工程测量设计方案.docx
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工程测量设计方案
一．工程概况
广东省连州至怀集公路项目A2合同段路线起点K47+000在连州市的附城镇观音山附近沿连州与连南交界处和连南与连山交界处的山间谷地南行，经连州市附城镇，连南县三江镇，连山县太保镇，连南大坪镇、香坪镇，连山县吉田镇、永丰镇、福堂镇、小山江镇，终点位于小山江镇区西北侧山坡处与A1合同段段相接，路线总长69.48km，其中第9标起点位于连南香坪镇，起点桩号为K80+300，终点桩号为K92+450，路线长12.161km（含长链），包括桥梁3757.5m/11座，隧道4342.5m/1座、盖板涵洞11道，圆管涵10道，互通立交1处。
1.1茅田界隧道
茅田界隧道为特长公路隧道，左、右线分离布设。
茅田界左线隧道起讫桩号为ZK84+584～ZK88+921，长度为4337m，连州端采用削竹式洞门，怀集端采用端墙式洞门；茅田界右线隧道起讫桩号为YK84+585～YK88+933，长度为4348m，连州端采用削竹式洞门，怀集端采用端墙式洞门。
贯通面为：
ZK86+780、YK86+780处；
茅田界隧道连州端洞口段线间距约为27.5m，洞身段线间距约为38m，怀集端线间距约为28.8m；茅田界隧道地面最大高程约为890m，隧道最大埋深约为554m；左线隧道连州端位于R=1900的圆曲线上（设3%的超高），洞身位于直线上，左线隧道怀集端位于R=1700的圆曲线上（设-3%的超高）；右线隧道连州端位于R=1850的圆曲线上（设-3%的超高），洞身位于直线上，右线隧道怀集端位于R=1900的圆曲线上（设3%的超高）。
1.2坐标系统、高程系统及控制网概况
茅田界隧道位于中央子午线经度为112°10′00″，投影面大地高300米；平面坐标系统的参考椭球为1980西安椭球，椭球参数为：
长半轴a=6378140，扁率f=298.257。
高程系统采用1985国家高程基准。
现有的平面控制网概况：
三等控制点11个,隧道进口处附近有GPS06、MS03、MS01、SD0、SD1、ZD1、YD1，出口处附近有MS06、MS04、F11、GPS04。
现有的高程控制网概况：
有三等水准点8个:
MS03、F16、F17、SD1、F11、MS06、MBM05、MBM04。
1.3依据的规范及既有成果
3.1《工程测量规范》（GB50026-2007）；
3.2《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）；
3.3《公路勘测规范》（JTGC102007）；
3.4《连怀公路第九标控制网复测技术成果报告》
3.5茅田界隧道设计施工图纸
1.4计划投入的测量人员及仪器
表1.4.1计划投入的主要测量人员及分工
序号
姓名
职称
担任职务及分工
备注
1
***
高级工程师
总负责人
1人
2
***
助理工程师
设计与测量
1人
3
***等
技术员
施工测量
6人
表1.4.2计划投入的测量仪器情况
序号
设备名称
仪器型号
仪器精度
数量（台）
备注
1
GPS接收机
徕卡SPS881
3mm+0.5ppm
4
已检定
2
GPS接收机
徕卡SPS882
3mm+0.5ppm
2
已检定
3
水准仪
SOKKIAB20
±0.7mm/km
2
已检定
4
全站仪
徕卡S3
2“
1
已检定
二、洞外控制测量
洞外控制网测量前，要根据隧道贯通误差规定和平面控制测量设计要素进行洞外控制网设计。
表2.1.1隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯通误差
相向开挖长度（km）
4≤L＜8
洞外贯通中误差（mm）
35
25
洞内贯通中误差（mm）
65
25
洞内外综合贯通中误差（mm）
75
35
表2.1.2精度要求
测量部位
测量方法
测量等级
适用长度（km）
测角中误差（″）
边长相对中误差
洞外
GPS测量
三等
3~6
1/70000
洞内
导线测量
四等
2~5
2.5
1/80000
2.1GPS首级控制（C级）
2.1.1网型设计
茅田界隧道（设计右线长4348m）洞外平面控制网在选取进、出口附近6个三控制点（GPS06、MS01、MS03、MS06、MS04、GPS04）的基础上布设加密点，共加密8个控制点，分别为（gs01、gs02、gs03、gs04、gs05、gs06、gs07、gs08）。
采用仪器设备：
洞外平面控制测量将严格按照GPS三等网精度进行施测。
网型采用边连的方式，采用4台GPS双频接收机同步静态观测。
图2.1.1-1GPS加导线网型设计
图2.1.1-2GP网型设计
2.1.2洞外平面控制测量外业观测执行的技术要求
等级
项目
三等
静
态
测
量
卫星截止高度角（°）
≥15
同时观测有效卫星数
≥4
有效时段长度（min）
≥90
观测时段数
2
数据采样间隔（S）
5
接收机类型
双频
PDOP或GDOP
≤6
2.1.3洞外平面控制测量外业观测
（1）按规定时间进行同步观测作业。
（2）采用天宝GPS双频接收机同步静态观测模式，观测的独立时段重置仪器。
（3）同步观测时段数为2，每时段观测90分钟。
（4）作业前按要求进行仪器检校。
对中设备采用精密对点器，对中精度小于2mm，在作业前及作业过程中对基座水准器、光学对点器进行检校，确保其状态正常。
（5）天线安置严格对中、整平，正确量取至仪器指定的天线参考点高度，以便于在随后的数据处理中精确计算天线高。
（6）天线高每时段前（必须在开机之前）和测后（必须在关机后）各读取一次，每次应在相同的位置，从天线三个不同方向（间隔120°）量取，或用接收机天线专用量高器量取，两次量取误差小于2mm时，取平均值作为最终结果，并记入观测手簿，若大于2mm，该点重测。
（7）在有效观测时段内，如中途断电，则该时段必须重测。
因观测环境及卫星信号等原因造成数据记录中断累计时间超过25分钟，则该时段重测。
（8）作业中使用对讲机，离GPS接收机10m以外。
同一点在不同时段观测应改变仪器高度，并改变天线方向，以获得重复基线，前后时段仪器，严格对中整平，尽量避免因多次安置仪器对重复基线较差带来的影响。
2.1.4洞外项目费用预计
项目
时间/天
数量/台/人
价格/元/天
总计/元
GPS
3
4
400
4800
全站仪
2
2
100
400
水准仪
2
2
100
400
车辆
5
1
800
4000
人员
5
8
200
8000
总计/元
18600
三.洞内控制测量
3.1洞内平面网控制测量
对隧道洞内导线进行设计,主要为保证隧道最终贯通误差能否满足规范要求，同时也为洞内测设中线提供依据。
按工程测量规范中隧道贯通误差规定，对茅田界隧道进洞导线进行设计,洞内导线按隧道四等导线测量精度施测。
图3.1洞内导线布设图
3.1.1洞内平面控制网设计后贯通误差估算与分析
茅田界隧道洞内贯通误差估算，暂按不等边直伸导线估算，
茅田界隧道出口处进洞口设计控制点至贯通点距离2402m，进洞后导线点按上图布设。
估算由测角引起的导线终点的点位横向差,其估算公式为:
mq=
mq=43.9mm。
由于测边引起的导线的纵向中误差为0.603mm.
隧道洞内导线测角、测距对贯通精度的总影响值为：
m=±
=62.104mm，小于规范要求≤±65mm限差，说明洞内平面控制网测量设计可行。
表
3.1.2洞内平面控制网测量外业观测
3.1.2.1洞内平面控制网测量外业观测执行的技术要求
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（mm）
方位角闭合差（″）
导线全长相对闭合差
测回数
2″级仪器
四等
2.5
≤±18
5
1/35000
6
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（″）
一测回内互差（″）
同一方向值各测回互差（″）
四等
2″级仪器
8
13
9
边长测量技术要求
等级
测距仪器精度等级
每边测回数
一测回读数较差限值（㎜）
单程各测回较差（㎜）
往返观测平距较差限值
往测
反测
四等
Ⅰ
2
2
7
10
≤
（a+b*D）
3.1.2.2洞内平面控制测量外业观测
洞内导线测角和测边
1洞口站测量工作要在阴天或夜晚进行。
2洞内导线测量前应充分通风，没有尘雾后才能进行洞内导线测量。
3洞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。
4目标棱镜应有足够亮度，受光均匀柔和、目标清晰,避免光线从旁侧照射目标。
5仪器和反射镜面应无水雾。
6洞内导线水平角观测用全站仪测回法测左、右角，为提高测角精度测角时左、右角各测6个测回，角度较差在限差之内取平均值。
7完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180重新对中整平，观测剩余测回数。
8在导线测量时采取暂停施工，以保证导线测量的顺利进行.
3.2洞内高程控制测量
3.2.1洞内高程控制设计
洞内高程控制点由洞口高程控制点引入洞内，每隔150~200米埋设一个水准点，也可利用现有洞内平面控制点，采用三等水准测量方法进行测段间往返测量。
洞内高程控制点随着隧道施工进度逐渐引入洞内，建立新一期高程控制点前应检测起算高程点。
检测已测测段高差之差应满足规范的要求。
图3.2.1洞内高程控制布设图
3.2.2洞内高程控制设计后贯通误差估算与分析
洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差按下式计算：
M△h=M△√L
M△——三等水准测量每千米测量偶然中误差为3mm。
L—洞内高程测量路线长度按2.3km计算。
那么茅田界隧道洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差4.55mm，小于规范中的高程贯通误差限差±70mm要求。
3.2.3洞内高程控制测量外业观测
3.2.3.1洞内高程控制网测量外业观测执行的技术要求
三等水准高程控制网测量主要技术要求
（1）水准测量主要精度要求
水准测量
等级
每千米水准测量偶然中误差M△
每千米水准测量全中误差MW
限差（mm）
检测已测段高差之差
往返测
不符值
附合路线或
环线闭合差
三等
≤3.0
－
20
12
12
（2）水准观测的主要技术要求
等级
水准仪
最低型号
水准尺
类型
视距
前后
视距差
测段的前后
视距累积差
视线
高度
数字水准仪重复测量次数
光学
数字
光学
数字
光学
数字
光学
数字
三等
DS1
因瓦
≤100
≤100
≤2.0
≤3.0
≤5.0
≤6.0
三丝能读数
≥0.35
≥1次
DS2
双面木尺单面条码
≤75
≤75
（3）水准观测的测站限差
项目
等级
两次读数之差
两次所测高差之差
检测间歇点
高差之差
上下丝读数平均值
与中丝读数之差
三等
中丝读数法
2mm
3mm
3mm
3.2.3.2洞内高程控制网测量外业观测
按三等水准测量的技术要求进行测量，采用SOKKIAB20光学水准仪。
采取的主要技术措施有：
（1）测量时，保证前后视距相等，减少仪器i角对高差观测的影响。
（2）作业前及使用过程中检查与校正i角，保证i角绝对值在作业过程中均不超过15″。
（3）水准测量全部采用单路线往返观测，往返观测使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一线路进行。
（4）水准测量采用2kg的尺垫作转点尺承，并辅以竹竿做尺撑，以保证标尺稳定、铅直。
（5）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。
（6）每一测段的往测与返测，其测站数均为偶数。
由往测转向返测时，两支标尺互换位置，并重新整置仪器。
（7）在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，使其中的两脚与水准路线的方向基本平行，而第三脚则依次轮换置于水准路线前进方向的左侧与右侧。
3.2.4洞内高程控制测量数据处理及精度评定
（1）水准测量数据处理采用手工计算平差。
（2）高程网严密平差起算点的选取与稳定性判断原则。
选取进出口处洞外高程控制点作为洞内水准的起算点。
（3）从点位环境观察控制点所处位置的是否稳定，判断外界可能的扰动破坏因素。
（4）三等水准的测量以各水准路线测段往返测高差不符值计算每千米高差中数的偶然中误差，合格后方可进行高差比对。
否则应重测该段水准路线。
每条水准路线应按测段往返测高差不符值计算偶然中误差MΔ，MΔ按下列公式计算：
式中：
△——测段往返高差不符值（mm）；
L——测段长（km）；
n——测段数。
3.3洞内施工费用预计
项目
时间/天
数量/台/人
价格/元/天
总计/元
全站仪
10
2
100
2000
水准仪
10
2
100
2000
车辆
20
1
800
16000
人员
20
8
200
32000
总计/元
52000
四.隧道施工测量
4.1施工测量内容
地面控制测量；
将地面控制点坐标、方向和高程传递到地下的联系测量；
洞内控制测量；
开挖面放样；
拱顶监测；
竣工测量（断面测量）。
4.2隧道施工测量技术要求
4.2.1贯通面位于直线时，隧道其中线采用折线法调整
4.2.2贯通面位于圆曲线时，由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。
4.3高程贯通误差应按下列方法调整
4.3.1由两端测得的贯通高程点高程，应取两贯通高程的平均值作为调整后的贯通点高程。
4.3.2高程贯通误差调整可按贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段，以未衬砌段的线路长度按比例调整其范围内各水准点的高程。
4.3.3未衬砌段高程放样应依据调整后的水准点高程进行。
4.3.4调整后的线路应满足线路设计和验收规范要求。
五.竣工测量
隧道竣工测量的主要目的：
检查主要结构物及线路位置是否符合设计要求及为将来运营的检修工程和设备安装等提供测量控制点
5.1检测中线点埋设永久性中桩
进行中线检测，从一端洞口测至另一端洞口。
检测同时在直线间隔50米，曲线间隔20米，（或需要加测横断面处）打临时中线桩或加以标志，以备测出隧道实际净空。
在中线统一检测闭合后，直线地段每200~250米埋设一个永久性中线点，曲线地段的五大桩应埋设永久中线点。
还应根据通视条件决定中线点的埋设。
永久桩埋设以后，应按工程统一编号在边墙上绘出标志。
5.2洞内水准点设置
竣工时，洞内水准点应每千米埋设一个，短于1km的隧道应至少埋设一个或两端洞门附近各设一个。
设立的水准点应炼成一条水准路线附和在两端洞口外的水准点上，进行平差后确定各点高程。
施工时是用的水准点，当点位稳固且处于不妨碍运营的位置，应尽量保留，既不必另设新点，但其高程必须加以检测。
5.3竣工断面测量
主要内容是测绘隧道的实际净空，包括拱顶高程、起拱线的宽度、铺地或仰拱高程及按相关规定要求测其横断面宽度。
六.项目总费用预计
项目
总计/元
洞外控制
18600
洞内控制
52000
总计/元
70600
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