京广路拓宽改造及地下隧道工程测量方案.doc

一 编写依据
《国家三、四等水准测量规范》 (GB 12898—91)
《公路隧道设计规范》 （JTG D70-2004）
《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）
《国家三角测量规范》 (GB/T 17942—2000)
《工程测量学》 李青岳、陆永奇 北京 测绘出版社
《工程变形监测分析及预报》 张正禄等 测绘出版社
二 工程概况
郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程，位于郑州市中心城区，是及火车站西出站口紧密相连南北向城市快速路。本工程南起航海路，北至建设路，沿线分别及新莆南街、赵庄街、潘张街、淮河东路、保全街永安街、陇海路、幸福路、康复前街、康复后街、中原路相交，全线长约3866.47m，包括隧道、地道、桥梁、人行地下过街通道等工程。
第三标段范围：2＋137～2＋632.6（陇海路口北～现状康复后街南）雨污水、压力管、道路、隧道主体。全长495.6米。
（1）桥遂工程：
京广路地下隧道工程南起永安街，北至中原路，全长约1840m。其中主体箱涵暗埋段（含镂空段）长约1455m，U型槽段长200m，挡墙段长185m。隧道主体结构采用钢筋混凝土双孔箱涵结构，为双向6车道布置，标准段单孔净宽13.1m，洞内净空4.5m，顶部预留1.5m高做为设备（施）安放空间。中原路路口以南、陇海路路口以北设置四个进出主隧道匝道，匝道为钢筋混凝土单孔箱涵结构，匝道总长约1360m，其中暗埋段约660m，匝道净宽7m。
其中第三标段施工范围内包括隧道暗埋段及C匝道部分和D匝道全部。
三 组织措施
1 建立施工测量小组
建立施工测量小组负责整个工程定位放线、标高传递、变形观测等施工测量工作。
人员由3~4名专业测量人员组成，项目技术经理任组长。要求施工测量人员要具有高度责任心，认真学习测量规范，熟悉设计文件，掌握施工计划，结合现场条件，精心放样，并随时检查、校核，以确保工程质量和施工顺利进行。
2 建立健全施工测量管理制度
建立健全施工测量管理制度，是搞好施工测量和提高施工质量前提和保障。管理制度包括：
1 .施工测量管理机构设置及其职责。
2 .各级岗位责任制度及职责分工。
3.测量成果及资料管理制度。
4.自检复线及验线制度。
5.交接桩及护桩制度。
6.仪器检校及维护保管制度。
7.仪器操作及安全作业制度。
8.对施工测量记录、计算基本要求。
3 对施工测量记录要求：
1测量记录应原始真实、数字正确、内容完整、字体工整。
2.记录应使用规定表格，表中项目要记录完整。
3.记录应在现场随测随记，不准转抄。
4.记录中数字取位应一致，并反映观测精度。
5.应现场勾绘记录中草图，并注记清楚、详细。
6.测量中各种记录、计算手薄应妥善保管，工程结束后统归档。
4 对施工测量计算要求
1.施工测量各种计算应依据可靠，方法正确，计算有序，步步校核，结果可靠。
2.在计算之前应对各种外业记录、计算进行检核，严防测错、记错或超限出现。
3.计算中应做到步步校核，校核方法可采用复算校核、对算校核、总和校核、几何条件校核和改变计算方法校核。
4.计算中数字取位，应及观测精度相适应，并遵守数字“四舍、六入、逢五单进双不进”取舍原则。
5 测量仪器选择及使用
测量仪器选择及使用将直接影响测量放线精度、速度，以致影响整个工程施工质量和工期，因此，选择先进、精密测量仪器并合理使用及保养将对工程优质、高效完成起重要作用。
5.1测量仪器选择：
一、选择日本尼康DTM-550型全站仪
DTM-550型全站仪具有许多优秀实用特点和测量功能。它结实、重量轻、操作简便，测角、测距精度高，能进行大量数据存贮，同时电池使用时间较长。
1.人体工程学健盘设计，直接面谈式操作，数字和字母输入方便，适合外业工作；
2 .采用“氮处理净零轴”设计，仪器性能稳定；
3 .Nikon独有红光导向系统带有前、后、左、右四个方位指示；
4.国际标准IP×4防水设计，适应全天候作业；
5.高密度集成EDM，测距更快、更稳定。“闪电式”测距，精测测距仅需1.2秒（最小显示0.1mm），跟踪测距0.5秒/次；
6.超长电池使用时间，连续测距/测角长达10.5小时；
7.技术指标：
测角精度：1''
角度显示：1''/0.5''（可切换）
测程：3600m
测距精度：2mm±2ppm（MSR精确测距模式）
4mm±2ppm（TPK跟踪测距模式）
水准器灵敏度：管水准器20'' /2mm
圆水准器10'/2mm
测距时间：MSR模式 1.2秒（初次2.5秒）
TRK模式 0.5秒（初次1.5秒）
二、选择日本拓普康AT-G2自动安平水准仪（加装O.MICRO测微器，另配2m铟钢尺一对）。它具有如下特点及优点：
1.自动安平作用快速稳定
TOPCON AT-G2自动安平水准仪内装有磁阻尼补偿器，它不受微小摆动影响，具有十分稳定精度，从而大大加快了自动安平作用，使水准测量操作速度快、精度高。四根特殊塑料带用来悬挂磁阻尼补偿系统，因而不会受到磁场影响。
2.防水望远镜结构
仪器上望远镜是完全防水，因此可以在各种潮湿环境下工作。望远镜内装有干燥氮气，如下小雨，可以有效防止水气凝结在透镜表面。
3.用瞄准器加快照准速度，从而加快了水准测量操作速度。
4.无制动装置水平微动螺旋
无需制动即可在360度园弧上任一点处转动水平微动螺旋，因而加快了照准速度。水平微动螺旋可在其左、右端转动旋钮，使用方便，照准目标调节快。
5.技术指标：
每公里往返测水准测量精度：±0.4mm（加测微器）
自动安平精度： 0.3''
补偿范围：±15'
圆水准器灵敏度：8'/2mm
望远镜有效孔径：45mm
望远镜放大倍数：32X
5.2测量仪器检校、维护保管及安全操作。
1.严格按照“检验、测量和试验控制程序”对测量仪器进行周期检定，确保测量数据准确、可靠。
2.每次使用前对仪器进行常规检验。
3.仪器由专人保管，定人使用，定期进行清洁。
4.为了进行高精度测量，必须用遮阳篷或测伞遮挡仪器和三脚架，使其不受强烈阳光照射。
5.为了获得较好测角精度，采用盘左、盘右观测方法，以有效消除仪器常差。
6 施工前准备工作
1. 在施工准备阶段，测量人员要严格审查图纸，掌握工程建设规模、要求，以及及周边建筑物、构筑物关系，施工前认真察看和复核由设计单位移交测量控制点点位、数据。一定要联测坐标及控制点高程，弄清主线及各匝道之间线形关系及各曲线要素，正确放样并检查及即有道路关系是否正确，如有问题及时同设计部门联系。在已有控制点基础上，要根据设计和施工要求，结合现场具体情况，对桩标不稳定，被移动或测量精度不符合要求按施工测量要求进行补测、加固、移设或重新测定，并制订严密施工测量方案，确定坐标系统和高程基准，建立施工控制网。
2. 对使用测量仪器进行全面检修、检定，包括全站仪、水准仪、水准标尺、钢卷尺等。

3. 根据施工方案，计算测量放样数据，并进行校核。
4. 准备测量放线用工具，包括：钢卷尺、木桩、铁钉、锤、红蓝铅笔、线板、锯、对讲机、道钉、油漆、毛笔等。
四 建立施工控制网
施工控制网是为本隧道施工放样而建立，按三角网平面控制测量三等技术指标确定。
本隧道放样，遵循“由整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部”原则。通常首先建立施工控制网，由施工控制网放样隧道桩位，再根据桩位几何关系，由主轴线放样出辅助轴线，最后放样出隧道细部位置。采用这样放样程序，能保证放样隧道各元素间几何关系，保证整个工程和各建筑物整体性和流畅性。
按照勘察设计单位提供桥位总平面图和测图控制网中新设置基线桩、水准标点以及重要标志保护桩，进行三角控制网复测，并根据桥梁结构精度要求和施工方案，补充加密施工所需要各种标桩，建立满足施工要求平面和高程施工测量控制网，并进行平差计算。
4.1 建立施工平面控制网
平面控制网是工程隧道场区内桩位施工定位基本依据。施工控制网点应位置恰当，坚固稳定，使用方便，便于保存且密度也应较大，以便使用时有灵活选择余地。根据本工程特点及施工现场条件，并充分考虑箱涵分布、施工顺序、施工方法以及施工场地布置情况，本工程施工平面控制网布设为小三角控制网（见图4.1.1），

图4.1.1 平面三角控制网
建立施工平面控制网时应注意以下事项：
1.严格按照工程性质对控制网精度要求建立相应等级施工控制网，并进行平差计算以满足工程限差要求，保证工程质量。
2.了能使三角点长期保存和使用，首先应根据总平面图进行选点设计，然后到实地核对并修改落实点位。
3.三角点之间应保证通视良好，便于埋设标志和观测作业，并应考虑便于加密和扩展。
4.三角点选定后，应埋设永久性标石一块，顶面需平整，且标志明显，并刻凿点号。
标石埋设方法如图4.1.2

图4.1.2 三角控制点详图
5.保证角度观测质量，要选择较好天气和成像良好时间进行。观测前应检查目标是否偏心，全站仪在测站要精确对中、整平。
6.角网角度观测应采用全圆测回法，其测回数及测量限差应符合JTT3.2.2-2三角测量技术要求。
4.2 建立高空测量站
由于工程场地高差大，障碍物多，相互透视很难保证，为了快速、高效地完成施工测量任务，在附近较高建筑物顶层建立三导高空测量站。
4.3 建立施工高程控制网
根据施工现场条件，本工程施工高程控制网分两级布设，首级高程控制点设五个（见下图），按国家III等水准网测设，控制整个施工场地，并及国家II等水准点联测，作为高程起算根据，第二级高程控制网是在首级III等水准网基础进行加密IV等水准网，共设置四个，作为施工中辅助水准点。
1.准点和施工水准点埋设形式：采用砼标石。（如图4.1.3）

图4.1.3 水准基点详图

2.准测量操作中应注意事项：
1）量前应检校好仪器及铟钢水准尺；
2）在坚实地面上设站和选定转点，并尽可能使前后视距相等；
3）线长度一般在50m以内，视线高度高于地面一般不小于0.3，瞄准和读数时，要仔细对光，消除视差；
4）数前应严格检查管水准气泡居中，读数后应及时检查气泡位置，读数不要漏掉数或零；
5）尺要严格扶直，仪器搬站时，前视尺垫不能动，但可以将标尺取下，待下站观测时，再将标尺放上；
6）测时间应选在成像清晰稳定时，中午温度高、折光强时不宜观测，阳光较强时应使用测伞；
7）测时做到仪器、标尺、测站、线路、人员五固定且遵循“后、前、前、后”观测顺序；
8）同一测站观测时，不得两次调焦；
9）动仪器倾斜螺旋和测微鼓时，其最后施进方向，均应为旋进。
五 选点
1.选点员应接技术设计要求进行踏勘，并实地核对、调整确定点位。点应有利于采用其它测量方法扩展和联测，对需做水准联测点位还应踏勘水准路线。
2.点位选在基础稳定，并易于长期保存地点。
3.点位应便于放置仪器，视野开阔，现场内不应有高度角大于15度成片障碍物，否则应绘制点位环视图。
4.点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收物体，点位距大功率无线电发射源（如微波站、雷达站等）距离不应小于400M，电源220KV以上电力线路距离不小于50M。
5.点位应利于隧道测量定位及施工放线，且距匝道中心线不宜小于50M，并不大于300M。
5．1 埋石
1.各级全站仪点标石均应设有中心标志，中心标志用直径不小于14MM钢筋制作，并用清晰、精细十字线刻成直径小于1MM中心点。标石表面应有点名及施测单位名称。
2.全站仪设置点标石可按上图（标石规格）进行予制，亦可现浇制。埋设时坑底应填以砂石并捣固密实。本现浇200MM厚混凝土。埋设点应待沉降稳定后方可使用。
六 施工放样
在进行放样之前，测量人员首先要熟悉建筑物总体布置图和细部结构设计图，根据由整体到局部原则，以控制网作为放样依据，找出主要轴线和主要点设计位置，以及各部分间几何关系，再结合现场条件及控制点分布，研究并采用适宜放样方法。

曲线主点是整条曲线控制点，因此放样曲线时首先要放样其主点。主点放样后应认真校核，检查无误后钉大方木桩或道钉表示各主点点位，旁边钉护桩注记上点名和里程。见表：隧道、C、D匝道线形单元要素表。
1.内业：利用计算机及全站仪联接网络将桩位三维坐标值输入计算机内，再通过通迅软件将相关数据转送到全站仪内。
2.外业：为提高测量精度，减少搬站次数，将全站仪架设在京广路隧道高空测量站上，后面三角控制网中心点建站，可依次测出桩位。
3.复核：采用坐标测量软件对各个点进行复核，并按记录软件程序进行操作，及通过计算机对成果进行分析，其结果符合《工程测量规范》等级时，方可进行引桩（十字控制）见图6.1.1。

图6.1.1十字控制桩

如图6.1.2所示，根据图纸尺寸，依次放样出图中1、2、及1'、2'、直（曲）线位置，弹上墨线，以此控制整段隧道箱涵底板模板及内外侧边线，从而保证成品顺直及圆滑。
6.1.2 箱涵模板控制线
6.2 防撞墙施工轴线控制
路面施工完毕后，将道路中心线全部恢复放样至路面上并弹墨线，然后根据剖面图中尺寸，由道路中心线引测放样出防撞墙中心线及施工模板控制线，由此严格控制防撞墙位置。
6.3 高程放样
箱涵结构物高程放样，主要采用几何水准测量方法，有时也采用钢尺直接丈量竖直距离；对于侧墙则可采用悬挂钢尺进行高程传 递或三角高程测量方法进行。

6.4 应用几何水准测量方法放样高程时，首先应将高程控制点以必要精度引测到施工区域，建立临时水准点。临时水准点密度应保证只架设一次仪器就可以放样出所需要高程。
根据已知水准点高程，放样设计高程方法如图4.1.6所示：图中HA为已知水准点高程，a为已知点上水准尺读数，仪器视线高Hi=HA+a。若待放样点设计高程为H，则可计算出待放样点上水准尺读数b=Hi-H，然后中下移动水准尺使仪器照准B尺上读数为b，并将其零点标定出来，此点即为设计高程放样点。
当HB>Hi时，根据现场条件，可将尺子倒立，使视线对准B尺上读数b，这时尺子零点高程即为待放样点高程。

图4.1.6 高程放样图

6.5 用悬挂钢尺或三角高程放样方法进行。
悬挂钢尺法，所采用钢尺应经过检定并有其尺长改正方程式，施测时应记录气温并对钢尺施加标准拉力。如图4.1.7所示：

图4.1.7 悬挂钢尺放样高程图
A为已知水准点，钢尺悬挂完毕，置镜于I1点，观测A点水准尺读数a，再观测钢尺上读数c；将仪器转移到I2点，先观测钢尺读数d，再观测B点水准尺读数b，则B点高程为：HB = HA — b + a +（d — c）每一悬挂钢尺水准测量应进行4测回观测，测回间较差应小于Δ=4MD。
七 沉降观测
根据《建筑变形测量规程》要求及规定，该隧道工程在各个桩柱上均设置沉降观测点。
7.1 沉降观测点标志：
其标志按螺栓式隐蔽标志埋设（见图7.1.1）。

图7.1.1 沉降观测点螺栓式标志
7.2 沉降观测周期和时间：沉降观测时间和次数，应根据工程性质、工程进度、地基土质情况及基础荷重增加情况等决定。
八 测量中应注意事项
1.变形测量首次（即零周期）应适当增加观测量，以提高初始值可靠性；
2.不同周期观测时，宜采用相同观测网形和观测方法，并固定观测人员，使用相同类型测量仪器，选择最佳观测时段，在基本相同环境和条件下观测；
3.观测标志立尺部位应加工或串球形或有明显突出点，并涂上防腐剂，并应视立尺需要离开柱面和地面一定距离；
4.在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降水等情况，均应及时增加观测次数，当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或几天一次连续观测；
5.应在标尺分划线呈像清晰和稳定条件下进行观测，不得在日出后或日出前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线呈像跳动而难以照准时进行观测。晴天观测时应使用测伞为仪器遮蔽阳光；
6.作业中应经常对水准仪及水准标尺水准器和i角进行检查，当发现观测成果出现异常情况并认为及仪器有关时，应及时进行检验及校正；
7.测站观测限差超限，应立即重测；当迁站后发现超限时，应从水准点开始重测；
8.观测时仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响范围内。

京广路道路拓宽改造及地下隧道工程项目部

2009.12
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