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1、xx市軌道交通2號線一期工程土建施工06工區盾構區間施工測量設計方案一、概況1.1、工程概況 本標段共包括1.2、控制點概況：本標段施工中總共利用3個GPS及精密導線點和3個二等水準點，其中相鄰兩控制點相互通視。水準點均設在房角及硬化層上。二、編制依據城市軌道交通工程測量規范GB50308-2008工程測量規范GB50026-2007建筑變形測量規范JGJ8-2007新建鐵路工程測量規范TB10101-99城市測量規范CJJ899地鐵限界標準GJJ96-2003地下鐵道工程施工及驗收規范GB50299-1999全球定位系統（GPS)測量規范GB/T18314-2001全球定位系統(GPS)城市2、測量技術規程CJJ73-97地下鐵道、輕軌交通工程測量規范CB50308-2008xx市軌道交通2號線一期工程06工區控制點交接樁成果xx市軌道交通2號線一期工程06工區工程施工設計圖紙國家其他測量規范、強制性標準三、儀器設備配置1、輔助工具和材料(1）混凝土標樁、木標樁、標志牌、紅漆、白漆、墨汁、釘子、小線、白灰。(2）鋼卷尺、盒尺、對講機、對中桿、大錘、斧頭、木鋸、墨斗、畫筆。2、儀器設備儀器/設備名稱型號規格精度等級數量產地是否鑒定備注全站儀徠卡1201+2（2+2ppm）1臺瑞士是配備反射棱鏡精密水準儀DNA30。5mm/km1臺瑞士是銦鋼尺2m2把瑞士是計算機卡西歐Fx58001臺北3、京四、施工測量組織機構整個區間施工中，項目經理部設測量隊長一名,負責具體的施工測量工作管理及安排；專職測量工程師二名，負責現場施工測量放樣及內業資料的整理；專職測量工三名。整個測量工作實行“測量工對測量工程師負責、測量工程師對測量隊長負責、測量隊長對項目總工程師負責”的層層負責制。測量組織機構人員名單如下：姓名職務職責項目經理全面負責測量工作管理項目總工程師負責測量工作的管理和安排施工技術部部長協助負責具體的施工測量內業資料管理測量隊長負責現場施工測量及內業管理袁 科測量工程師施工測量實施及管理測量工程師施工監測實施及內業處理高級測量工負責測量工作的實施與配合高級測量工負責測量工作的實施與配合4、高級測量工負責測量工作的實施與配合測量工負責具體監測工作的實施與配合五、測量技術保證措施1、施工中認真做好地下導線和洞中水準線路的復測工作，至少一周復測一次,確保各導線點和水準點的安全。2、獨立復測由業主交給的導線點和地面主控制點，并在此基礎上安排自已的控制或施工放樣測量作業，按規范埋設測量樁點并定期復測。3、為保證工程順利進展,適當加密或改善地面控制點,務求有較多的“多余觀測條件以保證施工測量精度. 4、放樣工作特別關注保證車站兩個端頭井處隧道的空間位置，確保不修改線路設計，確保限界凈空需要。5、對每個工序的測量作業按照監理工程師的要求提交測量報告,經駐地監理核準后，方允許后面工序的操作。65、接受和配合駐地監理檢查工作,以及對施工控制測量項目進行的階段性復核和抽檢工作。7、按照樁位保護協議要求對測量監理交樁及施工場地內已復測樁點重點保護。8、測量的原始記錄，必須在現場同步作出，嚴禁事后補記補繪，測量資料不允許涂改,不合格時進行補測或重測。9、測量過程必須有可追溯的詳細文字記錄，內容包括測量儀器編號及名稱、人員分工、測量讀數、計算公式、過程、結果，控制樁使用情況,氣候、日期、主測人、復核人等。10、利用已知點進行引測、加點和工程放樣前,堅持先檢測后利用的原則,即已知點檢測無誤或合格時，才能利用。11、設立測量小組，施工放樣堅持復核制，以確保點位正確。復核制包括兩個方面,即內業復核和6、外業復核。只有在內業和外業復核無誤后方可進行下一步的施工。12、測量的人員和儀器必須有絕對的保證和相對的穩定。所有參加測量的人員都必須持證上崗，并且建立各測量人員的崗位負責制。測量儀器必須定期校核和控制在使用有效期內，同時加強對測量儀器的管理。13、盾構隧道內布置雙支導線,在隧道內形成閉合環。14、嚴格執行地鐵建設工程施工測量技術規定的要求，需檢測的部分必須由業主測量隊檢測合格后才能進行下一步的施工.六、技術方案外業測量工作分為三個階段：掘進前期準備工作階段，隧道施工階段，貫通后測量階段。6.1、隧道掘進準備工作階段測量工作主要有：復測業主提交的控制點;地面控制導線測量；地面控制高程測量；豎井7、的聯系測量。地下控制導線測量。6。1。1復測業主提交的隧道沿線平面控制點和高程控制點6.1。1.1平面控制點復測平面控制點復測按精密導線的技術要求進行.精密導線沿線路方向布設，采用附合導線復測。精密導線測量過程中主要技術要求：每邊測距中誤差：4mm測距相對中誤差：1/60000測角中誤差：2.5級全站儀測回數:6測回方位角閉和差:5n1/2全長相對閉和差：1/35000相鄰點的相對點位中誤差：8mm精密導線點上只有兩個方向時，按左右角觀測，左右角平均值之和與360度的較差應小于4.水平角觀測遇到長、短邊需要調焦時，應采用盤左長邊調焦，盤右長邊不調焦；盤右短邊調焦,盤左短邊不調焦的觀測順序進行觀8、測。每條導線邊應往返觀測各兩個測回。每測回間應重新照準目標，每測回三次讀數.測距時，一測回三次讀數的較差應小于3mm，測回間平均值的較差應小于3mm，往返平均值的較差應小于5mm。6。1.1.2高程控制點復測高程控制點復測按精密水準測量的技術要求進行。沿線共7個控制水準點，復測線路為閉合線路.6。1.1。2.1、精密水準測量觀測方法:往測 奇數站上為:后前前后偶數站上為：前后后前返測 奇數站上為：前后-后前偶數站上為:后-前-前-后每一測段的往測與返測，分別在上午、下午進行，也可在夜間觀測。由往測轉向返測時，兩根標尺必須互換位置。6.1。1.2。2、精密水準測量的主要技術要求：每千米高差中數中9、誤差偶然中誤差：2mm每千米高差中數中誤差權中誤差:4mm附合水準路線平均長度：24km觀測次數：往返測各一次平坦地往返較差、附合或環線閉和差:8L1/2mm視距：50m前后視距差: 1.0m前后視距累計差: 3.0m、地面控制導線測量為了便于各個聯系測量和臨時的施工放樣，分別在帆布廠街站、航海東路站、長江路站、南環路站附近各增設34個地面趨近導線控制點.控制點成果見。1、精密導線網中的控制點位滿足以下要求：、相鄰邊長不宜相差過大,個別邊長不宜短于100m.、精密導線點的位置應選在因地下鐵道、輕軌交通工程施工而發生沉降變形區域以外的地方。、點位應避開地下管線等地下建筑物.、GPS控制點與相鄰精10、密導線點間的豎直角不應大于30。 、相鄰點之間的視線距障礙物的距離以不受旁折光影響為原則.、充分利用業主導線點。、地面趨近導線附合在精密導線上。近井點與GPS點或精密導線點通視，使定向具有最有利的圖形.趨近導線測量執行精密導線的有關技術要求。、采用徠卡1201+全站儀進行施測（測角精度為2，測距精度為2+2ppm)。按左右角觀測(左右角各三測回），左右角平均值之和與360的較差應小于4。精密導線和趨近導線采用嚴密平差，其近井點的點位中誤差應在10mm之內。測角中誤差2。5，方位角閉合差5。0n1/2,全長相對閉合差1/60000，全長相對閉和差：1/35000。精密導線復測采用附合導線,以QR11、18A和QR17A為起始方位邊，以QR15和 QR14A為附合方位邊.6。1.3、地面控制高程測量地面高程控制網是在城市二等水準點下布設的精密水準網.精密水準網沿工程線路布設成閉合路線.車站、隧道洞口或盾構井口設置2個以上的水準點。精密水準點選在施工場地變形區域外穩固的地方，墻上水準點選在永久性建筑物上。水準點點位便于尋找、保存和引測.業主提供3個水準點，分別為軌道212、軌道211、軌道210.為滿足測量和監測要求,全線共測設4個臨時水準點，航海東路站、長江路站各兩個,所有的高程控制點將布設在沉降影響區域外，且保證穩定。臨時水準點用精密水準測量方法引測（所用儀器精度為0.5mm/km），每個12、點獨立一個測回，閉合差的精度為8l1/2（l為水準線路長度,以km計)。6。1。4、豎井聯系測量聯系測量分定向聯系測量和高程聯系測量6。1。4。1、定向聯系測量定向聯系測量又分單井定向聯系測量和兩井定向聯系測量.單井定向聯系測量：(用于左、右出入線的盾構始發及接收井）是用聯系三角形定向。用聯系三角形將地面坐標及方向傳遞到豎井隧道中。在整個施工過程中，坐標傳遞四次。定向測量的地下定向邊不少于2條， 每次聯系三角形定向均獨立進行三次,取三次的平均值作為一次定向成果。井上、井下聯系三角形滿足下列要求：1、兩懸吊鋼絲間距在盾構始發井不小于20m。2、定向角應小于3。3、a/c及a/c的比值小于1.5倍13、。測距采用全站儀+反射片方式測量聯系三角形邊長，每次獨立測量三測回,每測回往返三次讀數,各測回較差在地上小于0。5mm,在地下小于1.0mm。地上與地下測量同一邊的較差小于2mm.角度觀測采用全圓測回法觀測三測回，測角中誤差在4之內。各測回測定的地下起始邊方位角較差不大于20,方位角平均值中誤差應在12之內。聯系三角形一次定向獨立進行三測回，每測回后,變動二個吊錘位置重新進行定向測量，共有三套不同的完整觀測數據。本標段航海東路至帆布廠街站區間、長江路站至航海東路和長江路站至東環站區間共有四個盾構井采用單井定向聯系測量。平面示意如下：6。1.4。2高程聯系測量傳遞高程測量采用鋼尺導入法示意圖見圖14、3。用鑒定后的鋼尺,掛重錘（重量與鋼尺檢定時的拉力相等），用兩臺水準儀在井上下同步觀測，將高程傳至井下固定點。整個區間施工中,高程傳遞至少三次。傳遞高程的地下近井點不少于2個,并對地下高程點間的幾何關系進行檢核。測定近井水準點的高程的地面趨近水準測量路線，應附合在地面相鄰精密水準點上.趨近水準測量執行精密水準測量的有關技術要求。采用在豎井內懸吊鋼尺的方法進行高程傳遞時,地上和地下安置的兩臺水準儀應同時讀數，每次獨立觀測三測回,每測回變動儀器高度，三測回得到地上、地下水準點的高差較差應小于3 mm.三測回測定的高差進行溫度、尺長修正。圖36.2、隧道施工測量：6.2。1、施工控制測量 盾構施工控15、制測量最大特點是所有的控制導線點和控制水準點均處在運動狀態,所以盾構施工測量中導線的延伸測量和水準點的復測顯得尤為重要.6。2.1。1地下導線測量地下控制導線的布設一般用支導線的方法，我項目部擬定在本標段內采用雙支導線的方法,雙支導線每前進一段交叉一次。每一個新的施工控制點由兩條路線傳算坐標。當檢核無誤，最后取平均值作為新點的數據。線路平面示意如圖4。圖4隨盾構的掘進,直線段約250m布設一個控制導線點;曲線段約40m80m布設一個導線點,控制導線點（包括曲線要素上的控制點)布設間距不少于100m。采用徠卡全站儀（2，2+2ppm)，左右角各觀測3測回,左右角平均值之和與360度的較差控制在416、內，邊長往返觀測各兩個測回，平均值較差控制在3mm之內，測回間測距相對中誤差控制在1/60000之內。每一次向前延伸測量前，首先要向后延伸三點進行檢測，角度互差控制在7內。測距的相對中誤差控制在1/50000之內，若檢測值超出范圍，再往后延伸，直到滿足要求為止.在盾構施工中，每掘進150m左右或盾構機檢修時間較長時,對隧道全線進行復測。6。2.1.2、地下高程測量地下高程測量采用水準測量方法，并起駛于地下水準點。地下施工水準點每50m設置一個,地下施工控制水準點每200m設置一個并盡量與地下導線點合用.地下施工水準測量采用DSZ2A加FS1測微器水準儀2m銦鋼尺進行往返觀測，其閉和差應在8L117、/2mm（L千米計）之內。地下控制水準測量在隧道貫通前獨立進行三次，并與地面向地下傳遞高程同步。重復測量的高程點與原測點的高程較差應小于3mm,并采用逐次水準測量的加權平均值作為下次控制水準測量的起算值。地下控制水準測量的方法和精度要求同地面精密水準測量一致.6。2。2、盾構機始發測量：盾構機始發測量包括盾構機導軌定位測量,反力架定位測量，盾構機姿態初始測量等。6.2。2.1、盾構機導軌定位測量.盾構機導軌測量主要控制導軌的中線與設計隧道中線偏差不能超限,導軌的前后高程與設計高程不能超限，導軌下面是否堅實平整等。6.2。2。2、反力架定位測量.包括反力架的平面位置定位和高程定位，反力面的平整度18、垂直度測量。3、盾構機姿態初始測量盾構機姿態初始測量包括測量盾構機的水平偏航角、俯仰角、扭轉角。盾構機的水平偏航角、俯仰角是用來判斷盾構機在以后掘進過程中是否在隧道設計中線上前進,扭轉度是用來判斷盾構機是否在容許范圍內發生扭轉。盾構機姿態測量原理。盾構機作為一個近似圓柱的三維體，在開始隧道掘進后我們是不能直接測量其刀盤的中心坐標的，只能用間接法來推算出其中心坐標。在盾構機殼體內適當位置上選擇觀測點就成為必要,這些點既要有利于觀測,又有利于保護，并且相互間距離不能變化。在下圖5中，O點是盾構機刀盤中心點,A點和B點是在盾構機前體與中體交接處，螺旋機根部下面的兩個選點。C點和D點是螺旋機中段靠下19、側的兩個點，E點是盾構機中體前斷面的中心坐標，A、B、C、D四點上都貼有測量反射鏡片。由A、B、C、D、O四點所構成的兩個四面體中，測量出每個角點的三維坐標（xi，yi，zi）后，把每個四面體的四個點之間的相對位置關系和6條邊的長度Li計算出來，作為以后計算的初始值，在以后的掘進施工過程中,Li將是不變的常量（假設在隧道掘進過程中盾構機前體不會發生太大形變）,通過測量A、B、C、D四點的三維坐標,用(xi,yi，zi）、Li就能計算出O點的三維坐標.圖5盾構機姿態測量示意圖用同樣的原理，A、B、C、D、E四點也可以構成兩個四面體，相應地E點的三維坐標也可以求得。由E、O兩點的三維坐標和盾構機的20、絞折角就能計算出盾構機刀盤中心的水平偏航、垂直偏航，由A、B、C、D四點的三維坐標就能確定盾構機的扭轉角度，從而達到了檢測盾構機的目的。4 SLST導向系統初始測量SLST導向系統初始測量包括:隧道設計中線坐標計算,TCA托架和后視托架的三維坐標的測量，VMT初始參數設置等工作。、 隧道設計中線坐標計算：將隧道的所有平面曲線要素和高程曲線要素輸入VMT軟件，VMT將會自動計算出每間隔1米里程的隧道中線的三維坐標。隧道中線坐標需經過其他辦法多次復核無誤后方可使用.、 TCA托架和后視托架的三維坐標的測量：TCA托架上安放全站儀，后視托架上安放后視棱鏡。通過人工測量將TCA托架和后視托架的中心位置21、的三維坐標測量出來后,作為控制盾構機姿態的起始測量數據。測量示意圖見圖6。圖6、VMT初始參數設置： 將TCA的中心位置的三維坐標以及后視棱鏡的坐標、方位角（單位以g計算)輸入控制計算機“station窗口文件里，TPS1202+TCA定向完成后，啟動計算機上的“advance”，TPS1202+將照準激光標靶并測量其坐標和方位。根據激光束在標靶上的測量點位置和激光標靶內的光柵，可以確定激光標靶水平位置和豎直位置，根據激光標靶的雙軸測斜傳感器可以確定激光標靶的俯仰角和滾動角，TPS1202+可以測得其與激光靶的距離,以上資料隨推進千斤頂和中折千斤頂的伸長值及盾尾與管片的凈空值（盾尾間隙值）一起22、經掘進軟件計算和整理，盾構機的位置就以數據和模擬圖形的形式顯示在控制室的電腦屏幕上.通過對盾構機當前位置與設計位置的綜合比較，盾構機操作手可以采取相應措施盡快且平緩地逼近設計線路.6。3、盾構掘進測量盾構開挖隧道，利用設置在盾構上的激光導向系統進行導向。隧道施工測量，采用地下施工控制導線點和施工控制水準點逐次重復測量成果的加權平均值作為起算數據。盾構法掘進隧道施工測量包括盾構井（室）測量、盾構拼裝測量、盾構姿態測量和襯砌環片測量.采用聯系測量將測量控制點傳遞到盾構井（室）中，并利用測量控制點測設出線路中線點和盾構安裝時所需要的測量控制點.測設值與設計值較差應小于3mm。安裝盾構導軌時，測設同一23、位置的導軌方向、坡度和高程與設計較差應小于2mm.盾構拼裝竣工后，進行盾構縱向軸線和徑向軸線測量，主要測量內容包括刀口、機頭與盾尾連接點中心、盾尾之間的長度測量;盾構外殼長度測量；盾構刀口、盾尾和支承環的直徑測量。盾構機與線路中線的平面偏離、高程偏離、縱向坡度、橫向旋轉和切口里程的測量,各項測量誤差應滿足下表。盾構機姿態測量誤差技術要求測量項目測量誤差平面偏離值(mm）5高程偏離值（mm）5縱向坡度（）1橫向旋轉角（)3切口里程（mm）10測定盾構機實時姿態時，測量一個特征點和一個特征軸，選擇其切口中心為特征點,縱軸為特征軸。利用隧道施工控制導線測定盾構縱向軸線的方位角，該方位角與盾構本身方位24、角的較差為方位角改正值,并以此修正盾構掘進方向.襯砌環片測量包括測量襯砌環的環中心偏差、環的橢圓度和環的姿態。襯砌環片不少于35環測量一次，測量時每環都測量,并測定待測環的前端面。相鄰襯砌環測量時重合測定23環片。環片平面和高程測量允許誤差為15mm。盾構測量資料整理后，及時編制測量成果表,報送盾構操作人員.盾構掘進測量以SLST導向系統為主，輔以人工測量校核.利用盾構上所帶的SLS-T自動激光隧道導向系統及圖象靶來完成隧道內盾構機位置、形態及管片位置等隧道內的測量工作.并通過控制系統隨時進行調整.SLST導向系統能夠全天候的動態顯示盾構機當前位置相對于隧道設計軸線的位置偏差，主司機可根據顯示25、的偏差及時調整盾構機的掘進姿態，使得盾構機能夠沿著正確的方向掘進。為了確保導向系統的準確性、確保盾構機能夠沿著正確的方向開挖，每周進行2次人工測量復核。七、貫通后測量全線貫通測量主要包括貫通測量和竣工測量。7.1、貫通測量隧道貫通前50m要加密各項測量次數，做盾構機進洞前的姿態檢測，1201+全站儀托架坐標檢測等。并及時向業主和監理匯報結果,若測量結果不符合有關要求，及時調整自動導向系統參數,確保隧道準卻貫通。貫通后，用貫通面兩側的導線點做貫通誤差測量，包括隧道的縱向、橫向和方位角貫通誤差測量、高程誤差測量。7。2、竣工測量、線路中線測量：在直線段上點間距平均為150m，曲線上為60m，測量隧26、道管片實際中線坐標。按主控測量的方法要求進行，技術指標同主控測量.、隧道凈空測量：以測定的線路中線點為依據,直線段每9m，曲線上包括曲線要素點每4。5米測設一個結構橫斷面,結構橫斷面可采用全站儀測量，測定斷面里程誤差允許為50mm，測量斷面精度為50mm。八、全線貫通誤差分析全線貫通誤差由三部分組成：橫向貫通中誤差(M橫），豎向貫通中誤差（M豎），縱向貫通中誤差（M縱）.其中橫向貫通中誤差和豎向貫通中誤差對隧道質量有影響，縱向貫通中誤差只對貫通面在距離上有影響，所以主要對M橫和M豎進行分析。影響橫向中誤差的主要原因是測角誤差，而測距誤差對M橫影響很小.高程誤差主要造成豎向貫通誤差。下面結合本標27、段的實際，通過實際貫通中誤差預測，評估我們擬使用的儀器及方法能否滿足設計及規范的要求。分析數據均取最不利值。我們擬投入到本標段使用的儀器：儀器為徠卡1201全站儀（測角精度為2，測距精度為2+2ppm)，DSZ2A加FS1測微器水準儀（精度等級0。5mm/Km）。均按精密導線、精密水準技術要求進行。8。1、橫向貫通中誤差分析：以最不利情況長江路站航海東路站進行精度評定.8。1.1、長江路站盾構始發井地面近井點相對點位中誤差按10mm計，由此引起方位角誤差為：M井上=21/2*10/280=10。405投點過程產生的誤差為=e/a=206*1/160=1.287所以長江路站盾構始發井定向邊方位角28、的誤差為M總=（M井上+）1/2=10。484長江路站定向邊中誤差引起洞門誤差為MS洞=10.48460/206=3.06mm長江路站定向邊方位角誤差引起長江路站航海東路站橫向貫通誤差MS1=Mn*s/=10.484*900/206=45。803mm長江路站航海東路站區間洞內導線測量引起的中誤差MS2=n*s （M2（n+1）*(2n+1）/6n）1/2/=5*180（2。52*（611/30）1/2/206=16。2mmMS=（MS12+ MS22）1/2=（45。8032+16。22)1/2=48.583mm掘進過程需進行3次聯系定向及復測,取均值后中誤差可減少為MS均=48.583mm/29、31/2=28.048mm8。1。2航海東路站同樣采用單井定向聯系測量，誤差分析同上，則航海東路定向邊中誤差引起洞門處誤差為MS洞=10。48440/206=2.035mm當盾構在航海東路站洞門處貫通時總的貫通誤差為：MS總 =（M均2+ MS洞2）1/2 =(28.0482+2.0352）=28.122mm 50mm滿足地鐵盾構隧道橫向貫通要求。8.2、豎向貫通誤差分析本標段分三段進行貫通，分別是帆布廠街站航海東路站、航海東路站長江路站、長江路站南環路站，右出入線南端北端。以最不利情況航海東路站長江路站站進行精度評定。航海東路站長江路站地面高程測量為精密水準測量，設精密高程測量附和路線或環線閉合差8L1/2作為高程中誤差,航海東路站長江路站L=1。3km，則8L1/2=9。12mm.航海東路站向井下高程傳遞取3mm作為高程中誤差。長江路站向井下高程傳遞取3mm作為高程中誤差，則航海東路站長江路站預計高程貫通中誤差為（9。122+32+32)1/2=10.06mm,滿足高程貫通設計中誤差為25mm的要求.由橫向貫通誤差和豎向貫通誤差分析可知，我們擬采用的測量儀器和測量方法能夠滿足航海東路站長江路站區間隧道貫通要求。因其它區間均為分段貫通，所以我們擬采用的測量儀器和測量方法，能夠滿足本段盾構區間隧道的貫通要求。