铁路站前工程隧道施工测量方案.doc

新建拉萨至日喀则铁路站前工程新建拉萨至日喀则铁路站前工程 tj6 标段标段 隧道施工测量方案隧道施工测量方案 中国葛洲坝集团股份有限公司拉日铁路指挥部中国葛洲坝集团股份有限公司拉日铁路指挥部 2011.01.102011.01.10 项目名称项目名称： 新建拉萨至日喀则铁路站前工程 tj6 标段 隧道施工测量方案 测量单位：测量单位：中国葛洲坝集团股份有限公司拉日铁路指挥部 编编 写：写： 复复 核：核： 批批 准：准： 目目 录录 1 工程概况工程概况1 1.1 坐标系统、高程系统及控制网概况1 1.2 依据的规范及既有成果 .1 2 测量人员组织机构及仪器配置测量人员组织机构及仪器配置 1 2.1 测量人员配备及分工 .1 2.2 测量仪器及设备 .2 3 洞外平面及高程控制测量洞外平面及高程控制测量3 3.1 洞外平面控制网测量方案 .3 3.1.1 洞外平面控制网设计3 3.1.2 洞外gps测量横向贯通误差估算4 3.2 洞外高程控制网测量方案 .5 3.2.1 洞外高程控制网设计5 3.2.2 洞外高程贯通误差估算5 4 洞内平面及高程控制测量洞内平面及高程控制测量5 4.1 洞内平面控制网测量方案 .5 4.1.1 洞内平面控制网设计5 4.1.2洞内平面贯通误差估算.6 4.2 洞内高程控制测量方案 .7 4.2.1 洞内高程控制设计7 4.2.2洞内高程贯通误差估算.7 4.3 洞内外综合贯通误差分析 .7 5 隧道施工测量隧道施工测量.8 5.1 隧道洞口施工测量 .8 5.2 洞内开挖测量 .8 5.2.1台阶法（断面支距法）.8 5.2.2 放大样法8 5.2.3 三角高程法9 5.2.4 激光断面仪法9 5.3 隧道衬砌位置控制测量 .9 附件一、仪器证书附件一、仪器证书.10 1 工程概况工程概况 本标段共有 5 条隧道，分别为圣殿山隧道(dk184+270dk185+389，设计长度 1118.25m，短链 0.75m)、萝桑村隧道(dk208+869dk210+740，设计长度 1870.6m，短链 0.4m)、纳钟山一号隧道(dk211+168dk211+833，设计长度 665m)、纳钟山二号隧道 (dk212+360dk212+818，设计长度 458m)、纳钟山三号隧道(dk213+461dk213+689，设 计长度 228m)，总长 4409m。其中有 2 条隧道长度在 1000m 以上，其余 3 条隧道长度均在 800m 以下，除圣殿山隧道与萝桑村隧道采用进、出口两个工作面掘进，其余均采用单口 掘进。 1.1 坐标系统、高程系统及控制网概况坐标系统、高程系统及控制网概况 平面坐标系统采用 2000 国家大地坐标系基本椭球参数，椭球参数为：长半轴 a=6378137m，扁率 f=298.257222101；高程系统采用 1985 国家高程基准。 其中圣殿山隧道位于中央子午线经度为 900000的投影带中，投影面海拔高程为 3750m，高程异常为-30m；其余 4 条隧道均位于中央子午线经度为 891500的投影带 中，投影面海拔高程为 3900m，高程异常为-30m。 现有平面控制网概况： 圣殿山隧道出口处有 cpi 控制点 1 个，cpii 控制点 2 个(cpi042-1、cpii199-1、cpii200-1)； 萝桑村隧道进口处有 cpi 控制点 1 个，cpii 控制点 2 个(cpi047、cpii228、cpii229)； 萝桑村隧道出口处及纳钟山一号隧道进口处有 cpii 控制点 2 个(cpii230、cpii231)； 纳钟山二号隧道出口处及纳钟山三号隧道进口处有 cpii 控制点 2 个(cpii233、cpii234)。 现有高程控制网概况： 四等水准点 7 个(cpii199-1、cpii200-1、cpi047、cpii228、cpii230、cpii231、cpii232)。 1.2 依据的规范及既有成果依据的规范及既有成果 1 铁路工程卫星定位测量规范(tb 10054-2010) 2 铁路工程测量规范(tb 10101-2009) 3 国家三、四等水准测量规范(gb-t 12898-2009) 4 铁路隧道工程施工技术指南(tz204-2008) 5 新建铁路拉萨至日喀则线 5、6 标段(dk134+760dk257+000)精密工程控制测量网 复测成果报告(中铁第一勘察设计院集团有限公司) 6 隧道设计图纸 2 测量人员组织机构及仪器配置测量人员组织机构及仪器配置 2.1 测量人员配备及分工测量人员配备及分工 指挥部设测量队，隧道所在工区设测量班，各工点隧道施工队设测量组。为做到测量 成果的准确无误，本工程测量工作执行三级复核制度，配备测量经验丰富的技术人员和先 进测量仪器。各工点测量组进行日常的施工放样与自检工作；工区测量班对各工点测量组 工作进行复检、校核、监督和控制，并形成资料；指挥部测量队负责布置、测量加密控制 点，复测控制点与终检验收工作。在工程的各个施工阶段，严格执行测量三级复核制度。 指挥部测量队 负责人：王东 工区测量班 负责人：杨安立 萝桑村与纳钟山隧道群工点测量组 负责人：赵悦 圣殿山隧道工点测量组 负责人：刘德远 图图 2-12-1 隧道主要测量人员组织机构图隧道主要测量人员组织机构图 表表 2-12-1 隧道主要测量人员统计表隧道主要测量人员统计表 姓名部门职务联系电话备注 王东指挥部测量队队杨安立工区测量班班兼任) 刘德远圣殿山隧道工点测量组组赵悦萝桑村隧道与纳钟山隧道群工点测量组组2.2 测量仪器及设备测量仪器及设备 序号仪器名称规格型号单位数量 1gps中海达 v8套1 2全站仪拓普康 gpt-102r台1 3全站仪宾得 202ne台1 4全站仪宾得 202ne台1 5全站仪宾得 202ne台1 6水准仪苏光 ds3台1 7水准仪宾得 dsz2台1 8对讲机普星 px-v6部6 3 洞外平面及高程控制测量洞外平面及高程控制测量 3.1 洞外平面控制网测量方案洞外平面控制网测量方案 3.1.1 洞外平面控制网设计洞外平面控制网设计 洞外平面控制网测量前，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。隧道贯通误差规定和平面控制测量设计要素详见表 3-1、表 3-2。 表表 3-13-1 隧道贯通误差规定隧道贯通误差规定 项目横向贯通误差高程贯通误差 相向开挖长度(km)l4 洞外贯通中误差(mm)3018 洞内贯通中误差(mm)4017 洞内外综合贯通中误差(mm)5025 贯通限差(mm)10050 表表 3-23-2 平面控制测量设计要素平面控制测量设计要素 测量部位测量方法测量等级 适用长 度(km) 洞口联系 边方向中 误差() 测角中误差 () 边长相对中误差 洞外gps 测量五等431/40000 洞内导线测量四等1.532.51/50000 圣殿山隧道(设计长度 1118.25m)、纳钟山一号隧道(设计长度 665m)、纳钟山二号隧道 (设计长度 458m)、纳钟山三号隧道(设计长度 228m)均采用单口掘进方式，萝桑村隧道(设 计长度 1870.6m)采用双口掘进方式，萝桑村隧道与纳钟山隧道群位置相对集中，设计时考 虑萝桑村隧道及纳钟山隧道群整体布设加密控制网，圣殿山隧道出口处单独布设加密控制 网。 圣殿山隧道进口处布设进洞点 1 个(sdj)，距离洞口 150m 左右，出口处已有 cpii199- 1，距离洞口 180m 左右，不再加密进洞点； 萝桑村隧道进口处布设进洞点 1 个(lsj)，距离洞口 180m 左右，出口处布设进洞点 1 个(lsc)，距离洞口 200m 左右，后视点 1 个(lsh)； 纳钟山一号隧道进口处布设进洞点 1 个(n1j)，距离洞口 200m 左右； 纳钟山二号隧道出口处布设进洞点 1 个(n2c)，距离洞口 180m 左右，后视点 1 个(n2h)； 纳钟山三号隧道进口处布设进洞点 1 个(n3j)，距离洞口 150m 左右。 各控制点测设完毕后，在其周围做醒目标志，以防破坏，并交由各工点测量负责人保 管，对现场施工人员进行教育，提高对控制点的保护意识。 本方案将详细叙述萝桑村隧道及纳钟山隧道群洞外平面控制测量设计，圣殿山隧道洞 外平面控制测量设计以此为参考。 根据施工安排，在萝桑村隧道进口处布设 1 个控制点(lsj)，在萝桑村隧道出口处布设 2 个控制点(lsc、lsh)，在纳钟山一号隧道进口处布设 1 个控制点(n1j)、在纳钟山二号隧道 出口处布设 2 个控制点(n2c、n2h)，在纳钟山三号隧道进口处布设 1 个控制点(n3j)，共计 7 个加密控制点。 图图 3-13-1 萝桑村隧道及纳钟山隧道群加密控制网设计示意图萝桑村隧道及纳钟山隧道群加密控制网设计示意图 洞外平面控制测量将严格按照 gps 五等网精度进行施测，网形采用边连的方式，使用 4 台 gps 双频接收机同步静态观测。 3.1.2 洞外洞外 gps 测量横向贯通误差估算测量横向贯通误差估算 gps 控制测量误差引起的隧道横向贯通中误差计算公式如下： 22 222 coscos ccjj cj mlml mmm 式中，后两项也可由下式算得。 l m 2 2 g 洞外定向 m 式中 、进、出口 gps 控制点的 y 坐标误差； j m c m 、进 j l c l 、出口 gps 控制点至贯通点的长度； 、进、出口 gps 联系边的方位角中误差； j m c m 、进、出口 gps 控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角； gps 方向误差对贯通误差的影响； 洞外定向 m gps 测量定向联系边方向误差()，为隧道设计时的先验值； g m =206 265； l相向开挖隧道计算设计长度，考虑到洞外 gps 控制点位(引测边)布设离洞口有一 定距离的因素，取隧道线路长度加 1km。 将萝桑村隧道相关参数代入上式计算，则 mmm199.19100010008 . 2 206265 2 2 2 020 . 0 020 . 0 22 外 洞外横向贯通中误差小于 30mm，该设计方案可行。 3.2 洞外高程控制网测量方案洞外高程控制网测量方案 高程控制测量设计要素见详表 3-3。 表表 3-33-3 平面控制测量设计要素平面控制测量设计要素 测量部位测量等级 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) 洞外四等5135.0 洞内四等5115.0 3.2.1 洞外高程控制网设计洞外高程控制网设计 由 cpi047 采用四等水准进行闭合往返测量引至 lsj；由 cpii230 采用四等水准进行闭合 往返测量引至 lsc、lsh、n1j；由 cpii232 采用四等水准进行闭合往返测量引至 n2c、n2h、n3j。 3.2.2 洞外高程贯通误差估算洞外高程贯通误差估算 洞外高程控制测量误差产生的高程贯通中误差按下式计算： lmm h 式中 每千米水准测量高差中数的偶然中误差(mm)； m l洞外高程路线长度(km)，取隧道长度加 1km 计算； 受洞外或洞内高程控制测量误差影响，产生在贯通面上的高程中误差。 h m 将萝桑村隧道相关参数代入上式计算，则 mmm h 367. 88 . 25 外 洞外高程贯通中误差小于 18mm，该设计方案可行。 4 洞内平面及高程控制测量洞内平面及高程控制测量 4.1 洞内平面控制网测量方案洞内平面控制网测量方案 4.1.1 洞内平面控制网设计洞内平面控制网设计 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满足规范要求，同时也为 洞内测设中线提供依据。按铁路工程测量规范中隧道贯通误差规定，对隧道进洞导线进行 设计，洞内导线按四等导线测量精度施测。 在洞内埋设两排控制桩点，一排点沿中线四周设立或者直接用中线控制点，另一排点 沿隧道边墙设立(考虑架设一起和防止破坏)，如下图： 图图 4-14-1 洞内导线设计示意图洞内导线设计示意图 4.1.2 洞内平面贯通误差估算洞内平面贯通误差估算 萝桑村隧道洞内贯通误差估算，暂按等边直伸导线估算。 1 洞内导线测角引起的贯通误差 ) 12() 1( 6 1 2 2 2 2 2 2 2 nnns m r m m xq 式中 直伸导线终点由测角中误差引起的横向点位误差； q m 测角中误差()； m =206265； 导线点至导线终点的距离； 2 x r 每条导线边距离； s 导线点数()。 n sl 将相关参数代入，则 mmmq203 . 1 1376 6 1 300 206265 5 . 2 2 2 2 2 隧道两端相向掘进，取等影响，则共同构成的误差： mmmm q 406 . 2 2 22 洞内测角 2 洞内导线测边引起的贯通误差 萝桑村隧道投入使用的仪器为拓普康 gpt102-r，仪器测距标称精度为， ppmmm22 贯通面在 dk209+857，则， mmm200 . 2 1*2 . 02 进 mmm180 . 2 898 . 0 *2 . 02 出 mmmmml097 . 3 180 . 2 200 . 2 2222 出进 隧道内导线测角、测距对贯通精度的总影响值为： mmmmm411. 3591 . 9 046. 2 22 洞内测边洞内测角内 洞内横向贯通误差小于 40mm，该设计方案可行。 4.2 洞内高程控制测量方案洞内高程控制测量方案 4.2.1 洞内高程控制设计洞内高程控制设计 洞内高程控制点有洞口高程控制点引入洞内，每隔 100150m 埋设一个水准点，也可 与现有洞内平面控制点共点，采用四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钱应检查起算高程控制点。检 测已测测段高差之差应满足规范要求。 4.2.2 洞内高程贯通误差估算洞内高程贯通误差估算 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： lmm h 每千米水准测量高差中数的偶然中误差(mm)； m l洞内高程路线长度(km)，取隧道长度 1.8km 计算。 则 mmm h 708. 68 . 15 内 洞内高程贯通中误差小于 17mm，该设计方案可行。 4.3 洞内外综合贯通误差分析洞内外综合贯通误差分析 萝桑村隧道洞外平面控制横向贯通中误差，洞内平面控制横向贯通 mmm199.19 外 中误差，洞内外综合贯通中误差 mmm411 . 3 外 ；洞外高程控制横向贯通中误差 mmmmm500.19411 . 3 199.19 2222 内外 ，洞内高程控制横向贯通中误差，洞内外综合贯通 mmm h 367 . 8 外 mmm h 708 . 6 内 中误差。 mmmmm hhh 724.10708. 6367 . 8 2222 内外 横向综合贯通中误差与高程综合贯通中误差均满足规范对隧道贯通误差的规定，设计 方案可行。 5 隧道施工测量隧道施工测量 5.1 隧道洞口施工测量隧道洞口施工测量 1 隧道进出口处的原地面测量，刷坡检查测量； 2 隧道门端墙和翼墙、挡土墙的基坑开挖测量。 5.2 洞内开挖测量洞内开挖测量 每次断面掘进前，应根据设计的断面类型和尺寸放样出断面。常用的方法有：台阶法 （断面支距法） 、大样法、三角高程法等。 5.2.1 台阶法（断面支距法）台阶法（断面支距法） 图图 5-15-1 台阶法示意图台阶法示意图 如图 5-1 所示，根据中线及拱顶外线高程，从上而下每 0.5m(拱部和曲线段)和 1.0m（边墙）向中线左右量出两侧的横向支距（量测支距时，应考虑施工的预留宽度） ， 所有支距端点的连线即为断面开挖的轮廓线，用以指导开挖及检查断面，并作为安装拱架 的依据。仰拱断面应由中线起向左右每隔 0.5m 量出路面高程向下的开挖深度。此种方法 最常用，适用于全断面开挖或上下导坑开挖施工的隧道。此种方法的作业程序如下： 中线放样、复核 放样掌子面中线、测里程 放样仰拱及其他构筑物 向左、向右量出支距、画点 放样拱顶及拱脚高程，及每向下 0.5m 的轴线点、及底部高程点 控制网复测 一定要注意水平 鉴于此种方法简单方便，本工程所有隧道洞内开挖都采用此种方法，以下方法作为参 考。 5.2.2 放大样法放大样法 对于一种类型尺寸的开挖断面，提前在地面上放出大样（1:1） ，用木板或金属条作出 大样，测量时放出拱顶中点及两侧起拱点的位置，往上套上大样，在周边画点即可，此种 方法