顶管施工测量方案.docx

城西干道整体改造工程
（凤台路泵站增设进水管工程）

顶管施工测量方案

编制人：
审核人：
审批人：

中铁四局集团江苏投资公司城西干道改造工程建设指挥部四经理部
2012.5
目录
一、 编制依据 3
二、编制目的 3
三、 工程简介 3
3.1 工程概况 3
3.2水文地质情况 3
3.3主要内容 5
四、人员组织及仪器配备 5
五、测量放样的基本内容和要求 5
5.1概述 5
5.2检查、复核测量桩志 6
5.3测量放样基本内容 6
5.4桩志布设 6
5.5基本技术要求 6
六、平面控制测量 7
6.1平面控制点检测 7
6.2地面趋近导线测量 7
七、高程控制网测量 8
7.1水准控制点检测 8
7.2地面趋近水准测量 8
八、联系测量 8
8.1水准测量 8
8.2轴线测量 9
九、顶管施工测量 10
9.1测量目的 10
9.2测量方法 10
9.3轴线测量控制措施 10
十、竣工测量 11
十一、测量误差控制 12
11.1图纸误差复核 12
11.2保证控制网布设精度的控制 12
11.3控制点精度措施 12
十二、顶管施工测量及测量纠偏方法 13
12.1顶管施工测量 13
12.2测量纠偏控制 13
12.3 顶管进洞前后的测量 14
十三、测量精度控制措施 14
十四、测量成果管理 15
十五、测量工作注意事项 15

一、 编制依据
(1) 凤台路泵站增设进水管工程施工图纸。
（2）城西干道综合改造工程招投标文件。
（3）本工程招标答疑及澄清文件、补遗文件。
（4）南京市现行的相关技术规范标准。
二、编制目的
本测量专项方案宗旨是按工程建设的基本规律、施工工艺规律，并按相关测量规范要求，制定相应可行的具体测量措施，用于指导现场施工。确保施工班组按照设计、规范施工，保证工程质量、进度。
三、 工程简介
3.1 工程概况
凤台路泵站增设进水管工程属城西干道综合改造工程的配套项目，为原穿越城西干道管道改建工程，由于既有穿越凤台路进入凤台路泵站的污水管道与拟建的水西门隧道在K4+600左右交叉，且位于隧道结构空间内，需将污水管道改建后拆除既有污水管道方能施工隧道工程。该工程起点位于西水关泵站北侧，向南穿越内秦淮河后西至城西干道，再沿城西干道向南至K4+816处向西穿越城西干道，然后沿秦淮河向北至凤台路泵站终点。
3.2水文地质情况
（1）地质情况
根据《岩土工程勘察报告》显示该沿线场地范围内，岩土层变化大，主要岩土层为：
1-1杂填土：灰、灰黄，松散，以建筑垃圾为主，含大量的碎石、砖块；
1-2素填土：灰，以粉质粘土、粉土和淤泥质土为主，含碎砖、石子，其中Z2-水西门-73孔8.10~11.20m为岩块，11.20~17.60m为木桩，对顶管施工影响较大；
2-1粉质粘土：灰黄色，可塑；
2-2淤泥质粉质粘土夹粉土：褐灰色、灰色，流塑，含腐植物碎屑。
2-3粉质粘土夹粉土：褐灰色，软~流塑，局部夹淤泥质粉质粘土和粉砂薄层，呈千层饼状，层理发育
2-4粉质粘土夹粉土：灰色，软~可塑，局部夹淤泥质土呈流塑状，夹薄层粉土、粉砂，层理发育
2-5粉细砂：灰色，中~密实，局部夹粉质粘土薄层
5-1强风化粉砂质泥岩：紫红、砖红，强烈风化后呈土状，手捏易散，遇水极易崩解软化，极软岩岩体基本质量等级为Ⅴ级。
5-2中风化粉砂质泥岩：紫红、砖红，岩芯呈短柱状，锤击易碎，极软岩岩体基本质量等级为Ⅴ级。
本工程顶管主要位于1-2、2-1、2-2土层中。
（2）地下水情况
根据《岩土工程勘察报告》，施工范围内场地内地下水主要为孔隙潜水，孔隙潜水赋存于1层填土中和2-3层粉质黏土及其透镜体孔隙中。稳定水位埋深2.5~3.9m，受临近河流影响，年变幅约1.5m，地下水历史最高水位10.22m，近3~5年最高水位9.55m。
孔隙潜水补给来源主要是大气降水、管道水入渗和河水补给；排泄方式主要为自然蒸发、向秦淮河排泄；地下水径流较缓慢。1-2及2-1、2-3层为弱透水层。
3.3主要内容
导线点及水准点复测及加密测量，桩基的平面测量及高程测量。沉井施工的测量控制及顶管施工的测量控制。具体包括沉井的高程控制、井中心坐标的控制、套管轴线及标高控制、顶管高程及轴线控制。以及沉井下沉、顶管施工过程中对周边的监测。
四、人员组织及仪器配备
测量控制是贯穿工程施工全过程的十分关键的工作。为此，项目部成立专门测量放样小组，由具有理论和实际施工经验的有测量员证的工程师负责，控制测量根据工程各部位特点由专职测量队员实施，并及时做好有关施测纪录。
人员配备：测量负责人2名，测量技术工4人。
测量工作是一项集体性的行为，观测、记录、持尺人员要相互协作，紧密配合，确保测量精度。
测量仪器配备：
名 称
型号规格
数量
精度
备注
全站仪
瑞德RTS-822A
1
测角精度±2″
测距精度2mm+2ppm
合格有效
水准仪
欧波E24
1
±3mm
合格有效
钢卷尺
5m和50m
若干
最小刻度1mm
合格有效
黑红塔尺
3m
2
最小刻度5mm
合格有效
水准尺
5m塔尺
2
刻度误差：≤±0.2mm
合格有效

五、测量放样的基本内容和要求
5.1概述
因本工程顶管沿线环境较为复杂，保护要求高。工程开工前，根据南京市测绘勘察研究院有限公司提供的平面控制网点及水准网点，导线网及四等水准测量的要求，建立供施工使用的平面控制网及高程控制网，设立的控制网经监理人审定后，作为以后施工测量的依据，进行测量。
5.2检查、复核测量桩志
测量复核业主和南京市测绘勘察研究院有限公司所交付的工程测量控制点、水准点等桩志和有关测量资料，如有桩志不足、不妥、位置移动或精度与要求不符，均须进行补测、加固，并将核测结果报送监理、业主审批。
5.3测量放样基本内容
（1）根据业主和南京市测绘勘察研究院有限公司移交的测量控制点位布设施工控制网，并定期检查（一般三个月或大雨过后测量一次）。
（2）测定顶管井中心位置、围护桩施工平面位置及高程。
（3）补充施工中需要的水准点。
（4）施工过程中，测定并检查施工部位的位置和标高。
（5）顶管顶进轴线、标高测量。
（6）建筑物的外部变形观测点的埋设和定期观测。
（6）其他施工测量与放样定位。
（7）竣工测量。
5.4桩志布设
为防止差错，作为施工过程中控制中心线桩及水准点等测量重点标点，设置二组及二组以上以供相互检查核对，并做测量检查核对纪录，布置的控制桩均设在稳固可靠，通视良好的地段。
5.5基本技术要求
（1）所有测量工作均要符合国家相关规范要求。
（2）坐标、高程系统：本工程采用的平面坐标系统是南京市平面坐标系统，高程系统是吴淞高程系统。根据精度分析并结合施工的特点，测距边只进行温度、气压等气象改正和倾斜改正，不进行高斯投影和大地基面投影改正。
（3）平面测量标志尽可能地采用强制对中标志，可以有效地消除对中误差。因受施工条件的限制，有时会有短边出现，此时对中误差对角度影响特别明显，如采用强制对中标志，可有效消除对中误差。
（4）校对测量数据，由两人采用两种不同方法计算，以进行校核。
六、平面控制测量
6.1平面控制点检测
根据业主及测绘院提供的平面控制点作为向管道内传递坐标和方位的联系测量依据。对甲方所提供的平面控制点进行复测，并上报监理给予复核，如果检测的成果超限，立即以书面形式报监理工程师确认，并及时会同业主和南京市测绘勘察研究院有限公司解决。
其中平面点实测与理论值较差为：夹角≤5″（边长大于1公里）；当边长小于1公里时按照下列公式：E/D*ρ（E=0.025、D=边长、ρ=206265）。其中最大不超过±10″，边长实测与理论值较差为1/90000。
6.2地面趋近导线测量
地面趋近导线测量的目的是从测量交桩点通过附和导线的形式把坐标、方位引测到顶管井位附近点位或施工控制点上，为竖井传递或测量放样做好准备。近井点或施工控制点的个数不得少于3个，并相互通视。
技术指标为：
（1）每边测距中误差 ±6mm
（2）测角中误差 ±2.5″
（3）测回数4（1″全站仪）；
（4）方位角闭合差 ±5√n″
（5）全长相对中误差 1/35000
（6）相邻点相对点位中误差 ±8mm
观测采用左右角观测，左右角平均值之和与360°的较差小于4″。边长往返测各两测回，一测回三次读数的较差小于3mm，测回间平均值较差小于3mm，往返平均值较差小于5mm。气象数据每条边在一端测定一次。测距边只进行气压、温度等气象改正和倾斜改正，不进行高程归化和投影改正。（如下图）

工作井
控制点
控制点

图 1 趋近导线示意图
七、高程控制网测量
7.1水准控制点检测
测量复核业主和南京市测绘勘察研究院有限公司所提供的工程测量控制点、水准点等桩志和有关测量资料，提供的水准控制点应满足规范要求，对所提供的水准控制点进行定期检测，上报监理给予复核，如果检测的成果超限，立即以书面形式报监理工程师确认，并及时会同业主和上海市测绘院研究解决。
7.2地面趋近水准测量
地面趋近水准测量的目的是把测绘院提供水准控制点引测到每个顶管井近井水准点或施工水准点上，为竖井传递高程放样做好准备。
在甲方提供的控制水准网下布设水准网，布设成附合路线。在每个顶管井边设置2～3个水准点，采用往返测。
主要技术要求为：
视距小于100m，往返较差、附合或环线闭合差≤±20√L mm，L以km计。
八、联系测量
8.1水准测量
依据水准测量原理，从已知水准点将高程引测至工作井或接收井附近，然后将地面高程引至井下（如图7-1）：
HB=HA+a-(d-c)-b (A为已知水准点)
从而就可以测得所需高程。

图 2 水准测量示意图
8.2轴线测量
轴线测量就是将设计顶管轴线放样至实地位置，即轴线放样。该工作在顶管施工中非常重要，它关系到顶管预留洞口正确位置的确定，同时也为之后要进行的顶管的测量奠定良好的基础。
轴线测量采用AUTO CAD软件（内业）和全站仪（外业）进行。首先，将轴线点坐标和井中心坐标载入AUTO CAD软件中，然后以井中心为中心画一圆（略大于工作井半径），再将轴线延长，与圆相交。其次，利用全站仪将2点坐标放样出来即可。将点放出来后，利用铅垂原理将轴线中心引至设计标高即可。
顶管轴线方向

九、顶管施工测量
9.1测量目的
顶管施工测量的目的在于测量出顶管机头当前的位置，并与设计管道轴线进行比较，求出机头当前位置的左右偏差（水平偏差）和上下偏差（垂直偏差），以引导机头纠偏。为保证顶管施工质量，机头位置偏差必须加以限制，因此纠偏要及时，做到“勤测勤纠”。
本工程顶管均直线顶管，在工作井内，能与机头直接通视，因此测量机头的位置比较简便，顶进施工时，在工作井内安置全站仪，并在机头内安置测量标牌，就可以随时测量机头的位置及其偏差。
9.2测量方法
测量是使顶管机沿设计轴线顶进，保证顶管机顶进方向精确度的前提和基础。为保证本工程的测量精度，施工前首先完成对业主所给测区导线网与水准网及其它控制点的检核。在顶管机上配备激光导向系统指导顶管机顶进，以降低人工测量的误差和劳动强度，加快施工进度。同时采用全站仪对顶管轴线进行测量控制。施工时严格贯彻测量一放两复制度，即项目部测量队进行复核，然后反馈给监理和业主确认，监理监测确认后，再由项目测量队进行施工放样测量，从而确保顶管按设计方向顶进。
9.3轴线测量控制措施
1）控制测量方法
顶管内接收激光束的光靶传感器和数据处理系统组成了顶进姿态测量控制系统，用来测量以激光导向点为参照的顶管机切削舱的测量板的垂直和水平位移、激光入射水平角及顶管机切削舱仰角及滚动角。
2）控制系统
操作人员通过远距离摄像监控及微机系统，对测量数据进行处理并将处理结果反应出来的顶管机位置偏差显示在操作室屏幕上，指导操作人员对顶管机进行修正纠偏作业。
3）测量系统
全站仪、水准仪组成测量系统。
4）顶管机初始位置的测定和输入：
将顶管机切削舱的测量板的仰角、滚动角、水平角三个数据测出，并将激光基准点的相对于顶管机的位置（X.Y）测得并输入控制系统。
5）全站仪坐标（X.Y）的测量及全站仪的设置
直线段每50米左右安装接口系统，使发射的激光束能够被目标系统有效接收。同时，人工测量出全站仪的坐标（X.Y）。输入控制系统，作为计算顶管机位置的基准。
6）导向系统以安装在顶管壁上的全站仪发出的激光为基准点。然后，测量系统把激光束的方向精度、距离、全站仪的坐标（X.Y）等数据测出，输入到控制系统。
激光束发射到测量板上以后，测出光点在测量板上的位置（X.Y），计算出顶管机轴线与激光束轴线的关系、顶管机的仰角和滚动角，通过电缆把数据输给控制系统，控制系统中的微机计算结果考虑测量系统与顶管设计轴线的安装误差，计算出测量板对应的顶管轴线与顶管设计轴线偏差值（X.Y）。通过顶管机实际轴线与顶管设计轴线夹角，预测出顶管机切削舱的（X，Y）偏差趋势。通过这些显示在顶管机操作屏上的数据，施工人员可以调整顶管机顶进方向，使顶管机沿设计轴线顶进，从而确保了顶管顶进方向的精度符合要求。
十、竣工测量
本工程顶管管道贯通后应进行贯通误差测量，贯通误差测量应在接收井的贯通面设置贯通相遇点，利用接收井和工作井传递下来的控制点分别测定贯通相遇
点三维坐标，贯通误差应归化到线路纵向和横向的方向上。
管道贯通后应利用工作井和接收井控制点进行贯通管道地下控制网的附合路线测量，并重新严密平差作为以后测量依据。竣工测量内容包括管道横向偏差值、高程偏差值、水平直径、竖直直径、椭圆度等。
十一、测量误差控制
11.1图纸误差复核
对图纸上井位及轴线坐标进行细致的复查，特别是核对平面图和结构图上的轴线误差。
11.2保证控制网布设精度的控制
确保施工控制点之间的边长要接近等距，以保证观测的精度。在设置控制点时，根据施工现场实际情况，设在能够互相通视，地质将是便于保存的路面或建筑物上。
11.3控制点精度措施
（1）根据施工现场情况加密控制点时，必须严格进行计算，防止因计算错误而产生的偏差。
（2）施工过程中，对控制点进行定期复核，一旦发现控制点出现偏差，应及时进行调整或重新布置。
（3）在测量过程中禁止通过短距离对长距离进行放样，以防止产生较大误差。
（4）测量精度严格按照《工程测量规范》(GB50026-2007)执行。
四等测量精度主要指标
平面控制
内容
精度要求
导线全长相对闭合差
1/35000
边长测量相对误差
1/80000
测角中误差
±2.5″
方位角闭合差
±5√n″n:测角数
高程控制
每公里高程误差
±10mm
闭合差
±20mm

十二、顶管施工测量及测量纠偏方法
12.1顶管施工测量
（1） 顶管轴线的布设
按甲方所提供的城市坐标点连接出洞井和进洞井之间的进、出洞门的两点坐标及高程，以坐标值的计算建立相应坐标系，为顶进轴线高程之差决定顶管顶进坡度。
（2） 建立施工顶进轴线的观测台
按独立坐标系放样后靠观测台(后台)，使它精确地移动至顶管轴线上，用它正确指挥顶管的正确施工。以后按施工的情况，决定定期复测后台的平面和高程位置。
（3） 按四等水准连测两井之间的进出洞的情况，计算顶进设计坡度。
（4） 顶进施工测量
在后台架设全站仪一台，后视出洞口红三角(即顶进轴线)测顶管机的前标及后标的水平角和竖直角测一全测回，采用fx4500p计算编排程序计算顶管的
头(切口)尾的平面和高程偏差离值，来正确指挥顶管的施工。
（5） 注意问题
顶管施工初次放样及顶进极为重要。另外由于顶管后靠顶进中要造成变化，后台的布置应保持始终不动，来确保顶管施工的测量的正确性。
12.2测量纠偏控制
（1） 为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，在顶进过程中，要经常对顶进轴线进行测量。在正常情况下，每顶进一节管节测量一次，在出洞、纠偏、进洞时，适量增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。
（2） 在施工过程中，要根据测量报表绘制顶进轴线的单值控制图，直接反映顶进轴线的偏差情况，使操作人员及时了解纠偏的方向，保证顶管机处于良好的工作状态。
（3） 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。在施工过程中，应贯彻“勤测、勤纠、缓纠”的原则，不能剧烈纠偏，以免对管节和顶进施工造成不利影响。
（4） 本工程测量所用的仪器有全站仪和高精度的水准仪。顶管机内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取顶管机的坡度和转角，光靶用于全站仪进行轴线的跟踪测量。
12.3 顶管进洞前后的测量
当顶管机头逐渐靠近接收井时，应适当加强测量的频率和精度。减小轴线偏差，以确保顶管能正确进洞。
顶管贯通前的测量是复核顶管所处的方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，使顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，准确无误地座落到接收井的基座上。
十三、测量精度控制措施
（1）按照“内业预测指导→中间检查→成品检测”的程序控制。
（2）放样前，对已有数据、资料和施工图中的几何尺寸必须校核，严禁凭口头通知或无签字的草图放样。
（3）发现控制点有位移迹象时，及时进行检测，其精度不低于测放时的精度。
（4）水平角观测误差超限时，在原来度盘位置上进行重测，并符合下列规定：
①2倍照准差变动范围或各测回较观测误差超限时，重测超限方向，并联测零方向。
②下半测回零差或零方向的2倍照准差变动范围超限时，重测该测回。
③若一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时，重测该测回。当重测的回测总数超过总测回数的1/3时，重测该站。
（5）水准测量时，两次观测高差超误差规定值（大于3mm）时重测。
（6）测量注意事项：
①对业主提供的基准点首先进行复核校验，发现问题及时纠正。控制网点要做醒目标志并采取保护措施。
②测量作业完成后进行平差计算及内业资料整理，并将成果报监理工程师验收，审批合格后，方可做为各项工程定点放样的依据。
③测量资料的计算必须有2人用不同方法计算，其结果一致后方能进行实地测量放样。
④当发现沉降突变时，立即停止基坑开挖施工，查明原因后，再继续施工，当原因不明时，必要时土方回填基坑，以免沉降加大，沉降事故在发现1h内，书面上报监理、设计及业主处以同监理、设计及业主商讨解决方案。
⑤所有测量资料都要及时整理、建档，以备复查。
十四、测量成果管理
强化过程管理。测量过程中及时做好测量成果和资料的整理工作，测量成果必须报监理工程师审查。全部测量数据和放样都应经监理工程师的检测。
施工测量的最终成果，必须用在地面上埋设稳定牢固的标桩的方法固定下来。所有测量点的埋设必须可靠牢固，严格按照标准执行，以免影响测量结果精度。
对文件和成果要有专人归类、统一编号、收发签证、整理存档。为工程竣工后的使用、保养提供必要的依据。测量过程控制表参见附表。
十五、测量工作注意事项
施工测量是主体工程开展的基础，通过采取上述管理措施和技术措施，可以基本保证工程的正常开展，但是为了确保工程的万无一失，确定以下应急预案。
(1) 测量工作以人为本，一旦现有测量人员无法到位，或不能满足本工程的要求，及时从分公司或者总公司调整相关人员，满足工程所需。测量设备的应急措施和人员类似。
(2) 由于工程施工对现场部分测量基准点存在一定的影响，可能出现基准点的破坏。所以测量人员必须经常对其进行复核，一旦出现上述情况，立即组织人员重新以业主提供的控制点为基础，建立现场的测量基准点。加强对测量控制点的保护。
(3) 建立工程测量校核、复核和上报工作，控制测量未经监理工程师审核，不得进行下道工序施工。
（4）由于本工程处于市区内，车流量较大，所以测量人员在进行测量工作时必须穿上用安质部配置的反光马甲，保护好自己和仪器的安全。