隧道测量施测方案DOC.docx
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隧道测量施测方案DOC
目录
1、工程概况1
2、编制依据1
3、测量任务2
4、测量人员及设备的配置2
5、控制测量3
5.1.2主要作业技术要求5
5.1.3外业成果验算7
5.1.4坐标系统和坐标约束点的确定7
5.1.5内业平差计算8
5.1.6复测坐标成果比较与点位稳定性分析8
5.1.7相邻标段衔接平顺性检查9
5.2洞内控制测量9
5.2.1主要作业技术要求10
5.2.2外业观测11
5.2.3内业计算12
5.3高程控制测量13
5.3.1洞外高程控制测量13
5.3.2洞内高程测量14
6、施工测量15
6.1隧洞开挖测量15
6.2隧洞衬砌测量16
7、贯通测量16
7.1测定实际贯通误差16
7.2贯通误差调整17
8、竣工测量17
9、质量保证措施17
9.1双检制度17
9.2工程测量质量控制的原则17
9.3工程测量质量控制的方法18
9.3.1工程测量控制网质量的控制18
9.3.2、工程测量施工放样质量的控制18
10、安全保证措施19
10.1测量作业安全保证措施19
隧道测量方案
1、工程概况
改建铁路南平至龙岩铁路扩能工程段NLZQ-2标段线路总长29.991km，其中隧道24.2536km/11座，约占线路总长的80.87%。
长度L>4km的隧道3座14793.34m、2km＜L≤3km的隧道3座计7616.48m、L≤1km的隧道5座计1843.78m。
其中最长的端西隧道全长6222.79m为本标段的重难点工程。
NLZQ-2标隧道汇总表
序号
隧道名称
进口里程
出口里程
长度（m）
1
乾山隧道Ⅱ标段
DK25+540
DK29+238
3698
2
田墩隧道
DK29+910
DK34+782.55
4872.55
3
垄头隧道
DK34+906.85
DK37+264.01
2357.16
4
端西隧道
DK37+353
DK43+569
6216
5
官庄隧道
DK43+719
DK43+885
166
6
葱坑隧道
DK44+660
DK47+201
2541
7
后底隧道
DK47+447
DK47+729
282
8
三梦阳1#隧道
DK47+817
DK48+108
291
9
三梦阳2#隧道
DK48+209.22
DK48+810
600.78
10
三梦阳3#隧道
DK49+110
DK49+614
504
11
斑竹龙隧道
DK51+765
DK54+481
2716
2、编制依据
（1）《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009
（2）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009
（3）《铁路工程卫星定位测量规范》（TB10054-2010）
（4）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006
3、测量任务
（1）定期对设计提供的CPI、CPII及加密点进行复测并报监理人审批。
（2）洞内导线点引测、高程点引测。
（3）施工测量
（4）贯通测量
（5）竣工测量
4、测量人员及设备的配置
4.1测量人员的配备
表4-1测量人员配备表
序号
职称
人数
备注
1
工程师
1人
2
助理工程师
5人
3
技术员
5人
4
测量工
10人
4.2、测量设备的配备
根据该工程项目的情况，需投入以下主要测量设备，如下表：
表4-2仪器设备配置表
序号
仪器名称
仪器型号
生产厂商
仪器精度
数量（台）
备注
1
全站仪
TS15
瑞士徕卡
1″
1mm+1.5ppm
1
2
全站仪
TS06
瑞士徕卡
2″
2mm+2ppm
3
3
水准仪
DINI03
美国天宝
0.3mm
4
4
GPS接收机
M500GNSS
华测
2.5mm+2ppm
6
5
全站仪
中纬ZOOM20
中纬
2″
2mm+2ppm
1
6
全站仪
ES-602G
拓普康
2″
2mm+2ppm
1
7
全站仪
TCRA1202
瑞士徕卡
1″
1mm+1pm
1
8
全站仪
R-202NE
宾得
2″
2mm+2ppm
1
5、控制测量
5.1洞外控制测量
洞外控制测量前，根据隧道洞外控制测量贯通误差进行洞外控制网设计。
根据洞外允许横向贯通中误差，结合实际布网条件估算贯通误差，来确定平面控制网测量精度。
每个洞口平面控制点布设不应少于3个，水准点不少于2个；用于向洞内传递方向的洞外联系边不宜短于500m；洞口平面控制点应便于向洞内引测导线；洞口GPS控制网进洞联系边最大俯角不宜大于5°，导线网、三角形网不宜大于15°；洞口GPS控制点应方便用常规测量方法检测、加密、恢复和向洞内引测。
洞口子网各控制点间应尽量通视；洞口附近的水准点宜与隧道洞口等高，两水准点间高差以水准测量1~2站即可联测为宜。
5.1.1主要精度指标
洞外控制测量精度设计应根据隧道长度和表5-1横向贯通中误差限值，按式（2.2）估算联测边方位角的精度，并参考表5-2选定控制网精度等级，进行控制网的观测纲要设计。
表5-1隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯
通误差
相向开挖隧道长度（km）
L<4
4≤L<7
7≤L<10
10≤L<13
13≤L<16
16≤L<19
19≤L<20
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
80
18
（2.2）
式中：
f方——联测边的方位精度（以秒为单位）；
△——洞外控制测量引起横向贯通中误差（以㎜计）；
L——隧道长度（按设计长度加进、出口投点至洞口的距离，以㎜计）；
ρ——206265″。
表5-2卫星定位测量控制网的主要技术要求
等级
固定误差a（mm）
比例误差系数b（mm/km）
基线方位角中误（″）
约束点间的边长相对中误差
约束平差后最弱边边长相对中误差
一等
框架控制网
≤5
≤0.2
1/2000000
专用网
≤5
≤1
0.9
1/500000
1/250000
二等
≤5
≤1
1.3
1/250000
1/180000
三等
≤5
≤1
1.7
1/180000
1/100000
四等
≤5
≤2
2.0
1/100000
1/70000
五等
≤10
≤2
3.0
1/70000
1/40000
注：
当基线长度短于500m时，一、二、三等边长中误差应小于5mm，四等边长中误差应小于7.5mm，五等边长中误差应小于10mm。
经估算已有的CPI精度满足施工需要，对已有的CPI控制点采取同精度复测。
GPS加密控制点采取三等精度要求进行加密，导线测量加密采用二等精度进行加密。
GPS网加密，本次施工控制网平面加密，本着对施工有利的原则，根据现场的地形实际情况按规范要求布点，为保证取得高精度的观测成果，GPS观测采用边连结方式构网，在网形设计时做到：
每个点有3条及以上独立基线相连接；
GPS独立基线传递必须是边连接，形成三角形或大地四边形组成的带状网，并以高等级网联测构成附和网
在选取独立基线构网时，要考虑以邻近点之间的短边传递为
佳，每一时段中尽量不选择太长的边。
5.1.2主要作业技术要求
根据相关测量规范及要求，本次CPI平面控制网复测主要技术要求如下：
表5-3GPS测量主要技术要求
项目
二等（CPI）
三等（CPII）
卫星截止高度角
≥15°
≥15°
同时观测有效卫星数
≥4颗
≥4颗
观测时段长度
≥90min
≥60min
观测时段数
≥2
1～2
数据采样间隔
15秒
15秒
几何图形强度因子PDOP
≤6
≤8
天线高应在观测前、后各量测一次，每次在三个互成120°的方向上量测三个读数，读数至1mm，互差不大于2mm，最后取平均值作为天线高。
如是只有一个天线高量测标志的仪器，应特别注意天线高读数，保证天线高读数的准确无误。
外业记录须包括：
观测日期、点名（点号）、仪器编号、天线类型、天线高、观测起止时间、时段名、观测员等基本要素。
表5-4导线测量的主要技术要求
等级
测角中误差（"）
测距相对
中误差
方位角闭合差（"）
导线全长相对闭合差
测回数
0.5"级
仪器
1"级
仪器
2"级
仪器
二等
1
1/250000
2√n
1/100000
6
9
隧道
二等
1.3
1/250000
2.6√n
1/100000
6
9
三等
1.8
1/150000
3.6√n
1/55000
4
6
10
注：
1表中n为测站数
2当边长短于500m时，二等边长中误差应小于2.5mm，三等边长中误差应小于3.5mm。
表5-5水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器等级
半测回归差（"）
一测回内2C互差（"）
同一方向值各测回互差（"）
四等
及以上
0.5"级仪器
4
8
4
1"级仪器
6
9
6
2"级仪器
8
13
9
表5-6边长测量技术要求
等级
测距仪精度等级
每边测回数
一测回读数较差限值（mm）
测回间较差
限值（mm）
往返观测平距较差限值
往测
返测
二等
I
4
4
2
3
2mD
II
5
7
三等
I
2
2
2
3
2mD
II
4
4
5
7
5.1.3外业成果验算
每天外业观测结束后，随即进行基线解算，并按以下要求进行闭合环、重复观测基线的检验。
（1）闭合环检验
若干条独立基线构成闭合环时，各坐标差分量闭合差应符合下式：
Wx≤3
σWy≤3
σWz≤3
σW≤
σ
其中，n为闭合环的边数，其中σ为相应级别规定的精度，其相应计算公式为：
其中a=5mm，b=1ppm，d为相邻点间平均边长，以km为单位。
（2）重复观测基线检核
同一条边重复观测两个时段的成果互差，应满足：
ds≤2
σ
式中：
ds为重复观测的基线较差，σ为相应等级的标准差（计算同前式）。
5.1.4坐标系统和坐标约束点的确定
（1）坐标系统
本次CPI平面控制网复测的坐标系统应与铁四院施测的精密控制网一致。
（2）坐标约束点的确定
采用网内框架基准点起末端CPI点做精度推算，满足规范要求的1/250000,确定平面约束平差的约束点。
5.1.5内业平差计算
（1）GPS网三维无约束平差
把参加平差的所有独立基线，在WGS-84坐标系统下先进行三维无约束平差，主要目的是检验GPS网的内符合精度情况，检查三维向量残差是否合格等。
（2）GPS网约束平差
CPI约束平差前应对本测段内约束起算点推算约束点间的边长相对中误差，精度满足1/250000要求后，进行约束平差，平差时固定网段内起末处CPI的坐标进行约束平差，约束平差后最弱边边长相对中误差应满足1/180000要求，当基线边长短于500米时，边长中误差应小于5mm。
平差计算各CPI点的坐标后，根据CPI点位稳定性分析结果，确定CPI点的坐标成果，对坐标较差及相邻点间坐标差之差的相对精度超限段应查找、分析原因，确应对超限相邻点进行二次复测，确定超限点是否存在显著性位移，对显著性位移点，按同精度内插方式进行平差计算坐标，并向相关单位提交复测成果更新资料。
5.1.6复测坐标成果比较与点位稳定性分析
用本次计算的平面控制网复测成果和原铁四院测设的施工控网坐标成果进行比较与分析。
（1）坐标成果比较与分析在二维平面坐标系中进行。
（2）CPI点位稳定性分析：
根据坐标比较结果对点位稳定性进行评估，得出相应的结论。
根据《高速铁路工程测量规范》对CPI控制点复测的规定“复测成果与设计单位勘测成果的不符值满足下列规定时，应采用设计单位勘测成果,CPI控制点的复测应满足X、Y坐标差值不大于±20mm的要求”作为判断点位发生位移显著与否的指标。
如有变化大于±20mm的控制点，则应查找、分析原因确认是否发生点位位移。
（3）如果CPI点坐标变化超限，采用与该点位相邻基线进行比较，基线较差应符合下式要求：
ds≤2
σ
式中：
ds为重复观测的基线较差，σ为相应等级的标准差（计算同前式）。
如果基线较差不符合上式的要求，说明相关点位发生位移，应重新提交该点的坐标成果。
新坐标成果采用稳定的CPI点的设计成果，约束平差计算得出。
5.1.7相邻标段衔接平顺性检查
根据业主单位要求，在本标段前端选择两个与本标段连接的同等级CPI控制点进行联测，以进行衔接平顺性检查。
在对坐标成果比较时，应注意不同标段坐标成果的一致性，包括中央子午线经度，投影高程面等，不一致则需换算。
5.2洞内控制测量
隧道洞内导线测量采用二等导线进行施测。
在隧道洞内布设多边形闭合导线环，考虑到旁折光对精密测角观测结果系统误差的影响，因此导线尽量沿隧道中线布设，每个导线环的边数设计为4～6条，控制网网形见下图：
隧道的横向贯通误差随着测站数的增加而增大，在保证洞内通风、照明、通讯问题解决的情况下，要求导线边尽量设长，以减少方位角传递误差。
根据洞内通视的实际情况，导线平均边长布设尽可能增大为400～600m。
洞内导线应随施工进度分期布设，建立新一期导线前应按规范规定检测原有控制点。
5.2.1主要作业技术要求
表5-7导线测量的主要技术要求
等级
测角中误
差（"）
测距相对
中误差
方位角闭合差（"）
导线全长相对闭合差
测回数
0.5"级
仪器
1"级
仪器
2"级
仪器
二等
1
1/250000
2√n
1/100000
6
9
隧道
二等
1.3
1/250000
2.6√n
1/100000
6
9
三等
1.8
1/150000
3.6√n
1/55000
4
6
10
注：
1表中n为测站数
2当边长短于500m时，二等边长中误差应小于2.5mm，三等边长中误差应小于3.5mm。
表5-8水平角方向观测法的技术要求
等级
仪器等级
半测回归零差（"）
一测回内2C
互差（"）
同一方向值各测回互差（"）
四等及以上
0.5"级仪器
4
8
4
1"级仪器
6
9
6
2"级仪器
8
13
9
表5-9边长测量技术要求
等级
测距仪精
度等级
每边测回数
一测回读数较差
限值（mm）
测回间较差
限值（mm）
往返观测平距
较差限值
往测
返测
二等
I
4
4
2
3
2mD
II
5
7
三等
I
2
2
2
3
2mD
II
4
4
5
7
5.2.2外业观测
导线测量所使用的仪器应在有效检定期内，作业前应按规范规定进行必要的检校。
测距边的斜距应进行气象和仪器常数改正。
气压、气温读数取位二等温度读数取位为0.2℃，气压读数取位0.5hpa。
测角注意事项
洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。
洞内测量前应先将仪器开箱放置20min左右，让仪器与洞内温度基本一致。
目标应有足够亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。
测边注意事项
边长测量前应充分通风、避免尘雾。
反射镜应有适度照明。
仪器和反射镜面应无水雾
5.2.3内业计算
1、测距边长加乘常数改正值的计算
△S=a+bS
式中：
△S-加乘常数改正值，mm。
a-由测距仪检定求得的加常数，mm。
b-由测距仪检定求得的乘常数系数，mm/km。
S-斜距观测值，km。
2、水平距离计算
D=S’sinZ-（S’）2sin（2Z）（1-K）/4R
式中：
D-测站与镜站平均高程面上的平距，m；
S’-经气象、加常数和乘常数改正后的斜距，m；
Z-天顶距观测值。
3、边长投影改正
Do=D（1-Hm/R）
式中：
Do-投影后的边长值，m；
D-经各项改正后的平距，m；
Hm-投影面高程与测距边两端平均高程之差,m；
R-测区地球曲率半径或取平均曲率半径6369000m。
4、高差计算
h=ScosZ+（1-K）S2sin2Z+I-V
式中：
h-经气象、加常数和乘常数改正计算后的高差；
S-经改正后的斜距，m；
Z-天顶距；
K-大气折光系数0.13；
I仪器高；
V-棱镜高，m。
除气象改正在仪器中进行，以上各项计算均在EXCEL电子表格中进行。
平差计算采用平差易软件进行计算。
5.3高程控制测量
5.3.1洞外高程控制测量
洞外高程为二等水准网高程
（1）技术要求
表5-9水准测量主要技术标准
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差或闭合差（mm）
与已知点联测
符合或环线
二等
2
≤400
DS1
因瓦
往返
往返
4
表5-10水准测量观测要求
等级
水准尺类型
水准仪等级
视距（m）
前后视距差（m）
测段前后视距累积差（m）
视线高度（m）
二等
因瓦
DS1
≤50
≤1.5
≤6
下丝读数≥0.55
DS05
≤60
（2）外业观测
本次二等水准网复测按铁四院提供的原水准路线图进行，逐点复测相邻水准点之间的高差，通过复测高差和设计高差的对比分析，确认高程控制点是否发生显著沉降，是否满足后续施工测量要求。
同时，在本次进行二等水准网复测时，按同精度加密部分高程点。
测量时，前后视距差及前后视距累积差符合表9的相关规定，以减少水准仪i角对高差观测的影响，作业前及作业过程中检查i角均应不超过15″；水准尺须采用辅助支撑进行安置，测量转点应安置尺垫，尺垫选择坚实稳固的地方并踩实以防尺垫下沉。
水准线路采用往返观测，每一测段均采用偶数站结束。
（3）精度分析
水准测量作业结束后，计算起算点闭合差，每条水准路线应按测段往返测高差不符值，计算每公里水准测量偶然中误差MΔ。
每公里水准测量偶然中误差
按下式计算：
式中：
Δ－－测段往返测（或左右路线）高差不符值，mm；
R－－测段长度，km；
n－－测段数。
对比复测高差与设计高差，其高差较差应符合表2规定的“检测已测段高差之差”小于6
，对不满足要求的高程控制点，应分析相邻高差，并进行二次复测，以确定该点位是否发生显著沉降，若发生显著沉降，则须更新高程控制点的高程值。
5.3.2洞内高程测量
洞内高程测量精度要求
表5-11洞内高程测量精度要求
测量等级
两开挖洞口间高程路线长度（km）
每千米高程测量偶然中误差（mm）
二
〉32
≤1
三
11～32
≤3
四
5～11
≤5
五
〈5
≤7.5
（2）作业技术要求
表5-11水准测量主要技术标准
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪等级
水准尺
观测次数
往返较差或闭合差（mm）
与已知点联测
符合或环线
二等
2
≤400
DS1
因瓦
往返
往返
4
三等
4
≤150
DS1
因瓦
往返
往返
12
表5-11水准测量观测要求
等级
水准尺类型
水准仪等级
视距（m）
前后视距差（m）
测段前后视距累积差（m）
视线高度（m）
二等
因瓦
DS1
≤50
≤1.5
≤6
下丝读数≥0.55
三等
因瓦
DS1
≤100
≤3
≤6
下丝读数≥0.35
洞内高程测量根据洞内高程控制点引测加密。
6、施工测量
6.1隧洞开挖测量
（1）开挖之前应仔细研读图纸，校对确定平曲线参数、纵曲线参数、线间距值、加宽值、、预留沉降量、断面设计尺寸（桩号对应的围岩类别确定），实际开挖过程中的围岩类别变化，相应的预留沉降量变化等。
（2）根据校对好的数据编制计算程序，并经两人以上独立计算校核。
（3）利用全站仪采用自由设站及极坐标法放出对应里程的隧洞中线，放出开挖轮廓线。
在开挖掘进细部放样，应在每次爆破后进行，掌子面上除标定中心和腰线外，还应画出开挖轮廓线（考虑预留沉降量）。
6.2隧洞衬砌测量
立模前，应利用洞内控制点检查永久中线点或临时中线点位置及高程。
检测与原测成果较差不应大于5mm。
本隧洞采用模板台车进行全断面衬砌施工，混凝土衬砌放样，在衬砌断面上，标出拱顶，起拱线和边墙的设计位置，立模后应进行检查混凝土衬砌立模点不宜大于10mm，在衬砌过程中随时检查台车各尺寸，发现问题及时纠正。
7、贯通测量
7.1测定实际贯通误差
在贯通面中线附近设一临时点，由两端导线分别测量该点坐标其坐标差分别投影至线路中线及垂直方向上，即为纵向和横向贯通误差。
由两端高程点分别测量贯通面处临时点的高程，其高程差即为高程贯通误差。
7.2贯通误差调整
实际贯通误差在未衬砌段（调线地段）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。
调整后的线路应满足线路设计和验收规范要求。
8、竣工测量
主要内容：
洞内CPII控制网测量、隧道二等水准贯通调整测量、隧道内线路贯通测量、隧道断面测量。
9、质量保证措施
9.1双检制度
测量成果严格实行双检制度，过程检查及最终检查必须提交检查结果，根据提交的检查结果进行整改。
1）过程检查由测量组负责，并全数检查。
2）最终检查由测量队负责，并全数检查。
9.2工程测量质量控制的原则
1）以国家施工及验收规范、工程质量验评标准及《工程建设规范强制性条文》设计图纸等为依据，全面实现工程项目合同约定的质量目标。
2）对工程项目施工测量全程实行质量控制，以质量预控为重点。
3）对本工程的测量人员、设备、方法、环境等因素进行全面的质量控制，坚持持证上岗，按规范操作，保证项目质量保证体系的落实。
4）完善和落实各级测量人员岗位职责。
5）施工使用的所有测量数据、放样图等，数据必须准确可靠，使用前均应经过严格的计算和审核，确定无误后方可使用。
9.3工程测量质量控制的方法
9.3.1工程测量控制网质量的控制
1）为了保证各级控制网能满足规范的精度要求，在建网之前，对控制网进行技术设计，以保证其精度能达到预期的目的。
2）施工控制网所采用的观测仪器，
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