全线测量方案.doc

昆明市轨道交通首期工程土建十三标 施工测量方案昆明市轨道交通首期工程土建十三标施工测量方案一、 工程概况本标段为昆明市轨道交通首期工程十三标段，包括2座车站和3个盾构区间，分别是金星站、白云路站、北辰小区站金星站区间、金星站白云路站区间、白云路站昆明北站区间。金星站与白云路车站的主体结构采用明挖法施工，围护结构采用地下连续墙+内支撑的支护体系。主体结构外侧设全包防水层，与连续墙一起组成复合墙体系。本标段工程范围示意图如下。昆明北站北辰小区站金星站白云路站左线长612.926m右线长615.335m右线长1004.521m右线长864.163m左线长1000.918m左线长866.519m二、 编制依据1、 测量依据城市轨道轨交通工程测量规范GB50308-2008；地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999；建筑变形测量规程JGJ8-2007；工程测量规范GB 50026-2007；城市测量规范CJJ 8-99；城市地下水动态观测规程CJJT76-98； 本工程的施工设计图纸及合同中相应的规定、标准。三控制测量方案总体设计31地面控制测量：复测业主提供的精密导线点和二等水准点，无误后在井口附近布设加密导线点和加密水准点，保证在始发井和吊出井附近都至少有3个精密导线点和2个精密水准点。32联系测量：在始发井的四次联系测量中,我部拟采用联系三角形定向投点测量3次,采用两井定向投点测量1次。左、右线分别导入平面坐标及方向，每次至少导入3个导线点；分别于隧道掘进150m、600m时、掘进至单向长度的1/2处和距贯通面150m200m时进行一次，左右线各四次，取四次测量成果的加权平均值，我部将在掘进800米时加测一次陀螺仪方位角，指导隧道平面贯通。33竖井高程传递:采用吊钢尺法导入高程，每次至少导入3个水准点。分别于隧道掘进150m、600m时、掘进至单向长度的1/2处和距贯通面150m200m时进行一次，左、右线各四次。取四次测量成果的加权平均值，指导隧道高程贯通。34地下控制测量：在洞内，左、右线分别布设导线网，导线网布设成若干个彼此相连的带状导线环，网中所有边和角都全部观测，采用严密平差方法计算。这样可以提高精度并有检核条件。水准测量开始采用支水准,在联络通道打通后，通过联络通道，把左、右洞水准点连接起来，形成附合水准线路。通过联络通道还可以检测左、右洞导线点。四.地面控制测量41接桩和复测我们已经接到桩位并对桩点进行了复测，复测成果已经上报监理、设计单位和业主。复测结果显示业主所交桩位无误。42地面导线控制测量地面平面控制测量采用精密导线测量，在始发井附近布设精密导线点。技术要求：每边测距中误差：4mm测距相对中误差：1/60000测角中误差：2.5级全站仪测回数：4测回方位角闭和差：5，n为测站数全长相对闭和差：1/35000相邻点的相对点位中误差：8mm所用仪器是徕卡的TS06型全站仪进行测角和测边，该仪器的主要技术指标是测角精度2，测距精度是2mm2ppm。在业主提交的的GPS网和精密导线网的基础上建立施工导线控制，施工导线控制网按精密导线网设计，施测导线的技术要求：测角中误差1.8，测距中误差20mm，方位角闭合差3.6，n为测站数，导线全长相对闭合差1/55000。点位埋设：用砼包钢筋头，然后在钢筋头上刻十字表示点位，导线边长300400m，布设成附和导线或导线网，必须符合在两个GPS点或精密导线点上。测量方法：用LeicaTS06全站仪（标称精度2，2+2ppm）观测4个测回，左、右角各三测回，左、右角平均值之和与360的差4，导线边长采取对向观测各4测回，为了减少仪器的对中误差，采取变换180位置对中整平；为了保证前、后视的对点精度和测角的精度，前、后点均采用基座置棱镜。内业资料的计算：计算时用南方平差易2002进行严密平差。相邻点点位中误差8mm，对隧道贯通面影响的横向误差16mm。43地面高程控制测量地面高程控制测量采用城市二等水准，在始发井附近分别加密布设成附合水准路线，保证始发井至少有2个二等水准点。其技术测量要求：视距60m，前后视距差1.0m，前后视距累计差3.0m，基辅分划度数差0.5mm，基辅分划所测高差之差0.7mm，上下丝读数平均值与中丝读数之差3.0mm，间歇点高差之差1.0mm，往返较差、符合闭合差为8mm,每千米高差中数中误差2mm。所用仪器是苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪配因瓦尺和测微器和Zeiss DiNi12电子水准仪(标称精度0.3mm/km)两台仪器，采用平行测量，在不超限的情况下取其平均值。水准路线布设成符合水准路线，每300400m设一个固定水准点。按城市二等水准测量的技术要求进行施测，精度指标每千米全中误差不大于4mm/km，往返观测高差较差不大于8L，L为往返测段的水准路线长度。点位的选择离施工区域较近，不易变形及稳固的地方，或选择在永久性建筑物上。水准点点位的选定便于寻找、保存和引测。平面和高程控制网应进行定期检测，以保证点位的正确性及测量精度。测量方法：用Zeiss DiNi12电子水准仪(标称精度 0.3mm/km)和苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪配因瓦尺，进行平行测量，前后视距基本相等，前后视距累积差不大于3m。内业资料计算按水准路线南方平差易2002进行严密平差。五联系测量针对我项目部的工程情况，我部在始发井采用一井定向测量。5.1竖井定向测量5.1.1一井定向在始发井通过联系三角形定向测量把地面坐标和方向传递到洞内。由于竖井定向的精度直接决定了地铁的贯通精度，要保证地铁的贯通，需要在地面和洞内建立统一平面坐标系统。因为始发井长50米，完全可以保证两悬吊钢丝间距远大于5m，所以完全可以通过联系三角形定向把地面的坐标和方位导入井下，容易保证精度。同时保证定向角接近零；距离比值达到最佳；用联系三角形传递坐标方位角时，选择经过小角的路线。角度观测采用徕卡TS06型全站仪（测角精度2），用全圆测回法观测六测回，测角中误差在2.5之内。边长测量采用全站仪测量反射贴片的方法。每次独立测量三测回，各测回较差在地上小于0.5mm，在地下小于1.0mm。地上地下测量同一边的较差小2mm。见下图。内业计算：在CBA和ABC两个三角形中，c和c为直接丈量的边长，同时，也可用余弦定理进行计算：a2算=a2+b2-2abcosa2算=a2+b2-2abcos因此，观测值由一差值：c=c测-c算c=c测-c算可用正弦定理计算a、和a、。式中： 地面观测值，以秒计。计算出、之后，用导线计算方法计算井下导线点的坐标和起始方位角时，尽量按照锐角线路推算，如选择D-C-A-B-C-D路线。5.2高程传递测量在始发井通过高程传递把地面标高传递到洞内。高程传递测量包括地面趋近水准测量及竖井高程传递测量，地面趋近水准测量符合在地面相邻城市二等水准点上。其测量的技术要求同城市二等水准测量。通过悬吊钢尺的方法进行高程传递测量，地上和地下安置两台水准仪同时读数，钢尺上悬吊与钢尺检定时相同质量的重锤。每次独立观测三测回，每测回变动仪器高度，三测回测得地上和地下水准点的高差小于3mm时，取其平均值作为该次高程传递的成果。所用仪器为徕卡Zeiss DiNi12电子水准仪和苏州一光仪器有限公司生产的DSZ2精密自动安平水准仪结合因瓦尺、50m钢尺（经鉴定）。见下图。六、井下控制测量6.1地下施工控制导线测量在洞内，左、右洞分别布设导线网。在线路中线两侧平移一定距离的管片底部布设一般导线点，在管片拱腰位置安装牵制对中托架布置强制对中导线点（尽量减小仪器的对中误差）。导线网布设成若干个彼此相连的带状导线环。在直线段保证平均边长在150m，曲线上也不少于60m，角度观测按精密导线的技术要求施测，网中所有边和角都全部观测，采用严密平差方法计算。这样可以提高精度并有检核条件。每次延伸施工控制导线测量前，对以有的施工控制导线前三个点进行检测，无误后，再向前延伸。施工控制导线在隧道贯通前测量5次，其测量时间与竖井定向同步。当重合点重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm时，采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。 6.2地下高程测量地下控制水准点的布设利用地下的施工控制导线点。开始采用支水准路线向前延伸。在联络通道打通后，通过联络通道，把左、右洞水准点连接起来，形成附合水准线路。其中地下控制水准测量所用仪器DSZ2精密自动安平水准仪配因瓦尺和测微器，按城市二等水准测量的技术要求施测。地下控制水准测量在隧道贯通前独立进行5次，并与地面向下传递高程同步。重复测量的控制水准点与原测点的高程较差小于5mm时，并采用逐次水准测量的加权平均值作为下次控制水准测量的起算值。 6.3控制测量施测过程中的关键点6.3.1地面平面控制网必须有一基本方向线，并与隧道平面布置图形吻合理想。6.3.2当采用导线测量引测地下趋近平面点时，必须严格控制隧道前进方向横向上的点位误差值。6.3.3隧道内在通视条件许可的情况下，使用尽可能长的边长（视线、光线条件），但当由地下基线点引测时（基线边长预计为65m）后前视边长比应1/2。6.3.4联系水准测量时，必须选用两把经检定合格的钢尺进行高程引测，并进行温差尺长改正较差。6.3.5施工控制导线延伸测量时，至少对前五个以上的施控导线点进行联测、检测。用以校对所使用的主控点未受到破坏及施工影响。七井上、井下施工放样及测量本标段井上施工放样主要是导墙、连续墙、车站主体结构的放样工作。井下施工放样是始发托架和接收托架、反力架以及联络通道的施工放样、盾构隧道的施工导向、管片检测和各种结构定位的放样和测量等。7.1内业资料复核与计算施工放样前，复核设计图纸的线路坐标值和高程值、平曲线要素值、竖曲线要素值、里程和断面尺寸、各种结构位置和控制尺寸等。复核无误后再进行具体放样数据的计算。7.2隧道掘进控制由于本标段主要是采用盾构法施工，其隧道掘进过程中主要施工测量包括盾构机的始发测量、盾构机姿态的人工检测和衬砌环片测量等。7.2.1始发和接收测量：在始发前利用联系测量导入的控制点测设出线路中线点和隧道中线点及轨面线标高，控制始发托架的位置。始发托架要比设计要适当调高，接收托架要比设计适当调低。盾构机拼装好后，接着进行盾构纵向轴线和径向轴线测量，主要测量刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测量，盾构外壳的长度测量，盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量。反力架的圆环中心要在盾体纵轴的延长线上。同时反力架的支撑面与盾体纵轴的延长线垂直。7.2.2导向测量：我部盾构机的导向系统采用日本小松公司开发的演算公坊系统，该系统为使TBM沿设计轴线掘进提供所有重要的数据信息，同时该系统还能提供在隧道施工过程中的完整备档文件。演算公坊系统功能完美，操作简单。后视靶的吊篮可以设计成直接安装在管片螺栓上，不需要电钻打眼安装。每次移站时把吊篮安装在盾构机的尾部，激光站的吊篮安装在离盾头20米的距离。始发掘进前，在适当位置安装激光测站及后视棱镜吊篮，利用井下控制点和井下高程控制点引测出激光站点和后视棱镜三维坐标，引测时仰角不大于8，高程测量独立测量三次，测得的高差较差5mm。由于激光站附近的管片还不是很稳定，激光站可能移动，由于激光站的吊篮安装在离盾头20米的距离，由于激光站附近的管片还不是很稳定，激光站可能移动，所以要经常做后视方位检测，要随时对已安装好的管片进行检测，随时掌握管片的位移情况，分析管片位移对激光站的影响，所以要经常做后视方位检测。如果超限，必须做人工复测激光站和后视靶的坐标，重新定向。特别是在盾构机出洞前50米更要加强激光站的方位检测和人工复测。7.2.3盾构姿态的人工复测：通过测量盾构机上的参考点来计算盾构机的姿态与盾构机导向系统演算公坊显示的姿态是否一样。通过测量盾尾两个固定距离参考点，即可以计算。为了提高精度，而且各个点的距离尽量拉大。盾构姿态的人工复测定期进行，特别是在隧道贯通前更要加大检测频率。7.2.4衬砌环片检测：在衬砌环片时，及时测量衬砌环的姿态。每天测量一次，必要时每天测量两次,保证每环都能测到，及时掌握管环的位移情况,同时也是对导向系统的较核。相邻衬砌环测量时重合测定约10环环片，环片平面和高程控制在10mm之内。衬砌环片检测采用铝合金尺，通过测量铝合金尺的中心坐标来推算管环中心的坐标，测量时，铝合金尺一定要通过水平尺置平。计算管环中心偏离隧道轴线时，在直线上可以通过建立施工坐标系，通过测量出来的施工坐标就可以直接判断管环中心的位置，如果是在曲线段时，可以通过测量出来的管环中心的大地坐标，然后在CAD里，通过作CAD里事先绘出的隧道轴线（空间）的垂线就可以计算出管环中心的偏差。监测控制标准:、环片水平偏差100mm；、环片垂直偏差100mm。管环测量示意图八竣工测量8.1贯通测量利用吊出井贯通面两侧的平面和高程控制点进行隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。其中平面贯通误差的测量利用两侧控制导线测定贯通面上同一临时点的坐标闭合差确定，把闭合差分别投影到线路中线以及线路中线的法线方向上；方位角贯通误差利用两侧控制导线与贯通面相邻的同一导线边的方位角较差确定；高程贯通测量由两侧控制水准点测定贯通面附近同一水准点的高差较差确定。8.2竣工验收测量8.2.1控制点坐标如果隧道贯通误差不超限，则利用两侧的控制导线点重新平差计算，求出线路导线控制点的新的坐标，把新的坐标值作为竣工验收的依据；同时利用两侧的控制水准点高程平差计算，求出全线控制水准点新的高程，并以此作为竣工验收的依据。8.2.2断面测量点位对于区间隧道，按圆形隧道测量。测量点位包括左上、左中1、左中2、左下、右上、右中1、右中2、右下及顶点和底点共10个点位。具体测量点位位置由隧道断面测量要求施测。 8.2.3测量仪器和测量精度 平面测量采用徕卡TS06型全站仪（测角标称精度2，测距标称精度2）和TCR802。高程测量同样采用以上两台仪器采用三角高程测量。测量断面点的里程误差在50之内，断面测量点位误差为10。8.2.4.测量和计算方法把全站仪置镜在贯通测量平差后的控制点上，设好站。前视测工把圆棱镜头靠在隧道内壁断面点上，直接测量圆棱镜头中心的坐标。首先计算出所测管环的里程从而求出该里程的线路中线坐标，然后通过所测棱镜头中心的坐标求出棱镜头偏离线路中线的距离，最后加上圆棱镜头的改正值0.04 m，最终求出断面点偏离线路中线的距离。断面测量示意图九、全线贯通误差分析（以隧道右线为准）9.1平面贯通误差分析9.1.1.平面贯通误差的主要来源由于本标段是主要是盾构施工，其贯通误差是指盾构机头中心与预留门洞中心的偏差值。横向贯通误差的主要来源是下列五道测量工序的误差：是地面控制测量误差；是始发井联系测量的误差；是地下导线测量误差量误差；是盾构姿态的定位测量误差；吊出井联系测量的误差加测陀螺仪方位角产生的误差。9.1.2.引起平面贯通误差的各项误差的具体分析9.1.2.1地面控制测量误差：地面导线测量对横向贯通的影响是测角误差和测边误差的共同影响。导线测角误差引起的横向贯通中误差为式中 导线测角中误差，以秒计； 导线测角的各导线点至贯通面的垂直距离的平方和，单位m2； 206265导线测边误差引起的横向贯通中误差为式中 导线边长相对中误差； 导线各边长在贯通面上投影长度的平方和，单位m2；两者共同的影响为 地面控制测量误差暂时预计10mm。 9.1.2.2.始发井联系测量误差：由于本标段是在始发井通过联系三角形定向的方法导入地面坐标和方向。通常联系三角形定向的定向误差要求都在24，由于本标段始发井是风井，做联系测量布网时，可以保证联系三角形的图形到达非常有利的条件，这样就可以大大减小了定向误差。现在利用一般的定向误差值3，推算一次定向误差对横向贯通误差的影响为=ma/206265L=3L/206265=Dmm(其中此处的L是盾构施工段线路长)，而钢丝投点的点位中误差借鉴经验值10mm，假设此误差完全传递给横向贯通，则联系三角形投点的点位中误差影起的横向贯通误差为=10mm。假设投点的坐标误差和定向误差都独立的，则联系测量影起的横向贯通误差为，由于在贯通前我们将在始发井独立作5次联系测量，则定向误差。实际上由于我们做联系测量的三角形的图形条件可以非常有利，完全可以大大提高定向精度，也就大大减小了对横向贯通误差的影响。9.1.2.3.地下导线测量误差：地下导线测量误差主要是由角度测量误差引起，我们在洞内沿线路布置导线网，按等边直伸符合导线的贯通来估算。等边直伸符合导线的终点的横向中误差计算为：。在本标段，从始发井到吊出井L=1580m，现在借用精密导线的技术要求来计算：地下导线平均边长为150m，则全线往返的总测站数为n=10；测角中误差为2.5，则=19m。由于我们在贯通前总共要做4次联系测量,洞内的导线测量也需要做4次,所以洞内导线的测量误差。9.1.2.4.盾构姿态的定位测量误差盾构机姿态测量误差可以借鉴城市轨道轨交通工程测量规范GB50308-2008盾构机姿态测量误差技术要求，采用其允许的平面偏离值5mm，即。9.1.2.5.吊出井联系测量的误差由于本标段要在吊出井通过联系三角形定向的方法导入平面坐标。钢丝投点的点位中误差借鉴经验值10mm，它也会影响贯通测量误差。假设其误差完全传递给贯通误差，则吊出井联系测量钢丝投点的坐标误差影响贯通测量误差。9.1.2.6加测陀螺仪方位角产生的误差由于我标段在掘进到800米时加测陀螺仪方位角，按以往实践检验单次联系测量对基线方位角的影响中误差大约为4左右，设加测陀螺仪方位角后联系测量对贯通产生的横向中误差为（拟加测的陀螺仪方位角精度为），则加测陀螺仪方位角的边的方位角中误差为：（此处按精度中误差大小分配权），由此产生的贯通中误差为：。9.1.3.综合分析各项测量误差引起平面贯通测量误差假设上述五项误差对贯通误差的影响是独立的，则由它们共同影起的贯通测量误差为：。地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）中规定暗挖隧道横向贯通中误差应在50mm,所以满足规范要求，实际上我们在始发井和吊出井做联系三角形测量时，有足够的宽度来保证三角形的图形达到最佳，这样就可以大大提高联系测量的精度；在洞内布设的是精密导线网，按精密导线网的要求施测和计算，其精度比符合导线的精度更高。还可以通过在联络通道来检测左、右线的导线点。所有的这些都可以把精度提高，使其有足够的精度来保证线路的横向贯通。9.2高程贯通误差分析9.2.1.高程贯通误差的主要来源由于本标段是主要是盾构施工，高程贯通误差的主要来源是下列五道测量工序的误差：是地面高程控制测量误差；是始发井高程传递测量中误差；是地下水准路线测量中误差；是盾构姿态的定位测量中误差；吊出井高程传递测量中误差。9.2.2.引起高程贯通误差的各项误差的具体分析9.2.2.1地面高程控制测量的误差根据城市轨道轨交通工程测量规范GB50308-2008中的规定，每公里高差中误差为2mm，于是有地面高程控制测量中误差为：区间长度/1000（2）=Dmm。9.2.2.2始发井高程传递测量中误差始发井高程传递测量中误差姑且取地铁测量的经验值5mm，在隧道贯通前独立做5次，则由此引起的高程贯通测量中误差为。9.2.2.3地下水准测量中误差从始发井到吊出井总长Lm，我们仍按精密水准测量的要求施测，引起的高程贯通测量误差为L/1000（2）=Dmm。9.2.2.4盾构机姿态定位测量中误差由盾构机姿态定位测量中误差引起的贯通测量误差取其盾构机姿态测量误差技术要求规定的5mm。9.2.2.5吊出井高程传递测量误差由吊出井高程传递测量误差引起的隧道贯通误差也取经验值5mm。9.2.3.综合分析各项测量误差引起高程贯通测量误差如果把上述各项误差对隧道贯通测量误差的影响都认为是独立的，则各项误差对隧道高程贯通中误差的影响为，小于地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）中规定的隧道高程贯通中误差2