
≤100
≤5.0
≤10.0
0.2
精密水准测量的测站观测限差(mm)表4
基辅分划读数差
基辅分划所测高差之差
上下丝读数平均值与中丝读数之差
检测间歇点高差之差
3
5
10
5
(二)联系测量
水准测量
洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设,结合洞内施工情况,测点间距以200~500m为宜。
洞内施工用的水准点,应根据洞外、洞内已设定的水准点,按施工需要加设。
为使施工方便,在导坑内拱部、边墙施工地段宜每100m设立一个临时水准点,并定期复核。
(三)洞口施工控制网的建立
在对原始控制点复测及对洞口两端控制点进行施工导线测量后,其点位坐标闭合差,高程闭合差,导线全长相对中误差,隧道单向贯通估算误差均满足规范要求的情况下,分别在隧道两端进洞口布设施工控制网。
1)控制网类型
控制网可沿洞口布设成三角网、四边网,最小边长应控制在不小于200米。
2)选点埋石
控制网点选择位置应在施工用地征地范围外、地基稳定、点与点间通视条件良好,且能与原始控制点进行通视联测。
控制点标记应用混凝土埋设带有十字丝的铁钉(钢筋),在混凝土面上写对应点点号,并做好保护措施。
3)控制点测量
方法一:
利用全站仪对控制网的每一条边按相应(四等)的测回数进行水平角、垂直角、距离进行观测记录。
在每一测站计算半回、各测回观测值的限差,如限差超限,此测站必须重测。
将每测站观测数据记录在观测记录手薄中。
方法二:
利用GPS对控制点进行态观测,每一测段不小于45分钟的观测时间,观测时应注意GPS所接收的固定卫星颗数,卫星截止高度角应满足规范要求,根据规范规定和结合本合同段工程特点,采用E级GPS观测即可满足精度要求。
4)控制测量数据处理
①利用野外作业记录的观测数据和经复测后满足规范要求的原始控制点坐标进行数据处理,先进行近似坐标计算,按相应等级进行闭合差计算,如果没有超限,再进行平差计算,根据平差结果分析控制网的精度,点位中误差、点间中误差及误差椭圆。
最后编写平差报告并提交测量成果。
②将GPS野外采集的控制点静态数据下载到计算机中,利用GPS平差软件进行数据处理,先进行三维无约束平差,再进行二维约束平差,最后将平差结果进行精度分析。
注意本测段区的中央子午线经度和投影高程面应和设计院相同,分别是105°和460m。
六、洞内控制测量
(1)导线布设的一般要求
1、洞内导线可沿中线布设,亦可沿中线的一侧布设。
视线应离建筑物支撑及其它设备一定距离,一般不小于0.2m。
2、每一期测量的洞内导线,应构成角度闭合条件,以供检核和评定测角精度。
单导线的导线角宜按左、右角分组观测。
3、边长应根据洞内导线测量设计要求布置。
衬砌地段通视良好时,宜采用设计边长二倍以上的长边导线。
4、导坑用中线法延伸的长度大于二倍导线设计长时,一般可进行一次(即一期)导线引伸测量(常称“引线”)。
5、洞内导线点采用混凝土包铁芯桩(不可用铁板、短钢筋代替铁芯)。
桩顶面较导坑约低0.1~0.2m,上面加木板覆盖。
在桩位两侧道壁上须将点名、里程标注清楚,以利保护和使用。
(2)洞内导线的一般形式
洞内导线的常用形式沿隧道中线附近布设成支导线形式,一般适用于中短隧道。
对于长隧道,为了减小累积误差,一般布设成双导线。
1)洞内支导线布设形式如图:
在隧道开挖掘进阶段,一般对于中短隧道在洞内布设支导线,利用洞口控制网作为已知起算数据,对每一个控制点按规定或多于规定的测回数进行测量,其目的减少坐标传递的累积误差,然后进行近似坐标的推算,来控制隧道的开挖方位。
当隧道间有车、人行横通道时,可以通过此通道将左右线的控制点连接起来测量,与洞口控制点形成闭合或附合导线,再进行测量平差,将平差后的数据与支导线所测量的数据进行比较,校核。
如果对应控制点坐标差值都在误差允许范围内,则可仍用支导线的控制点或平差后的控制点坐标均可,都能满足隧道测量要求。
如有一定的差异,则采用平差后的坐标来进行施工放样测量。
2)同内双导线布设形式如图:
对于长隧道,由于隧道长度较长,控制点误差传递与距离成正比,一般布设成双导线来控制测量误差。
双导线的布设应将平行线上的两对应控制点一前一后交错布置为宜。
观测导线的边和角,利用洞口控制网作为已知数据进行平差计算,利用平差后的数据进行施工放样测量。
3)导线贯通后,最后一期的贯通导由两端导线终点分别与贯通点连接组成附和导线。
如图:
4)洞内导线测角
洞内导线测角,以方向观测法为主。
导线角应按洞内导线等级进行等精度观测,并须注意下列事项:
A、在洞内测角时,必须保证照准目标,有足够明亮度,和空气清晰度;
B、远离贯通点地段的导线,必须保证导线边的长度不小于直线200m、曲线70m。
当因施工条件不可避免的出现小于要求长度1/2的短边时,应在施工条件改善后,尽快按要求的边长布点补测该段导线。
5)洞内导线测边用全站仪测量。
观测边长时,应在通视条件良好的环境下进行观测,避免在洞内较大灰尘时进行导线观测,影响观测质量。
(3)隧道高程控制测量
1、隧道水准测量用Ⅲ等水准测量的方法和仪器施测,不等值、闭合差限差满足≤±12√Lmm的精度。
2、开挖至隧道全长1/3和2/3处,贯通前50m~100m,分别对地下水准点按四等水准精度要求复测,保障高程贯通精度。
七、隧道开挖测量
直线隧道施工测量在线路中线上安设激光导向仪,激光导向仪调节后的激光束代表线路中线的方向和线路纵断面的坡度(可根据实际施工条件选用)。
曲线隧道施工测量把激光导向仪安装在线路弦线上,调节后的激光束代表线路弦线的方向及线路纵断面的坡度(在全站仪数字化测量时代,利用空间三维坐标和计算器编程技术对放样点进行测量)。
利用内业计算资料的弦线偏距及里程、标高指导施工,隧道上部开挖用激光导向仪控制标高,下部开挖采用放起拱线标高来控制,要经常检测激光导向仪的中线和坡度,抄平时要往返水准测量。
开挖测量时要随时标出掌子面的超欠挖,与施工技术人员密切配合,控制超欠开挖质量,尽量避免超欠挖现象,提高生产效率和经济效益。
八、隧道施工测量
1)断面测量支距法。
拱部断面采用五寸台法测绘,沿中线自外拱顶线高程向下每隔0.5m向两测设断面的开挖支距,然后把各支距的端点连接起来,为拱部开挖断面的轮廓线。
如下图所示:
测量支距时,应考虑隧道中线和线路中线的偏移值d,直线地段d值为零。
施工中线分永久中线和临时中线。
永久中线由洞内导线测设或独立测设。
导线延伸和衬砌施工要设临时中线点,施工中线测设见表:
永久中线点间距(m)
中线测量
直线地段
曲线地段
曲导线测设中线
150~250m
60~100m
独立的中线法
不小于100m
不小于50m
由导线点测设中线:
采用极坐标测设,由导线点测设中线点,一次测设不少于3个点,并相互校核。
独立中线法测设:
直线上采用正倒镜延伸直线法,曲线上采用弦线偏角法或极坐标法测设,也可用其他的曲线测设方法。
供衬砌用临时中线点加密:
直线上采用正倒镜延伸直线法,曲线上采用弦线偏角法、长弦法等方法测设,每10m加密一点。
2)断面测量坐标数字法
先熟悉施工图纸,掌握洞内开挖、衬砌断面的结构尺寸和数字几何关系。
利用手持计算器将洞内放样程序进行设计、编辑和调试,确保所编写的放样程序准备无误。
在洞内控制点上架设全站仪进行设站,将测得的三维坐标输入计算器进行解算,利用解算结果放样断面上各点位的正确位置。
3)变形监测
在隧道进出口进洞后,一般在洞口顶面原始地形上进行变形观测(沉降观测)。
在隧道口原始地面上设置几个变形观测点,在离洞口附近设一水准点(点位地质稳固)。
利用三等水准测量定期对变形点进行监测,并将数据进行整理,提供给施工队伍,以便采取相应的施工措施,确保施工安全。
九、隧道贯通误差测量
平面贯通测量,贯通面处采用坐标法从两端测定贯通点坐标差,并归算到预留的断面和中线上,求得横向贯通误差和纵向贯通误差。
平面与高程贯通误差限差如下表:
平面与高程贯通误差限差表
地面控制测量
联系测量
地下控制测量
总贯通中误差
横向贯通中误差
≤±25mm
≤±25mm
≤±35mm
≤±50mm
纵向贯通中误差
L/40000
L/40000
L/40000
L/12000
竖向贯通中误差
≤±16mm
≤±12mm
≤±15mm
≤±25mm
设用洞口控制点测至贯通面的支导线的横向贯通中误差为
而地面控制网联测两洞口点坐标的相对横向贯通中误差为
则总的横向贯通中误差为M,有下列关系式:
设
则
当隧洞两端分别用竖井与地面联系时,又增加了竖井联系测量对横向贯通误差的影响,共被认为是5个独立因素:
1.估算隧洞贯通误差应遵守的原则
1)隧道横向贯通误差的整体预估
在三个独立因素下,每一独立因素的贯通中误差为总误差的0.58倍,在有支洞的情况下,每一个相向贯通面的横向误差总误差的0.82倍(
设在主洞中有n个贯通面,则对于每一个贯通面上允许的横向贯通误差为:
n-----贯通面的个数
2.隧洞横向贯贯通误差估算
1)由控制测量误差引起的基本原理
导线点测角引起的横向贯通误差
导线测边引起的横向贯通贯通误差:
l----导线边长
ml/l----边长测量的相对中误差
测边测角总的误差为
2)地面控制测量对隧道横向贯通的影响
1当地面布设导线控制时,沿着隧道在地面布设了支导线点
测角横向贯通误差:
测边横向贯通误差:
导线测量的总误差在贯通面上所引起的横向中误差为:
利用解析法求
式中,x0,y0为洞口两控制点的纵横坐标平均值
K为两点连线的斜率
2当沿隧道在地面布设三角锁时,可用以下方法来预估横向贯通中误差
第一种种方法为选取三角锁中靠近隧道中心线的一条路线,以支导线的方法来预估
3)洞内控制测量对隧洞横向贯通的影响
导线端点的横向误差计算公式:
十、地下控制测量成果的检查与检测
为确保隧道正确贯通和满足净空限界,建立严格的检查和检测制度,检测按规定的同等级精度作业要求进行:
地上、地下导线的坐标互差≤±12mm,≤±20mm;地上、地下高程点的高程互差≤±3mm,≤±5mm;地下导线基线边方位角互差≤±10″;相邻高程点的高程互差≤±3mm;导线边的边长互差≤±8mm;隧道中线点坐标的互差≤±16mm;经风井或竖井悬进吊钢尺传递高程的互差≤±3mm。
十一、竣工测量
隧道竣工后,应在直线地段每50m、曲线地每20m,或相关单位规定距离来加测竣工断面,测绘以路线中线为准的隧道实际净空,标出拱顶高度,起拱线宽度,路面水平宽度及高程。
隧道永中线点,应在竣工量测后用混凝土包埋金属标志。
直线上的永中线点,每200~250m设一个,曲线上应在缓和曲线上的起点各设一个;曲线中部,可根据通视条件适当增加。
永久中线点设立后,应在隧道边墙上画出标志。
洞内高程点在复测的基础上每千米埋设一个。
小于一千米的隧道设一个,并在墙上绘出标志。
十二、质量保证措施
施工测量不同于一般工程测量,施测的周围环境和条件复杂,要求的施测精度相当高,因此必须精心组织实施。
(1)、施工准备
1、为确保隧道测量精度,我们将抽调具有隧道测量经验的测量工程师和有测量上岗证的测量员组测量队,配备全站仪和精密水准仪及GPS测量仪。
2、开工前,根据设计提供的测量数据资料,布设施工控制网点,网点必须吻合设计提供的三角网和水准网点的基本数据,并满足规定的施测精度。
3、施工现场所有的测量控制点均由项目部测量组负责,各施工队的测量组负责所有施工测量,并及时上报项目部相关部门进行复测。
(2)、分级测量复核制度
1、施工队成立测量组,负责该隧道的所有施工测量,施工放样及控制桩点的埋设及防护。
2、我项目部测量组属于二级管理,负责复核和指导施工队测量组完成施工测量任务,并负责向施工队测量组现场交点、交桩、交测量资料和成果。
负责控制护桩的测量。
3、现场监理工程师对日常测量工作进行监督和复测。
4、施工控制导线的复测成果由设计勘院测量队复核。
(3)、内业资料计算
工程队日常测量资料必须由两名以上技术员独立计算并相互核对计算数据,核对无误后交由项目部技术主管部门复核、鉴认,主管鉴认后方可交付测量组使用;进行施工控制桩测量,在此基础上由测量工程师复核,认为无误后方可使用。
(4)、外业测量
以备内业计算时能够及时发现错误,日常测量必须保证两个测回,施工控制桩测设则须等于或大于四个测回,外业测量必须进行闭合测量,外业记录资料必须完整、详细,闭合到设计院交付的导线点上,经过内业计算达到精度后方可使用,对设计院提供的导线点及自己布设的施工控制桩必须定期复核,精度达不到规范要求时,及时调整。
(5)、人员配备
指定专人负责,日常测量不少于3人,施工监测不少于3人,每组必须两人精通,可相互使用仪器及内业资料计算,并对测量成果进行校对。
(6)、测量仪器的管理
1、测量仪器实行分级管理制度,精密测量仪器由经理部统一管理,一般测量仪器由各工程队自行管理,建立保管、使用、维修制度。
2、各种测量仪器、量具按计量部门有关规定定期进行计量检定,做好日常保养工作,保证状态良好,建立测量设备台帐,准确记录检定维修情况。
十三、人员组织
为保证测量工作顺利开展,测量工作实行总工负责制,并专设测量小组。
由总工程师和副总工程师负责组织实施,设专职测量工程师管理、协调全线各施工队的测量放线全过程,并报监理检查验收。
十四、主要仪器设备
测量仪器测角测距精度要能满足相应测量等级要求,要有相对好的稳定性。
对于新仪器,要有出厂合格证书及仪器各项性能指标检验证书,对于旧仪器,要有未过期的年检证书。
在仪器的使用过程中,如果仪器性能出现异常,一定要送具有测检和维修资质的机构进行检查和维修后方可继续使用,以确保测量精度。
项目部主要仪器设备配置如下;
仪器名称
规格
生产厂家
数量
全站仪
尼康Nivo2.M
日本
2
GPS导航测量仪
华测GPSM600
上海
1
水准仪
DSZ2
苏州
3
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