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盾构施工专项测量施工方案

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厦门市轨道交通3号线一期工程
土建施工02标

区间专项测量方案

编制:
审核:
审批:

中铁二局股份有限公司
厦门市轨道交通3号线工程土建施工02标项目经理部
9月
目 录
1 测量标准及依据 2
2 工程概况 2
2.1工程位置 2
2.2地质水文条件 2
3总体测量方案 2
3.1测量组织机构 2
3.2测量管理制度 2
3.3总体测量方案 2
4测量准备工 2
4.1测量技术准备 2
4.2资源准备 2
4.2.1主要仪器清单 2
4.2.2仪器鉴定证书 2
4.2.3主要测量人员名单表 2
5控制测量 2
5.1地面控制测量 2
5.1.1平面控制测量 2
5.1.2地面高程控制网 2
5.2联系测量 2
5.2.1联系测量的概念 2
5.2.2联系测量的目的 2
5.2.3联系测量的任务 2
5.2.4地面近井点测量 2
5.2.5定向测量 2
5.2.6高程联系测量 2
5.3地下控制测量 2
5.3.1导线控制测量 2
5.3.2高程控制测量 2
6盾构施工测量 2
6.1区间测量 2
6.1.1准备工作 2
6.2.2始发测量 2
6.2.3盾构激光站的建立 2
6.2.4盾构姿态测量 2
6.2.5管片测量 2
7 贯通测量 2
7.1地面控制网复测 2
7.2接收井门洞中心位置测定 2
7.3联系测量和地下控制测量 2
7.4盾构姿态人工 2
7.5贯通测量误差测量 2
8竣工测量 2
8.1竣工测量目的 2
8.2竣工测量内容 2
8.3净空横断面测量 2
8.3.1净空测量有关要求 2
8.3.2隧道和车站横断面形式测点位置要求 2
9 测量技术保证措施 2
9.1施工过程中控制测量成果的检查和检测 2
9.2测量仪器检校 2
9.3人工测量检核自动导向系统 2
9.4激光站的人工检查 2
9.5导向系统维护 2
9.6导向系统故障处理 2

1 测量标准及依据
1、 广州市轨道交通七号线一期工程【施工6标】土建工程招标设计文件;
2、 广州市轨道交通七号线一期工程【施工6标】土建工程的承包合同;
3、 《广州轨道交通施工测量管理细则》( 第三版) ;
4、 地铁施工测量主要参照、 执行的规范如下:
⑴《工程测量规范》( GB50026- )
⑵《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- )
⑶《城市测量规范》( CJJ/T8- )
⑷《工程测量基本术语标准》( GB/T50228-96)
⑸《国家一、 二等水准测量规范》( GB/T12897- )
⑹《测量管理体系 测量过程和测量设备的要求》( GB/T19022- )
⑺《国家三角测量规范》( GB/T17942- )
2 工程概况
2.1工程位置
广州市轨道交通七号线一期工程【施工6标】土建工程包括鹤庄站( 含汉溪长隆站～鹤庄站区间明挖段、 鹤庄站～官堂站区间明挖段) 、 鹤庄站至官堂站区间, 地处广州市番禺区。
鹤庄站位于汉溪大道与迎宾大道交叉路口的东南侧, 车站起止里程YCK12+252.45～YCK12+479.00, 车站有效站台中心里程为YCK12+333.00, 车站(含停车线)全长226.55m, 标准段宽22.5m。车站设两个出入口, 两组风亭。车站东西两端分别为鹤庄站-官堂站区间明挖段和汉溪长隆站-鹤庄站区间明挖段, 汉溪长隆站～鹤庄站区间明挖段起止里程YCK12+029.500～YCK12+252.450, 长222.95m, 鹤庄站-官堂站明挖区间起止里程YCK12+479.00～YCK12+660.130, 长181.13m。车站为地下三层多跨框架结构, 区间明挖段为地下一层单跨结构。
除ZCK12+567.98～ZCK12+660.13里程范围由地面开挖至基底大放坡开挖, 其它施工范围从地块大基坑中9m标高往下开挖明挖区间和车站基坑至基底, 西端盾构井盾构吊出井段采用钻孔灌注桩+支撑的围护结构形式, 其它段采取放坡开挖土钉墙支护。车站附属结构与主体结构一同采用明挖顺做法施工。
鹤庄站～官堂站盾构区间左线起止里程范围为ZCK12+660.130～ZCK14+618.600, 长1956.388m( 短链2.082) , 右线起止里程为YCK12+660.130～YCK14+618.600, 长1953.687m( 短链4.783m) 。区间隧道最小区间半径350m, 最大纵坡23‰, 隧顶覆土厚度9.7～23.52m。区间设4个联络通道, 其中1#联络通道中心里程为ZCK12+981.019, 2#联络通道的中心里程为ZCK13+327.320( 同时设置废水泵房) , 3#联络通道中心里程为ZCK13+733.070( 同时设置废水泵房兼中间风机房) , 4#联络通道的中心里程为YCK14+069.866。隧道采用盾构法施工, 中间风井兼3#联络通道采用明挖顺做法施工, 其它联络通道采用矿山法施工。
2.2地质水文条件
( 1) 地形、 地貌
鹤庄站站位位于汉溪大道与迎宾大道交叉路口的东侧, 平行汉溪大道敷设。站位西北面为吉盛伟邦建材馆, 北面为正在施工地面部分的万达地块, 车站站位位置及南侧为正在开挖大基坑的万博广场、 天河城地块。
车站站位范围内的地貌为山间冲积盆地, 地形较平坦, 地面标高为21.4～23.80m,
整个车站及区间范围基本位于周边大基坑内, 在大基坑中开挖小基坑, 车站施工期间场地开阔, 地势较低, 地质条件好, 施工条件好。
鹤庄站至官堂站盾构区间, 线路由西往东, 再往东北延伸, 地面多为市政道路, 挖填方工地, 末尾地段断续分布有厂房及民居, 在里程YCK13+476～YCK13+585附近穿越兴南大道, 在里程YCK13+700～YCK13+900附近穿越低山。沿线主要为低缓丘陵, 地形有所起伏, 穿越丘陵时起伏较大, 地面标高一般为7.0～26m,丘陵地面标高可达36.4m。
( 2) 岩土分层及其特性
鹤庄站施工范围的土层主要为人工填土层<1>、 混合花岗岩可塑状残积土层<5Z-1>、 <5Z-2>、 混合花岗岩全风化带<6Z>、 混合花岗岩强风化带<7Z>、 混合花岗岩中风化带<8Z>混合花岗岩微风化带<9Z>, 基坑底板从西到东主要位于<5Z-2>、 <6Z>、 <7Z>、 <8Z>、 <9Z>岩地层中。
鹤庄站～官堂站盾构区间隧道洞身结构范围内的主要岩土层为全风化红岩<6>、 强风化红岩<7>、 中风化红岩<8>、 微风化红岩<9>。
岩土层分层及主要特征为:
<1> 人工填土层( Q4ml) : 本段人工填土层主要为素填土, 颜色较杂, 主要为褐黄色、 土灰色、 灰褐色、 褐红色等, 组成物主要为人工堆填的粉质粘土、 中粗砂、 碎石等, 表层多为水泥砼块, 大部分稍压实～压实。
<3-1> 冲积—洪积粉细砂层( Q4al+pl) : 分布在原冲沟地带。呈浅黄色、 灰白色等, 组成物主要为粉砂、 细砂, 含粘粒, 级配不均, 饱和, 主要呈松散～稍密。
<3-2> 冲积—洪积中粗砂层( Q4al+pl) : 呈灰白色、 灰黄色、 灰色等, 组成物主要为中砂、 粗砂, 含粘粒。主要呈稍密状, 局部为中密状或松散状。
<4N-1> 冲积～洪积软塑状粘性土层( Q3+4al+pl) : 呈灰黄色等, 主要由粉质粘土组成, 软塑状, 粘性较好。
<4N-2>冲积～洪积可塑状粘性土层( Q3+4al+pl) : 颜色较杂, 呈黄褐色、 灰黄、 褐红色等, 主要由粉质粘土组成, 可塑状, 局部含石英砂粒, 粘性较好, 属中等压缩性土。
<4N-3>冲积～洪积硬塑状粘性土层( Q3+4al+pl) : 颜色较杂, 呈黄褐、 灰黄、 褐红色等, 主要由粉质粘土组成, 硬塑状, 局部含石英砂粒, 粘性较好, 属中等压缩性土。
<4F-1>冲积～洪积稍密状粉土层( Q3+4al+pl) : 颜色呈黄、 灰黄、 等, 主要由粉土组成, 稍密, 粉粒为主, 含少量粘粒。
<4F-2>冲积～洪积稍密状粉土层( Q3+4al+pl) : 颜色呈灰黄、 深灰、 灰黑色等, 饱和, 稍密状, 组成物以粉粒为主, 含部分粉粒、 砂粒。
<4-2A>河湖相沉积淤泥层( Q3+4al) : 颜色呈深灰、 灰黑色等, 呈饱和, 流塑状态, 含少量有机质。
<4-2B>河湖相淤泥质土层( Q3+4al) : 颜色呈深灰、 灰黑色等, 呈饱和, 流塑状态, 含少量有机质、 腐植物。
<4-3>坡积层( Q3dl) : 颜色呈暗黄、 褐黄色等, 湿, 硬塑状, 局部可塑状, 主要土性为碎屑岩风化坡积而成的粘性土, 不均匀含少量砂砾。
<5N-1>红层碎屑岩可塑状残积土层( Qel) : 由白垩系粉砂岩、 泥质粉砂岩、 石英砂岩、 跞岩风化残积形成, 土性为粉质粘土, 局部为粘土, 褐红色, 呈稍湿, 可塑状, 遇水易软化、 崩解。
<5N-2>红层碎屑岩硬塑状残积土层( Qel) : 由白垩系粉砂岩、 泥质粉砂岩、 石英砂岩、 跞岩风化残积形成, 土性为粉质粘土, 局部为粘土, 褐红色, 呈稍湿, 硬塑状, 遇水易软化、 崩解。
<5Z-1> 混合花岗岩可塑状残积土层: 呈浅黄、 褐黄色、 湿, 可塑状, 土性为砂质粘性土, 不均匀含约15～25%石英质砂, 部分为粘性土, 遇水易软化、 崩解。
〈5Z-2〉混合花岗岩风化残积( Qel) , 褐红夹黄色, 湿, 硬塑状, 土性为砂质粘性土, 不均匀含约15～25%石英质砂, 遇水易软化、 崩解, 干强度及韧性较差。
〈6〉红层岩石全风化带( K1b1) : 褐红色、 紫红色等, 母岩为泥质粉砂岩, 组织结构已基本风化破坏, 但尚可辨认, 岩质极软, 岩芯坚硬土状, 遇水易软化。
〈6Z〉混合花岗岩全风化带( Z) : 褐黄、 棕褐色, 母岩组织结构已基本风化破坏, 但尚可辨认, 岩质极软, 岩芯呈坚硬土状或密实土状, 遇水易软化, 崩解。
〈7〉碎屑岩岩石强风化带( K1b1) : 褐红、 暗褐红色、 紫红色等, 主要为泥质粉砂岩、 粉砂岩等组成, 岩石组织结构已大部分破坏, 但尚可清晰辨认, 矿物成分已显著变化, 风化裂隙较发育, 岩体较破碎, 岩芯呈岩状或半岩半土状, 岩质很软, 遇水易软化。
〈7Z〉混合花岗岩强风化带( Z) : 褐黄、 褐杂色, 岩石组织结构已大部分破坏, 但尚可清晰辨认, 矿物成分已显著变化, 风化裂隙较发育, 岩体较破碎, 岩芯呈半岩半土状局部夹中风化岩碎块, 岩质很软, 遇水易崩解。
〈8〉碎屑岩岩石中风化带( K1b1) : 棕红色、 暗褐红色、 紫红色等, 主要岩性为泥质粉砂岩、 粉砂岩、 陆源碎屑岩结构, 中厚层状构造, 泥质及钙质胶结, 裂隙较发育, 岩体较破碎, 岩芯碎块状、 短柱状, 岩质较软, 泥质粉砂岩失水易干裂。
〈8Z〉花岗片麻岩、 混合花岗岩中风化带( Z) : 灰黄色、 褐黄, 细粒花岗变晶结构, 条带状构造, 矿物主要为石英、 云母、 长石。裂隙发育, 岩体破碎, 岩芯呈碎块状局部短柱状, 岩质较硬。
〈9〉碎屑岩岩石中风化带( K1b1) : 棕红色、 暗褐红色、 紫红色等, 主要由泥质粉砂岩、 粉砂泥质岩、 粉砂岩等组成, 局部为砂岩和粗砂岩, 陆源碎屑岩结构, 中厚层状构造, 泥质及钙质胶结, 裂隙不发育, 岩体较完整, 岩芯呈短柱状和长柱状, 少量碎块呈块状、 饼状, ROD为70～95%, 岩质较硬, 泥质粉砂岩失水易裂。
<9Z> 混合花岗岩微风化带( Z) : 浅灰、 浅白色、 青灰色, 花岗变晶结构, 条纹、 条带构造。矿物要为石英、 长石、 黑云母等。裂隙局部较发育, 岩芯呈柱状, 局部机械破碎呈碎块状, ROD为50%～90%。岩质坚硬。
( 3) 水文地质条件
本工程地下水主要有第四系松散岩类孔隙水和层状基岩裂隙水两种类型。
第四系松散岩类孔隙水主要赋存于欠压实～稍压实的填土层、 冲～洪积砂层中。
层状砂基岩裂隙水主要赋存在基岩层的强风化带和中风化带中, 具有微承压性。
地下水对混凝土结构具微腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
3总体测量方案
3.1测量组织机构
为了做到测量成果准确无误, 本工程测量坚持二级管理, 配备测量经验丰富的工程技术人员和精密的测量仪器。经理部测量队进行日常的施工放样, 并安排专业人员对测量工作进行检查、 复核。公司测量队负责布置、 测量加密控制点, 复测导线点和水准点。
测量组织机构图
公司测量队
项目部测量队
盾构施工测量组
车站测量组

3.2测量管理制度
为规范化、 系统化测量人员的操作行为, 我们出台了《项目部测量管理办法》, 办法中要求保持测量人员的相对稳定, 维持测量工作的持续性, 制定了各种奖惩制度, 明确了各级测量人员的职责范围, 特别强调测量复核制度。
1、 项目部测量组配备两名技术干部, 两名测量工程师和四名测工, 在总工和工程部部长的领导下开展工作。其主要任务是负责标段地表、 地下控制网测量、 及车站、 盾构日常掘进施工测量。
2、 项目总工程师、 工程部长职责
贯彻、 落实公司测量管理办法;
项目开工复测、 隧道贯通前最后一次控制测量( 即地面、 联系、 洞内控制网测量、 盾构机人工测量) 、 车站围护结构、 主体结构第一次定位必须由总工程师主持, 并复核成果的可靠性;
工程部长每周对测量组工作进行一次检查( 测量记录是否工整完善、 平差成果是否可靠、 盾构隧道吊篮是否已与主导线联测、 日常测量工作是否与施工进度衔接良好等) , 并有书面检查记录。
2、 测量分工及衔接
实行三级测量复核制: 现场测量技术人员对现场测量的内、 外业资料认真全面自检。项目部测量技术人员对现场测量的内、 外业资料认真全面复核。公司测量队对关键的测量项目和重要技术方案进行审核, 测量内、 外业的全面复核
3、 测量复核制度的基本要求
测量工作必须坚持复核制, 测量人员都必须遵循复核制的基本规定, 并认真执行。
执行测量技术规范, 按照技术规范要求进行测量设计、 作业和检测, 保证各项测量成果的精度和可靠性。
测量桩点的交接, 必须双方共同参加, 持交桩表逐桩核对、 交接确认。遗失的坚持补桩, 无桩名者视为废桩, 资料与现场不符的应予更正。
用于测量的图纸资料, 应认真研究核对, 有的应做现场核对, 确认无疑后, 方可使用。抄录数据资料, 必须经第二人核对。
各类测量的原始记录, 必须在现场同步做出。严禁事后补记、 补绘。原始资料不允许涂改。不合格时, 应当补测或重测。
测量的外业工作必须有多余观测, 并构成闭合检核条件。内业工作, 应坚持两组独立平行计算和相互校核。
利用已知点(包括控制点、 方向点、 高程点)进行引测、 加点前, 必须坚持先检测后利用的原则。即已知点检测无误或合格时, 才能利用。
4、 测量日志记录制度
测量工作日志必须记录下每天测量的工程部位、 里程、 测量的过程和结果、 测量的仪器型号、 测量的人员、 人员的分工等详细内容, 对于记录不规范的测量资料一律要求返工重测。
5、 车站施工测量要求
①、 在车站施工完第一块底板后, 待混凝土达到强度之后进行地下导线及水准点位的埋设( 在以后的施工过程中按要求埋设导线及水准点位) , 并与其它地面导线点进行联测;
②、 施工至整个车站长度的1/2处时必须进行地下导线及水准的联测工作;
③、 车站底板结构完工时必须进行地下导线及水准的联测工作
6、 盾构掘进值班制度
因为盾构施工的特殊性及连续性, 在掘进过程中必须要有测量人员值班, 经过对盾构机姿态及盾尾间隙的测量能够更科学的指导下一环的盾构掘进参数, 同时经过对每环掘进的千斤顶行程差人工推算出盾构机的姿态并和自动系统测量结果作比较, 这样也起到环环复核作用。
7、 测量仪器管理
所有仪器均按测量规范要求, 定期到标准计量所检测中心进行年检。全站仪每年到基线场进行一次测距常数检定。全站仪测角部、 水平仪在施工过程中每月项目部测量组进行一次必要的常规检验和校正, 避免由于仪器出现故障而引起测量事故。
仪器月检项目
a、 光学( 激光) 对中器对中误差的检验与校正;
b、 照准部水准管轴应垂直于竖轴的检验与校正( 既水准管的校正) ;
c、 十字丝的检验与校正;
d、 视准轴不垂直于横轴的误差C的检定与校正;
e、 横轴不垂直于竖轴的误差i角的检定与校正;
f、 水准仪圆水准器安置正确性的检验与校正。
g、 水准仪视准轴与水准管轴相互关系( i角和φ角) 的检验与校正。
仪器使用与保管
a、 项目部使用仪器指派专人保管, 负责其日常清洁和防潮处理, 特别要及时清洁和晾露, 防止镜头生长霉菌, 金属机件生锈。
b、 发生仪器碰撞、 摔打后, 要及时进行维修和检定。
c、 外业操作时, 要做好仪器测前、 测中、 测后三检查。防止测量对错点、 配错度盘、 碰动仪器等事故发生。
d、 各级测量单位使用的全站仪、 测距仪、 水准仪、 水准尺、 垂准仪, 应以每台仪器为对象, 按下表格式统一建立台帐。
序号
管理编号
仪器来源
设备名称
生产厂家
型号
标称精度
仪器编号
状态
保管人
备 注
购置日期
调入日期

8、 测量成果管理
测量成果由测量资料和测量标志构成。测量资料包括原始观测记录、 计算过程、 交付资料、 测量记录; 测量标志包括各类平面控制桩和高程控制桩。测量成果的具体要求如下:
、 各类桩点的埋设应符合《工程测量规范》( GB50026- ) 附录B和附录D的要求和规定, 将指派专人进行桩点保护。若属人为因素肆意毁桩者, 谁破坏谁受处罚,并尽快组织测量人员重新造点测取新值。
、 计算过程: 测量计算由两人平行独立进行, 两人计算出结果应一致才方可用于指导施工。
各种原始观测数据未经复核不得用于后续工程测量和计算工作,手工记录的各种原始资料,包括各种放样记录数据,在进行内业计算前必须逐项复核并签认;
8、 测量资料的报审
将严格按照业主、 测监中心和测量监理工程师的要求执行。具体如下:
质量指标
(一) 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±50mm, 竖向不超过±25mm。
(二) 隧道衬砌不侵入建筑限界, 设备不侵入设备限界。
(三) 建(构)筑物, 装修和设备、 管线的竣工形(体)位(置)误差满足《城市轨道交通工程测量规范》GB50308— 、 《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299—1999( ) 和广州轨道交通施工验收标准规定。
在盾构法区间(含始发、 吊出井)施工时, 上一道测量工序未完成前不能进行下一道工序施工, 具体如下:
1、 地面加密控制测量( 含平面及高程) ;
2、 始发井或吊出井洞门环中心;
3、 始发前包括联系测量在内的基线及地下水准;
4、 在隧道掘进至150m处时包括联系测量在内的地下导线及水准;
5、 在隧道掘进至300～400m处时包括联系测量在内的地下导线及水准;
6、 在隧道掘进至距离贯通面150m～200m处时包括联系测量在内的地下导线及水准;
7、 若单向掘进长度超过1500m时,掘进至600m后每500m要增加一次陀螺定向以校核坐标方位;
8、 隧道贯通测量;
9、 地下导线联测;
10、 断面测量。
说明: a、 对于盾构施工, 须配备标称精度不低于1″的全站仪用于竖井联系测量及主控导线测量;
b、 盾构在车站始发的, 始发基线边必须及时与车站底板测量控制点进行联测;
c、 对于盾构机经过已经施工底板的车站, 必须与车站底板测量控制点联测, 形成附合导线。
d、 如因施工等原因, 需要对车站底板进行回填的, 在砼浇注前, 须将底板控制点引测至安全稳固的地方, 提前与业主及测量队联系, 并报业主检测; 在条件许可时, 应及时将控制点引测至底板, 并报业主测量队检测;
e、 在进行d、 e、 f、 g四项报检时须增加盾尾后20环环片姿态( 或断面) 测量, 报表按表D2-8-2或表D2-10-2执行;
f、 需每周一上报前一周的环片姿态人工测量成果给业主, ( 横向或竖向偏差) 超过50mm须立即上报驻地监理、 业主、 设计、 业主测量队; 由设计总体确定是否需业主测量队检测, 相应检测费用由土建承包商支付, 环片姿态报表按表D2-8-2执行, 断面测量报表按表D2-10-2执行。
g、 施工期间的盾构机人工姿态测量报表按表D2-10-1执行。
3.3总体测量方案
1、 根据工程的施工工序, 我们的标段测量工作分为七个主要阶段:
①施工前的准备工作, 平面和高程控制网复测
②地面控制和施工测量
③联系测量
④地下控制和施工测量
⑤盾构测量
⑥贯通测量
⑦竣工测量
2、 盾构机掘进的前期测量工作, 其主要工作内容是地面上平面和高程控制测量、 竖井联系测量。
3、 隧道的贯通误差设计
①按《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 的有关规定, 隧道在任何贯通面上的贯通中误差: m横≤±50mm, m竖≤±25mm。
②隧道的贯通误差主要是三部分组成: 横向贯通中误差; 竖向贯通中误差; 纵向贯通中误差。纵向贯通中误差是由距离测量引起, 对贯通面在距离上的影响能够不考虑, 只对横向贯通中误差; 竖向贯通中误差进行分析。
③横向贯通中误差的影响主要是由: 地面控制测量的误差影响m1; 联系测量的误差影响m2; 隧道洞内导线控制的误差影响m3等三项组成。三项的误差都是相互独立的, 因此横向贯通中误差: m横2= m12 +m22 +m32。按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 分配横向中误差原则, 地面控制测量中误差、 联系测量中误差、 隧道洞内导线控制测量中误差按m1: m2: m3=5: 4: 6进行分配, 分别为m1=±25mm、 m2=±20mm、 m3=±30mm, 即。
地面导线测量按城市轨道交通工程平面控制网的二等网(即:精密导线网)设计, 施测技术要求按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 第3章中的相关精密导线网来控制; 平面定向联系测量采用盾构始发前期的多次两井定向和明挖车站施工过程中的多次导线直接传递测量将平面控制点传至车站底板, 且尽量保证每次联系测量投点在始发井两端附近的车站底板上都各有两个平面控制点以及保证每次联系测量投点时都投在同四个点上, 以便取多次联系测量的加权平均值做为最终的始发控制点坐标, 相关施测技术要求按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 的第9章来控制。再加上施测使用高精度的测量仪器莱卡TCR 1201+R400全站仪( 精度: 2", 2mm+2ppm) , 其地表导线测量误差影响横向中误差±25mm和联系测量误差影响横向中误差±20mm均可在可控制范围内。以下我们主要对隧道洞内导线控制测量误差引起的横向中误差的分析, 分析过程如下:
隧道内平面控制按等边直伸形支导线控制, 故导线的测角误差是主要引起横向误差, 而量边误差与横向误差无关。由测角误差引起在贯通面上的横向中误差, 应按下式计算:

式中: 以毫米为单位, s为导线边长( 单位为米) , n为导线的边数, 为。
而实际测量工作中, 总是要布设为环形或网形导线, 经过平差, 测角测边精度都会产生增益, 故按上式进行评定隧道洞内导线控制测量横向贯通误差估算将偏于安全。
区间隧道单线长度按最不利长度温南路站～东城路站区间1420m来考虑, 分为9条边, 因而每条边长为157.78m, 隧道洞内导线控制测量按城市轨道交通工程平面控制网的二等网技术要求=±2.5″进行施测, 故可得:
( 范围在±30mm内)
④高程测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差, 应按下式计算:

式中: 为每千米水准测量高差中数的偶然中误差( mm) ;为高程测量影响所产生在贯通面上的高程中误差;L为两开挖洞口间水准路线长度( 以km计) 。
每千米水准测量高差中数偶然中误差按±2mm( 按照二等水准来施测可达到, 用莱卡NA2水准仪加平板测微器及配套铟瓦尺施测, 其标称精度0.3mm/km) 和本标段长度按照最不利长度及高程联系测量中误差3mm( 联系高程测量悬挂钢尺法施测可达到) 计算:
地表高差中误差:
地下高差中误差:
高程联系测量中误差: m=±3mm
最终产生在贯通面上的竖向贯通误差为: , 完全可满足竖向贯通测量中误差±25mm。
4、 根据对隧道误差的组成分析和《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 对明挖车站、 盾构法区间隧道的有关规定要求以及结合本标段特点, 我们采用以下方案实施:
(a) 平面控制网
①地表控制网: 在业主提交的首级GPS点、 二级精密导线点的基础上建立施工导线控制网, 施工导线控制网按城市轨道交通工程平面控制网的二等网(即:精密导线网)设计, 其测量技术要求与国家和城市现行规范中的四等导线基本一致,主要是缩短了导线总长度和导线边长 ,提高了点位精度。施测导线的技术要求按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 中表3.3.1。
②联系测量: 采用一井、 两井定向法或导线直接传递测量法。
③地下控制网: 以联系测量定向边为基边, 洞内导线点尽量沿线路中线布设, 并组成多边形闭合导线或主副导线环, 导线控制网按城市轨道工程平面控制网的二等网设计, 施测导线的技术要求同上①。
(a) 高程控制网
①地表控制网: 在业主提交的首级水准控制点的基础上建立城市轨道交通工程水准控制网的二等施工水准控制网, 施测水准的技术要求按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 中的表4.1.4和4.2水准测量有关规范。
②联系测量: 用悬挂钢尺法, 施测应符合《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 9.7.3和9.7.4及9.7.5有关要求。
③地下控制网: 按照城市轨道交通工程水准控制网的二等施工水准控制网设计, 以联系测量水准点为基准, 与洞内导线点组成闭合水准网, 洞内水准点大概每160米布设一个点, 埋点时条件允许的情况下尽量利用地下导线点标记做为新的水准点标记, 测量精度指标要求按照《城市轨道交通工程测量规范》( GB50308- ) 中的表4.1.4和4.2水准测量有关规范。
5、 施工测量
① 隧道中心三维坐标( DTA) 计算、 复核
由项目测量技术负责人负责盾构区间施工设计图上的隧道中心三维坐标计算, 公司精测队队长、 项目总工复核, 待复核无误后上报测量监理工程师及业主审核批准后方可施工。
② 盾构机反力架的安装测量
方法: 矩形控制法; 精度: 轴线方位角误差≤1′, 盾体平面、 高程的偏离值≤±5 mm。
③ 盾构机托架基座定位测量
根据地下的控制点准确的放样出盾构的基座, 基座的前点高程比设计高程提高2厘米, 后点高程与设计高程一致( 以消除盾构机出洞后”栽头”的影响) 。
④ SLS-T导向系统初始测量
SLS-T导向系统初始测量包括: 隧道设计中线坐标计算, TCA托架和后视托架的三维坐标的测量, VMT初始参数设置等工作。
a．隧道设计中线坐标计算: 将隧道的所有平面曲线要素和高程曲线要素输入VMT软件, VMT将会自动计算出每间隔1米里程的隧道中线的三维坐标。隧道中线坐标需经过其它办法多次复核无误后方可使用。
b．TCA托架和后视托架的三维坐标的测量: TCA( 智能型全站仪) 托架上安放全站仪, 后视托架上安放后视棱镜。经过人工测量将TCA托架和后视托架的中心位置的三维坐标测量出来后, 作为控制盾构机姿态的起始测量数据。测量示意图如下:

c．VMT初始参数设置: 将TCA的中心位置的三维坐标以及后视棱镜的坐标、 方位角( 单位以g计算) 输入控制计算机”station”窗口文件里, TCA定向完成后, 启动计算机上的”advance”, TCA将照准激光标靶并测量其坐标和方位。根据激光束在标靶上的测量点位置和激光标靶内的光栅, 能够确定激光标靶水平位置和竖直位置, 根据激光标靶的双轴测斜传感器能够确定激光标靶的俯仰角和滚动角, TCA能够测得其与激光靶的距离, 以上资料随推进千斤顶和中折千斤顶的伸长值及盾尾与管片的净空值( 盾尾间隙值) 一起经掘进软件计算和整理, 盾构机的位置就以数据和模拟图形的形式显示在控制室的电脑屏幕上。经过对盾构机当前位置与设计位置的综合比较, 盾构机操作手能够采取相应措施尽快且平缓地逼近设计线路。
⑤ 隧道内的施工控制测量
以主控点为依据, 用Ⅱ级全站仪测量, 测角4测回( 左右角各1测回, 均值之和与360°的较差小于4″) , 测边往返各测2测回。

⑥ 掘进过程中盾构机的人工姿态测量
提供瞬时盾构机与线路中心平面、 高程的偏离值, 与自动导向系统所测值相比较更有利指导掘进。测量方法: 拟合法, 用全站仪测量”间接点”三维坐标, 用小钢尺和水平尺测量盾构机的旋转、 水平、 俯仰角的计算参数, 可求得盾构机的旋转角、 水平角、 俯仰角, 用拟合法的计算程序将”间接点”三维坐标转换为盾构机机头中心的三维坐标及其与线路中的设计坐标在线路法线面上的水平偏差和竖直偏差。精度:偏离值中误差≤±15mm。每隔200m测量一次, 贯通前50米测量一次。其结果及时与自动测量结果进行比较, 检查盾构机自动导向系统是否正常。
⑦ 掘进过程中的环片姿态测量
按期对环片进行检测, 提供环片姿态信息有利于盾构机操作手操作, 保证环片成型后的质量。方法: 横尺法; 精度: 偏离值中误差≤±15mm。掘进前100米和贯通前100米每天测量一次, 中间每5~10环测量一次, 两次测量将重复5环以上。如管片姿态盾构机姿态达极限值的80％应每天测量一次, 及时提供信息以便指导掘进和注浆, 确保隧道施工质量。
4测量准备工
4.1测量技术准备
首先对业主提供施工区域控制点位置及所需的导线点和水准点的基本资料( 平面控制点的坐标、 水准控制点的高程) 复测, 根据现场具体情况要求建立施工控制网, 加密施工导线点和水准点。接收点位时, 应同时检查测量标志的稳定情况及铭文的清晰程度, 移交后的点位须在施工过程中妥善加以保护, 防止任何损坏和位移, 如果损坏及时报告监理和业主并加以恢复。
本合同段共接到业主提供12个精密平面导线点: J028、 J031、 J032、 J030、 J035、 J036、 J038、 J039、 J040-1、 J042、 J043、 J042-1( 已破坏) , 控制点情况如下图所示。接到业主提供一等水准控制点3个, 分别是: II地7-34、 II地7-37、 II地7-39。所有控制点贯穿整个标段范围。
对业主提交的控制点均需按同精度进行复测, 检测限差必须满足如下要求:
导线点的坐标互差≤±12mm; 导线边长互差≤±8mm; 高程点的高程差≤±3mm。
经过地面导线控制网和水准网复测, 若所有点位稳定无位移, 施工中使用控制点时应采用交接桩值。
4.2资源准备
4.2.1主要仪器清单
编号
仪 器 名 称
型 号 规 格
仪器编号
精 度
数 量
1
Leica 全站仪
TCR1201+400
267288
1", 1mm+1.5ppm
一台
2
Leica 水准仪
NA2
5464627
0.3mm/km
一台
3
铟瓦尺
2M
25629/25630

一对
4
Leica 对中杆

一付
5
钢卷尺
30m、 50m

各一把
随工程施工进度适时配备配足测量仪器设备。
4.2.2仪器鉴定证书
见附件10.2仪器鉴定证书
4.2.3主要测量人员名单表
序号
姓名
职 称
联系方式
备 注
1
周维维
中级工程师

2
郭汪洋
助理工程师

3
张潇影
中级测量工

4
邓成精
中级测量工

随工程施工进度适时配备配足测量人员。
5控制测量
5.1地面控制测量
地面控制测量主要是车站结构施工期间平面导线点、 高程水准点主控制网完善, 维持其可靠、 可用; 为了施工方便, 可根据现场具体情况在车站施工范围加密地面控制点并维持其可靠、 可用。
5.1.1平面控制测量
5.1.1.1导线控制点布设要求
根据业主提供的首级控制点-GPS点、 精密导线点, 在施工场地范围内加密布置施工测量导线控制点。测量点位布置要求如下:
1、 点位附近不宜有散热体、 测站应尽量避开高压电线等强电磁场的干扰。
2、 相邻点间的视线距离障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。
3、 相邻边长不宜小于长边的1/2, 个别短边的边长不应小于100米。
4、 GPS控制点与相邻精密导线点间的垂直角不应大于30°,视线离障碍物的距离不应小于1.5, 避免旁折光的影响。
5、 每个导线点应保证两个以上的后视方向, 点位选者应能控制地铁线路和岔道井位置, 导线点埋设应避开施工可能影响的范围, 导线点应方便使用, 利于长期保存。
6、 点位埋设: 用砼包钢筋头, 然后在钢筋头上嵌铜丝表示点位, 导线边长300~400m, 布设成附合导线或导线网, 必须附合在两个GPS点或精密导线点上。在盾构始发、 接头的车站工作井附近, 将点位布设成为强制归心标的形式。
7、 车站地面导线加密点布置成闭合导线网形式, 控制区域为整个监测区, 点位布设成强制归心标形式, 以提高测量质量, 具体布设情况将在施工前根据现场条件进行布设。
5.1.1.2导线网测量要求
1、 外业按城市轨道交通工程平面控制网的二等网(精密导线网)精度施测, 水平角采用全圆测回法观测6测回( 测角精度不低于2.5″) , 往返观测距离各2个测回, 单向测距4次并加入气象、 仪器加、 乘常数改正(测距精度不低于1/60000)。
2、 当精密导线点上只有两个方向时, 宜按左、 右角观测, 左、 右角平均值之和与360°的较差应小于4″。
3、 水平角观测遇到长、 短边需要调焦时, 应采用盘左长边调焦, 盘右长边不调焦, 盘右短边调焦, 盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。
4、 在附合精密导线两端的GPS点上观测时, 应联测两个高级方向, 若只能观测一个高级方向, 应该适当增加测回数。
5、 精密导线测量的主要技术要求应符合下表中的规定。
表1精密导线测量的主要技术要求
平均边长( m)
导线总长度( Km)
每边测距中 误 差( m m )
测距相对中误差
测角中误差( ″)
测回数
角度闭合差
( ″)
全长相对闭合差
相邻点点位中误差( m m )
350
3~4
±4
1/60000
±2.5
6
±5√n
1/35000