线起点马家楼地铁施工测量方案.docx

1、线起点马家楼地铁施工测量方案北京地铁四号线施工测量方案出入段线、起点马家楼区间姓 名: 李泽刚学 号: 081408226专 业：测 绘 工 程系 别：测绘与城市空间信息系指导教师: 郑崇启实习时间：2011.11.282011.12.09一、工程概况. . . 2二、作业依据. . . 3三、施工测量技术方案3四、施工动态分析与监控量测技术方案8五、测量人员组织. .24六、使用仪器设备.25七、测量精度质量保证措施.26一、工程概况：北京地铁四号线第一标段工程包括三个单位工程，即设计起点-马家楼区间工程、马家楼站工程和马家楼站至石榴庄区间工程。其中设计起点-马家楼站区间包含两部分，即出入段

2、线和正线起点至马家楼站。出入段线起自马家楼站南端，与马西路并行至南四环北侧，右转沿南四环辅路西行穿过佑外大街，最后北转进入马家堡车辆段。明、暗挖隧道工程分别采用明、暗挖钢模衬砌台车施工，通过这种施工方法的应用减少了施工投入的人力、物力，降低了职工的劳动强度，提高了隧道施工的机械化程度。起止里程为K0+000.000K0+338.800，全长338.800 m，为暗挖双联拱隧道。正线起点在南四环北侧，马家堡西路下，线位较低，向北下穿出入线段左线后进入马家楼车站，与出入线左线形成立交，该部分为四号线南沿做预留，结构覆土厚度10m左右，线路设计坡度分别为-8、23、2，采用复合式衬砌，开挖跨度为11

3、.111.142m，开挖高度为6.56.9m。北京地铁四号线第一标段的设计起点马家楼站区间风道采用“CRD六步法”施工。该风道长度为47.79m，断面形式为城门洞型，共分为三种断面形式（FA、FB、FC），FA断面结构开挖尺寸为7.411.48m，长度为27.05m； FB断面结构开挖尺寸为7.412.46m，长度为15.99m；渐变断为FA向FB断面过渡段，长度为5.1m ；FC断面结构开挖尺寸为7.415.04m，长度为5.4m。风道上部位于圆砾卵石层，边墙处于中粗砂层、粉土层，底部处在圆砾卵石层。衬砌结构采用复合式衬砌。二、测量作业依据1、地下铁道、轻轨交通工程规范(GB50308-19

4、99)；2、城市测量规范(GJJ8-99)；3、新建铁路工程测量技术规范(TB10101-99)；4、工程测量规范(GB50026-93)；5、全球定位系统（GPS）测量规范(GH2001.92)；6、北京地铁新建线路控制测量总体技术要求（试行本）（北京地铁建设管理公司工程部，2002.11）7、地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）8、建筑变形测量规范（JGJ/T8-9）9、地下铁道设计规范（GB50299-1999）10、国家一、二等水准测量规范（GB12897-91）11、北京地铁4号线施工设计施工图 12、北京地铁四号线第四合同段沿线建筑调查资料、沿线市政管线调查资料三

5、、施工测量技术方案施工测量是标定和检查施工中线、测设坡度和放样建筑物，测量是施工的导向，是确保工程质量的前提和基础。地铁工程施工测量的施测环境和条件复杂，要求的施测精度又相当高，必须精心施测和进行成果整理，工程测量成果必须符合相关规范的要求。北京地铁工程隧道开挖的贯通中误差规定为：横向50mm、竖向25mm，极限误差为贯通中误差的2倍，即纵向贯通误差限差为L/5000（L为贯通距离, 以km计）。北京地铁工程平面与高程贯通误差分配如下表所示。北京地铁工程平面与高程贯通误差分配 地面控制测量联系测量地下控制测量总贯通中误差横向贯通中误差25mm20mm30mm50mm纵向贯通中误差L/10000

6、竖向贯通中误差16mm10mm16mm25mm3.1测量控制网的检测 为满足盾构施工的需要，应检测业主提供的首级GPS控制点、精密导线及精密水准点，保证上述各级控制点相邻点的精度分别小于10，8和8mm（L为线路长度，以km计）（精密水准路线闭合差）作为盾构测量工作的起算依据。地面控制网是隧道贯通的依据由于受施工和地面沉降等因素的影响，这些点有可能发生变化，所以在测量时和施工中应先对地面控制点进行检测，确定控制网的可靠性。工作内容包括：检测相应精密导线点，检测高程控制点等。3.2施工控制网布设在地面控制网检测无误后，依据检测的控制点再进行施工控制网的加密，再进行施工控制网的加密, 以保证日后的

7、施工测量及隧道贯通测量有顺利进行。施工控制网的加密分两方面内容：（1）施工平面控制网加密测量 通常地面精密导线的密度及数量都不能满足施工测量的要求，因此根据现场的实际情况，进一步进行施工控制网的加密，以满足施工放样、竖井联系测量、隧道贯通测量的需要。施工平面控制网采用级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360的较差应小于4），测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据处理，点位中误差小于10。（2）施工高程控制网加密测量根据实际情况将高程控制点引入施工现场，并沿线路走向加密高程控制点。水准基点（高程控制点）必须布设在沉降影响区域外且保证稳定。水准测量采用二等精密水

8、准测量方法和8（L为水准路线长，以km计）的精密要求进行施测。3.3联系测量 联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧洞道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入竖井下，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。联系测量是联接地上与地下的一项重要工作，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通应根据工程施工进度，应进行多次复测，复测次数应随贯通距离增加而增加，一般1km以内取三次。其主要内容包括：（1）趋近导线和趋近水准测量地面趋近导线应附合在精密导线点上。近井点与GPS 点或精密导线点通视，并应使定向具有最有利的图形。趋近导线测

9、量用级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360的较差应小于4），测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据处理， 点位中误差小于10。测定趋近近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻的精密水准点上。趋近水准测量采用二等精密水准测量方法和8L的精密要求进行施测。（2）竖井定向测量 为保证盾构施工基线边方向的准确性，采用投点仪和陀螺仪定向方法或吊钢丝联系三角形法为主要手段进行定向。如利用竖井倒入，则采用竖井联系三角形测量，如图3.3-1所示，即通过竖井悬挂两根钢丝，由近井点测定与钢丝的距离和角度，从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角，然后在井下认为钢丝的坐标和方

10、位角已知，通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角，这样就把地上和地下联系起来了。如下图示：图3.3-1 联系三角形定向测量示意图（3）高程传递测量高程测量控制，通过竖井采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。先作趋近水准测量，再作竖井高程传递，如图4.3-2所示。经竖井传递高程采用悬吊钢尺（经检定后），井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺35cm，施测三次，高差较差不大于3mm时，取平均值使用，当测深超过20m时，三次误差控制在5mm以内。地下施工控制水准点，可与地下导线点合埋设于一点，亦可另设水准点。水准点密度与导线点数基本相同，在曲线段

11、可适当增加一些。地下控制水准测量的方法和精度要求同地面精密水准测量。地下施工水准测量可采用S3水准仪和5m塔尺进行往返观测，其闭合差应在20mm（L以km计）之内。图3.3-2 竖井高程传递示意图3.4地下施工控制导线测量地下导线测量按级导线精度要求施测。测角中误差5，导线全长闭合差1/15000。在隧道未贯通前，地下导线为一条支导线，建立时要形成检核条件，保证导线的精度。地下施工控制导线是隧道掘进的依据，每次延伸施工控制导线前，应对已有的施工控制导线的前三个导线点进行检测。地下导线点布设成导线锁的形式，形成较多的检核条件，以提高导线点的精度。导线点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行

12、施工导线延伸测量。施工控制导线在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖井定向测量同步进行。重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm时，应采取逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。曲线段施工控制导线点宜埋设在曲线五大桩（或三大桩）点上，一般边长不应小于60m，导线测量采用全站仪施测，左、右角各测二测回，左、右角平均值之和与360较差小于6，边长往返观测各二测回，往返观测平均值较差应小于7mm。3.5施工放样测量施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。为了加强放样点的检核条件，可用另外两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放样点正确与否，或利用全站仪的坐标实测功能，用另两个已知

13、导线点来实测放样点的坐标，放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在3mm以内，可用这些放样点指导隧道施工。也可用放线两个点，用尺子量测两点的距离进行复核，距离相差在2mm以内，可用这些点指导隧道施工。暗挖隧道施工放样主要是控制线路设计中线、里程、高程和同步线。隧道开挖时，在隧道中线上安置激光指向仪，调节后的激光代表线路中线或隧道中线的切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。每个洞的上部开挖可用激光指向仪控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制。施工期间要经常检测激光指向仪的中线和坡度，采用往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在隧道初支过程中，架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线，其

14、中格栅中线和同步线的测量允许误差为20mm，格栅垂直度允许误差为3。3.6 盾构机始发的相关测量和掘进测量盾构机始发前应进行下列测量1)盾构机始发设施的定位测量，其中包括盾构导轨安装测量和盾构机拼装测量等项工作；2)盾构机内参考点复测，指盾构机拼装竣工后，应进行的测量工作其主要测量工作应包括盾构机各主要部件几何关系测量等；3)SLST导向系统的正确性与精度复核，主要包括对SLST导向系统中的TCA仪器和棱镜位置测量；4)盾构机始发位置及姿态测量。掘进测量工作包括：1)洞内平面控制点测量洞内控制导线点应布设在隧道貌岸然的两侧墙壁上，采用强制对中标志，在通视条件允许和情况下，每100米布设一点。以

15、竖井定向建立的基线边为坐标和方位角起算依据观测采用级全站仪进行测量，测角四测回（左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360的较差应小于4），测边往返观测各二测回。2)洞内高程控制测量洞内水准测量以竖井高程式传递水准点为起算依据，采用二等精密水准测量方法和8mm的精密要求进行施测。3)盾构机姿态测量提供瞬时盾构机与线路中线的平面、高程偏离值，盾构机的旋转角度等；（4）施工中对SLST导向系统的检核测量，保证衬砌环的环中心偏差和环片在竖直和水平两个方向的姿态；（5）施工中的成环管片环位置和姿态测量。3.7隧道贯通测量隧道贯通前约50米左右要增加施工测量的次数，并进行控制导线的全线复测，直至保证隧

16、道贯通。贯通后，应进行横向贯通误差，纵向贯通误差及高程贯通误差测量。3.8竣工测量竣工测量包括： （1）线路中线测量以施工控制导线点为依据，利用区间施工控制中线点组成附合导线。中线点的间距直线上平均150m ，曲线上除曲线元素点外不应小于60m 。中线点组成的导线就采用级全站仪，左、右角各测一测回，左、右角平均值之和与360的较差应小于5，测距往返观测各二测回。（2）隧道净空断面测量以测定的中线点为依据，直线段每6m ,曲线元素点每5米应测设一个结构横断面，结构断面可采用全站仪进行施测，测定断面里程误差允许50，断面测量精度允许误差为10。四、施工动态分析与监控量测技术方案施工过程的动态分析，

17、其主要目的是在施工之前了解车站明挖深基坑与暗挖隧道施工过程中所可能产生地层变位和应力的影响，明确这种影响的大小量级和范围，明确危险可能发生的部位、方式及应采取的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据。4.1监测项目根据招标文件、设计资料以及现场实际情况，本标段施工过程中需对场区内及周围环境进行日常的常规监测主要有：地表沉降、地面建筑物沉降、倾斜及裂缝、地下管线沉降、隧道拱顶下沉及水平收敛、桩顶位移、衬砌结构内力、临时支护内力、墙背土压力、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移等。各种观测数据相互印证，确保监测结果的可靠性，为确保周围建筑物的安全，合理确定施工参数提供依据，达到反馈

18、指导施工的目的。监测项目及仪器详见表4.1-1。4.2监测测点布置监测测点布置原则为：观测点类型和数量的确定结合本工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑，并能全面反映被监测对象的工作状态。为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设计的测点，布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。施工监控量测表 表4.1-1监测区段序号监测项目监测仪器监测目的明挖车站1地表沉降NA2002全自动电子水准仪、铟钢尺掌握基坑开挖过程对周围土体、地下管线、钻孔桩和周围建筑物的影响程度及影响范围2地下管线沉降3围护桩顶垂直位移4建筑物沉降5建筑物倾斜Le

19、ica1800全站仪、反射片6围护桩水平位移PVC测斜管、Sinco测斜仪掌握基坑开挖过程对周围土体、围护结构及地下水位的影响7围护桩钢筋应力钢筋计，频率接受仪8地下水位水位孔、水位计9水平支撑轴力轴力计、频率接收仪了解施工过程支撑受力10地表、建筑物、支护结构裂缝以观测为主必要时用裂缝仪掌握裂缝的发生、发展过程分析施工的影响程度盾构区间1地表沉降NA2002精密水准仪、铟钢尺掌握隧道施工过程对周围土体、地下管线和周围建筑物的影响程度及影响范围2地下管线沉降3建筑物沉降4建筑物倾斜Leica1800全站仪、反射片5隧道拱顶下沉Leica1800全站仪、反射片了解隧道施工过程初期支护结构变位规律

20、及大小6隧道净空收敛7土体分层沉降SOILINSTR沉降仪，沉降管掌握隧道施工过程周围土体的变位规律8土体水平位移PVC测斜管、Sinco测斜仪9地表、建筑物、支护结构裂缝以观测为主必要时用裂缝仪掌握裂缝的发生、发展过程分析施工的影响程度表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定

21、的工作状态。如果测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。盾构区间隧道以洞内、地表、管线和房屋监测为主布点；车站以地表、管线、房屋和基坑变形监测为主布点。测点布置见图4.2-1图4.2-2。4.3 监测方法及监测频率4.3.1地表沉降及裂缝监测(1) 地表沉降监测监测仪器NA2002全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。监测实施方法a、基点埋设：基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。基点埋设方法示意图如图4.3.1-1所示。图4.3.1-1 基点埋设方法示意图(单

22、位:cm)b、沉降测点埋设：用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200300mm，直径2030mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。c、测量方法：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于1.0mm，取平均值作为初始值。d、沉降值计算：在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。施工前，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高

23、程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差HnH0即为沉降值。e、监测频率：对于暗挖区间隧道施工，当开挖面与量测面距离2B时(B为隧道宽度)，1次/天；当开挖面与量测面距离5B时，1次/2天；当开挖面与量测面距离5B时，1次/周。对于基坑施工段在施工，初期为12次/天，后期12次/3天。数据分析与处理地表沉降量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。(2) 地表裂缝观测地表裂缝开展状况的监测通常作为地铁施工影响程度的重要依据之一。采用直接观测的方法，将裂缝进行编号并划出测读位置，必要时可用钢尺测读。监测数量和位置根据

24、现场情况确定。4.3.2地表建筑沉降、倾斜及裂缝监测(1) 建筑物沉降监测监测仪器NA2002全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。监测实施方法a、测点埋设：在地表下沉的纵向和横向影响范围内的建筑物应进行建筑物下沉及倾斜监测，基点的埋设同地表沉降观测。沉降测点埋设，用冲击钻在建筑物的基础或墙上钻孔，然后放入长直径200300mm，2030mm的半圆头弯曲钢筋，四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。每幢建筑物上一般布置4个观测点，特别重要的建筑物布置6个测点。测点的布设如图5. 3.2-1所示。图4. 3.2-1 建筑物沉降监测点示意图b、测量方

25、法：与地表沉降观测同。c、沉降计算：与地表沉降观测同。d、观测频率：与地表沉降观测同。数据分析与处理绘制位移时间曲线散点图，具体分析同地表沉降监测。当位移时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。预测最大沉降量。根据所测建筑物倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准及采用的工程措施的可靠性。(2)建筑物倾斜监测监测仪器Leica1800全站仪，反射膜片。监测实施方法在待测建筑物不同高度（应大于2/3建筑物高度）贴上反射膜片，建立上、下两观测点，并在大于两倍上、下观测点距离的位置建立观测站，采用Leica1800型（12mm+2ppm）自动全站仪按国家二级位移观测要求测定待测建筑

26、物上、下观测点的座标值，两次观测座标差值即可计算出该建筑物的倾斜变化量。其观测频率同地表沉降观测。(3) 建筑物裂缝观测建筑物的沉降和倾斜必然导致结构构件的应力调整而产生裂缝，裂缝开展状况的监测通常作为施工影响程度的重要依据之一。通常采用直接观测的方法，将裂缝进行编号并划出测读位置，观测裂缝的发生发展过程。必要时通过裂缝观测仪进行裂缝宽度测读。监测数量和位置根据现场情况确定。4.3.3地下管线沉降监测仪器设备NA2002全自动电子水准仪，玻璃钢瓦尺等。监测实施方法a、测点布置：地下管线测点重点布设在煤气管线、给水管线、污水管线、大型的雨水管及电力方沟上，测点布置时要考虑地下管线与隧道的相对位置

27、关系。有检查井的管线应打开井盖直接将监测点布设到管线上或管线承载体上；无检查井但有开挖条件的管线应开挖暴露管线，将观测点直接布到管线上；无检查井也无开挖条件的管线可在对应的地表埋设间接观测点。管线沉降观测点的设置可视现场情况，采用抱箍式或套筒式安装。每根监测的管线上最少要有35个测点。基点的埋设同地表沉降监测。b、测量方法：与地表沉降观测同。c、沉降计算：与地表沉降观测同。d、观测频率：与地表沉降观测同。数据分析与处理根据施工进度，将各测点变形值绘成管线变形曲线图。即： 绘制位移时间曲线散点图，据以判定施工措施的有效性；位移时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析，预测管线的最大沉降量

28、；沿管线沉降槽曲线，判断施工影响范围、最大沉降坡度、最小曲率半径等。4.3.4地中土体分层垂直位移监测对土体分层垂直位移的测量可以了解暗挖施工对周围土体的扰动情况，找出变化规律，为决策控制沉降的技术施工提供可靠的依据。本标段只在暗挖区间隧道的大跨存车段布设地中土体分层垂直位移。监测仪器由两大部分组成：一是地下材料埋入部分，由沉降导管、底盖、沉降磁环组成，二是地面接收仪器SOILINSTR型分层沉降仪，由测头、测量电缆、接收系统和绕线盘等组成，如图4. 3.4-1所示。图4. 3.4-1 垂直位移观测孔示意图监测实施方法a、测点埋设：原则上布置在有选择性、有代表性的断面上。锚固体为磁式锚环，间距

29、12米，钻孔采用地质钻成孔，遇到土质松软的地层，应下套管或水泥护壁；成孔后将导管缓慢地放入孔中，直到最低观测点位置，然后稍拔起套管，在保护管与孔壁之间用膨胀粘土填充；再用专用工具依次将磁式锚环沿导管外壁埋入设计的位置。锚点间用膨胀粘土回填。测管口上盖，再用150的钢套管保护，套管外用砼堆砌并标明孔号及孔口标高。b、量测及计算：量测时将探头沿管内壁由下而上缓慢提升测尺，当通过测点磁环位置时，蜂鸣器发出声响，此时读取孔口标志（基点）处测尺的读数。c、观测频率：与地表沉降观测同。数据分析与处理每次量测后应绘制不同深度的位移历时曲线、孔深位移关系曲线。当位移速率突然增大时应立即对各种量测信息进行综合分

30、析，判断施工中出现了什么问题，并及时采取保证施工安全的对策。4.3.5基坑围护桩及地中土体水平位移监测监测土体水平位移可掌握土体的运动规律及预测对地面的影响，据以研究减小施工扰动的施工措施，以保护地面建筑物和地下管线。监测仪器SINCO水平测斜仪，PVC测斜管。监测实施方法a、测点埋设：对于基坑围护桩测斜孔，在浇灌混凝土前安装测斜管。对于地中土体测斜孔，先用地质钻成孔，孔径应等于或大于89mm。然后将预先将连接好的测斜管放入孔中。管底应埋置在预计发生倾斜部位的之下，一般管底标高低于隧道底部标高23，测斜管应竖直，管内其中一沟槽位置与隧道轴线垂直。b、量测与计算：测试时，联接测头和测斜仪，检查密封装置，电池充电量，仪器是否工作正常。将测头放入测斜管，测试应从孔底开始，自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次，测段长度为1m，每个测段测试一次读数后，将测头提转180，插入同一对导槽重复测试，两次读数应接近，符号相反，取数字平均值，作为该次监测值。在基坑开挖前，以连续三次测试无明显差异读数的