科山隧道施工测量方案.docx
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科山隧道施工测量方案
科山特长隧道施工测量方案
（一）、工程概况
本隧道进口位于长泰县枋洋镇后料村西侧，出口位于长泰县科山林场东侧，左右线起止桩号分别为ZK7+855~ZK11+430、YK7+860~YK7+425，隧道左线长3575m，右线长3565m，为分离式特长隧道，出口端为小净距，左右线进出口端均为削竹式洞门。
（二）、施工工序流程
一、主要测量工作及仪器配置
①、平面控制测量
②、高程控制测量
③、放样洞内开挖断面、钢支撑定位
④、放样衬砌断面
⑤、激光断面检测仪检测
⑥、贯通测量
复测及控制测量使用测量仪器表
序号
仪器名称
规格型号
单位
数量
备注
1
全站仪
徕卡TCR400
套
1
1″2+2ppm
2
水准仪
苏光DSZ2
台
1
1㎜
3
激光隧道断面检测仪
BJSD-2F
套
1
1mm
4
收敛仪
JSS30A
套
1
0.01mm
二、测量人员配备及分工
项目部工程部设测量班，隧道工区设测量组，综合素质能达到独立胜任隧道工程的控制测量和隧道放样的水平。
测量班和工区测量组实行班（组）长负责，测量班负责对隧道工区施工测量工作进行指导，测量组长为隧道施工及时提供定位和服务。
我公司实行三级复合制度，平面测量和导线点的布控由公司精测队完成，并按开挖进度情况进行复检，项目部测量班长负责测量组测量过程的监督和测量成果的复核，随时做到监控测量，测量组在测量时加强自检自核。
（三）、主要测量工作及内容：
①、平面控制测设
隧道平面控制测量的任务主要是保证隧道的精度和正确的贯通，并定出施工中线。
1）、洞口投点测设
施工时通过洞外精测点，引进洞内采用双导线布置形成闭合导线，采用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道中线。
洞口导线点位埋设使用Φ22钢筋（钢筋顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。
点位布置完毕后，利用设计院交接的导线网点GPS点（已知）作基准点，使用全站仪引测附合导线上各点的坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的高程（并经平差）。
水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±2.5″，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差≤±1/30000。
2）、洞内导线测量
隧道洞内导线控制测量在洞外控制测量的基础上，结合洞内施工特点布设导线，以洞口投点为起始点，沿中线布设，形成导线环。
导线边长根据测量设计的要求并考虑实际通视条件，选择长边布设。
导线点布设在施工干扰小、稳固可靠的地方。
由洞外向洞内的测角、测距工作，在夜晚或阴天进行，洞内的测角测距，在测回间采用仪器和觇标多次置中的方法，并采用双照准法（两次照准、两次读数）观测。
照准的目标应有足够的明亮度。
并保证仪器和反射镜面无水雾。
洞内导线平差，采用条件平差或间接平差，也可采用近似平差。
洞内导线的坐标和方位角，必须依据洞外控制点的坐标和方位角进行传算。
②、高程控制
高程控制点的布设是利用平面控制点的埋石，如特殊需要时进行加密，其布置形式也为附和水准线路。
精密水准点的复测按三等水准控制。
观测精度符合每公里偶然中误差±3mm，每公里全中误差±6mm，往返闭合差≤±
（L为往返测段路线段长，以km计）。
观测误差超限时重测。
当重测结果与原测成果比较不超过限值时，取两次成果的平均值。
洞内高程必须由洞外高程控制点传算。
每隔100～150米设立一对高程控制点。
洞内高程采用水准仪进行往返观测。
并定期进行复测。
③、放样洞内开挖断面、钢支撑定位
隧道开挖采用全站仪进行中线放样及水准仪进行高程测量。
开挖面至预计贯通面100米时，开挖断面可适当加宽（加宽值不超过隧道横向贯通误差限差的一半。
初期支护完成后，采用断面检测仪对开挖断面进行检查，发现欠挖后及时报与施工班组处理。
仰拱断面由设计高程线每隔0.5m（自中线向左右）向下量出开挖深度。
④、放样衬砌断面
隧道立模衬砌前，必须对衬砌段进行中线放样和高程测定。
并标注特殊部位的高程位置。
隧道衬砌施工完成后，必须对衬砌段进行中线放样和高程复合，并测出衬砌后的净空断面。
⑤、隧道断面仪测量内容
在科山特长隧道施工中使用激光隧道断面仪对开挖断面、初期支护断面、隧道净空验收进行检测，为提高隧道施工质量提供可靠依据，同时通过超、欠挖控制节约了隧道施工成本
1、仪器介绍
SD2型激光隧道断面仪是建立在无合作目标激光测距技术和精密数字测角技术之上的。
极坐标测量法和计算机技术紧密相结合，加上专门设计的图象处理软件，能迅速得到隧道断面图与设计图进行对比，以至可以快速给出检测报告文件。
其主要技术指标：
测距精度优于±1mm；测角精度优于0.1°。
2、外业测量
外业测量主要是选定要检测的隧道横断面，用断面仪扫描断面并贮存数据为内业数据处理提供有力的数据保障。
外业测量是整个检测工作的关键，在外业测量中要注意所检测断面必须垂直于行车道中线（隧道中线）。
在测量中主要有以下几个关键工序：
（1）、横断面的确定
为了能够精确、真实而客观地反映出所要检测的隧道断面特征，首先用全站仪在隧道开挖隧底上确定行车道中线标志点，和在隧道侧壁上确定同断面标记点，并记录行车道中线标志点里程和标高。
标志点一般选在特征断面处，这样更有分析价值，标志点属临时点，勿用红油漆标记，因为红色对仪器有感应影响检测结果。
（2）、扫描和数据贮存
确定了标志点后，把断面仪架设在隧道行车道中线标志点处，打开电源，在测量控制器上选择“测量”，同时检测头主机出现激光器亮点，利用激光对中整平原理进行对中整平。
松开检测头主机方位锁紧螺旋，将测量头的激光束通过选择测量控制器上的“手动测量”方式调整到隧道侧壁上已放好的标志点处，琐紧水平锁紧螺旋，此时仪器已处于垂直于隧道轴线的位置。
SD2型激光隧道断面仪检测方式有手动检测、定点检测和连续检测，在隧道断面检测中以定点检测为主，定点检测方式能准确检测出每点相对于仪器的机械轴心的距离和角度。
定点检测主要参数设定为检测起始角度最小为30°，检测终止角度为330°，检测点总数为2～150个，根据测设需要设置合理的参数。
定点检测第一个点为行车道中线标志点，第二个点为起始角度点处，最后点为终止角度点处。
断面仪扫描方向即可是顺时针也可是逆时针，但有横坡的隧道检测方向必须为逆时针，因为制作标准断面时角度以垂直向下为“0”度角，逆时针方向增加。
当断面仪扫描完毕后选择测量控制器上“贮存数据”这样该断面的测量数据已贮存在测量控制器内。
按同样的方法进行下一点的检测。
⑥、贯通误差的测定及调整
为确保施工进度和改善施工环境，项目部采用进出口两方相向掘进，考虑出口施工条件比较好，预计贯通点为YK1+400，取YK1+400的理论坐标为贯通点，由两端导线分别测量该点坐标，测量该点横向贯通误差、纵向贯通误差、水平角求算方位角贯通误差和高程贯通误差。
隧道贯通误差
式中：
m外—控制网误差对横向贯通误差影响值；
m1—由进口计算的影响值；
m2—由出口计算的影响值；
mβ—由控制点放设中线时理论高度中误差；
隧道贯通后，中线和高程的实际贯通误差，应在未衬砌地段调整，调线地段的开挖和衬砌，均应以调整后的中线和高程进行放样。
因本隧道贯通面处于直线段，因此中线采用折线法调整并符合《测规》表4.9.3的规定。
通过导线测得的贯通误差按下述要求调整：
（1）、方位角贯通误差分配在未衬砌地段的导线角上；
（2）、计算贯通点坐标闭合差；
（3）、坐标闭合差在调线地段导线上，按边长比例分配，闭合差很小时按坐标平差处理；
（4）、采用调整后的导线坐标作为未衬砌地段中线放样的依据。
高程贯通误差在规定的贯通误差限差之内时，按下列方法调整：
（1）、由两端测得的贯通点高程，取平均值作为调整后的高程；
（2）、按高程贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段的高程点上按路线长度的比例调整；
（3）、以调整后的高程，作为未衬砌地段高程放样的依据。
（四）、监控量测方案
监控量测是对围岩动态监控的重要手段，依据设计文件及本合同段隧道实际情况，采用以下施工方案，并在施工中认真执行。
4．1.监控量测目的：
a.掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理。
b.了解支护构件的作用及效果。
c.确保隧道施工及运营安全与经济。
d.将监控量测结果反馈设计及施工中。
4.2必测项目：
（1）洞内外观察
a.洞内观察包括开挖面观察和初期支护完成区段观察等。
b.开挖面观察：
每次开挖后进行一次。
观察后应绘制开挖面略图，填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。
c.初期支护完成区段观察：
每天至少进行一次，观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状态。
d.洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。
（2）周边位移量测
量测坑道断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛以及底板鼓起。
拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为：
Ⅳ级围岩不大于25m；Ⅴ级围岩应小于20m。
围岩变化处应适当加密（特别是洞口段），在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1~2个，水平收敛1~2对。
当发生较大涌水时，Ⅴ级围岩量测断面的间距应缩小至5~10m。
各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.5~2m，并在下一次爆破循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。
净空水平收敛测线的布置应要求施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
在地质条件良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线；当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。
拱顶下沉量测应与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行。
当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，沿应量测拱腰下沉及基底隆起量。
拱顶下沉量测与净空水平收敛量测宜用相同的量测频率（见表1）。
表1量测频率
变形速度（mm/d）
量测断面距开挖工作面的距离
量测频率
＞10
（0~1）B
1~2次/d
10~5
（1~2）B
1次/d
5~1
（2~5）B
1次/d
＜1
＞5B
1次/1周
（3）地表下沉量测
浅埋段地表下沉量测断面布置宜与拱顶下沉量测及水平净空变化量测在同一量测断面内，地表下沉量测应在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
地表下沉降速度法量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。
4.3、量测内容及方法：
根据设计文件、工程规模及支护类型要求，我们在必测项目和选测项目中采用以下项目测量（见表2）。
表2隧道现场监控量测项目及测量方法
项目名称
方法及工具
布置
量测间隔时间
备注
1~15d
16d~1个月
1~3个月
3个月以后
地质及支护送交观察
岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等
开挖后及初期支护后进行
每次爆破后进行
贯穿隧道施工全过程，以便及时掌握围岩及支护的稳定情况，为隧道安全施工提供直观的信息
周边位移
收敛仪
每10~50m一个断面,每个断面2对测点
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~2次/月
目的是了解岩体的变形规律，确定二次衬砌的施作时间，制定施工安全措施，是量测的重点
拱顶下沉
水准仪、钢尺
每10~50m一个断面
1~2次/d
1次/2d
1~2次/周
1~2次/月
目的是了解地层与结构共同作用的结果，与周边收敛位移的测点相对应，以便于量测结果分析
地表下沉
水准仪
洞口顶部
<2B时1~2次/d
<5B时1次/2d
>5B时1次/周
洞口浅埋段隧道开挖时地表下沉较大，为了判定开挖对地面的影响程度和范围，制定安全措施
4、4量测点布置及安装：
当隧道上、下导坑开挖时可只采用一条水平线和拱顶量测，当全断面开挖时用两条水平线及一个拱顶点量测，具体测点布置及预埋件见下图。
图1地表下沉测定点构造示意图图2周边收敛测定点构造示意图
图3监控量测测点布置图
图4地表下沉量测测点布置图
4.5、监控量测资料整理与反馈
（1）量测数据应及时绘制：
a.拱脚水平相对净空变化时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图。
b.拱顶相对下沉时态曲线与其开挖工作面距离的关系图
c.地表下沉时态曲线及其开挖工作面距离的关系图
（2）对初期支护时态曲线应进行回归分析，选择与实测数据拟合性好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移。
（3）量测结果应按下列要求进行隧道稳定型综合判别：
a.预测最大位移值不大于表3所列隧道周边允许相对位移值的2/3，可认为初期支护达到基本稳定。
表3隧道周边允许相对位移值（%）
围岩类别
覆盖层厚度（m）
＜50
50~300
Ⅳ
0.15~0.5
0.4~1.2
Ⅴ
0.2~0.8
0.6~1.6
b.位移变化速度小于0.2mm/d时，可以认为围岩达到基本稳定。
c.根据回归后位移时态曲线的形态，当围岩位移速度不断下降时表示围岩趋于稳定状态；当位移速度保持不变时表示位移不稳定；当位移速度不断上升时表示围岩进入危险状态。
d.根据量测结果可按表4所列变形管理等级指挥施工。
表4变形管理等级
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0＜（1/3Un）
可正常施工
Ⅱ
（1/3Un）≤Un≤（2/3Un）
应加强支护
Ⅰ
Un＞（2/3Un）
应采取特殊措施
（五）、监测注意事项及要求：
⑴当隧道开挖后，岩体固有的结构被破坏，因此应在开挖后24小时内及时安装测点，并在第二天获得初始读数。
⑵按各项目量测的操作规程安装好仪器、仪表，每测点一般测读三次，三次读数相关不大时，可取算述平均值作为观测值；若读数相差过大时，应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误时再进行测试。
⑶每次测试时都要做好记录，并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等，并保持原始记录的准确性。
⑷在现场进行粗略计算，若发现围岩与支护变形较大时，应及时通知现场施工负责人。
以提早做好预防方案。
（六）、竣工测量
隧道竣工后，在中线复测的基础上埋设永久中线点。
在直线上每200米设一个，曲线上按曲线五大桩埋设。
永久中线点设立后在隧道边墙上绘出符合《工程测量规范》GB50026-93、《城市测量规范》CJJ8-99。
（七）、测量资料管理
测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章，确保其有效。
对工程所用测量资料加以分类存档，并按要求进行管理。
所有原始测量数据必须在现场用铅笔记录在规定的测量手簿内，记录数据字迹应端正、整齐、清楚，不得更改、擦改、转抄。
每次施测前应在室内做好测量资料计算，同时将施工过程、测量方法及要求对测量人员交底。
测量资料必须由一人计算，另一人复核签认后才能用于现场测量放样。
所有现场测量原始记录，必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己签名。
中线施工放样记录必须用经纬仪簿记录，各项内容应填写清楚。
水平高程施工放样记录必须用水准仪簿记录，记录中各项内容应填写清楚、完整。
（八）、注意事项
严格按规程办事，遇到超限时要认真检查，不合规范要求及时返工。
测量组人员团结配合，保持测量人员的相对稳定。
制定仪器维修和保养制度及周检计划，加强仪器的维修和保养工作，保持其良好状态，按时送检。
专人负责对桩点的保护，注意防止桩点沉降、偏移并定期复核，有偏差时及时调整。
观测和计算结果必须做到记录真实，注记明确，计算清楚，格式统一，装订成册和长期保管。
一切原始观测记录和记事项目必须在现场记录清楚，不得涂改，不得凭记忆补记，手簿必须填明页次，注明观测人、记录人、计算人、复核人、观测日期、起始时间、气象条件、使用的仪器和觇标的类型，并详细记录观测时的特殊情况。
因超限划去的观测记录应注明原因。
未经复核和检算的资料严禁使用。
（九）、测量质量的保证措施
执行现行有关测量技术规范，保证各项测量成果的精度和可靠性。
定期组织测量人员与相邻施工单位共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。
认真审核用于测量的图纸资料，复测后方可使用，抄录数据资料，必须仔细核对，且须经第二人核对。
各种测量的原始记录，必须在现场同步完成，严禁事后补记补绘，原始资料不允许涂改，不合格时，应当补测或重测。
测量的外业作业必须采取多测回观测，并形成合格检核条件；内业工作，坚持两组独立平行计算和相互校核。
重要的定位和放样，必须采用不同的测量方法或测量环境下进行。
利用已知点（包括控制点、方向点、高程点）必须坚持先检测后用的原则，即已知点检测无误或合格时才能利用。
二〇一〇年十月二十六日
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