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江边污水处理厂三期进水管及尾水管工程

测 量 方 案

编制：
审核：
审定：

上海城建市政工程（集团）有限公司
江边污水处理厂三期项目管理部
二○一二年三月五日

目录

一、工程概况………………………………………………………3
二、测量方案………………………………………………………3
1、平面控制测量方案
2、高程控制测量方案
3、顶管测量方案
三、质量保证体系…………………………………………………8
1、人员安排
2、测量操作方法
3、测量点的布设
4、测量频率

一、工程概况
本工程为常州市江边污水处理厂三期进水管及尾水管工程。进水管位于常州市长江路西侧，黄海路北侧。尾水管南起江边污水厂东北侧围墙，向北穿越过338省道，由长江北路东半幅道路中心线穿越至长江老大堤，向东拐进江边提升泵站。进水管及尾水管顶管全长约3000m。沿线共设各类工作井10处，始发井6座，接收井4座。顶管井施工方法为沉井和SMW工法围护基坑。
本标段工程业主为常州市污水处理厂；勘察单位为江苏省纺织工业设计研究院有限公司；设计单位为常州市市政工程设计研究院有限公司；监理单位为上海联合工程监理造价咨询有限公司；施工单位为上海城建市政工程（集团）有限公司。
本工程有数段曲线顶管，曲线顶管在顶进过程中的测量难度比较大：
1）位于工作井内的测量仪器不能通视到机头处。
2）只能在弯道处设置中间测站，采用导线法接力测到机头。
3）顶管推进依靠工作井内的千斤顶，因而在顶管过程中，整个管道都处在移动状态，而不像盾构法那样推进好以后的管道不再移动，因此每次测量都要求逐站测量和计算，耗时较大，又影响正常推进作业。
二、测量方案
1、平面控制测量方案
为确保两井间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。
利用空导点和地面导线点建立平面控制网，导线测量方向观测6测回，测距6测回，双向观测。井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点，采用全站仪跟踪观测机头平面偏差方向。
2、高程控制测量方案
利用施工区域附近的已知高级水准点，将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。
地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锤，然后地面、井下分别观测。钢尺应进行尺长、温度两项改正。井下布设2~3个地下起始高程控制点。
3、顶管测量方案
本标段顶管施工的测量难度较大，为保证管道按设计轴线建造，并确保每段顶管准确贯通，本标段顶管施工测量按以下方案进行：
（1）使用仪器设备
测量使用的主机为索佳SET505全站仪，测角精度为±2"，测距精度为2mm+2ppm，是顶管地面控制测量和井下定向测量的测量仪器。
苏州一光NAL124水准仪，供井下水准联测和管道内高程检测使用。
（2）顶管施工测量方案
a、在每一段顶管施工之前，必须严密测定工作井和接收井预留洞口中心坐标（x、y、H），由于工作井接收井建造完成后不可能完全按设计位置（平面和高程）定位，因此顶管施工测量必须以实地二井洞口中心为基准，这样，对原设计的线型必须进行调整，调整应以原设计线型位置变化最小为原则，一般改动曲线的起、终点即可。例如，对于两端为直线的单一曲线可按如下步骤进行调整：
*以实测的二洞口坐标和设计的曲线转向点（JD）坐标反算二端直线的方位角；
*以算得的二直线方位角计算新的曲线转向角α；
*以原设计的曲线半径R和新求的曲线转向角α，重新计算曲线元素，重新确定曲线起、终点（ZY、YZ点）里程；
*以调整后的曲线起、终点里程重新计算新的曲线起、终点坐标。
新计算的曲线元素及起、终点坐标作为顶管施工的设计变更，提交设计单位和监理认可后作为施工的依据。
b、顶管施工的地面控制测量由于在地面进行，其测量精度容易提高应保证地面控制测量的误差对顶管贯通的影响最小，甚至忽略不计，因此在工作井和接收井附近的房顶布设导线点，并使二点通视，即地面导线布置成单边导线，这样即可消除导线起始方位角的误差。由地面导线传至地下的联系测量，由于存在短边传长边和相邻导线点间的垂直角过大（不能大于30°）等因素影响，测量井下的固定点时采取增加测量次数和测回数减小测量误差，使其角度测量误差≤±3〃，这样可使其误差对顶管贯通的影响m1≤±1cm。
c、控制机头顶进方向的地下导线测量起始方向为井下固定的导线点，因此测定井下导线点的位置和方位至关重要。由于本标段都是长距离顶管，而井下固定的导线边又很短，为保证定向测量的精度，采取以下措施：
*井下仪器墩及井壁上的后视方向点安装牢固，不允许有任何的松动，并且全部用强制归心装置固定仪器及后视棱镜，这样可保证仪器和棱镜的对中精度达到0.1mm，因此后视边安装精度为：

假设井下后视边长很短，设为8m，则产生方向中误差为：

由此，井下定向测量的误差（包括导线点设置的对中误差和角度测量误差）为：
，
它对顶管贯通的影响为m2，本标段最大顶管长度为530m，则：
m2=±4.1"×530m/ρ"=±1.05cm
*定向测量的角度使用索佳SET505全站仪测量，左右角各观测3个测回观测取平均，以提高照准精度。
d、地下导线测量。由于管道设计成曲线，由井下仪器墩上的仪器无法看到进入曲线段的顶管机头，因此测定机头中心位置以求出机头方向偏差的测量工作只能采用人工地下导线测量。考虑到本工程线形较复杂，初步拟定进入曲线段后每顶进一节管子测定一次，使得机头纠偏非常及时，能引导机头按本工程设计曲线顶进，一般可控制偏差小于±5cm，最大不大于±10cm。
e、机头中心可以安装测量棱镜，因此机头在顶进中的旋转对测量的影响可以忽略不计。
f、由于管道中空气湿度和温度的影响太大（折光影响），要准确测定机头的高程是很困难的，人工测量时可以用短视线水准测量克服其影响。
g、测量获得机头当前位置的中心坐标后，及时进行计算并与设计轴线进行比较，以求出机头方向偏差，便于偏差控制。
h、地下导线测量的误差对顶管贯通的影响可由下式得出：

其中：[s]为导线全长，对于本标段，[s] 最长为530m；
mβ取±2"，为角度测量误差；
n为导线边数，对于本标段， n=4，则：
m3=±0.7cm
i、采用本测量方案，由测量引起的顶管贯通测量误差，包括地面控制测量、工作井定向测量和管道地下导线测量，则：
此乃中误差，取极限误差（最大误差）为3倍中误差，则贯通测量极限误差为±4.83cm。
测量误差分析表
测量地段
地面及地下
联系测量
工作井
定向测量
管道地下
导线测量
误差产生原因
短边传长边、相邻导线点间的
垂直角较大
空气湿度和温度产生的折光影响
角度测量误差
3〃
4.1〃
2〃
贯通影响量
1cm
1.05cm
0.7cm
贯通测量误差
1.61cm
贯通测量
极限误差
4.83cm
考虑到施工误差，按“等影响系列”，则本测量方案最终可保证的顶管贯通误差≤±＝±6.83cm，满足施工的需要。
三、质量保证体系
为确保整个测量过程按本方案进行，特作如下说明：
1、 人员安排
a、 测量负责人：曾耀
b、 控制点主测人：曾耀
c、 每一段顶管必须保证有六位测量人员负责24小时跟踪测量，指导顶管按设计轴线正常顶进。
2、 测量操作方法
a、 导线点上只有两个方向时，宜按左右角各观测3个测回，共计六个测回，测角中误差小于3〃，左右角平均值之和与360。的较差应小于4〃。
b、 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。
c、 水准测量的往测与返测宜分别在上午、下午进行，视线长度不大于60米，前后视距差小于1米，视线高度不小于0.5米。
d、 竖井内用悬吊钢尺的方法进行高程传递测量，钢尺上悬吊与钢尺检验时相同的重锤。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。
3、 测量点的布设
a、 相邻导线点间的垂直角不应大于30°，相邻导线点边长不宜大于3倍。
b、 地下导线点相邻边上不宜相差过大，个别边长不宜短于100m。
c、 所有控制点（地上、地下）均布设强制对中点（盘）。
4、 测量频率
a、 根据以往曲线顶管经验，初步拟定进入曲线段后每顶进一节管子测量一次，以后视顶管控制需要增减测量次数。
b、 为确保控制点精度，在顶进过程中，每顶进100m，复测一次控制点。进洞前50m和20m复测一次控制点。
c、 为确保管道轴线，每顶进100m，复测一次已顶管道的轴线，复测轴线点间距为5m。
d、 在地下高程测量时，采用三角高程测量，但每顶进30m，必须采用水准仪复测一次高程。
施工过程中贯彻勤测、勤纠微纠的原则，严格执行方向偏差报警制度，一旦施工中出现偏差值超过5cm时，作业人员原则上应停止顶进，并逐级向上汇报，经技术负责人汇同有关施工人员研究分析原因后，方可继续顶进，从而避免盲目顶进。
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