梧州环城高速二标隧道施工测量.docx

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梧州环城高速二标隧道施工测量

隧道施工测量

梧环高速黄义林

一、工程概况

二、测量技术依据

三、主要仪器设备

四、测量任务

五、隧道洞内平面控制测量实施方案

六、洞内导线测量

七、隧道高程控制测量实施方案

八、隧道施工测量

九、测量技术质量保证措施及安全措施

一、工程概况

拟建梧州环城高速公路俩阶段起讫里程为：

K0+850～K28+300，主线K线共设置中隧道2座，共长1706.75米；审计通道设置长隧道1座，长1072.5米，短隧道1座，长245米。

具体里程如下：

野猫顶隧道：

左洞起止里程桩号为Z3K10+006-Z3K11+035，设计长度969m，进、出口隧道路面设计高程分别为102.573m、115.777m，最大埋深约116.96m；右洞起止里程桩号Y3K10+075-Y3K11+049.5，设计长度975m，进、出口隧道路面设计高程分别为102.803m、115.815m，最大埋深约114.52m；设计净空（宽×高）均为10.75×5m，为分离式＋小净距中隧道。

2、旺口隧道：

左洞起止里程桩号为Z1K23+051-Z1K23+780，设计长度729m，进、出口隧道路面设计高程分别为79.458m、76.572m，最大埋深约105.734m；右洞起止里程桩号Y1K23+058-Y1K23+799，设计长度741m，进、出口隧道路面设计高程分别为79.602m、76.712m，最大埋深约107.014m；设计净空（宽×高）均为10.75×5m，为分离式＋小净距中隧道。

3、下谭隧道（省际通道）：

左洞起始止里程桩号为ZK1+460-ZK2+530，设计长度1070m，进、出口隧道路面设计高程分别为120.494m、108.466m，最大埋深约170.445m；右洞起始止里程桩号YK1+450-YK2+525，设计长度1075m，进、出口隧道路面设计高程分别为120.427m、109.006m，最大埋深约160.691m；设计净空（宽×高）均为10.75×5m，为分离式＋小净距长隧道。

4、桂粤隧道（省际通道）：

左洞起始止里程桩号为ZK5+886-ZK6+127，设计长度,241m，进、出口隧道路面设计高程分别为98.257m、101.942m，最大埋深约69.79m；右洞起始止里程桩号YK5+863-YK6+112，设计长度257m，进、出口隧道路面设计高程分别为97.667m、102.011m，最大埋深约71.38m；隧道左、右线设计净空（宽×高）均为10.75×5m。

二、测量技术依据

（1）.梧州市环城高速公路两阶段施工图纸，设计说明书；

（2）.现场踏勘调查获取的当地资源、交通状况及施工环境等资料；（3）.《公路工程技术指标》JTGB01-2003；（4）.《公路路线设计规范》JTGB20-2006；（5）.《公路隧道设计规范》JTGB70-2004；（6）.《公路勘测规范》JTGC10-2007；

三、主要仪器设备

序号

仪器名称

精度

数量

1

宾得GPS

10mm+1ppm

1

2

拓普康全站仪

1mm/0.2mm

1

3

索佳水准仪

0.5''

2

所使用的测量仪器必须经过有关部门检测，合格后方能进行使用，并且每次使用前要经过校准。

根据我标段现场情况，投入以下测量仪器进场，进场仪器情况见下表：

四、测量任务

1.在工程开工前，对测量控制网进行复测，发现问题立即向监理单位专业负责人呈报。

建立相应等级的施工控制加密网，控制点至各施工工作面所需部位。

2.测量监控实施过程严格按照<<公路工程测量规范>>执行操作。

3.根据本施工处的生产计划安排，积极配合各工程部门保质、保量、保安全的完成各项相关测量任务。

4.做好与外部及内部相关部门之间的技术交流、沟通工作，对外部文件及图纸进行分类保管，并对保密文件特殊管理。

5.负责各施工工作面的施工放样，定期检查，并将结果通知所在施工部位的技术员，做好详细的交底记录。

6.提供符合设计要求的设计轴线，以满足规范要求，并负责检查与复核工作。

7.每6个月监测复核控制点的位移情况，如超出规范，应及时纠正，并向有关单位汇报。

8.不定期的对各工作面进行数据分析和统计，根据分析结果，不断改进控制质量的方法。

9.负责向相关部门、单位及时准确的提供现场验收断面资料、校模检测资料、报方量断面资料、平面图及工程量计算表，配合收集整理竣工验收归档资料。

五.、隧道洞内平面控制测量

5.1、洞内平面控制网的等级和形式

本隧道洞内平面控制采用由导线环构成的导线网。

导线等级为一级。

5.2、洞内平面控制网的建立

洞内导线点分两排成对布设。

导线点的间距，曲线地段不小于300m，直线地段不小于400m。

导线点的设置是钻孔、灌注水泥、埋入铁心，铁心上部呈半球型刻十字。

砼面底于地面20cm，上加盖板。

并在边墙上用油漆标明点号、里程等。

同时用箭头指出位置，洞内平面控制点兼做高程控制点。

每个洞口均由洞外GPS点直接进行投点，其洞内导线控制网的形式如下图，进洞时构成四边形导线环，然后每6条边构成一个导线环进行向前延伸。

由于本标段的两条隧道均为小型直线隧道，所以洞内布设两对导线点即可；

GPS

123456

GPS

GPS

（1）

（2）（3）（4）（5）

六、洞内导线测量

洞内导线按一级导线施测，测角中误差mβ=±1.0〃。

边长相对中误差1/40000以上。

隧道洞内平面控制测量的等级划分见下表：

洞内平面

控制网类别

洞内导线网

测量等级

导线测角

中误差（″）

两开挖洞口间长度L（Km）

导线网

三等

1.8

L≥5

四等

2.5

2≤L＜5

一级

5

L＜2

6.1、导线角度测量：

采用J2级全站仪施测，每个测站观测12个测回。

测站仅有两个方向时，采用左、右角观测法观测。

测站有两个以上方向时，采用方向观测法观测。

⑴、方向观测法

A、水平方向观测结果限差满足《公路工程测量规范》要求：

两次符合读数之差：

3〃；半测回归零差：

8〃；一个测回2c互差：

13"；同方向各测回差：

10〃。

B、观测程序按《规范》规定程序进行。

C、每个测站观测结束后，进行测站平差。

平差结果应满足导线等级对测角的要求。

D、观测过程中，仪器和目标应多次对中，以减少仪器和目标对中引起的误差。

⑵、左、右角观测法

A、在一个测站仅有两个方向时，采用左、右角观测法。

其中前6个测回测左角，后6个测回测右角。

B、每个测站左右角观测的圆周闭合差应小于2〃。

即Δ=[左角]平+[右角]-360°≤2〃.

C、观测时起始方向度盘位置的安置按方向观测法执行。

D、在左、右角观测中，仪器和目标应重新对中1～2次。

6.2、导线边长测量

（1）、导线边长观测方法

导线边长进行往、返观测各4个测回。

一个测回是指瞄准目标一次，读数3次。

在边长往测或返测的4个测回中，测角前先测边长2个测回，测角结束后再测2个测回。

（2）、边长观测限差

A、同测回中各次读数互差小于5㎜

B、测回间距离互差小于7㎜

C、同一边对向观测较差小于2

㎜（D以Kｍ为单位）

（3）、测距精度评定

A、边长必须是经过仪器常数和气象改正后的水平距离。

B、一次观测值中误差按下式计算

mO=±

（1）

式中d—往、返观测值较差

n—观测边的个数

C.对向观测边长平均值的中误差按下式计算

mD=mO/

（2）

D.边长相对误差按下式计算

K=ｍD/D=mo/（

·D）（3）（将分子化为1）

6.3、导线内业计算

（1）、观测成果检核

对测角和测距记录再次进行检核，各项限差应符合要求。

（2）、导线环角度闭合差计算与检核

当洞内导线形成闭合环时，按下式计算导线角度闭合差的限差值

Wβ（限）=±2mβ"

（4）

式中：

mβ"——导线测量设计的测角中误差（在此mβ=1.0"）

n——闭和环内的测角个数

导线环实测角度闭合差由下式得出

fβ=Σβ-（n-2）×180 0（5）

式中：

Σβ——闭和环各内角之和

应满足：

fβ

（3）、由导线环实测角度闭合差，计算实际测角中误差

mβ=±

（6）

式中：

N——导线环个数

fβ——导线角度闭合差

n——导线环中内角个数

注：

当导线环个数较少时，计算的中误差仅为参考。

（4）、导线坐标计算

A、洞内导线尚未形成导线环之前，导线角度观测6个测回（要求见左右角观测），边长同前。

坐标按单导线进行列表计算。

B、当洞内导线第一个环形成后，进行整环洞内导线测量。

坐标计算按闭合导线简易平差进行计算。

C、当洞内导线第二个环形成后，连同前面的导线环一起进行整体严密平差，求出导线各点坐标。

七.隧道高程控制测量

7.1、洞外水准测量

隧道进出口水准点联系测量应采用四等水准测量，具体操作见洞内水准测量。

7.2、洞内水准测量

7.2.1、洞内水准测量等级

考虑到洞内进行变形观测，因此洞内水准测量等级亦采用四等水准测量。

隧道洞内高程控制测量的等级划分见下表：

高程控制网类别

等级

每千米高差全中误差（mm）

洞外水准路线长度或两开挖洞口间长度（Km）

水准网

二等

2

S＞16

三等

6

6＜S≤16

四等

10

S≤6

7.2.2、水准点及水准网的构成

（1）、洞内导线点兼做水准点。

（2）、按洞内导线环构成水准线路环。

7.2.3、四等水准测量的程序及要求。

（1）、仪器、工具

采用S3级水准仪，三丝读数法进行往返观测。

水准仪应经常检验校正，水准尺为3m板尺。

（2）、观测方法

观测方法同五等水准测量，各项限差应符合四等水准测量要求。

视距在80m以内，一站前后视距差小于3m，前后视累计视距差小于10m。

（3）、水准点高程计算

A、在未构成闭合水准线路前，按单一水准路线计算各点高程。

B、在构成闭合水准线路后，采用简易平差法对水准路线环进行平差，计算各点高程。

（4）、水准测量限差

A、往返高差不符值：

20

L——测段长度（km）（7）

B、闭合环闭合差：

20

R——环线长度（km）（8）

（5）、水准测量精度计算

每公里水准测量高差中数偶然误差M△按下式计算

M△=

（9）式中△——测段往返高差不符值（mm）

n——测段数

L——各段水准路线长度（Km）

由上式求出的M△应满足四等水准测量的要求。

即：

M△<5mm

水准测量的主要技术要求见下表：

水准测量的主要技术要求

等级

每千米高差全中误差（mm）

路线长度（km）

水准仪型号

水准尺

观测次数

往返较差、附合或

环线闭合差

与已知点联测

附合或环线

平地（mm）

山地（mm）

二等

2

－

因瓦

往返各一次

往返各一次

－

三等

6

≤50

因瓦

往返各一次

往一次

双面

往返各一次

四等

10

≤16

双面

往返各一次

往一次

五等

15

－

单面

往返各一次

往一次

－

注：

1结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍；

2L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数；

3数字水准仪测量的技术要求和同等级的光学水准仪相同。

八.隧道施工测量

8.1、施工测量

（1）、隧道的施工中线，宜根据洞内控制点采用极坐标法测设。

当掘进距离延伸到1至2个导线边（直线不宜短于200m、曲线部分不宜短于70m）时，导线点应同时延伸并测设新的中线点；隧道衬砌前，应对中线点进行复测检查并根据需要适当加密。

加密时，中线点间距不宜大于10m，点位的横向偏差不应大于5mm。

施工过程中，应对隧道控制网定期复测。

隧道贯通后，应对贯通误差进行测定，并在调整段内进行中线调整。

当隧道内可能出现瓦斯气体时，必须采取安全可靠的防暴措施，并应使用防暴型测量仪器。

（2）、开挖断面放样及开挖断面检测

隧道的开挖断面放样，CASIO5800P科学型计算器进行放样。

施测过程：

全站仪采集撑子面三维坐标数据----利用计算器的可编程功能快速计算出测点的对应里程桩号及该测点与洞身设计轮廓的关系----用红色油漆标示出洞身轮廓线及洞轴线。

此方法速度快，精度高，完全可满足隧道洞身开挖的精度要求。

只需两名测量人员在四十分钟左右就可完成一个断面的放样，不占用施工时间。

开挖后的断面采用BJSD-2E型激光隧道断面仪进行检测，对超欠的断面进行及时处理。

Ⅴ级、Ⅴ加强预留量为：

S5-A15cm、S5-B12cm；Ⅳ级预留量为：

8cm；

级预留量为：

5cm；HC3车行洞预留量：

5cm；HR3人行洞预留量：

3cm。

8.2、监控量测

根据以往类似隧道施工经验，结合设计文件，在施工过程中，将按照《公路隧道监控量测技术规程》的要求进行监控量测，以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管理，达到确保工程质量、施工安全和进度，合理控制投资的目的。

在隧道正洞洞身支护完成后，尤其是仰拱施工完毕后，喷锚支护已闭合成环，及时进行全断面监控量测，随时掌握初期支护的工作状态，指导和确定二次衬砌施作时间。

监测数据分析为达到预定的监测目的，要进行科学合理的组织安排，监测需严格按监测流程进行，流程图如下图：

（1）、隧道拱顶收敛监测，是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对位移量。

在隧道内设置监控量测断面，本隧道平均10米布设一个监测断面，每台阶一条水平测线，测点分别布置在拱顶及两侧，利用收敛仪，采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介，通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。

测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，在爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。

监测的最小精度1.0mm。

（2）、拱顶下沉监测，是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测，是相对于不动点的绝对位移。

在隧道内设置监测断面，本隧道平均5米布设一个监测断面，点位横向间距为2～5米，和隧道周边收敛布设于同一断面上。

每监测断面设置在拱顶处设置监测测点。

在隧道拱顶设置测点，安设隧道拱部监测测点，将钢尺或收敛仪挂在作为隧道拱部测点上作为标尺，后视点可设在稳定的部位，用水平仪观测。

测点应在距开挖前安设，并应保证爆破后最晚不超过24h内或下一次爆破前测读初次读数。

监测的最小精度1.0mm。

根据本标段工程的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点，初步选择确定本隧道监控量测必测项目和选测项目见下表。

8.2.1、量测断面间距

施工中将按照设计文件设置量测断面并布点。

本项目部结合本标段隧道具体情况，初步拟定必测项目量测断面间距与每断面测点数量见下页表。

为掌握各级围岩位移变化规律，在各级围岩起始地段增设量测断面。

8.2.2、量测频率

洞内观察分为开挖工作面观察和支护表面状况观察两部分。

开挖工作面观察应在每次开挖后进行，地质情况基本无变化时，可每天进行一次。

对支护的观察也应每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、钢架的表面外观状况等。

洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透等观察。

量测频率见下表。

量测频率表

量测频率

变形速度（mm/d）

量测断面距开挖工作面距离

2次/d

≥5

<1B

1次/d

1～5

（1～2）B

1次/2～3d

0.5～1

（2～5）B

1次/3d

0.2～0.5

1次/周

<0.2

>5B

注：

B为隧道开挖宽度。

8.2.3、量测断面布置

隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空

收敛量测基线。

测点布置见下图。

8.2.4、监测方法

监测方法与要求见下表，本项目部拟在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术。

它具有快

速、准确、灵活方便等优点。

量测方法：

无接触法围岩量测观测方案见下图。

测量人员按量测频率要求对隧道断面上布设的点进

行全自动多测回全圆观测，得到这些点的收敛信息。

8.2.5、监测资料整理、数据分析及反馈

在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。

结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，及时向项目总工程师及监理工程师汇报。

8.2.6、监控量测管理

（1）监测控制标准

根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本工程监控量测变形管理等级见下表，据此指导施工。

变形管理等级

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

U

可正常施工

Ⅱ

Uo/3≤U≤2Uo/3

应加强支护

Ⅰ

U>2Uo/3

停工，采取特殊措施后方可施工

注：

U为实测位移值；Uo为最大允许位移值。

观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。

一般正常状态须同时满足以下条件：

净空变化速度小于0.2mm/d时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，围岩基本稳定；位移速度除在最初1～2天允许有加速外，应逐渐减少。

当净空变化速度持续大于1.0mm/d时，应加强初期支护；二次衬砌混凝土施作时间应满足《公路隧道喷锚构筑法技术规范》要求。

（2）若根据位移速度和距工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值；

3）后期监测时，间隔时间可加大到几个月或半年监测一次。

根据《公路隧道监控量测技术规程》锚喷衬砌和复合式衬砌初期支护的允许洞周水平相对收敛值如下表所示：

隧道周边允许相对位移值（%）

围岩级别

隧道埋深h（m）

≤50

50＜h≤300

300＜h≤500

拱脚水平相对净空变化（%）

Ⅲ

0.1～0.5

0.4～0.7

0.6～1.5

Ⅳ

0.2～0.7

0.5～2.6

2.4～3.5

Ⅴ

0.3～1.0

0.8～3.5

3.0～5.0

拱顶相对下沉（%）

Ⅲ

0.01～0.0.04

0.03～0.11

0.1～0.25

Ⅳ

0.03～0.07

0.06～0.15

0.1～0.6

Ⅴ

0.06～0.12

0.10～0.60

0.5～1.2

注：

1）水平相对收敛值系指收敛位移累计值与两测点间距离之比；2）硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩的隧道取表中较大值；3）本表所列数值，可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正；4）拱顶下沉允许值，一般按本表数值的0.5～1.0倍采用。

8.3、混凝土施工放样

混凝土施工放样的置镜点和后视点均采用洞内导线控制点。

放样采用全站仪极坐标法，利用全站仪精确放样出洞轴线与衬砌边墙的位置。

再用水准仪测出其实际高程，计算出与设计高程之间的差值以精确定出衬砌台车平面高程位置,台车就位时先将底部与两侧标高对齐,然后从台车中线吊垂球,调整台车使垂线与设计中线重合。

8.4、监控量测必测项目

（1）.围岩及支护状态观察：

开挖面地质描述,包括围岩岩性、岩质、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无漏水等;初期支护状态包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等观察分析,一一进行描述、记录,以此作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据

（2）.拱顶下沉、周边位移及收敛：

将拱顶下沉及周边收敛位移量测布置在同一个断面，Ⅳ级为10m，Ⅴ级为5m。

拱顶下沉量测测点布置在拱顶。

周边位移量测以量测初期支护上各点的绝对位移为目的，通过水平及斜向收敛量测，验证周边位移结果。

周边位移量测在Ⅳ、Ⅴ级围岩中进行，Ⅳ级围岩每个断面布置约2个测点，Ⅴ级围岩每个断面布置约4个测点，拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行。

（3）.地表下沉量测仅浅埋地段（埋深在约1.5倍洞径）和地面上有构造物地段进行,量测断面应与净空变化和拱顶下沉布置在同一断面。

间距为5m,每个量测断面上测点横向间距为2～5m，在隧道中线附近适当加密，隧道中线两侧量测范围应不小于隧道覆土+隧道开挖宽度。

（4）量测标准：

隧道拱顶下沉及周边收敛量测频率、地表下沉量测断面间距、变形管理等级见下表：

位移速度（mm/d）

距开挖面距离（m）

量测频率

≥5

（0～1）B

2次/天

1～5

（1～2）B

1次/天

0.5～1

（1～2）B

1次/2～3天

0.2～0.5

（2～5）B

1次/3天

＜0.2

>5B

1次/周

注：

B—隧道开挖宽度

地表下沉量测断面间距表

埋置深度H

量测断面间距（m）

2.5B>H＞2B

20～50

B＜H≤2B

10～20

H≤B

5～10

注：

地表无建筑物时取表中上限值；B表示隧道开挖宽度

变形管理等级表

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

U

可正常施工

Ⅱ

U0/3≤U≤2U0/3（2Vn/3）

加强支护

Ⅰ

U>（2U0/3）

停工，采取特殊措施

注：

U—实测位移值；U0—最大位移值

8.5、监控量测检测方法

8.5.1、洞内外观察

负责人：

各施工作业面领工员及工班长。

观察内容：

围岩变化，地下水变化，支护结构外观、地表是否变化。

方法：

目测并记录于交接班记录本，重大变化记录于工程日志。

频率：

每次爆破后及支护后。

8.5.2、监测控制标准

根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本工程监控量测变形管理等级见下表，据此指导施工。

变形管理等级

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

U

可正常施工

Ⅱ

Uo/3≤U≤2Uo/3

应加强支护

Ⅰ

U>2Uo/3

停工，采取特殊措施后方可施工

注：

U为实测位移值；Uo为最大允许位移值。

观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。

一般正常状态须同时满足以下条件：

净空变化速度小于0.2mm/d时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，围岩基本稳定；位移速度除在最初1～2天允许有加速外，应逐渐减少。

当净空变化速度持续大于1.0mm/d时，应加强初期支护；二次衬砌混凝土施作时间应满足《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》要求及以下要求：

当拱顶下沉、水平收敛率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

当采用接触量测时，测点挂钩应做成封闭三角形，保证牢固不变形。

8.5.3、监控量测管理

（1）.监控量测小组

为了真实反映监测结果，本标段施工监测由工程管理部组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。

（2）.监测管理

积极配合监理工程师做好对监测工作的检查、监督和指导，工程完成后，根据监测资料整理出本标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

（3）.现场量测要求

净空变化、拱顶下沉量测应在每次开挖后12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下循环开挖前必须完成。

测试前检查仪表设备是否完好，发现故障及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，当测点状态良好时方可进行测试工作。

测试中按各项量测操作规程安装好