澳大海底隧道施工测量方案分析

澳大海底隧道施工测量方案分析澳大海底隧道施工测量方案分析 摘要 摘要 横琴岛澳门大学新校区海底专用隧道工程总长度为 1430 米 同时包含地 面与海中段的施工 难度较大 本文首先介绍了澳大海底隧道的工程概况 然 后介绍了施工测量的技术依据和原则 最后从隧道围护结构以及隧道主体结构 两个方面制定了施工测量方案 关键词 关键词 澳大海底隧道 施工测量 全站仪 围护结构 高程 该隧道是为横琴岛澳门大学新校区师生过海所修建的专用海底隧道工程 海中段明挖暗埋段施工难度较大 由于对隧道主体结构的精度要求比较高 因 此测量施工工作需要谨慎进行 为隧道的施工提供最为精确的位置信息 为了 确保施工的顺利进行并保证澳大海底隧道的工程质量 本文根据该工程的具体 情况制定了施工测量方案 以期为隧道的建设工作提供高精度 高质量的施工 信息 1 1 澳大海底隧道的工程概况以及所使用的测量仪器澳大海底隧道的工程概况以及所使用的测量仪器 1 1 澳大海底隧道的工程概况 横琴岛澳门大学新校区海底专用隧道工程从东边的澳门路环莲花海滨大马 路横跨到西边的澳门大学横琴校区规划环岛路 是为新校区师生过海所修建的 专用隧道 与上游莲花大桥之间的距离约为 700 米 所处河道宽在 500 米左右 水深在 0 7 到 3 8 米范围内 澳大海底隧道工程的总长度为 1430 米 其中 横 琴岸上引道 U 形槽与明挖暗埋段的长度为 510 米 海中明挖暗埋段的长度为 530 米 澳门岸上明挖暗埋与 U 形槽段的长度为 390 米 隧道的平面线路采用 的是 Z 字形 隧道在穿越十字门水道时运用围堰明挖法进行施工 1 2 隧道施工测量所使用的仪器 该隧道工程所使用的测量仪器如下表所示 表 1 测量所用仪器及其技术指标 仪器名称仪器厂家仪器型号数量标称精度 日本尼康 DTM5021 2 2 2 10 6D mm TC905L1 2 2 2 10 6D mm全站仪 瑞士徕卡 TC8021 2 2 2 10 6D mm 水准仪瑞士徕卡 NA21 0 7mm Km 经纬仪威特 T242 2 2 施工测量的技术依据和原则施工测量的技术依据和原则 2 1 施工测量的技术依据 在澳大海底隧道施工测量方案的编制过程中 所参考的依据主要有该工程 的设计施工图纸 招标文件 工程的施工组织设计以及以往明挖隧道土建项目 中总结出来的施工测量经验及技术 所参照的技术规范主要有 公路勘测规范 公路勘测细则 以及 工程测量规范 2 2 施工测量的原则 第一 必须首先对细部测量的基线或者控制点进行检验 并按照从整体到 局部的顺序进行测量 第二 测量所使用的各项仪器需要符合标准 仪器的限 差也要达到要求 第三 使用全站仪测量距离时 需要对温度与压力进行修正 丈量所用的钢尺也需要对倾斜以及温度进行修正 第四 全站仪和经纬仪的对 中误差不可超过1毫米 气泡读数较差也不能超过一格 第五 采用独立施测两 次法进行高程测量 观测时以水准点作为后视 观测完成后需要对相邻的水准 点进行符合校验 确认无误后再转点 第六 使用极坐标法进行平面放样的测 量工作 3 3 澳大海底隧道的施工测量方案澳大海底隧道的施工测量方案 3 1 施工测量的准备工作 1 熟悉相关的文件和资料 阅读该工程的标书 理解施工设计图并核对资料是否齐全 以线路交点的 坐标以及隧道的设计半径等相关数据对终点的里程桩号以及线路坐标进行验算 2 对施工现场进行实地勘察 熟悉相关的资料以后还需要到现场与施工人员对测量控制桩 平面和高程 控制点进行确认和测试 确保其稳定性与完好程度 3 对控制桩进行加密 施工现场实地考察以后发现控制点之间的距离偏远 因此需要对控制点进 行加密 以施工地段的地势情况和挖填情况为基础对原有控制点进行加密并将 加密过后的控制点分布情况报送监理人员签字确认 作为新的施工测量依据 高程控制点大多分布在隧道的构筑物周围 因此其加密需要根据实际情况确定 并且要进行多次加密 3 2 隧道围护结构的施工放样 1 SMW工法桩施工放样 该工程横琴岸K0 220 KO 470段 澳门岸K1 400 K1 600段以及隧道人行 进出口的基坑围护采用的均是SMW工法桩结构 并且围护段全部处于隧道线路的 直线路段 隧道围护结构的施工测量主要包括以下五个步骤 第一 初放 使 用极坐标法 以施工现场具体情况为基础在10米到20米范围内选择合适的放样 距离 确定SMW工法桩沟槽中线的具体位置 第二 定位型钢的放样 SMW工法 桩沟槽的开挖和修整工作完成以后 利用全站仪的极坐标法在沟槽的围护工艺 两侧进行定位型钢的放样 同样需要保持在10米到20米范围内 第三 SMW工艺 桩桩机定位 固定好定位型钢以后 利用全站仪的极坐标法在定位型钢每20米 处测设一个沟槽边线点 然后以SMW工艺桩的对应尺寸用钢尺和设计里程用弹墨 线或者红漆划线的方式确定桩机的位置 第四 对沟槽中心进行复核 三轴水 泥搅拌桩桩机的定位与移动工作结束以后需要再次符合其位置 当偏差值小于 30毫米时才可以正式开始施工 施工过程中需要保证桩机的垂直度 偏差不可 超过百分之一 2 钻孔灌注桩施工放样 工程测量规范 GB50026 2007的8 5章节有对桥梁施工测量中桥梁基础施 工测量偏差的相关要求 在此规范基础上 该工程钻孔灌注桩测量定位中基础 桩中心桩位的偏差需要控制在40毫米内 钻孔灌注桩的施工放样主要包括以下 几个步骤 第一 钻孔灌注桩桩位的测设 该隧道工程钻孔灌注桩维护结构设 计共有711根灌注桩 桩径有1000毫米和1200毫米两种 他们的桩间距不同 分 别为1 2米和1 4米 该隧道工程的横琴岸K0 470 K0 730段和澳门岸 K1 210 K1 400段采用的均为钻孔桩围护结构 前者的K0 470 K0 564 53为直 线段 K0 564 53 K0 730为曲线段 使用了279根1000毫米桩 133根1200毫 米桩 共412根桩 后者的K1 210 K1 367 25为曲线段 K1 367 25 K1 400段 为直线段 使用了141根1000毫米桩 158根1200毫米桩 共299根桩 使用木桩 作为桩橛的标志 并让其高出地面3到5米左右的距离 用小铁钉标示木桩的中 心位置 桩编号则在桩侧使用红油漆标示出来 第二 护筒中心线以及高程测 量 完成护筒的开挖与埋实工作后恢复桩位的设计中心 并用十字线将其引测 到护筒的内壁 然后用油漆进行标记 之后用水准仪测出护筒的顶面高程 第 三 复核钻孔中心 在钻孔桩钻机工作前需要检测其中心 确定偏差小于10毫 米才能开钻 钻进过程中 定期对钻杆中心及其垂直度偏差进行检测并及时纠 正 第四 对灌注桩钢筋笼的中心进行标高与定位 钻孔完成以后检验孔的大 小并吊放钢筋笼 根据护筒中心线对笼顶口中心进行定位 钢筋笼的放置高度 则通过临时水准点来控制 3 海中段钢管桩的施工放样 第一 栈桥的施工测量 该工程使用422根1 3米的围护钢管桩作为海中段 基坑围护结构 首先进行栈桥沉桩施工测量 利用经纬仪使用角度交会法进行 栈桥沉桩 并根据施工设计图确定钢管桩的中心坐标 沉桩控制点设在两岸 在沉桩范围内确定最佳交角控制点 并以桩中心方位角与控制点之间的距离作 为沉桩的参考数据 之后对栈桥的上部结构进行施工测量 使用全站仪或者水 准仪测量钢管桩的设计高程 找到桩顶的纵横轴线 为栈桥上部贝雷片以及工 字钢的安装提供位置参考 第二 1300毫米围护钢管桩的施工测量 1300毫米 围护钢管桩的陈装备要求如下表1所示 该工程海中段的K0 730 K1 210需要进 行围护钢管桩施工 其中两端是曲线段 中间的K0 840 K1 084 5是直线段 围护钢管桩的施工测量主要包括两个方面的内容 导向架定位基准线的测设 导向架桩位的检测与沉桩监控 导向架定位基准线的测设需要首先在施工栈桥 上确定一条基准线实现对导向架安装的定位控制 曲线段和直线段都可以从1 和8 钢管桩的设计中心坐标算起 并沿着设计中心点连线的法线方向向隧道的 外侧平移3米左右的距离 得到的即为导向架的安装基准线 安装好导向架后就 可以运用参考线法或极坐标法测设1 和8 钢管桩的设计中心位置 以此检测导 向架的偏位情况并使用两台经纬仪实时监控桩的垂直度 表2 钢管桩沉桩所能允许的偏差 序号类别允许偏差 mm 1桩位 50 2桩尖高程满足设计要求 3倾斜度5 1000 4 钢筋混凝土的冠梁以及支撑梁的放线 随着隧道线形的变化 钢筋混凝土的冠梁可以分为直线梁和曲线梁两种 在测设冠梁中心线并进行放样时 直线梁在5 10米范围内测设一个点 曲线梁 则在2 3米范围内测设一个点 该工程使用了较多的抗拔桩 中立桩以及混凝 土支撑梁 因此在实际放样过程中 需要根据施工图纸明确测设数据 确保放 样工作的精度 3 3 隧道主体结构的施工测量 隧道主体结构的施工需要满足以下要求 隧道底板高程的偏差不超过10毫 米 底板轴线 中侧墙预埋钢筋的位置及其几何尺寸的偏差不超过10毫米 隧 道轴线的偏差不超过10毫米 竖向净空测量所允许的误差范围为0 20毫米 内 边线的测量误差不能超过10毫米 1 隧道的底板施工放样 隧道的底板施工放样主要包括三个方面的内容 基坑高程的传递 隧道底 板的高程测量以及隧道底板平面位置的测设 第一 基坑高程的传递 当隧道 开挖到坑底的标高位置时 需要采用在悬吊钢尺法在将与地面距离为1 8米处的 围护结构内边墙上进行标记 然后运用TC905L全站仪校核引测的水准高程 所 使用的方法为三角高程法 第二 隧道底板的高程测量 在引测基坑水准点基 础上 运用NA2水准仪沿纵向对隧道底板的顶面与底面分别进行抄平 每隔五米 一个断面 第三 隧道底板平面位置的测设 隧道的底板施工会遇到大量如侧 墙 中墙等预埋构建 并且通视条件也不好 再加上底面导线点与底板之间的 高度差比较大 因此隧道底板平面位置的测设工作难度比较大 施工过程中使 用参考线法或极坐标法进行测量 同时利用全站仪自由设站法对平面位置的测 量进行控制 全站仪自由设站法运用仪器程序功能将控制点的三维坐标输入到 全站仪中 然后选取三到五个控制点并获取数据信息 程序就会自动进行平差 运算 得到测站点的三维坐标 图1 隧道底板平面位置放样示意图 2 隧道中墙 侧墙施工放样 隧道中墙以及侧墙的施工测量以所得到的第二级导线加密点对其进行控制 其中高程测设采用的是NA2水准仪 而平面位置的施工测量采用的是采用中线法 线放样法或全站仪极坐标法 具体做法如下 沿着隧道的线路方向测设中墙和 侧墙的线点 曲线段的测设点间距在2到3米范围内 直线段的测设点间距保持 在5到10米范围内 使用墨斗连接测设点作为模板安装线 中墙和侧墙的模板安 装好以后必须进行检测 然后根据检测到的数据对模板进行调整 该隧道的曲 线半径为150米 在平直线段数值有相应增加 因此在测设过程中需要留意里程 横断面的变化情况 确保测量数据符合隧道的设计要求 3 隧道顶板的施工放样 首先对隧道顶板的施工放样底板的第二级导线加密点进行控制 并利用地 面控制点进行检测 在安装顶板模板的过程中 需要在模板上将线路的内边线 点 中线点以及高程测设出来 为顶板钢筋的安装提供依据 同时 需要对模 板的高程进行重点检测 确保隧道的竖向净空符合设计要求 结束语结束语 本文主要针对澳大海底隧道的施工测量进行了方案设计 设计思路主要包 括两个方面的内容 隧道围护结构的施工测量以及隧道主体结构的施工测量 隧道围护结构的施工测量主要包括四部分内容 SMW 工法桩的施工放样 钻孔 灌注桩施工放样 海中段钢管桩的施工放样以及钢筋混凝土的冠梁以及支撑梁 的放线 隧道主体结构的施工测量主要包括三部分内容 隧道的底板施工放样 隧道中墙和侧墙施工放样以及隧道顶板的施工放样 参考文献 参考文献 1 刘松喜 张兆军 盾构施工中的测量手段概述 J 广东科技 2010 08 2 李猛 浅谈长大隧道平面控制网 CP 测量 J 铁道勘测与设计 2011 01