地铁盾构区间测量方案大全Word格式文档下载.docx
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项目部测量小组：
高超
工程师
邓胜
测量工程师
王伟
测工
张峰峰
5、主要测量仪器及工具
仪器名称
型号
精度
数量
徕卡
Ts09
1″
一套
天宝
DINI03
0.3mm
一台
水准仪
DSZ2
1mm
铟钢尺
一对
钢卷尺
两把
小卷尺
十把
塔尺
一把
线坠
1000克、500克、250克
各一个
6、测量制度
1）测量人员应尽职尽责、分工合作、团结一致，必须坚持测量工作程序，施工前要认真熟悉设计图纸，根据移交的测量资料做好复测工作；
施工中要认真控制测量精度，做好施工测量记录；
完工后做好竣工测量，要做到及时准确地提出测量成果，以满足施工和竣工交验的需要。
同时要经过监理及第三方测量的检测，工地测量人员要积极配合；
2）测量工作必须做好原始记录，所有记录要求填写清楚，不得随意涂改和损坏。
施测人员要坚持签字制度，签署日期、姓名、天气、地点等。
必要时，除说明情况外，应附简单草图载于测量记录本上；
3）工程技术档案需要的测量资料，测量工作日志应妥善归档保管，装订成册；
4）测工与技术人员密切配合、互相监督，发现问题及时纠正并定期检测施工控制点，测量人员应相互复核测量放线所使用测量数据；
5）对测量本身业务范围内无法做出结论之事，应报告上级实测部门复核本单位的测量工作。
加强与驻地监理与第三方测量的联系和合作；
6）测量人员使测量工具、仪器必须经常保持良好的状态，做到分工到人、每人各管理一项，且应定期检查、核正，对管区内的所存测量标志（桩）切实保管好；
7）严格实行换手复测制度，各种数据资料经两人以上独立复核无误后方可拿到现场进行施测。
7、控制测量
7.1地面控制测量
1）地面平面控制测量
（1）测量仪器采用徕卡全站仪，光学对中器两套。
（2）测量线路：
按照业主交接桩点位，采用附和导线施测。
（3）采用精密导线测量有关技术规定：
采用方向观测法，六测回观测；
测距采用正倒镜四测回往返取平均值；
经过严密平差后，上报监理及第三方测量审核。
（4）根据《测量交接桩记录》中所交付的桩点进行地面控制加密测量。
2）地面高程控制测量
高程采用天宝DINI03精密水准仪＋2米铟瓦钢尺一对。
采用精密水准测量，观测方法：
往测：
奇数站后-前-前-后、偶数站前-后-后-前，返测观测顺序与往测相反。
前后视距累计差≤3.0m。
测站校核采取两次仪高法进行。
加密精密水准测量的要求同精密水准测量。
测量精度：
附合线路闭合差≤±
（4√L）mm（L为公里数，比如3km，就取3）。
3）精密水准测量有关技术要求
使用仪器
水准尺
视距
前后视差
前后视累计差
主副尺读数差高差之差
附和线路闭合差
与相临工点贯通差
天宝DINI03
铟瓦尺
≤50m
≤1.0m
≤3m
≤0.5mm
≤±
4√L
≤25mm
4）精密导线控制测量有关技术要求
平均边长
测量等级
测距中误差（mm）
测角中误差（＂）
方位角闭合差（＂）
测回数
≥350
精密
±
4
2.5
5√N
6
7.2联系测量
1）平面联系测量
施工竖井拟采用竖井联系三角形测量（详见图7-1）即通过竖井悬挂两根钢丝，由近井点测定与钢丝的距离和角度，从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角，然后在井下认为钢丝的坐标和方位角已知，通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角，这样就把地上和地下联系起来了。
图7-1联系三角形定向测量示意图
测量步骤：
（1）如图在同一竖井内悬挂两根钢丝（φ0.3mm）组成联系三角形，井上、井下联系三角形布置应满足下列要求：
①竖井中悬挂钢丝间的距离c应尽可能长；
②联系三角形锐角宜小于1°
；
③a/c及a′/c′宜小于1.5，a、a′为近井点至悬挂钢丝的最短距离；
（2）每根钢丝下面悬挂一个10kg的重锤，然后把重锤浸没在装满阻尼液的桶中，尽量让重锤悬在桶正中；
（3）在两根钢丝上面合适位置（如图A、B、A′、B′位置）贴上反射片，并且保证反射片的正面面向全站仪方向；
（4）从C级GPS点（设为D点，后面均为D点）引点，引到井上的近井点C。
前面D点的坐标（X,Y）、C点的坐标（Xc,Yc）、DC的方位角α已知；
（5）把全站仪架在C点，后视D点，前视A、B两点，用方法观测法观测六测回，分别记录下各个测回的角度，测量中误差应在±
2.5″之内；
距离测量每次独立测量三测回，每测回三次读数记录各个测回的距离，各测回较差应小于1mm。
计算得出最后的角度∠DCA、∠DCB和距离Lca、Lcb，以及AB的距离Lab,要是误差超限重新测量；
（6）井下和井上同时把全站仪架在C′点，后视D′，前视A′、B′，用方法观测法观测六测回，分别记录下各个测回的角度，测量中误差应在±
计算得出最后的夹角∠A′C′B′和距离Lc′a′、Lc′b′，以及A′B′的距离La′b′，要是误差超限重新测量；
（7）比较井上、井下测量得出的两钢丝间距Lab、La′b′，应小于2mm，要是超限，重新测量；
（8）联系三角形测量，每次定向应独立进行三次，取三次平均值作为定向成果。
2）高程联系测量
区间隧道高程测量控制，通过竖井采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。
先作趋近水准测量，再作竖井高程传递（详见图7-2）。
经竖井传递高程采用悬吊钢尺（经检定后），井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3～5cm，施测三次，高差较差不大于3mm时，取平均值使用，当测深超过20m时三次误差控制在±
5mm以内。
地下施工控制水准点，可与地下导线点合埋于一点，亦可另设水准点。
水准点密度与导线点数基本相同，在曲线段可适当增加一些。
地下控制水准测量的方法和精度要求同地面精密水准测量。
地下施工水准测量可采用S3水准仪和5m塔尺进行往返观测，其闭合差应在±
20
mm（L以km计）之内。
开挖至隧道全长的1/3和2/3处、贯通前50～100m，分别对地下水准按精密水准测量复核，确认成果正确或采用新成果，保障高程贯通精度。
图7-2 竖井高程传递示意图
7.3地下控制测量
1）地下平面控制测量
地下导线测量按Ⅰ级导线精度要求施测。
测角中误差≤±
2.5″，导线全长闭合差≤1/15000。
正线掘进超过50m，开挖至隧道全长1/3、2/3处，分别进行一次联系测量，当地下起始边方位角较差小于12″时，可取三次成果平均值作为后续测量的起算数据指导隧道掘进，当隧道单项掘进距离大于1000m时，在掘进至400m后每600m加测一次陀螺定向的测量；
并将成果报监理及第三方测量，以确认成果正确或采用新成果，保障贯通精度。
在隧道未贯通前，地下导线为一条支导线，建立时要形成检核条件，保证导线的精度。
地下施工控制导线是隧道掘进的依据，每次延伸施工控制导线前，应对已有的施工控制导线的前三个导线点进行检测。
地下导线点布设成主、副导线的形式，形成较多的检核条件，以提高导线点的精度。
导线点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行施工导线延伸测量。
施工控制导线在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖井定向测量同步进行。
重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于±
10mm时，应采取逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。
洞内导线点施测方法与一般导线点测量方法一样。
首先从洞口向隧道内布设多边形闭合导线环，角度采用全站仪观测6个测回取平均，距离采用往返测距，正倒镜测3次。
在角度闭和差控制在小于等于5√N秒（N表示多边形的边数）的前提下，对闭和导线环进行平差。
隧道施工控制导线一般边长不应小于60m，导线测量采用全站仪施测，左、右角各测二测回，左、右角平均值之和与360°
较差小于6″，边长往返观测各二测回，往返观测平均值较差应小于4mm。
2）地下高程控制测量
隧道内高程控制点应按二等水准测量等级施测，全长中误差为±
4mm，往返测较差、附合或环线闭合差为±
8
mm，正线掘进超过50m，开挖至隧道全长1/3、2/3处，分别进行一次高程传递测量，并将成果报监理及第三方测量，以确认成果正确或采用新成果，保障贯通精度。
地下施工高程控制是隧道掘进的依据，每次延伸施工高程控制点前，应对已有的施工高程控制点进行检测。
因此应选择稳定、经过联系测量后的地下施工控制高程点与延伸的洞内高程点闭合尽心检测。
施工控制高程点在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖井定向测量同步进行。
8、盾构施工测量
8.1盾构法掘进隧道施工测量控制
众所周知，盾构机的尺寸通常直径为几米到十几米，机长基本与直径差不多，重量一般在几百吨至几千吨。
这样一个庞然大物，潜在地层中运动，要想改变方向不是一件容易的事。
所以若推进中不及时管理，致使偏离预定的计划中心线，则后果不堪设想，我单位采用德国生产的VMT测量系统对盾构掘进进行全程监测，在盾构推进过程中时刻监测盾构所在位置（三维坐标）、姿态（倾角），并与设计路线时刻对比，出现偏差立刻纠正。
盾构隧道可根据使用目的确定偏差的允许值。
因为管片在盾尾内组装，所以管片的设置位置可以认为与盾构机的轨迹基本一致。
所以在盾构推进过程中，把偏离量控制在允许范围内，即盾构只能按设计路线推进。
盾构法掘进隧道施工测量包括盾构机始发架定位测量、盾构机始发姿态测量、隧道内导线测量和衬砌环片检测等。
其测量方法如下：
1）盾构机始发架定位测量
开始先利用联系测量将测量控制点传递到盾构井中，并利用测量控制点测设出线路中线点和盾构机始发架安装时所需要的测量控制点。
测设值与设计值较差小于3mm。
安装盾构导轨时，测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计值的较差小于2mm。
2）盾构机始发姿态测量
盾构机始发姿态测量的目的是为了获得VMT系统中激光靶中心与盾构机轴线的三维关系。
盾构机尾部有许多空间点，这些点与盾构机轴线的三维关系在盾构机出厂前已经由厂家给出。
盾构机在始发架上组装完成后，由人工测量盾尾空间点的三维坐标，经过计算可以得到盾构机的轴线的空间位置，然后再和VMT系统测出来的空间位置进行比较，即可得到激光靶与盾构机轴线的三维关系。
（1）盾构机初始状态测量的主要内容是：
水平偏移、俯仰角、扭转角的测
量。
测量的目的是确认盾构机在掘进过程中是否沿隧道的设计中心线掘进；
（2）盾构机姿态测量的原理：
盾构机作为一个近似的圆柱体，在开挖掘进过程中我们不能直接测量其刀盘的中心坐标，只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标。
在盾构机的机壳体内适当位置选择测量的观测点就成为非常重要的工作，所选观测点既要有利于观测，又利于点位的保护，并且相对位置不能发生变化；
图8-1盾构机姿态测量原理图
如图中A点是盾构机刀盘中心，E是盾构机中体断面的中心点，即AE连线为盾构机的中心轴线，由A、B、C、D、四点构成一个四面体，测量出每个角点的三维坐标（xi,yi,zi）,根据四个点的三维坐标（xi,yi,zi）分别计算出LAB,LAC,LAD,LBC,LBD,LCD,四面体中的六条边长，作为以后计算的初始值，在盾构机掘进过程中Li是不变的常量，通过对B、C、D三点的三维坐标测量来计算出A点的三维坐标。
同理，B、C、D、E四点也构成一个四面体，相应地求得E点的三维坐标。
由A、E两点的三维坐标和盾构机的绞折角就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度，从而达到检测盾构机的目的。
（3）盾构机姿态测量的误差分析：
由于盾构机的结构原因，B、C两点的间距2m左右，AB、AC的水平距离4m左右，测站点至B、C点的距离5m左右，由B、C点来推算A点的坐标，B、C两点的中误差传递给A点，由误差椭圆的原理可知它产生的纵向误差对里程有影响，产生的横向误差是很小的，横向误差的产生主要是测角的影响。
用1″级全站仪进行角度、距离测量可以将A点的横向点位误差控制在10mm内。
3）隧道内导线测量。
4）衬砌环片检测
环片平面位置测量方法：
用3米长、中间位置带测距头的木尺，两头抵在环片内侧，用水平尺台平后，用全站仪直接测量其坐标，然后在CAD隧道平面图上量出环片中心到隧道设计中心的距离即为衬砌环片水平偏差。
环片高程检测采用水平仪直接测量环片最低处标高的方法检测。
平面位置允许偏差±
50mm，高程位置允许偏差±
50mm。
盾构掘进过程中，前100环掘进完成后，须向监理和第三方测量报验盾构姿态、中线、断面测量成果，前100环后每300环报验一次盾构姿态、中线、断面测量成果；
测量频度：
为了尽量减少盾构机的偏离，通常掌握偏离幅度最为重要。
为此，希望每推进一环测量一次。
由于盾构机的重心位置受盾构机的固有缺点、土质变化等因素的影响，固盾构机的偏离无法预测。
要想掌握每台盾构机的偏离特性，只能提高测量频度。
对中、大口径盾构而言，通常把测量仪器设置在后方台车的上部、无论何时均可测量。
对小口径盾构而言，因为确保该设备的设置在空间困难，所以测量频度少。
这种场合下，应针对施工条件，同时并用其他测量方法进行核校补充。
5）盾构机修正偏离原则
（1）偏离量增大之前及早修正；
（2）在场地条件受限不能修正，只能按现时方向掘进的场合下，通常可提前10～20m控制偏离量。
（3）遵循偏离量的管理值和允许值，确立偏离修正方针。
为了把施工时的实际偏离量控制在规定的允许偏离量以内，首先应确定偏离量的管理值（允许值的50%～80%为目标），并在该目标范围内修正偏离进行推进管理。
必须确立连续修正偏离的意识，但是如果不明确修正到什么时候，什么程度的方针，则会出现反复偏离。
如果在已经发生偏离的场合下修正盾构方向，则因超挖和盾构外周面摩擦的增大周围地层将发生扰动，致使沉降。
从防止沉降的观点出发，希望减小偏离量。
在方向控制时，必须先掌握读够现在推进方向上的偏离量，其次按可以把偏离量拉回到管理值以内的原则设定方向修正量，即使超过管理值也可以考虑先修正几米的原则进行方向控制。
8.2盾构推进测量
盾构推进测量以SLS-T导向系统为主，辅以人工测量校核。
该系统主要组成部分有ELS靶、激光全站仪、后视棱镜、工业计算机等见图8-2。
图8-2导向系统组成
SLS-T导向系统能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差，主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进姿态，使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。
为了保证导向系统的准确性、确保盾构机沿着正确的方向掘进，需周期性的对SLS-T导向系统的数据进行人工测量校核。
盾构推进中测量包括：
1）盾构姿态测量
包括纵向坡度﹑横向坡度﹑平面偏离值﹑高程偏离值﹑切口里程滚动值等。
2）环片成环现状测量
主要包括环片的直径﹑圆度﹑环片的平面和高程偏差以及环片前沿里程等。
3）隧道隆沉测量
盾构机机头前10m和后20m范围每天早晚各测一次,并随着施工进度递进,范围之外的监测点每周观测一次,直至稳定,当沉降和隆起超过规定限差（-30mm/+10mm）,或变化异常时,则加大监测频率的监测范围。
8.3贯通测量
盾构完成区间盾构掘进后，联测地上、井下导线网、水准网，并进行平差，为精密铺轨提供具有一定精度和密度的导线点与水准点。
（1）平面贯通测量
在隧道贯通面处采用坐标法从两端测定贯通点坐标差，并分别投影到线路和线路的法线方向上，求得横向误差和纵向误差进行评定。
（2）高程贯通测量
用水准仪从贯通面两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。
8.4与邻近合同段接口的联系测量
对于车站及区间预留的接口，施工前要对这些位置轴线、高程与有关部门进行确认，并进行与对方控制网的复核测量，以保证接口的正确连接。
8.5施工控制测量成果检查与检测
检测均应按照规定的同等级精度作业要求进行，及时地提出成果报告，一般检测互差应小于2倍中误差，可用原测成果，若大于该值或发现偏差，应由监理会同第三方测量采取专项检测来处理。
检测地面导线点的坐标互差≤±
12mm；
检测地下导线点的坐标互差在近井点附近≤±
14mm，在贯通面附近≤±
18mm；
检测地面、地下高程点互差≤±
3mm、≤±
5mm；
检测地下导线起始边（基线边）方位角互差≤±
10″；
检测相邻高程点高差的互差≤±
3mm；
检测导线边的边长互差≤±
8mm；
检测隧道中线点坐标的互差≤±
16mm；
检测经竖井悬吊钢尺传递高程的互差≤±
3mm。
9、竣工测量
工程结束后按照《郑州市轨道交通工程施工测量管理办法》的相关规定，经过业主测量中心复测合格后导线点以及高程点，组织测量人员对隧道净空、隧道中线及高程进行检测。
单位工程完工后，恢复中线控制桩，加密中线桩，进行断面测量，并将测量资料报监理单位。
在隧道贯通后，对地下导线进行平差计算，并以此为基础进行隧道净空断面测量。
以施工图的设计线路中线点为测基准线，线路如需变更应以调整的线路中线点为测量基准线，进行隧道结构净空断面和高架线路结构横断面测量。
横断面方向，必须与线路方向垂直，曲线地段必须与该曲线点的切线方向垂直，垂直度要求不大于90°
5′。
隧道断面测量成果以报告形式上报。
其要求有：
洞内断面底板面处线路中心点坐标、高程。
直线段只提供控制点坐标，每两个控制点宜小于50m。
曲线提供每个断面的坐标、高程。
其内容包括：
测量方法、测量位置描述、仪器、时间、成果精度及编制的最终断面测量成果。
工程竣工后，按以下要求移交足够数量的合格控制点：
1）导线点（中线点）为砼标石，内有100mm×
100mm×
10mm大小的钢板，镶直径2mm、深为6mm的铜丝标志。
水准点标志采用圆形圆头铜质，长50cm，直径1.5cm，埋入两侧结构底部1.5米左右，左侧洞墙上（无消防管的一侧）并注明BMXXX，标注里程DK（D左K）XX+XXX．XXX。
水准点与导线点重合时，保证稳固及有最高位置；
2）地下区间：
区间隧道左、右线曲线要素点、直线每150m、曲线通视情况允许时不小于60m设立一个导线点（中线点），水准点每120m设立一个；
3）控制点两侧墙面上必须写明桩号内容，如：
直线DKXX+XXX．XXX；
左线D左KXX+XXX．XXX；
曲线ZH（ZH、HY、QZ、YH、HZ、ZY、QZ、YZ）。
10、质量、安全保证措施
1）加强对测量使用所有控制点的保护，防止移动和损坏；
一旦发生移动和损坏，应立即报告监理，并与监理协商补救措施。
2）加密导线点布置在受地铁施工影响之外稳固、通视条件好的地方，并设标志桩。
从高楼上的加密导线点向地面引测时，俯仰角不大于15°
。
3）用于本工程的测量仪器和设备，应按照规定的日期、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方可投入使用。
4）外业前，列出所用的测量仪器和工具，检查是否完好。
在运输和使用测量仪器的过程中，应注意保护，如发现仪器有异常，应立即停止使用并送检，并对上次测量成果重新作出评定。
5）用于测量的图纸资料，测量技术人员必须认真核对，必要时应到现场核对，确认无误无疑后，方可使用。
如发现疑问作好记录并及时上报，待得到答复后，才能按图进行测量放样。
6）外业前，测量技术人员对内业资料进行检查，所采用的测量方法、测量所用桩点以及测量要达到的目的向测工进行交底，做到人人明白。
7）保持测量人员、测量仪器、测量作业方法的相对固定。
8）测量数据计算过程中必须做到步步有校核。
计算完成后，应换人进行检算，检核计算结果的正确性。
9）测量技术人员要认真整理内业资料，保证所有测量资料的完整。
资料必须一人计算，另外一人复核。
抄录资料，亦须认真核对。
10）测量过程中，必须消除干扰，需停工的要停工，以保证测量精度。
各种建筑物放样时应和施工人员密切配合，避免出现不必要的偏差。
11）积极和测量监理工程师进行联系、沟通和配合，满足测量监理工程师提出的测量技术要求及意见，并把测量结果和资料及时上报监理，测量监理工程师经过内业资料复核和外业实测确定无误后，方可进行下步工序的施工。
12）一切原始观测值和记事项目，在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手簿中，字迹清楚、整齐、美观，不得涂改、擦改、转抄。
外业手簿或记录进行编号。
手簿各记事项目都记录清楚，填写齐全。
原始观测数据水平角观测的秒值、距离及水准测量的厘米及以下数值不得更改，其他观测数据不得连环涂改。
观测工作结束后，及时检查外业观测手簿中所有计算是否正确，观测成果是否满足各项限差要求，确认符合
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