盾构施工测量技术方案(北雍区间).doc

北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站区间工程施工复测技术方案北京城建地铁地基市政工程有限公司第六项目部二零零五年六月北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站区间工程施工复测技术方案编制: 审核: 审批: 北京城建地铁地基市政工程有限公司第六项目部二零零五年六月北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站区间隧道盾构工程施工测量 技术方案技术说明一、 工程概况本工程为北京地铁五号线北新桥站至雍和宫站区间工程，此区间位于北京市东城区雍和宫至北新桥之间的繁华闹市区，人口稠密，建筑密集，多数为居民平房。试验段全长701.2米；隧道直径6米，隧道上部覆土厚约16米。区间隧道盾构施工采用德国Herrenknecht公司生产的土压平衡式盾构机，采用全断面隧道掘进施工，钢筋混凝土围护结构，该盾构机配有德国VMT公司生产的SLS-T导向系统。二、 作业依据1.地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB 50308-1999；2.北京地铁五号线施工测量管理细则；3. 北京地铁五号线线路设计相关图纸文件；4. 甲方的有关技术要求。三、 使用仪器1Leica TCRA1102全站仪一套，测角精度2，测距精度2mm+2ppm，配套激光对中器2Leica NA2自动安平水准仪一套，每公里高差中误差0.7mm，配套铟钢水准尺一对，鉴定钢尺一把；3电脑一台、卡西欧可编程计算器两台。四、 施工组织为做好盾构施工测量工作，保证盾构机准确进入接收井，做到盾构施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成盾构施工测量技术领导班子，专门领导和研究盾构施工测量技术工作，及盾构施工测量中出现的各种问题。盾构施工测量技术班子成员如下：1、盾构施工测量技术领导小组：组长：何云（高级工程师）副组长：张勋（高级工程师）、付仲花（工程师）、赵宝春（高级工程师）2、现场施工作业人员组长：史雷（工程师）副组长：、吴迅（工程师）、任干（工程师）、李宏伟（工程师）组员：高级工程测量工1名，中级工程测量工2名，测工3名五、 技术方案1.地面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、精密导线点及精密水准点，保证上述各级控制点相邻点的精度分别小于10mm、8mm和8mm(精密水准路线闭合差)作为盾构施工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：检测相应平面及高程控制点。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，以保证日后的施工测量及隧道贯通测量的顺利进行。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，测角六测回(左、右角各三测回，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，每边测距中误差6mm，测距中误差1/60000，测角中误差2.5，方位角闭合差5，全长相对闭合差限差1/35000，相邻点点位中误差小于8mm。(2)施工高程控制网的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准测量的方法和8mm(L为水准路线长，以km计)的精度要求进行施测。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的增加而增加，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GPS点或施工控制点上。近井点应与GPS点或施工控制点通视，并应使定向具有最有利的图形。趋近导线测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10mm。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8mm的精度要求进行施测。(2)竖井定向测量在竖井测量时，我们应用的时莱卡TCRA 1102 激光全站仪，它在测量过程中对竖直角、水平角都有自动补偿，可以用自动搜索功能，准确地找到棱镜的中心位置。向地下传递三维坐标时，由三角测量形成的三角形组成三角系网，这样就可以达到施工要求的精度。由于地理条件，我们从两个竖井同时向下传递形法并且每一站都架仪器进行联测为主要手段进行定向。（示意图如下）1) 联系三角形定向a.角度观测应采用级全站仪，用全圆测回法观测四测回，测角中误差应在4之内。b.各测回测定的地下起始边方位角较差不应大于20，方位角平均值中误差应在12之内。定向应满足下列要求： 全站仪标称精度不应低于2”，3mm+2PPm 全站仪测定铅垂仪纵轴坐标的中误差应在3mm之内。 从地面近井点通过竖井定向，传递到地下近井点的坐标相对地面近井点的允许误差应在10mm之内(2) 高程传递测量1) 采用检定过的钢卷尺，吊10公斤重锤，井上井下两台水准仪同时读数，将高程传递至井下的水准控制点，在井下建立23个固定水准点。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。2) 三测回测定的高差应进行温度、尺长改正。4.盾构机始发的相关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包括盾构导轨安装定位测量、盾构机拼装后定位测量、盾构机导向系统初始化定位测量、反力架安装定位测量等项工作；(2) 盾构机姿态人工测量参考点制作及始发初始参数的确定为了对盾构机自动导向系统进行检核及导向系统有故障时指导施工，还需制作人工对盾构机导向时所需标志点位。在盾构机拼装完成并放置到位后，进行对盾构机姿态人工定位测量时所需的盾构机始发参数测量工作，其主要测量工作应包括参考点的制作、盾构机各主要部件几何关系测量，给出盾构机始发参数方程，以便在后续施工中测量参考点反算盾构机的三维姿态；(3) SLS-T导向系统的正确性与精度复核包括对SLS-T导向系统中的TCA仪器检校、测量导向系统自身所带的参考点与测量人工导向参考点计算所得盾构机姿态和导向系统自动给出的姿态三者相比较，以检核其正确性并评定其精度。可同一起完成。(4) 盾构机始发位置及姿态测量5.掘进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中部或两侧墙壁上，在通视条件允许的情况下，每100300米左右布设一点。以竖井定向或导线联测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的精度要求进行施测。(3) 导向系统托架控制点测量关于托架控制点测量分为自动测量和人工复核检测两部分。盾构机导向系统在掘进过程中，需不断提供后视及测站点三维坐标，通常情况下每五十米前移一次，前移托架控制点时先使用导向系统中自带的全自动测量程序测定其三维坐标，然后以施工主控制点为起算点对其进行检测。因为盾构机导向系统比较可靠，通常每前移两次人工检测一次。检测采用级全站仪进行测量，测角两测回(左、右角各一测回，左、右角平均值之和与360的较差应小于6)，测距二测回。托架控制点高程检测使用三角高程法，并用二等水准测量的方法进行检核。一般情况下，若平面或高程检测值与导向系统测量值相差3mm以上时必须对导向系统电脑内数据进行修正，以保证施工精度。(4) 盾构机姿态测量提供检测时刻的盾构机与线路中线的平面、高程偏离值，盾构机的旋转、俯仰等，由人工测量参考点位计算。与导向系统自动测量结果进行比较，检核SLS-T导向系统在掘进施工过程中准确性与精度。(5) 施工中的成环管片环姿态测量使用莱卡TCRA 1102 激光全站仪、棱镜、水平尺测得成型环片顶部中心的坐标，通过已测的坐标值与隧道线路的设计坐标值计算便可得成型环片平面和高程的偏差。6.隧道贯通测量隧道贯通前约50米左右要增加施工导线测量、盾构机姿态测量的次数，并进行主控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。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。7.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。中线点组成的导线应采用级全站仪，左、右角各测