施工测量方案(修改后).doc

测量方案
1.编制依据
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）
《广州轨道交通施工测量管理细则》
《城市测量规范》（CJJ8-99）
《工程测量规范》（GB50026-93）
《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）
《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）
2.工程概况
2.1 工程位置
分别见图1成都地铁1号线规划图，图2线路平面示意图。
图1 成都地铁1号线规划图

图2线路平面示意图

本标段工程由【人民北路站~文武路站区间】、【文武路站~骡马市站区间】和【骡马市站~天府广场站区间】盾构隧道构成，全长4799.09单线延米，为双孔圆形隧道；主要附属工程包括3个联络通道(2个含泵房)、14个洞门。
盾构区间隧道线路间距为11m～15m，隧道埋深15～20m，左线长2390.316m，右线长2407.774m。其中人～文，区间里程范围为Y(Z)CK5+664.400～Y(Z)CK6+796.600，隧道左线长约1137m，右线长约1132m；文～骡区间里程范围为Y(Z)CK7+254.900～Y(Z) CK7+704.640，隧道左线长约442m，右线长约450m；骡～天区间里程范围为Y(Z)CK7+887.390～Y(Z) CK8+696.224，左线约长811m，右线长约826m。
区间隧道左右线设平面曲线各4个，累计共8个。最小曲线半径400 m。
本区间附属工程3个联络通道（2个含泵房），14个洞门。
2.2.地形地貌
本区间段线路呈南北向纵贯成都市区，穿越府河、西御沿街人防通道、天府下穿隧道。线路区域地处成都平原岷江冲洪积扇状平原的南东边缘，其东为位置相对较高、地形起伏相对较大的成都市东部台地。区内地形较平坦，地势受扇状平原的控制，总体上西高东低，北高南低。沿线地面高程于497.7m～506m，相对高差8.3m，由于后期人类工程活动，原始地形已不甚清晰。线路边缘多为高层建（构）筑物和商业街道，道路管线纵横，人流拥挤，交通繁忙，地面施工条件干扰严重。
2.3.线路平面布置
左线：本区间左线有4个曲线段
ZJD8(ZDK6+271.232~ZDK6+528.864),曲线半径450m; 长链5.5 m
ZJD9(ZDK7+309.778~ZDK7+609.152), 曲线半径400m;短链8.637 m
ZJD10(ZDK8+062.894~ZDK8+296.003), 曲线半径500m;
ZJD11(ZDK8+325.961~ZDK8+645.984), 曲线半径500m; 长链2.485 m
右线: 本区间右线有4个曲线段
YJD8(YDK6+268.482~YDK6+526.114), 曲线半径450m;
YJD9(YDK7+317.338~YDK7+616.713), 曲线半径400m;
YJD10(YDK8+074.723~YDK8+307.833), 曲线半径500m;
YJD11(YDK8+337.224~YDK8+657.246), 曲线半径500m;
3.控制测量方案大体设计
3．1．地面控制测量
3．1．1．接桩和复测
我们已经接到桩位并对桩点进行了复测，复测成果已经上报监理、设计单位和业主。复测结果显示业主所交桩位无误。复核业主提供的平面和高程控制点无误后，在沿线布设加密附合导线网和加密附合水准路线，保证在始发井附近都分别至少有3个精密导线点和3个精密水准点；
3．1．2．地面导线控制测量
地面平面控制测量采用四等导线测量，在始发井附近布设附合导线网,技术要求：测角中误差≤±2.5″，测回数Ⅱ级全站仪为6测回，方位角闭合差5√ n,每边测距中误差≤±6mm，测距相对中误差≤1/60000，全长相对闭合差≤1/35000，相邻点的相对中误差≤±8mm。所用仪器是徕卡的TCR1201型1″级全站仪进行测角和测边，该仪器的主要技术指标是测角精度±1″，测距精度是1mm±2ppm。
图3 始发井地面加密导线测量示意图

3．1．3．地面高程控制测量
地面高程控制测量采用城市水准二等水准，在始发井附近分别加密布设成附合水准路线，保证始发井至少有3个城市二等水准点。其技术测量要求：视距≤60m，前后视距差≤1.0m，前后视距累计差≤3.0m，基辅分划度数差≤0.5mm，基辅分划所测高差之差≤0.7mm，上下丝读数平均值与中丝读数之差≤3.0mm，间歇点高差之差≤1.0mm，往返较差、符合闭合差为±8 √L mm ,每千米高差中数中误差±2mm。所用仪器是苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪配因瓦尺和测微器，架设偶数站，往返各观测一次，在不超限的情况下取其平均值。
3．2．联系测量
3．2．1.竖井定向测量
在始发井的5次联系测量中,我部拟采用联系三角形一井定向投点测量5次。分别导入平面坐标及方向，每次至少导入4个导线点,构成两条始发边,尽量拉大始发边距离；分别于始发和隧道掘进150m、300m、掘进至单向长度的1/2处（即1000 m）和距贯通面150m～200m(即2000 m)时进行一次，共5次。取5次测量成果的加权平均值，指导隧道平面贯通。
竖井地面趋近导线布设成符合导线，如下图（始发井地面区趋近导线测量示意图—），符合在加密导线点D1、D2上。近井点J1、J2与D1、D2通视良好，并使联系三角形定向具有最有利的图形。
图4 始发井地面趋近导线测量示意图

3．2．2.一井定向
在始发井通过联系三角形定向测量把地面坐标和方向传递到洞内。由于竖井定向的精度直接决定了地铁的贯通精度，要保证地铁的贯通，需要在地面和洞内建立统一平面坐标系统。因为始发井在区间上，完全可以保证两悬吊钢丝间距远大于5m，所以完全可以通过联系三角形定向把地面的坐标和方位导入井下，容易保证精度。同时保证定向角接近零；距离比值达到最佳；用联系三角形传递坐标方位角时，选择经过小角的路线。角度观测采用徕卡TCR1201型全站仪（测角精度±1″），用全圆测回法观测六测回，测角中误差在±2.5″之内。边长测量采用全站仪测量反射贴片的方法。每次独立测量三测回，各测回较差在地上小于0.5mm，在地下小于1.0mm。地上地下测量同一边的较差小2mm。

图5 一井定向联系测量示意图

3．2．3．高程传递测量
采用钢尺法导入高程，每次至少导入3个水准点。分别于始发和隧道掘进150m、300m、掘进至单向长度的1/2处（即1000 m）和距贯通面150m～200m(即2000 m)时进行一次，共5次。取5次测量成果的加权平均值，指导隧道高程贯通。
在始发井通过高程传递把地面标高传递到洞内。高程传递测量包括地面趋近水准测量及竖井高程传递测量，地面趋近水准测量符合在地面相邻城市二等水准点上。其测量的技术要求同城市二等水准测量。通过悬吊钢尺的方法进行高程传递测量，地上和地下安置两台水准仪同时度数，钢尺上悬吊与钢尺检定时相同质量的重锤。每次独立观测三测回，每测回变动仪器高度，三测回测得地上和地下水准点的高差小于3mm时，取其平均值作为该次高程传递的成果。所用仪器是苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪结合因瓦尺和50m钢尺。

图6 钢尺导入法传递高程

3．3.地下控制测量
3．3．1.地下施工控制导线测量
在洞内，左、右洞分别布设导线网。在线路中线两侧平移一定距离的管片底部布设一般导线点，在管片拱腰位置安装牵制对中托架布置强制对中导线点。导线网布设成若干个彼此相连的带状导线环。在直线段保证平均边长在150m，曲线上也不少于60m，角度观测采用徕卡TCR1201型全站仪（测角精度±1″），按四等导线的技术要求施测，网中所有边和角都全部观测，采用严密平差方法计算。这样可以提高精度并有检核条件。每次延伸施工控制导线测量前，对已有的施工控制导线前三个点进行检测，无误后，再向前延伸。施工控制导线在隧道贯通前测量5次，其测量时间与竖井定向同步。当重合点重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm时，采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。并且在掘进1000m和2000m时，加测陀螺方位角加以校核。
图7 洞内控制导线点布置示意图

3．3．2.地下高程测量
地下控制水准点的布设利用地下的施工控制导线点。开始采用支水准路线向前延伸。在联络通道打通后，通过联络通道，把左、右洞水准点连接起来，形成附合水准线路。其中地下控制水准测量所用仪器仍然是苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪配因瓦尺和FS1测微器，按城市二等水准测量的技术要求施测。地下控制水准测量在隧道贯通前独立进行5次，并与地面向下传递高程同步。重复测量的控制水准点与原测点的高程较差小于5mm时，并采用逐次水准测量的加权平均值作为下次控制水准测量的起算值。
图8 洞内水准点测量示意图

4.施工放样及测量
本标段施工放样主要是始发托架和接收托架以及联络通道和中间风井的施工放样、盾构隧道的施工导向、管片检测和各种结构定位的放样和测量等等。

4.1.内业资料复核与计算
施工放样前，复核设计图纸的线路坐标值和高程值、平曲线要素值、竖曲线要素值、里程和断面尺寸、各种结构位置和控制尺寸等。复核无误后再进行具体放样数据的计算。
4.2.隧道掘进控制
由于本标段主要是采用盾构法施工，其隧道掘进过程中主要施工测量包括盾构机的始发测量、盾构机姿态的人工检测和衬砌环片测量等。
4.2.1.始发和接收测量：
在始发前利用联系测量导入的控制点测设出线路中线点和隧道中线点及轨面线标高，控制始发托架的位置。始发托架要比设计要适当调高，接收托架要比设计适当调低。盾构机拼装好后，接着进行盾构纵向轴线和径向轴线测量，主要测量刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测量，盾构外壳的长度测量，盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量。反力架的圆环中心要在盾体纵轴的延长线上。同时反力架的支撑面与盾体纵轴的延长线垂直。
4.2.2.导向测量：
我部盾构机的导向系统采用德国VMT公司开发的SLS-T系统，该系统为使TBM沿设计轴线掘进提供所有重要的数据信息，同时该系统还能提供在隧道施工过程中的完整备档文件。SLS-T系统功能完美，操作简单。后视靶的吊篮可以设计成直接安装在管片螺栓上，不需要电钻打眼安装。每次移站时把吊篮安装在盾构机的尾部，激光站的吊篮安装在离盾头20米的距离。由于激光站附近的管片还不是很稳定，激光站可能移动，所以要经常做后视方位检测。如果超限，必须做人工复测激光站和后视靶的坐标，重新定向。特别是在盾构机出洞前50米更要加强激光站的方位检测和人工复测。

4.2.3.盾构姿态的人工复测：
通过测量盾构机上的参考点来计算盾构机的姿态与盾构机导向系统VMT显示的姿态是否一样。通过测量3个参考点，即可以计算。为了提高精度，通常测量4~6个参考点，而且各个点的距离尽量拉大。盾构姿态的人工复测定期进行，特别是在隧道贯通前更要加大检测频率。
4.2.4.衬砌环片检测：
在衬砌环片时，及时测量衬砌环的姿态。每天测量一次，必要时每天测量两次,保证每环都能测到，及时掌握管环的位移情况,同时也是对导向系统的较核。相邻衬砌环测量时重合测定约10环环片，环片平面和高程控制在±10mm之内。衬砌环片检测采用铝合金尺，通过测量铝合金尺的中心坐标来推算管环中心的坐标，测量时，铝合金尺一定要通过水平尺置平。计算管环中心偏离隧道轴线时，在直线上可以通过建立施工坐标系，通过测量出来的施工坐标就可以直接判断管环中心的位置，如果是在曲线段时，可以通过测量出来的管环中心的大地坐标，然后在CAD里，通过作CAD里事先绘出的隧道轴线（空间）的垂线就可以计算出管环中心的偏差。
5.竣工测量
5.1．贯通测量
利用吊出井贯通面两侧的平面和高程控制点进行隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。其中平面贯通误差的测量利用两侧控制导线测定贯通面上同一临时点的坐标闭合差确定，把把闭合差分别投影到线路中线以及线路中线的法线方向上；方位角贯通误差利用两侧控制导线与贯通面相邻的同一导线边的方位角较差确定；高程贯通测量由两侧控制水准点测定贯通面附近同一水准点的高差较差确定。
5.2.竣工验收测量
5.2.1.控制点坐标
如果隧道贯通误差不超限，则利用两侧的控制导线点重新平差计算，求出线路导线控制点的新的坐标，把新的坐标值作为竣工验收的依据；同时利用两侧的控制水准点高程平差计算，求出全线控制水准点新的高程，并以此作为竣工验收的依据。
5.2.2. 断面测量点位
对于区间隧道，按圆形隧道测量。测量点位包括左上、左中1、左中2、左下、右上、右中1、右中2、右下及顶点和底点共10个点位。具体测量点位位置由5号线的隧道断面测量要求施测。

5.2.3. 测量仪器和测量精度
平面测量采用天宝602型全站仪（测角标称精度±2″，测距标称精度±2㎜）和TCR1201（测角标称精度：±1″，测距标称精度±2㎜）。高程测量同样采用以上两台仪器采用三角高程测量。测量断面点的里程误差在±50㎜之内，断面测量点位误差为±10㎜。
5.2.4. 测量和计算方法
把全站仪置镜在贯通测量平差后的控制点上，设好站。前视测工把圆棱镜头靠在隧道内壁断面点上，直接测量圆棱镜头中心的坐标。首先计算出所测管环的里程从而求出该里程的线路中线坐标，然后通过所测棱镜头中心的坐标求出棱镜头偏离线路中线的距离，最后加上圆棱镜头的改正值0.04 m，最终求出断面点偏离线路中线的距离。图9 断面测量示意图

6.贯通误差预计（以隧道右线为准）
6.1．平面贯通误差分析
6.1.1.平面贯通误差的主要来源
由于本标段是主要是盾构施工，其贯通误差是指盾构机头中心与预留门洞中心的偏差值。横向贯通误差的主要来源是下列五道测量工序的误差：①是地面控制测量误差；②是始发井联系测量的误差；③是地下导线测量误差量误差；④是盾构姿态的定位测量误差；⑤吊出井联系测量的误差
6．1.2.引起平面贯通误差的各项误差的具体分析
（1）地面控制测量误差：
地面导线测量对横向贯通的影响是测角误差和测边误差的共同影响。导线测角误差引起的横向贯通中误差为myβ=mβ″/ρ″*√∑RX2
式中 mβ —导线测角中误差，以秒计；
∑RX2 —导线测角的各导线点至贯通面的垂直距离的平方和，单位m2；
ρ —206265
导线测边误差引起的横向贯通中误差为myS=mS/S*√∑ｄｙ2
式中 mS /S—导线边长相对中误差；
∑ｄｙ2 —导线各边长在贯通面上投影长度的平方和，单位m2；
两者共同的影响为ｍ＝±√myβ2+myS2
由于地面导线测量还没有做，还不能按上述计算公式推算，所以只能参考洞内导线。本区间洞内地下导线测量误差预计17mm，因此地面控制测量误差暂时预计17mm。实际上，由于地面测量条件大大优于洞内，地面控制测量误差应该比洞内小。
（2）始发井联系测量误差：
由于本标段是在始发井通过联系三角形定向的方法导入地面坐标和方向。通常联系三角形定向的定向误差要求都在2～4″，由于本标段始发井在区间，做联系测量布网时，可以保证联系三角形的图形到达非常有利的条件，这样就可以大大减小了定向误差。现在利用一般的定向误差值3″，推算一次定向误差对横向贯通误差的影响为m横2=ma/206265 *L=3*3041/206265*1000=±44mm(其中此处的L是盾构施工段线路长3041m)，而钢丝投点的点位中误差借鉴经验值10 mm，假设此误差完全传递给横向贯通，则联系三角形投点的点位中误差影起的横向贯通误差为m′横2=±10 mm。假设投点的坐标误差和定向误差都独立的，则联系测量影起的横向贯通误差为 m横2=±√（44*44+10*10）＝±45.12 mm：由于在贯通前我们将在始发井独立作5次联系测量，则定向误差m横2=45/√ 5 =±20 mm 。实际上由于我们做联系测量的三角形的图形条件可以非常有利，完全可以大大提高定向精度，也就大大减小了对横向贯通误差的影响。
（3）地下导线测量误差：
地下导线测量误差主要是由角度测量误差引起，我们在洞内沿线路布置导线网，按等边直伸符合导线的贯通来估算。等边直伸符合导线的终点的横向中误差计算为：m横=L*ｍβ/206265* √（n+3）/12 。在本标段，从始发井到吊出井L=3041m，现在借用精密导线的技术要求来计算：地下的导线平均边长为150m，则全线往返的总测站数为n=20；测角中误差为2.5″，则m横 = L*ｍβ/206265* √（n+3）/12 =± 33mm。由于我们在贯通前总共要做5次联系测量,洞内的导线测量也需要做4次,所以洞内导线的测量误差m横3= 33/√ 4 =±17 mm实际上我们还要在隧道掘进1000m和2000m处再通过陀螺经纬仪来定向纠正偏差，这样横向贯通的精度是可以保证的。
（4）盾构姿态的定位测量误差：
盾构机姿态测量误差可以借鉴《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）盾构机姿态测量误差技术要求，m横4采用其允许的平面偏离值5mm即m横4=±5mm。
（5）吊出井联系测量的误差：
由于本标段要在吊出井通过联系三角形定向的方法导入平面坐标。钢丝投点的点位中误差借鉴经验值10 mm，它也会影起贯通测量误差。假设其误差完全传递给贯通误差，则吊出井联系测量钢丝投点的坐标误差影起贯通测量误差m横5=±10mm。
6.1.3.综合分析各项测量误差引起平面贯通测量误差
假设上述五项误差对贯通误差的影响是独立的，则由它们共同影起的贯通测量误差为：m横=±√ 17*17+15*15+17*17+5*5+10*10 = ±30mm。《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）中规定暗挖隧道横向贯通中误差应在±50 mm,所以满足规范要求，实际上我们在始发井和吊出井做联系三角形测量时，有足够的宽度来保证三角形的图形达到最佳，这样就可以大大提高联系测量的精度；还有在做1000m和2000m两井定向联系测量时,可以通过中间风井大大拉大钢丝间距,大大提高联系测量的定向精度；在洞内布设的是四等导线网，按四等导线网的要求施测和计算，其精度比符合导线的精度更高。还有在隧道掘进1000m和2000m时，用陀螺经纬仪来复核其方位。还可以通过在联络通道来检测左、右线的导线点。所有的这些都可以把精度提高，使其有足够的精度来保证线路的横向贯通。
6.2．高程贯通误差分析
6.2.1.高程贯通误差的主要来源
由于本标段是主要是盾构施工，高程贯通误差的主要来源是下列五道测量工序的误差：①是地面高程控制测量误差；②是始发井高程传递测量中误差；③是地下水准路线测量中误差；④是盾构姿态的定位测量中误差；⑤吊出井高程传递测量中误差。
6.2.2.引起高程贯通误差的各项误差的具体分析
（1）地面高程控制测量的误差
由于全线全长3401m,根据《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）中的规定，每公里高差中误差为±2 mm，于是有地面高程控制测量中误差为3401/1000*（±2）=±6.8 mm；
（2）始发井高程传递测量中误差
始发井高程传递测量中误差姑且取地铁测量的经验值±5mm，在隧道贯通前独立做5次，则由此引起的高程贯通测量中误差为 5 /√5 ＝±2.2mm。
（3）地下水准测量中误差
本标段盾构机在文武路站吊出，从始发井到文武路吊出井总长1009 m，文武路到人民北路站吊出井1156 m。我们仍按精密水准测量的要求施测，引起的高程贯通测量误差为1156/1000*（±2）=±2.3mm。
（4）盾构机姿态定位测量中误差
由盾构机姿态定位测量中误差引起的贯通测量误差取其盾构机姿态测量误差技术要求规定的±5mm。
（5）吊出井高程传递测量误差
由吊出井高程传递测量误差引起的隧道贯通误差也取经验值±5mm。
6.2.3.综合分析各项测量误差引起高程贯通测量误差
如果把上述各项误差对隧道贯通测量误差的影响都认为是独立的，则各项误差对隧道高程贯通中误差的影响为m横=± √2.3*2.3+2.2*2.2+6.8*6.8+5.0*5.0 +5.0*5.0 ＝±10.314mm，小于《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）中规定的隧道高程贯通中误差±25mm。

7.测量人员和仪器的配置
7.1.为满足现场施工测量和放样的需要，项目部主要测量人员如下。
表1 测量班工作人员及分工

姓名
年龄
学历
职称
备注
孙宏伟
27
中专
测量工程师
测量主管
刘洪涛
30
中专
高级测工
测量班长
马超
24
大专
助理工程师
VMT组长
邓思刚
44
中专
技师
地面监测组长
李庆伟
33
中专
高级测工
管片监测组长
苏萍萍
24
大专
助理工程师
资料员
王赞余
43
中专
技师
测工
袁存防
24
大本
助理工程师
测工
吕乐
22
中专
初级测工
测工
陈昌华
35
初中
初级测工
测工
牟北山
35
初中
初级测工
测工
曹永柏
40
中专
高级测工
测工
杨国成
20
中专
初级测工
测工

7.2.根据本工程实际需要，配备以下测量和监测仪器及工具见下表：
表2 主要测量和监测设备的名称、型号、数量及精度

序号
设 备
名 称
规 格 型 号
数量
主 要 性 能 指 标
1
全站仪
徕卡TCR1201
天宝602
TCR1201（1）
天宝602（1）
TCR1101：±1″/1mm±2ppm
天宝602：±2″/2mm±2ppm
2
单棱镜组
徕卡
2

拓普康
2

3
单棱镜杆
仿徕卡
2

4
水准仪
苏一光DSZ2
精密自动安平
2
±1.5mm（每公里往返测量高差标准偏差）
5
测微器
FS1
2
±0.7mm（DSZ2+FS1测微器每公里往返测量高差标准偏差）
6
因瓦尺
徕卡
1对
常数0.005
7
塔尺
5m
2
5 mm
8
钢尺
50m
2
1 mm
9
电脑
联想电脑
1

8.测量技术保证措施
由于隧道施工工艺的特点，初期支护和二次衬砌形成流水作业。隧道衬砌不是等到隧道贯通并调整中线和标高后进行，这使得施工测量不允许出现任何的超限，更不能出错。因此，必须高度重视测量工作。为了保证测量及放样的准确和精度，特制定以下技术措施。
（1）本工程测量采用二级复核制，项目部测量队为一级，公司精测队对项目部的关键控制测量进行复核为二级。
（2）．开工前对测量人员进行工程情况、技术要求、测量规范、测量仪器设备的操作、测量方案、测量基本知识和测量重要意义的培训。
（3）．定期把测量和监测仪器设备送到有检定资格的单位检较，确保仪器设备的精度。
（4）．所有重要测量及放样的内业计算以及外业测量和放样工作，都必须做到换手复核，换不同的人换不同的方法来复核，确保无误。现场必须做好详细记录。每天写好施工日志。
（5）．加强对导线点、水准点、中线点等关键控制点的保护，经常复核地面特别是洞内的导线点、水准点、中线点等，随时掌握其准确性及可靠性。一经发现点位变化，及时准确地改正并上报监理，确保万无一失。
（6）．积极与测量监理工程师联系、沟通、相互配合。满足测量监理工程师提出的合理技术要求和意见。重要部位的测量要请测量监理工程师旁站监理，并把测量结果及资料及时上报监理，测量监理工程师复核无误后方可进行下步工序的施工。

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