三江口测量.doc

1. 施工区自然地理概况1.施工区自然地理概况 隧道工程位于南京长江大桥下游约33.8km处的三江口。行政隶属：南岸为南京市栖霞区靖安镇滨江村，其地理坐标为： 东经：1190401.81190657.6 北纬： 321406.5 321553.52. 对已有测量成果的利用2.对已有测量成果的利用 2.1施工区域有总参测绘局81年制成的1:5万比例尺地形图一份，图幅号为9-50-143甲，可供搜寻国家三角点使用。 2.2施工区外围有总参测绘局六十年代施测的等三角点1个（日叉凹）等三角点2个（鲁家圩、杨家沟），四等三角点5个（杨家沟、金家、陈庄南、金庄、张湾），经实地踏勘，仅有3个点存在，其余点均遭彻底破坏，现存的三个点分别为等点日叉凹，等点杨家沟，等点金家，此三点中日叉凹（）和杨家沟（）点位保存较好，金家（）的点位有移位之嫌，上述点的成果搜集于江苏省测绘局。此外长江北岸施工区附近还有江苏水文地质勘察院测绘分院提供的GPS点2个，编号分别为WE01和WE03 ，其施测等级与精度情况不详。上述各点之坐标系统为1954年北京坐标系，高斯投影3度带第40带成果，中央子午线120，高程系统为 黄海平均海水面以上正高系统(1973年出版成果)。 根据现有控制点情况，拟联测所有已知点，视它们之间的兼容程度合理选择其中的2到3个点作约束平差之用。 2.3拟在施工区长江北岸收集二等水准点6个，南岸收集二等水准点3个，供施测三等水准网使用。3. 作业依据和坐标系统3.作业依据和坐标系统 3.1 作业依据 a.国家建设部1997年颁布的全球定位系统城市测量技术规程（CJJ7397） b.城市测量规范（CJJ899） c.公路隧道施工技术规范（JTJ04294） 3.2坐标系统 a.四等GPS网外业观测与无约束平差采用WGS84系；约束平差采用1954年北京坐标系，中央子午线120，投影面为参考椭球体面。 b.高程系统为1973年出版成果，黄海平均海水面以上正高系统。4. 四等GPS测量4. 四等GPS测量 4.1GPS 平面控制网的布设 四等GPS网点主要沿长江两岸的竖井周围布设，详见四等GPS布网略图5。为减少测量误差积累，原则上不再设置加密点，因此，除保证点位卫星信号良好接收效果外，点的密度应满足隧道工程的施工测量 。 GPS网拟由14个点构成，南岸新建5个点，北岸新建四个点，联测国家点3个，GPS点2个。点位分布见附录“四等GPS网布设略图”。全网平均边长约0.90km，两岸相邻控制点平均边长约0.20km，点位平均设站应不少于1.6次，异步环边数控制在5条之内。 4.2 精度标准 4.2.1 相邻点间弦长精度按下式计算 式中：标准差（基线向量弦长中误差）mm a固定误差mm b比例误差系数ppm d 相邻点间平均距离km 四等GPS网计算基线向量弦长中误差相应的a、b之值按附表1 4.2.2 同步环坐标分量和环线全长相对闭合差按附表2规定 4.2.3 异步坐标分量闭合差和环线全长闭合差按下式规定 W 2 W 2 W 2 W2 式中：W 、W 、W 坐标分量闭合差mm W环闭合差mm n环的边数 标准差 4.2.4 复测基线的较差按下式规定 W 2 GPS标准精度mm 4.2.5 无约束平差基线向量改正数的限差按下式规定： V 3 V 3 V 3 式中：标准差 4.2.6 约束平差与无约束平差同名基线相应改正数的较差按下式规定： d V 2 dV 2 dV 2 式中：标准差 4.2.7平差后边长精度按下述规定 a. 最弱边相对精度不低于1/4.5万。 b. 短于200m的边，其边长中误差不超过2.0cm。 4.3 标石埋设与编号 新建四等GPS点中的8个点采用混凝土现场灌注永久性测量标志，其规格为下底面5050上顶面1515，高度80（cm），灌制时在顶部中心位置锒刻有十字的直径12(mm)的钢质标志。其余点利用旧有永久性标石。 新建四等GPS点编号由3位数组成，首位为，从01编至11（其 中的10和11分别为W E 0 3 和W E 0 1），外业观测及数据处理时，点号首位的用4代替。 联测的3个国家点的编号与其点名对应关系如下： 222日叉凹 444杨家沟 445金家 4.4 外业观测 四等GPS网使用Leica200S型接收机3台（该机型为6通道、L1(载波相位观测量，标称精度为10mm+2ppm.dkm）采用快速静态测量方式施测。 4.4.1 外业观测前的准备 计划好观测路线并调阅GPS随机软件SK1进行出测日卫星可见性预报，以便及时避开不能满足规程与设计要求的时间段。 4.4.2 外业观测作业 每时段各站到达点位，且准备工作就绪后由指定人员通过手机下达开机指令，当接收的卫星数和GDOP值同时满足要求时，进行数据采集。具体要求见附表3。 观测过程中遇有特殊情况，适当延长数据采集时间，确保有效观测时间满足。 天线高在开机后与关机前分两次量取，天线高中数和点号在关机前输入控制器。 当确认测站所有作业操作都按规定完成后关机迁站。 4.4.3 及时将外业采集的数据传输到计算机中，检查外业记录和输入控制器的点号，天线高是否相附，纠正谬误后作好备份。 4.5 基线向量解算及检核 4.5.1 基线向量使用GPS随机软件SK 2.30，在东芝便携机上解算。基线解算时SK1中参数设置如下： 对流层模型 标准型 电离层模型 无模型 卫星星历 广播星历 使用数据 码和相位 限 值 20km 先验标准差 10mm 以网中某一点的WGS84 系单点定位解为起算数据，采用自动基线解算模式解算各基线，取符合限差要求的解作为基线结果。 4.5.2 使用同济大学编制的GPS网平差计算软件TGPPS for min32的自动查找重复基线和组环功能，计算各项误差与限差，检核基线观测与解算质量。 4.6 GPS网的平差计算 GPS网的平差计算使用同济大学编制的平差计算软件包TGPPS for min32 进行。 4.6.1 无约束平差 以网中某一点单点定位坐标值（WGS84系）为起算数据进行约束平差，通过相应项目，考察GPS网的内附合精度并输出WGS84系坐标成果。 4.6.2 约束平差 约束平差拟以联测的54国家等级三角点3个作为约束值，进行平差，当相应各项限差符合规定后输出最后平差结果。 当用于约束的国家点中的某一点与其它点兼容性较差时，可选择其中的两个点作为约束值。5. 三等水准测量5. 三等水准测量 5.1 三等水准测量方案 5.1.1 为了满足施工区工作的需要，GPS 四等点的高程，采用三等水准标准施测。 5.1.2 已知水准点的资料 江南业主提供了江右二等I295、江右二等I296、江右二等I296，江北业主提供了二等江左I067、二等江左I066、二等江左I066。经实地踏堪江右I296点未找到。 实际联测过程中，采用三等水准测量规范要求，测量的过程中采用单程双转点法，首先完成右路线的观测，而后进行左路线的观测。江南实施过程中，从二等水准点江右I296点开始，检测到二等水准点江右I295点的附合水准测量路线。当检测符合规范要求，从二等水准点江右I295点开始联测施工区内相关的GPS四等导线点后测到江右I295点。江北从二等水准点江左I067点开始,联测施工区内相关的GPS四等导线点测到二等水准点江左I066,并测到二等水准点江左I066。上述水准检测成果如有粗差，应分析原因，并及时汇报有关部门。 5.1.3 三等水准测量主要技术要求，如附表4、附表5、附表6 5.1.4 水准仪、水准标尺应符合城市测量规范中的有关规定，并提交相关的检验资料。 5.1.5 水准测量外业计算： a.外业手簿计算。 b.高差和概略高程表的编算。 c.往返测高差不符值及每公里往返测高差中数的偶然中误差的计算。 d.水准测量平差计算，按单一路线平差。6. 沉井施工测量 6.沉井施工测量 6.1 沉井施工测量控制点的布设。 6.1.1 沉井中心点施工测量以现场附近GPS四等控制点及三等水准点测定,采用相关GPS四等控制点及三等水准点进行检测。 6.1.2 沉井测量验桩复测: 根据甲方提供的红线图、控制桩及有关图纸，首先进行施工范围内的测量放线，其精度按城市测量规范及矿山井巷工程施工及验收规范等有关规范执行。恢复定线测量并将测量结果提交甲方检查，作为施工放样的依据。 6.1.3 测量作业前，应对相应测量仪器进行检查，并上交有关检查资料。平面控制放样精度，地面放样井口中心点的测角中误差不大于5，竖井井底放样井口中心点的测角中误差不大于8。 6.1.4 平面控制测量需用符合相应等级的仪器,并按照有关要求的仪器进行检测。施测时,边长测量按四等测距标准执行；高程测量，按三等标准施测。 6.1.5 沉井过程中,严格控制沉井偏斜,偏斜率不允许大于0.5 % ,当沉井的过程中偏斜达到允许值的1/4时,必须跟踪监测纠偏,在每次下沉终了前要严格控制偏斜。 6.1.6 沉井下沉时，标高每班至少测量一次,轴线位移2-3天测一次，每次下沉稳定后，应进行高差和中心位移测量。6.1.7终沉时，每小时测量一次,严格控制超沉,沉井封底前,自沉累计量不大于10mm/8h。6.1.8 钢靴十字线标注应与沉井设计十字中线重合,钢靴中心与沉井设计中心重合,其允许误差不大于3mm。 6.1.9 观测方法：首先在基本控制网的基础上，在沉井周围不受沉井施工影响相关位置，布设46个加密控制点，其中2个要布设在隧道中线的延长线上，观测结束后，经检验加密点的地质结构稳定方可使用。6.1.10 沉井每次工作结束后，检查平面位移，观测以沉井中心点为中心的，在隧道中线延长线上的控制点设站，采用正倒镜法进行检查，并计录相应尺寸，上交有关成果。出发井沉井布设的方法，采用通过出发井中心点与隧道轴线方向互相垂直的十字线，与沉井内壁相交的几组点（每组点的间距详见附图1）。每组4个，以后每沉一次布设一组点，共设16个观测点。 到达井开始时布设一组点，每组4个，以后每沉一次布设一组点，共设20个观测点。详见附图2。 6.1.11 沉井测量方法，高程采用水准测量配合钢尺量距。控制沉井偏斜测量在6.1.10中每组点上采用平移铅垂线法配合钢尺量距。7. 联系测量7.联系测量 7.1 联系测量内容 7.1.1 联系测量包括方向传递、坐标传递和高程传递内容。 通过沉井将方位、坐标及高程从地面上的控制点传递到地下导线点和地下水准点、以组成地下控制测量的起始点，井下起始点位置必须稳定可靠，并可长期使用。7.1.2 沉井內方向传递的起始点，采用5级地上、地下联测导线法测定。7.1.3 高程传递出发井、到达井都采用代替四等水准的光电测距导线法施测，在盾构下井前，隧道掘进约一半距离及贯通前的复测阶段均应传递一次高程。 7.2 联系测量的方法: 7.2.1 方向传递,出发井可采用 地面、井下布設统一支导线 ，进行施测。（地上、地下联测略图）详见附图68. 地下控制测量8.地下控制测量地下平面控制应采用复测支导线形式，随着隧道延伸而不断延伸布设主要导线，测量方法按城市测量规范要求执行 。8.1 方向测量按一级导线测量要求。8.1.1导线测量水平角观测的技术要求如附表7。8.1.2方向观测法各项限差的技术要求如附表8。8.1.3各等级平面控制网测距边测距的技术要求如附表9。8.1.4光电测距各项较差的限值技术要求如附表10。8.2.地下导线延长8.2.1.控制导线每隔300m500m延长一次。8.2.2. 在延长经纬仪导线之前，必须对上次所测量的最后一个水平角按相应的测角精度进行检查，两次观测水平角的不符值不得超过14。控制导线的边长小于15m时，两次观测水平角的不符值可适当放宽，但不得超过21。为避免用错测点，边长也应检查。8.2.3.井下导线的坐标方位角闭合差应不超过附表11。8.3 地下高程传递： 8.3.1 地下高程采用三角高程测量。三角高程测量的垂直角观测精度要求如附表12、附表13。仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后用钢尺各量一次。两次丈量的互差不得大于4mm，取其平均值作为丈量结果。相邻两点往返测高差的互差不应大于10mm+0.3mm * L。(L以km表示)9. 长江大堤及隧道的沉降观测控制9.长江大堤及隧道的沉降观测 9.1 长江大堤的沉降点的布设及观测 9.1.1 长江大堤地表桩的布设 长江大堤地表桩,沿隧道轴线设置，桩的间距及布设方法详见出发井与到达井地表桩布设略图3、布设略图4的要求执行。地表桩采用在地表挖孔，然后放入长200300mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实 。 9.1.2长江大堤的沉降观测,第一观测时，首先采用细部点法测量地表桩的平面位置，并编号记录。沉降观测采用三等水准精度施测,测量频次按下列要求,盾构机在出发井内开始掘进时,每天测一次,盾构到达至盾尾,通过后三天为加强监测期, 当盾构机进入长江大堤中线各20米内，每推进一环测一次。当盾构机离开长江大堤中线100米后，一星期观测一次。当盾构机离开长江大堤中线200米后，观测沉降点有什么变化，没有变化应停止观测。各测量成果应及时上报有关部门。 9.2 隧道内的沉降观测及布设 9.2.1隧道内的沉降观测,每10环设置一点,在某些特定部位可适当加密。观测时可用附近的地下水准点为起始点,用S3 级以上的水准仪观测。观测时间间隔，可根据场地条件和实际需要确定。 9.2.2 隧道内除布设三个永久性水准点外,还要布设部分临时水准点,具体布设要求,根据实际情况而定。 9.2.3 地表沉降观测实施参照西气东输管道工程长江南京三江口盾构法隧道工程投标书第卷技术建议书及施工技术方案187/354中的3.1.3监测实施方案执行。10.盾构推进施工测量10.盾构推进施工测量 10.1 出发井竣工后,应及时将坐标、方位、高程传递井下相应的标志上，施工方测量人员必须按设计图，标定盾构基座的平面和高程位置，基座就位后，要立即测定其相对于设计位置的实际偏差值，盾构就位后，应及时标定隧道设计中心线，准确测定盾构相对于设计轴线的初始位置的姿态，安装在盾构内的测量专用器械就位后，应立即施测，结果与盾构初始位置和姿态相符。隧道内每隔一定距离按盾构机的技术指标，设置一个测站点，用仪器观测盾构机和环片位置，控制 盾构机沿设计轴线推进。 10.2 盾构机姿态测量,应包括纵向坡度,横向转角,平面偏离值,高程偏离值,切口里程等,纵向坡度测至0.1%,横向转角侧至2,平面、高程偏离值和切口里程以毫米为单位,每环推进结束后,应提供盾构姿态报表。当盾构配备自动姿态测量仪器时，应用专门技术手段对电子测量成果正确性进行不定期检测和校正，并做好记录。 10.3 根据施工需要，不定期地测设隧道里程标志，测定环片环面平整度。10.4待盾构机到现场之后，根据盾构机有关参数、技术要求及施工方法另补充测量方法。11.贯通测量 11.贯通测量 隧道贯通测量包括地面控制测量、定向测量、地下导线测量到达井中心位置测定等内容。11.1贯通限差各项贯通误差的允许数值，根据我国隧道工程建设的要求及多年来贯通测量的实践，对于横向误差规定为：当单向开挖的洞口长度为2km以下时为200mm。对于高程误差规定不超过100mm