测量作业指导书.docx
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测量作业指导书
目录
1.编制依据2
2.执行标准2
3.工程概况2
4．测量人员及仪器保障3
4.1测量人员3
4.2测量仪器4
5．CP1和CP11控制测量描述及精度4
5.1CP1和CP11测量精度4
5.2基础平面控制网（CPⅠ）测量5
5.3线路控制网（CPⅡ）测量6
6．加密点控制描述及精度分析7
6.1平面加密点描述及精度分析7
6.2水准加密点描达及精度分析8
7．施工测量8
7.1施工测量方法和日常测量8
7.2洞内导线点延伸的方法19
8．控制测量的计划安排和复核计划21
8.1控制测量的计划安排21
8.2控制测量的复核计划22
9．贯通误差预计分析25
10．贯通误差调整方案26
10.1平面贯通误差的调整26
10.2高程贯通误差调整28
11．竣工测量28
11.1隧道净空断面测量28
11.2高程测量29
12．监控量测29
12.1监控量测工艺概述29
12.2工作内容、方法和仪器29
12.3量测频率与结束标准32
12.4监测数据的统计分析与信息反馈33
12.5初期支护监测结果异常的处理35
测量作业指导书
1.编制依据
《新建铁路工程测量规范》（TB10101—2009）；
《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054）；
《全球定位系统（GPS）测量规程》（GB/T18314—2001）；
《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—1991）；
《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-1991）；
⑹《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121一2007
⑺《铁路隧道工程施工指南》（TZ204-2008）
2.执行标准
我分部管段设计为无砟轨道铁路，按客货共线列车设计行车速度120km/h，预留提速条件。
该段铁路测量按以下标准执行：
《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—1991）；
《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-1991）；
《新建铁路工程测量规范》（TB10101—2009）；
3.工程概况
南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内，隧道线路贯穿于南吕梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。
隧道进口端位于蒲县境内，出口端位于临汾市尧都区及洪洞县交界处，设计为双洞单线隧道，线间距30m。
1#斜井长2450m，2#斜井2630m。
正洞承担里程段为DK301+285～DK310+800，位于直线段上，隧道内设计为单面坡，自洞口起分别以8‰（坡长575m）、12.6‰下坡至隧道出口；右线均位于直线段上，隧道内设计为单面坡，自进口起分别以6.6‰（坡长795m）、12.6‰下坡至隧道出口。
分别在DK304+200、DK309+050附近设置1#、2#斜井。
采用双车道无轨运输断面，其中1#斜井长度分别为2450m，综合坡率为11.1%，2#斜井长度为2630m，综合坡率为11.4%，见图。
图-1斜井布置图
4．测量人员及仪器保障
4.1测量人员
分部组织具有多年测量经验的测量工程师负责测量工作，一般测量工作由具有测量资质的技术人员完成；建立和完善测量工作规章制度和复核流程，测量技术人员对测量资料进行整理归档。
分部配置主要测量人员如下：
测量主要人员表
编号
姓名
职称
职务
测量工作年限
备注
1
余兴章
工程师
测量负责人
11
1#斜井
2
杨荣
工程师
测量负责人
12
2#斜井
3
赵宇峰
助理工程师
测量员
3
4
张思明
助理工程师
测量员
3
5
李震
助理工程师
测量员
3
6
聂克
助理工程师
测量员
3
7
郭廷廷
助理工程师
测量员
3
8
杨峰
助理工程师
测量员
3
9
廖勇
技术员
测量员
3
4.2测量仪器
分部根据测量要求，配置一定数量、精度高、技术性能稳定的仪器。
仪器在进场前必须检定合格方可使用；在测量过程中如发现仪器出现异常情况，须经检定后可再次投入使用；测量仪器指定专人管理，定期进行检定校核。
仪器配置仪器见下表：
测量仪器配置表
序号
类别
名称及厂家
规格型号
数量（套）
产地
检定日期
有效日期
1
全站仪
徕卡
TCR402
2
瑞士
2010年5月23日
2011年5月22日
2
经纬仪
北光
经纬仪
1
北光
2010年5月23日
2011年5月22日
4
水准仪
北光
DZS3-1
1
北光
2010年5月23日
2011年5月22日
5．CP1和CP11控制测量描述及精度
无碴轨道铁路工程测量的平面、高程控制网，按施测阶段、施测目的及功能可分为勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网。
各阶段的平面控制测量应用共同使用一个GPS基础平面控制网。
无碴轨道铁路工程测量平面控制网按分级布网的原则分三级布设。
第一级为基础平面控制网（CPⅠ），第二级为线路控制网（CPⅡ），第三级为基桩控制网（CPⅢ）。
各级平面控制网的作用为：
CPⅠ主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；
CPⅡ主要为勘测和施工提供控制基准；
CPⅢ主要为辅设无碴轨道和运营维护提供控制基准。
5.1CP1和CP11测量精度
无碴轨道铁路工程测量平面控制布网按下表要求执行：
平面控制网布网要求
控制网级别
测量方法
测量等级
点间距
备注
CPⅠ
GPS
B级
≥1000m
≤4km一对点
CPⅡ
GPS
C级
800-1000m
导线
四等
CP1和CP11使用GPS测量时,GPS测量的精度指标应符合下表规定:
控制网级别
基线边方向中误差
最弱边相对中误差
CPⅠ
≤1.3〞
1/170000
CPⅡ
≤1.7〞
1/100000
CP11采用导线测量时，其主要技术要求如下：
控制网级别
附合长度（km）
边长（m）
测距中误差（mm）
测角中误差（〞）
相邻点位坐标中误差（mm）
导线全长相对闭合差限差
方位角闭合差限差（〞）
对应导线等级
CPⅡ
≤4
800～1000
5
2.5
10
1/40000
±5
四等
5.2基础平面控制网（CPⅠ）测量
CPⅠ沿线走向布设，并在勘测阶段布设完成，CPⅠ按B级GPS测量要求，全线一次布网统一测量，整体平差。
CPⅠ控制点布设应符合平面控制网布网要求，点位宜选取在距线路中线100～200m，不易被破坏的范围内，并按平面控制网控点埋设的规定埋石且作点之记。
CPⅠ采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网；在线路勘测设计起点、终点或与其他铁路平面控制网衔接地段，应有2个以上的CPⅠ控制点相重合，并在测量成果中反映出相互关系。
CPⅠ与沿线不低于国家二等三角点或GPS点联测，每50km联测一个国家三角点。
全线联测国家三角点的总数不得少于3个，特殊情况下不得少于2个，当联测点数为2个时，分布在网的两端；当联测点数为3个及其以上时，在网中均匀分布。
GPS控制测量外业观测和基线解算应执行现行全球定位系统（GPS）铁路测量的相关规定。
GPS平面网采用一个已知点和一个已知方向的方法过行坐标转转换，并引入1954年北京坐标系/1980西安坐标系统。
5.3线路控制网（CPⅡ）测量
CPⅡ测量应在CPⅠ的基础上采用GPS测量或导线测量方法施测，主要技术指标应符合GPS测量的精度指标，CPⅡ控制点的布设应符合平面控制网布网要求，一般选在距线路中线50～100m，且不易破坏的范围内，并按平面控制网控点埋设的规定埋石且作点之记。
在线路勘测设计起、终点及不同单位测量衔接地段，应联测2个以上CPⅡ控制点作为共用点，并在测量成果中反映出相互关系。
采用GPS测量时，CPⅡ控制点应有良好的对空通视条件，点间距应为800～1000m，相邻点之间应通视，特别困难地区至少应有一个通视点；CPⅡ控制点分段起闭于CPⅠ控制点，测量等级及精度要求应符合GPS测量C级的精度指标。
CPⅡ网采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与CPⅠ联测构成附合网。
CPⅡ平面控制网采用导线测量时，测量应起闭于CPⅠ控制点，并按导线测量中CPⅡ的主要技术要求执行，采用标称精度不低于2〞、2mm+2ppm的全站仪施测。
导线测量水平角观测应符合导线测量水平角观测技术CPⅡ级的要求。
全站仪测距作业应符合铁道部现行《新建铁路工程测量规范》（TB10101）的规定。
CPⅡ导线应在方位角闭合差及导线全长相对闭合差满足要求后，采用严密平差计算。
6．加密点控制描述及精度分析
6.1平面加密点描述及精度分析
分部管段DK301+285～DK310+800内根据设计院要求和具体的施工条件，管段设置2个斜井，分别为1#斜井、2#斜井，根据实地条件和施工需求共布设2个平面加密施工测量控制网。
其等级、精度要求、控制点标石等选择的依据以《新建铁路工程测量规范》（TB10101-2009）中的要求为原则。
2个平面控制网采用二等边角网，平面控制网的起点和起始方向点采用C级全球卫星定位系统（GPS）测量进行统一联测，执行规范《全球定位系统（GPS）铁路测量规范》（TB10054-97）。
按照《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）的要求，为了满足实际工作的方便及需要的前提下，尽量保证控制网的图形条件，提高控制网的整体精度，在每个施工地点布设三个二等边角网点，采用混凝土地面标结构埋设。
加密控制平面网观测边长经气象改正、加、乘常数改正、球气差改正后，再用各点的高程将斜距改化为平距。
所有边长均统一投影到415m高程平面上（大地高），气象元素均为现场所测定的测站和镜站的干温、湿温和气压。
隧道洞口加密控制平面网点精度如下：
1#、2#斜井平面网点精度统计（相对于起算固定点）
点名
Mx
（mm）
My
（mm）
M
（mm）
备注
点名
Mx
（mm）
My
（mm）
M
（mm）
备注
XJ01
0.00
0.00
0.00
起算点
T3
1.00
2.82
2.99
XJ03
2.56
2.38
3.50
1#、2#斜井平面网点精度统计（相对于起算固定点）
点名
Mx
（mm）
My
（mm）
M
（mm）
备注
点名
Mx
（mm）
My
（mm）
M
（mm）
备注
XJ06
2.49
0.53
2.55
CPⅡ122
0.00
0.00
0.00
起算点
XJ02
2.72
1.94
3.35
从上表可以看出:
控制点位中误差最大为±3.50mm，所有点的点位精度完全满足《新建铁路工程测量规范》规定的要求。
6.2水准加密点描达及精度分析
根据《新建铁路工程测量规范》（TB10101-2009）的要求，各斜井洞口加密点测量采用二等水准测量方法，引测水准路线：
由PXBM10为起算点，联测至NLBM013；经检验与原有成果高差较差为-2.2mm（限差±10.7mm），证明已知点稳定可靠。
均采用单次往返测计算。
计算结果表明用水准加密线路作为首级高程控制的精度完全能够满足规范的要求，各点位高程成果是可靠的。
7．施工测量
7.1施工测量方法和日常测量
施工放样工艺流程
施工放样工艺流程图如图1。
施工测量放样作业方法及要求
施工测量放样作业要求
各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。
作业时严格按照执行标准中规范规定的执行。
该作业指导书中提到的限差指规范要求的限差，如果设计上有特殊要求，按设计要求执行。
测量资料收集与放样方案制定
测量放样前，应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。
根据现场控制点标志是否稳定完好等情况，对已有的控制点资料进行分析，确定是否全部或部分对控制点进行检测。
图1施工放样工艺流程图
已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制，已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。
必须按正式设计图纸、文件、修改通知进行测量放样，不得凭口头通知和未经批准的图纸放样。
根据规范规定和设计的精度要求并结合人员及仪器设备情况制定测量放样方案。
放样前准备
阅读设计图纸，校算构筑物轮廓控制点数据和标注尺寸，记录审图结果。
选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由二者独立校核。
准备仪器和工具，使用的仪器必须在有效的检定周期内。
给仪器充电，检查仪器常规设置：
如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。
使用有内存的全站仪时，可以提前将控制点（包括拟用的测站点、检查点）和放样点的坐标数据输入仪器内存，并检查。
全站仪坐标法设站＋极坐标法放点
1）在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：
气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。
如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。
2）瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。
利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。
3）在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。
以上步骤为测站点的测量。
4）在测站点上按步骤1安置全站仪，照准另一立镜测站点检查坐标和高程。
5）记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。
6）观测员转动仪器至第一个放样点的方位角，指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距D。
7）计算实测距离D与放样距离D°的差值：
ΔD=D-D°，指挥司镜员在视线上前进或后退ΔD。
8）重复过程7，直到ΔD小于放样限差。
（非坚硬地面此时可以打桩）
9）检查仪器的方位角值，棱镜汽泡严格居中（必要时架设三脚架），再测量一次，若ΔD小于限差要求，则可精确标定点位。
10）测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。
确认无误后在标志旁加注记。
11）重复6～10的过程，放样出该测站上的所有待放样点。
12）如果一站不能放样出所有待放样点，可以在另一测站点上设站继续放样，但开始放样前还须检测已放出的2～3个点位，其差值应不大于放样点的允许偏差。
13）全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值；
14）作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。
15）测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。
16）填写测量放样交样单。
全站仪（测距仪）边角交会法设站＋极坐标法放样
在未知点P上架设全站仪（测距仪），整平；在已知点A上安置棱镜，量测棱镜高；在已知点B、C上安置照准标志。
β
α
测量PA间平距D、高差DH和PA至PB、PC方向间的水平角α,β。
用D、α及A、B点的坐标计算P点的一组坐标；用D、β及A、C点的坐标计算P点的另一组坐标；两组坐标的差值不超过规定限差，取中数即为P点的最后坐标。
根据A点的高程HA和高差DH计算仪器的视线高：
H视=HA-DH。
如果需要可以将P点坐标投影到地面上，并作好标记。
量取仪器高，求出地面P点的高程。
用极坐标法开始放样，放样过程与“
中4～16”步骤相同。
后方交会法＋极坐标法放样
1）在未知点上安置经纬仪（或全站仪，当已知点上不便安置棱镜时），整平；在已知点A、B、C、D上安置照准标志。
2）以四点中较远点A为零方向，用方向观测法测量A、B、C、D、A方向值两个测回；
3）两组数据用后方交会程序分别计算测站点P的坐标；两组坐标的差值不超过规定的限差，取中数作为P点最后坐标。
4）如果测站周围200米以内有两个已知高程的平面控制点，且放样点高程精度要求不高（大于±5厘米），可以观测仪器到两控制点的天顶距两个测回，分别用三角高程反算测站仪器的两个视线高（如果精度要求高或距离大于200米时，则要加入球气差改正）。
如果差值不超过限差，可取中数作为仪器的视线高。
5）如果需要，可以将仪器中心点坐标或高程投影到地面上，作好标记。
6）用极坐标法开始放样，选择一较远的控制点作为后视方向配置度盘（配置成零方向或方位角方向），用另一控制点检查后视方向，差值不能超过限差要求。
如果放样点的精度要求较高，且检核方向相差超过20″时应对设置的方向进行改正。
7）记录员根据测站点和放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角（或相对于后视方向的角度）。
8）观测员转动经纬仪至第一个放样点的方向上，指挥司尺员用钢尺从测站点沿放样点的方向量取计算好的平距D°，并标定下来。
如果无法直接量取平距，可以用钢尺丈量从仪器中心至放样点的斜距，并测记
天顶距（或立角），计算平距D，与理论平距D°比较：
ΔD=D-D°，用钢尺在经纬仪视线方向上量取ΔD，标定放样点。
（非基岩和砼地面此时可以打桩）
10）重复8、9步骤，放样出该测站的所有欲放样点位。
11）照准控制点，检查后视方向。
12．钢尺丈量放样点之间的间距，与理论值进行比较检核，其差值应不大于放样点的允许误差值。
13）测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误；
14）如果一站不能放样出所有欲放样点，此时需在测站上利用极坐标法测设测站点，第二次设站，开始放样前还须检测已放出的2～3个点位，其差值应不大于放样点的允许误差；然后继续放样直至放样出所有需要放样的点位。
15）作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字；
16）绘制测量放样交样单。
方向交会法放样
在两个平面控制点A、B上各安置一台经纬仪，盘左后视其它控制点，并对度盘进行坐标方位角配置。
计算A、B点至拟放样点P的方位角α、β。
旋转经纬仪A使方位角为α，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点P1P2。
旋转经纬仪B使方位角为β，观测员指挥画点人员在两视线交点附近画点P3P4。
用拉紧的细线P1P2与P3P4定出交点M的位置。
两仪器盘右后视控制点并配置度盘，重复3～5步骤得到交点N。
当M、N点间距离小于放样点限差要求时，以M、N连线中点作为放样点P，并标定下来。
重复上述过程放出其它放样点，丈量放样点之间的距离与计算值比较检核。
边坡开挖开口测量放样
a准备
1）阅读设计图纸，校算开挖底口控制点数据及边坡坡比和标注尺寸；记录审图结果并签名。
2）编写开挖开口测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核验证其正确性。
b实施放样
1）利用周围测量控制点测设测站点。
2）观测员在测站点上架设仪器并对中整平，量取仪器高度报给记录员，记录员记录并回报以验证记录无误。
3）仪器照准另一已知高程点读数并报给记录员，记录员记录并回报以验证记录无误。
4）记录员计算仪器的视线高程，计算的两个视线高程之差应满足放样点的精度要求，取其平均值作为该测站仪器的视线高程。
5）仪器照准一较远的测量控制点，计算后视方位角报给观测员，观测员将仪器度盘读数配至该后视方位角值并向记录员回报验证所配度盘读数无误。
6）仪器依次照准另两个相对较近的测量控制点，读取方位角读数报给记录员，记录员回报、记录并与计算的方位角值比较，其差值应能满足放样点的精度要求。
利用坐标测量功能时，在测量第一个点的三维坐标的同时测量仪器至该点的方位角、距离和高差，观测员将数据报给记录员，记录员回报、记录并计算该点的三维坐标并与仪器测得的三维坐标校核无误后方可进行放样。
7）观测员将仪器精确照准目标并报测量数据（方位角、距离、高差）或测得的三维坐标，记录员回报并利用编制的程序进行计算。
如图所示，首先由测得点A1的坐标计算A点至底口线偏距L，A2点为A1点在设计边坡线AO上的投影，底口高程Ho和边坡坡比1：
I为已知值，A2点的设计高程Ha2=Ho+L·I,A1点至A2点的高差Δh=Ha1-Ha2,所以偏距差值ΔL=ΔhxI，指挥司镜员按此差值移动目标，ΔL为正值向远离底口线方向移动，ΔL为负值向底口线方向移动。
由移动后点的三维坐标计算ΔL，再次移动棱镜，重复以上步骤，直到ΔL满足边坡开挖的精度要求，此时的点A即为此断面上的开挖开口点。
1：
I
8）依此类推，放样出该测站上所能放样的所有开挖开口点。
9）随机抽检20%开口点的点位和高程，其差值应不大于开口点所要求的允许偏差值；
10）作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字，绘制测量放样交样单。
开挖轮廓线放样
通过断面测量，达到开挖断面放样和检查开挖净空尺寸的要求，并测绘实际断面形状，绘出断面图，为竣工文件做好准备。
a.拱部断面
拱部断面用断面支距法（五寸台法）测量，即自外拱顶高程起，沿断面中线向下每0.5m量出两侧外拱线的横向支距x左，x右，所有支距端点的连线即为断面开挖的轮廓线，须注意：
直线隧道两面侧支距相等，曲线隧道内侧支距经外侧支距大2d。
d为曲线隧道的线路中线至隧道中线的间距。
如下图所示。
b.墙部及底部断面
放样和净空检查均采用支距法测量。
如下图所示，曲墙自起拱线高程起，沿断面中线向下每0.5m间隔、向左右两侧按设计宽度量支距，至轨顶高程为止；直墙自起拱线起，沿中线向下每隔1m向左右两侧量支距，至轨顶高程为止。
隧道底部设有仰拱时，仰拱断面的放样及检查，由断面中线起向左右每隔0.5m由轨顶高程向下量出设计的工挖深度，量测方法如下图所示。
7.2洞内导线点延伸的方法
因该隧道为长隧道，所处位置山势陡峭，各洞口连测较困难，且进出口位于曲线地段，两相邻开挖洞口距离较大，隧道选用两导线并进，分裂形成闭合环。
导线环既测角又测边，有闭合条件做检核，防止粗差。
导线环示意图
洞内导线测角
洞内导线测角的基本方法为方向观测法。
当只有两个方向时，也可采用左、右角观测法。
观测方法、测回数的选择、观测限差及重测规定均符合四等导线要求。
a.洞口投点观测
洞口投点通常距贯通点最远，因些测角误差贯通的影响最大；同时，投点又是由洞外引向洞内的测角站，由于测角条件的诸多不利因素，该测站通常不易测得质量良好的成果；此外该站对洞外联系边的选择不同，也对洞外贯通误差的估算有所不同。
为些，对该站测角需加特别重视。
b.仪器、目标多次置中
洞内导线边长较短，仪器和目标的对中误差对水平角观测的影响较大。
为减小此项误差影响，导线测角可采用在测回间将仪器和棱镜多次重新置中的方法。
对于光学对中器在照准部的仪器，可转动照准部180o进行第二次置中；每次置中的测回数应相等。
若洞内烟尘排除不理想，还可采用两次照准、两次读数的方法，以减小照准和读数误差。
洞内导线测边
同内导线边长测量采用全
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