隧道施工控制測量專項方案資料.doc

中鐵一局集團有限公司湖北利萬高速公路第二合同段大莊隧道施工控制測量專項方案編制： 復核： 審核： 審批： 中鐵一局集團有限公司湖北利萬高速公路第二合同段項目經理部2013年5月目 錄1 工程概況12 編制依據23 施工測量準備2 3.1 施工測量組織工作2 3.2 施測原則2 3.3 準備工作34 施工測量3 4.1 測量管理3 4.1.1測量管理3 4.1.2配備的主要測量設備3 4.2 測量工作流程4 4.3 控制測量4 4.4 隧道控制測量和施工測量6 4.4.1洞內平面控制6 4.4.2軸線控制及施工測量6 4.4.3高程控制7 4.4.4保證測量精度的技術要求85 貫通測量8 5.1 控制測量設計8 5.1.1規(guī)范對貫通誤差的要求8 5.2 平面控制測量8 5.2.1洞外控制網布設8 5.2.2 洞內平面控制95.3 高程控制測量12 5.3.1 洞外高程控制12 5.3.2 洞內高程控制126 施工放樣測量的內容及要求13 6.1 施工測量內容13 6.2 施工測量要求137測量精度保證措施13 7.1 測量復核制的檢查14 7.2 隧道中線偏移值檢查14 7.3 測量記錄及資料檢查148施工測量管理14 8.1 施工測量管理制度15 8.2 測量人員安全保證措施15 8.3 測量技術保證措施15大莊隧道施工控制測量專項方案1 工程概況大莊隧道位于湖北省利川市謀道鎮(zhèn)上壩村，隧道走向方位角375。左幅隧道起點樁號為ZK26+862終點樁號為ZK33+377，全長6515m，最大埋深460m；右幅隧道起點樁號為YK26+820終點樁號為YK33+390，全長6570m，最大埋深460m。開挖寬度12.6m，高度8.9m，左、右幅隧道進口都在直線段，左幅洞身ZK29+080.551ZK30+780.2段位于交點ZJ24的左偏圓曲線上，曲線半徑R=5000m，左幅洞身YK29+069.566YK30+769.044段位于交點YJ24的左偏圓曲線上，曲線半徑R=5000m，大莊隧道是利萬高速TJ-2標第一大控制性工程。2 編制依據2.1工程測量規(guī)范GB50026-2007；2.2全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GB/T18314-2009）；2.3公路全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)程（JTJ/T066-98）；2.4國家三、四等水準測量規(guī)范（GB/T12898-2009）；2.5公路勘測規(guī)范JTG C10-2007；2.6 大莊隧道設計文件及施工圖紙；2.7 大莊隧道進、出口實施性施工組織設計；2.8湖北省第二測繪院向我單位進行了現(xiàn)場交樁，并提交了GPS點及水準成果表。2.9施工前，我單位根據湖北省第二測繪院提供的GPS點布設四等導線點加密網，加密四等水準點。提交加密成果書。3 施工測量準備 3.1 施工測量組織工作我單位科學組織、加強人員協(xié)調按計劃要求完成外業(yè)工作，并及時對外業(yè)數(shù)據進行處理，數(shù)據檢測合格后上報監(jiān)理、設計單位。 3.2 施測原則嚴格執(zhí)行測量規(guī)范；遵守先整體后局部的工作程序，先確定加密控制網，后以加密控制網為依據，進行各局部軸線的定位放線。必須嚴格審核測量原始數(shù)據的準確性，堅持測量放線與計算工作同步校核的工作方法。定位工作執(zhí)行自檢、互檢合格后再報檢的工作制度。測量方法要簡捷，儀器使用要熟練，明確為工程服務，按圖施工，質量第一的宗旨。緊密配合施工，發(fā)揚團結協(xié)作、實事求是、認真負責的工作作風。 3.3 準備工作全面了解設計意圖，認真熟悉與審核圖紙。施測人員通過對總平面圖和設計說明的學習，了解工程總體布局，工程特點，周圍環(huán)境，其次了解水準點的高程。在了解總圖后認真學習線路施工圖,及時校對線路橫段面圖及附屬工程的頂面、基礎、剖面的尺寸、形狀、構造，它是整個工程放線的依據。在熟悉圖紙時，著重掌握軸線的尺寸、標高的對比，隧道線路的走向和排水坡度等幾者之間軸線的尺寸，查看其相關之間的軸線及標高是否吻合，有無矛盾存在。4 施工測量 4.1 測量管理 4.1.1測量管理為做到測量成果的準確無誤，本工程測量工作堅持三級管理，配備測量經驗豐富的技術人員和先進測量儀器。工區(qū)測量小組進行日常的施工放樣工作；項目部測量班負責布置、測量加密控制點，對工區(qū)測量小組工作進行檢查、校核、監(jiān)督和控制；公司精測隊組織復測導線控制點和水準點。在工程的各個施工階段，嚴格執(zhí)行測量多級復核制，并且所有上報的測量成果均須附有測量原始資料。項目部測量組成員：楊紅春、鄭博、張利強、于少恩、李福林。 4.1.2配備的主要測量設備主要測量設備名稱、數(shù)量及精度要求序號設備名稱數(shù)量規(guī)格型號主要工作性能指標1Leica全站儀1TS091”， 1mm+1.5pmm2Leica全站儀1TCR7022”，1.5mm+2pmm3蘇一光水準儀4DSZ20.3mm4鋼尺250M1mm5鋼卷尺65M1mm6對講機6 4.2 測量工作流程交接樁 工作流程見圖復測及加密報監(jiān)理、設計、業(yè)主審核精測隊、項目部、工區(qū)三級復核進出洞口放樣測量E 洞內施工放樣 報監(jiān)理洞內導線延伸、高程傳遞精測隊、項目部、工區(qū)三級復核貫通測量報請監(jiān)理、設計、業(yè)主審核 4.3 控制測量施測前，對所有需進入現(xiàn)場使用的水準儀、全站儀等進行檢校和標定，合格后方可投入使用。對設計單位提交的GPS點和水準點進行現(xiàn)場復核，根據施工需要選擇視線開闊地點加密，根據現(xiàn)場線路、施測區(qū)域，按精度施測加密，高程控制采用三角高程導線網，按照四等水準測量的要求施測加密，邊長均不應超過600m.測量成果報監(jiān)理單位認可后，方可做為施工放樣的依據及竣工后的驗收之用。本次導線復測了設計院點位IV181、IV185、IV186、IV188、IV190、V50、IV23、IV24、IV25。本次導線復測按照四等GPS測量作業(yè)的基本技術要求進行，確定測量模式為靜態(tài)測量，觀測時間為120min，四臺儀器組成四邊形同步環(huán)，以邊聯(lián)式進行傳遞、組網。接收機天線對中誤差1mm，儀器高量測控制1mm。觀測過程中按規(guī)定填寫了觀測手薄，對觀測點名、儀器高、儀器好、時間、日期以及觀測者姓名均進行詳細記錄。導線點加密復測采用一臺徠卡TS09全站儀進行附合導線測量，采用全圓測回法觀測。全站儀于2013年3月進行檢定，精度符合要求。 采用的標準：表1導線測量的主要技術要求等級測角中誤差（）測距相對中誤差方位角閉合差（）全長相對閉合差測回數(shù)1儀器2儀器三等1.31/1500003.6n1/55000610四等1.81/1000005n1/3500046表中n為測站數(shù)表2水平角方向觀測法的技術要求等級儀器等級半測回歸零差（）一測回內2c互差（）同一方向值各測回互差（）四 等 及 以上1儀器6962儀器8139表3電磁波測距三角高程測量的主要技術要求等級儀器測回數(shù)指標差較差（）指標差較差（）對向觀測高差較差（mm）附合或環(huán)形閉合差（mm）三絲法中絲法四等DJ2 -4554020表3水準測量主要技術標準等級每千米高差全中誤差（mm）路線長度（km）水準儀等級水準尺觀測次數(shù)往返較差或閉合差（mm）與已知點聯(lián)測符合或環(huán) 線三等616DS2銦瓦往返往返4四等1016DS3黑紅往返往返6表4水準測量觀測要求等級水準尺類型水準儀等級視距（m）前后視距差（m）測段前后視距累積差（m）視線高度（m）三等銦瓦DS2753.06.0下絲讀數(shù)0.3四等黑紅DS31005.010.0下絲讀數(shù)0.2表5水準測量的觀測方法等級附合觀測方式觀測順序三、四等往返奇數(shù)站：后-前-前-后偶數(shù)站：前-后-后-前4.4 隧道控制測量和施工測量 4.4.1洞內平面控制沿隧道中線布設多邊形閉合導線環(huán)，導線點埋設采用混凝土灌注鋼筋樁，要布置在施工干擾小，穩(wěn)固可靠的地方，必要時采取保護措施。結合我們所用的測量儀器的精度，測距、測角均能滿足較高等級測量要求的情況，采用閉合導線控制。隧道內導線以洞口所投GPS點為起始點向內測設，形成閉合導線環(huán)(附隧道洞內平面控制點位圖)。導線每延伸12個控制點，控制點坐標采用平差值，起算到GPS點進行平差。精測導線要求導線邊長應盡量的長（不小于300m），要根據實地的照準精度選定合適的距離。旁折光對精密測角觀測結果有系統(tǒng)性影響，因此導線盡量沿隧道中線布設成等邊直伸多邊形導線閉合環(huán)或菱形導線鎖，每個導線環(huán)的邊數(shù)設計為46條。隧道的橫向貫通誤差隨著測站數(shù)的增加而迅速增大，在保證洞內通風、照明、通訊問題解決的情況下，將導線邊盡量設長，以減少方位角傳遞誤差。根據洞內通視的實際情況，導線平均邊長布設應不小于300m。導線角觀測采用方向觀測法4測回。距離測量采用對向觀測4測回,觀測過程中的各項限差要求嚴格按隧道四等導線測量的要求施測。 4.4.2軸線控制及施工測量洞內導線點布設、觀測、平差、坐標計算完畢，經復核無誤后，利用導線控制點測出隧道軸線。由導線點測設軸線樁，一次測設不能少于3點，并相互校核。施工中除設置變坡點控制樁外，還要設置必要的加樁，直線上按10m間距布置?；炷潦┕r可根據作業(yè)地段適當加密。施工中的測量控制采用三維極坐標法進行施測。為了加強放樣點的檢核條件，可用另外兩個已知導線點作起算數(shù)據，用同樣方法來檢測放樣點正確與否，或利用全站儀的坐標實測功能，用另兩個已知導線點來實測放樣點的坐標，放樣點理論坐標與檢測后的實測坐標X、Y值相差均在3mm以內，可用這些放樣點指導隧道施工。 開挖放樣：采用全站儀定出隧道的中線，（全站儀可以通過程序及設計尺寸直接放樣出隧道開挖斷面）；再根據隧道中線與高程采用“隧道五寸臺”法繪出隧道斷面。要求現(xiàn)場繪制精度為10mm。在隧道初支過程中，架設鋼格柵時要嚴格的控制中線、垂直度和同步線，其基本方法同掘進原理。二襯施工使用自制定型模板，直接控制模板定位，采用中線與邊墻高程控制即可。二襯鋼筋作業(yè)與開挖作業(yè)原理相同，使用五寸臺增加點位控制。測量精度要求達到3mm即可。 4.4.3高程控制(1) 洞外高程控制 采用洞口加密水準點（不少于2個）(2) 洞內高程控制按公路隧道施工技術規(guī)范對隧道測量的一般規(guī)定，隧道洞內高程測量采用四等水準測量，每千米水準測量的偶然中誤差10.0mm，可將洞內的200m一對的平面控制點同時作為高程控制點進行測量。洞內高程分別從洞口水準基點向洞內引測。每100m150m埋設一個控制樁，埋設標準同導線控制樁。施測時必須聯(lián)測兩個以上水準控制樁，其差值在規(guī)范規(guī)定范圍內時，方可向前引測。洞內外水準控制點要定期進行聯(lián)測，建立水準控制網。施工前進行洞口的定位測量，測出地面高程與設計高程之差，給施工開挖提供準確數(shù)據。洞內施工時，根據設計高程，在洞內兩側按10米間距標出里程樁號和腰線高程，給下一道工序提供直觀的高程控制點。洞內每100米至150米埋設一個混凝土固定的高程控制點，并進行往返觀測和平差，直至隧道貫通。 4.4.4保證測量精度的技術要求(1) 嚴格按照隧道四等導線測量的作業(yè)要求和儀器級別、技術精度指標、操作規(guī)程進行施測。(2) 洞外、洞內溫差較大、明亮度反差強烈，這對測量極為不利。因此由洞外向洞內的引測工作，應在夜晚或陰天進行，進洞定向邊的選擇必須大于150m。(3)提高觀測者的技術水平。在觀測的過程中要自始至終選用一名操作熟練、有責任心的觀測員負責觀測，這樣在保證相同的觀測條件下，有效的提高測量精度，保證觀測值為同精度觀測。 (4) 洞內外溫度、濕度相差很大，為使儀器內部溫度與外界溫度充分一致，儀器開箱30分鐘后方可進行觀測。測距時應防止強燈光直接射入照準部，應經常擦凈鏡頭及反射鏡上的水霧。(5) 導線向前延伸時必須符合原有三個或三個以上控制點確保無誤后方可進行。每次觀測采用的儀器、設備、觀測方法、觀測精度指標、觀測條件、平差方法均相同。(6) 為較大程度消除儀器照準部旋轉時可能產生的儀器底部帶動誤差對測角的影響，測角時，應按總測回數(shù)的奇數(shù)測回和偶數(shù)測回分別觀測導線的左角和右角。5 貫通測量 5.1 控制測量設計 5.1.1規(guī)范對貫通誤差的要求隧道的貫通誤差包括橫向貫通誤差、縱向貫通誤差、高程貫通誤差三項，其中縱向貫通誤差對隧道施工、運營影響極小，且在施工測量過程中很容易保證精度，故在此對該項不做貫通誤差設計。為安全、高精度的貫通本隧道，減少將來隧道貫通誤差調整的難度，結合我單位現(xiàn)有的測量儀器精度，決定洞外平面控制測量采用GPS按四等導線網精度施測，洞內導線控制測量等級為隧道四等導線，洞外采用三角高程水準網，按照四等水準精度加密，洞內高程采用四等水準測量。洞內導線測邊、角按獨立測量兩組計算。5.2 平面控制測量 5.2.1洞外控制網布設1）導線點布設以IV185、IV186為導線點起始邊,以IV1-3、IV1-4為導線終止邊,作為兩對對大莊隧道進口的控制網點;以IV25、IV2-8作為導線點的起始邊,以IV23、IV2-9為導線點終止邊作為對大莊隧道出口的控制網點.大莊隧道的導線測設是以IV185、IV186為起點IV2-8、IV25為終點全線聯(lián)測。2）測設方法使用徠卡全站儀TS09設符合導線測量，根據四等導線控制網的精度，共要求為：采用測回法觀測，觀測4個測回，嚴密平差，角度取秒以下2位，測角中誤差小于1.8秒，方位角閉合差小于5n，導線全長相對閉合差要達到1/35000。洞外控制網與線路中心走向示意圖如下圖所示。 5.2.2 洞內平面控制1）洞內平面控制洞內平面控制可以分為支導線或閉合導線，一般洞內平面控制網應布設成閉合導線環(huán)，根據實際情況500m左右應進行一次閉合。每次延伸時應以平差后的坐標往前延伸。 由于環(huán)境條件的限制, 洞內導線的布設一般布置成若干個彼此相連的帶狀閉合導線環(huán)所組成的導線網。其中導線點基本上是成對布設,每對點是相距35m為宜。每個環(huán)中點數(shù)不宜過多,以46點為宜。導線邊長需根據隧道長度、線路平面形狀,施工方法及斷面寬度作選擇,原則上隧道愈長,導線邊長也應盡可能長一些。2）距離觀測 對于距離觀測,在觀測前應對測站的溫度和氣壓進行測量,并輸入到全站儀中,由全站儀進行氣象改正。3）對距離應進行往返對向觀測, 距離應進行加、乘常數(shù)改正。測距精度可按往返測較差評定。（1）一次測量即一測回距離測量的中誤差按下式計算：mo= dd/2n式中：d往返對向觀測值較差,mm;n測邊的數(shù)量即d的個數(shù)。（2）往返觀測平均值的中誤差：mD=mo/2=1/2dd/n（3）邊長相對中誤差：mb/b=MD/D式中：D測距邊的水平距離。（4）洞外測量時應將直接測量的各邊長歸算到隧道平均高程面上,洞內導線的邊長測量,一般可不必考慮此項歸算。將邊長測量的最后水平長度,歸算到隧道平均高程面上的長度按下式計算：D0=D*(1-H-Ho/R)式中：D邊長測量的最后水平長度,m; Ho隧道平均高程,m; H測距兩端的平均高程; R地球曲率半徑。（5）測回數(shù)對于角度和距離的觀測測回數(shù),應根據儀器精度及導線等級來確定,測角精度、儀器型號、測回數(shù)應符合表3的規(guī)定。在大莊隧道進行控制測量時,儀器采用瑞士產徠卡TS09型全站儀,標稱精度為1,測距1mm+1.5pmm，溫度氣壓計采用日本產EVER.TRUST。水平觀測68個測回,距離對向往返觀測各6個測回取均值。（6）注意事項在隧道洞內進行控制測量,由于條件限制為確保隧道順利貫通,有些測量地段有必要進行局部停工,以防影響測量精度,其次由于洞內與洞外存在溫差,儀器進洞后由于溫度和濕度關系必須先開箱晾曬一會，待溫度適應后方可正常使用。并經常擦試干凈全站儀和棱鏡鏡面的水汽。觀測時必須保持觀測范圍內良好通視,將觀測范圍內正在工作的機械設備關停,以防噪音及溫度過高引起空氣對流影響測量精度。圖3 洞內主副導線布點示意圖5.3 高程控制測量高程控制測量的方法主要有：水準測量和電磁波測距三角高程測量。大莊隧道屬于構造剝蝕低山貌，山嶺地形。大莊隧道斜穿多條山嶺，隧道穿越地面高程881m1243m，經過區(qū)域地表地形整體呈尖棱狀起伏。隧道進口位于半山坡，所在斜坡為凹型坡，斜坡坡角為30，坡向為120；隧道出口位于半山坡，所在斜坡為凹型坡，斜坡坡角約為2030，坡向為314；大莊隧道左線6515m，右線6570m，地面高差也為365m，所以高程控制測量采用三角高程對大莊隧道進行聯(lián)測，其精度符合設計規(guī)范要求。按工程測量規(guī)范GB50026-2007規(guī)定，“在進行水準測量確有困難的山嶺地帶三、四等水準測量可用光電測距三角高程測量”，大莊隧道進口IV高程點2個，加密點2個，出口IV高程點3個，加密點3個。 5.3.1 洞外高程控制三角高程：采用徠卡TS09（1）將高程帶到隧道的進口，再進行出口聯(lián)測，同時和相鄰水準控制點聯(lián)測，觀測方法：采用四個測回。三角高程的閉合差小于6L（L為往返測段，符合或環(huán)線的水準路線長度，單位為km）。 5.3.2 洞內高程控制洞內高程測量采用四等水準測量的方法。洞內高程應由洞外高程控制點向洞內測量的傳算，結合洞內施工特點，每隔200m或500m設立兩個高程點以便檢核；為便于施工使用，每隔100m在拱部邊墻上設立一個水準點。洞內水準測量時，往返觀測，視線長度不宜大于50m。洞內高程點作為施工高程的依據，必須定期復測。當隧道貫通之后，求出相向兩支水準的高程貫通誤差，并在襯砌地段進行調整，所有開挖、襯砌工程應以調整后的高程指導施工。6 施工放樣測量的內容及要求 6.1 施工測量內容施工測量工作內容包括控制網的布設及施工控制點的加密，定期對加密點進行聯(lián)測和復測，如發(fā)現(xiàn)控制點產生位移，應立即停止使用該控制點，第一時間通知施工隊的測量技術人員，避免造成不必要的損失，影響施工進度；測量標志的保護，施工控制點應有明顯的標志或記號，對惡意損壞測量標志的行為，進行一定數(shù)量的罰款；定期對相鄰標段的水準點進行聯(lián)測，以免發(fā)生沉降；測量組應及時復核隧道的開挖情況，嚴格控制隧道的超欠挖數(shù)量，隨時復核掌子面的開挖輪廓線及隧道中線偏移量，嚴格按照測量規(guī)范及要求指導施工；隧道中后期測量工作包括襯砌臺車定位，斷面測量，圍巖量測，貫通測量以及附屬工程的放線工作。 6.2 施工測量要求測量設計或方案及交接樁測量資料必須齊全，標明各種控制樁平面位置和標高，必要時附文字說明。依照資料進行現(xiàn)場核對，檢查清點標樁。測量組在施工前應及時復核設計單位提供的路線平面圖和縱斷面圖，如有疑問應馬上匯報項目部技術部門，待數(shù)據在確保無誤的情況下才能進行施工放樣測量工作。所有的控制測量和施工放樣測量必須進行兩個測量小組分別測量，核對結果。測量工作必須做好原始記錄，堅持復核簽認制度，不得隨意涂改和損壞，工程測量資料和測量成果資料妥善歸檔保管，裝訂成冊。特別注意相鄰標段搭接處測量結果及資料的符合性。施工單位在測量中采取行之有效的多級復核制，完成交樁復測、控制測量、施工放樣測量、竣工測量以及導線測量和水準點保護工作。7測量精度保證措施為加強利萬高速大莊隧道測量技術管理，杜絕測量事故發(fā)生。測量組每季度進行如下測量工作檢查。 7.1 測量復核制的檢查測量復核制在施工測量中尤為重要，也是測量工作中尤為薄弱的環(huán)節(jié)及容易出錯之處。測量組主要就以下幾個方面的測量復核工作進行檢查： 7.1.1 測量復核工作日志與測量資料相一致，測量和檢測工作必須按照本辦法中的有關要求進行；7.1.2 每次測量后，測量成果用兩組獨立平行計算和相互復核；7.1.3 測量組各項測量技術交底資料，必須附有項目部測量組長和施工隊測量負責人的簽名及交底日期。7.1.4 測量外業(yè)工作必須有多余觀測，并構成閉合或符合檢測條件（隧道洞內外建立主副導線控制網進行控制測量）。重要定位和放樣，必須堅持用不同方法或不同儀器進行復核測量或換人測量后方可施工。利用已知點（包括控制點、方向點、高程點）進行引測、加點和工程放樣前，必須堅持“先檢測后利用”的原則。 7.2 隧道中線偏移值檢查應定期對大莊隧道的偏移值設置情況進行詢問和實地核對，并對測量技術交底和測量記錄進行全面的檢查。使技術人員正確分清隧道中線與線路中線的關系及布置。 7.3 測量記錄及資料檢查測量成果是質量記錄文件之一，測量成果的原始記錄，提交的測量成果都應予以嚴格管理。7.3.1 書面要整潔，記錄要規(guī)范，資料要準確；7.3.2 觀測和計算成果必須做到記錄真實、注記明確、計算清楚、格式統(tǒng)一，并裝訂成冊和長期保管；7.3.3 一切原始觀測值在現(xiàn)場要記錄清楚，不得涂改，不得憑記憶補繪、補記，記錄中不準連環(huán)更改，不合格時應重測。手薄必須注明觀測者、記錄者、觀測日期、起始時間、終止時間、氣象條件、使用的儀器和覘標類型，并詳細記載觀測時的特殊情況。凡劃去的觀測記錄，應注明原因，并予以保存，不得撕毀；7.3.4 每項單位工程必須有單項測量記錄本，即水平儀薄和導線測量紀錄??；7.3.5 測量成果必須建立復核制，否則此成果無效。測量資料必須進行整理和分類。8施工測量管理 8.1 施工測量管理制度(1)所有測量儀器必須經過國家檢測機構檢測、標定方能使用。(2)堅持測量雙檢制。(3)現(xiàn)場控制樁，由技術部門接收、使用、保管。(4)交樁要逐點查看，雙方在交接記錄上詳細說明控制樁的當前情況及存在問題和處理意見，并進行簽認，之后由總工程師組織技術人員復核，誤差超限的，及時與監(jiān)理聯(lián)系落實。(5)施工中必須定期對控制樁復測，避免累計誤差。(6)所有測量