重庆轻轨大坪车站隧道测量施工技术

1、重庆轻轨大坪车站隧道测量施工技术王玨（五公司）【摘 要】重庆轻轨大坪车站隧道是轻轨工程的难点，集超浅埋、特大跨、特大断面、高边墙、结构扁平的特点，施工难度大，测量要求精度高，是隧道施工的典型案例。 【关键词】隧道控制 大断面 施工量测1 工程概况大坪隧道段里程为DK6+900DK8+500，起于佛图关公园内，止于马家堡。大坪区间隧道起讫里程为DK7+157DK7+609.7，全长452.7m。围岩类别进口段30m为、类，其余地段为类，隧道涌水量129 m3/d,为基岩裂隙水。从进口方向依次设有双线、风机安装段及风机安装渐变段、左右单线、待备线双线、道岔区段，区间隧道(包含出碴支洞)共设有9种断

2、面形式，其中最小开挖跨度4.5m，最大开挖跨度(道岔区与明挖车站接口段)27.2 m,开挖断面340.3m2。车站暗挖段全长81.3m，车站隧道覆盖层厚425m，其中DK7+658.2DK+701.00段覆盖层厚10m,为类围岩，洞跨比为0.150.5。车站隧道与明挖车站接口段底部开挖宽度为22.68m，隧道开挖高度为20.6m，拱部开挖宽度为26.3m，最大开挖面积为 430m2.，共设有9种断面形式，各种断面交错分布转换频繁，多次变截面。 2 测量方案根据本工程特点，组织具有丰富现场施工经验的技术人员和测量工程师、测量技工上场进行控制测量、日常施工测量，并配备性能稳定、精度满足本工程需求的

3、整套测量仪器，本着严谨、求精的科学态度，圆满完成该工程的测量任务。21测量依据根据国标GB50026-93工程测量规范、GB50308-1999地下铁道、轻轨交通工程测量规范，及行业标准CJJ8-99城市测量规范、重庆市轻轨交通总公司2000240号文关于颁布重庆轻轨较新线一期工程施工测量技术管理规定（试行稿）的通知和设计平面图、交桩表。将对该隧道进行洞外导线、水准点复测；以及洞口投点洞内中线、高程的控制测量；施工测量和竣工测量。投 入 的 测 量 设 备 表序 号仪器名称规格型号单 位数 量备 注1全站仪TC702套12 2+2PPm2拓普康全站仪GTS-602台12+2ppm3水准仪C30

4、台21.5mm/km4隧道限界检测仪BJSD-2套1±1mm2.2洞外控制测量2.2.1洞外平面控制测量根据业主和设计院提供的控制桩表、隧道平面布置图、洞口布置图，经过实地踏勘，布设平面四等导线网，选择通视良好、坚实稳定的地方埋设控制桩。控制网的布设严格按GB50026-93工程测量规范的要求和技术标准进行，并尽量沿主洞轴线方向布置。外业施测中，采用徕卡TC702全站仪进行观测，选择最有利的观测时间，水平角观测采用方向观测法六测回，当只有两个方向时，奇测回观测左角，偶测回观测右角，观测右角时，仍以左角起始方向为准换配度盘位置，左右角中数之和与360°较差不得大于5，方向观测

5、时各项限差必须满足GB50026-93工程测量规范的标准要求。距离采用对向观测四测回，在测量前后，测定温度和气压。经过仪器加、乘常数和气象、倾斜改正化算成水平距高，最后归算到隧道平均高程面上，使洞外和洞内的长度计算在同一高程面上进行，归算到隧道平均高程面上的长度按下式计算：L0=L1+（H0-H）/R式中：L边长测量的最后水平距离（m）H0-隧道平均高程（m）H-测边高程（m）R-地球曲率半径（R=6371km）外业资料必须做到记录清晰、计算准确、复核无误。经内业整理，采用人机对算进行内业平差计算，当处理后的平差成果、各项限差都符合GB50026-93工程测量规范的精度要求时，及时将测量成果上

6、报业主和测量监理工程师。2.2.2洞外高程控制测量以业主、设计院提供的水准基点为依据布设符合本隧道技术标准要求的高程控制网和施工用水准点，其施测方法采用光电三角高程双置镜法，使用徕卡TC702正倒镜往返观测各两测回，对向观测高程较差应小于20±D（D为电磁波测距边长以KM计）。观测前后各量一次仪器高和觇标高，其差值小于2mm时取平均值。施测过程中，观测条件及作业程序严格按照GB50026-93工程测量规范要求执行。外业测量资料经复核合格后，计算每千米高程测量的偶然中误差M，当M小于5mm时，及时将高程控制测量成果上报业主和测量监理工程师。2.3洞内中线和高程测量 洞内二次衬砌前，先利

7、用经过确认的控制导线成果，进行线路中线调整测量。再利用中线调整测量后成果作为隧道二次衬砌结构施工指导依据。高程以控制水准测量为依据。 洞内平面和高程直接从洞外通过联系测量传递到洞内，并将各点高程归算到300米施工高程上。洞内中线放样采用中线法正倒镜分中，测角中误差±6之内，量距中误差控制在10mm之内。每掘进30米时，采用全站仪进行复核和纠偏。当达到60m 上时，采用全站仪观测六测回、距离对向观测四测回（并进行各项改正含300m投影改正）以形成洞内施工控制导线（边长一般不短于60m），其测角中误差小于2.5，距离往返测较差小于7mm。出碴支洞,因曲线半径仅25m，布设施工导线边较困难

8、，我们将把施工控制导线最远点点位横向中误差严格控制在±25mm之内，同时增加量角和量距的测回数。在主体隧道施工控制导线测量中，直线段的导线平均边长，控制在100m150m，曲线段除主点外，导线边长大于60m时精确定位。使用仪器见附表。测量中严格按测规要求作业，左右角各测二测回，左右角平均值之和与360°较差控制在6之内，边长往返各测二测回，往返观测平均值较差小于7mm取均值。并及时将新点位资料报总监部，对所有测量点的桩位用冲击钻在砼上打眼埋钢筋,头顶刻“+”，做好标志并编号。在每一次延伸施工控制导线测量前,对已有的施工控制导线前三个点进行检测.检测结果在测规允许范围内时再向

9、前引测。 洞内二次衬砌前,先利用经过确认的控制导线成果,进行线路中线调整测量。再利用中线调整测量后成果,作为隧道二次衬砌结构施工指导依据；高程以控制水准测量为依据。在隧道贯通前，对该控制导线重复测量三次，当重复测量的数据与原测坐标值较差在10mm之内时，采用逐次加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。洞内高程采用水准测量方法，临时水准点每50m设置一个，设在线路中心桩上便于施工。采用C30型水准仪进行往返观测，其闭合差小于20Lmm(L以千米计)，当掘进到200米时，建立施工控制水准点，用C30型水准仪独立测量三次，当三次的较差小于5mm时，采用三次测量结果的平均值作为延伸控制水准测量的起

10、算值。其测量总闭合差应不大于±12L(L以千米计)，同时，按三等水准的技术要求及操作规程实施。采用激光隧道限界检测仪对该隧道进行断面测量，与设计限界进行数据比较，以确定隧道的超欠挖，及时指导隧道掘进施工。3 施工测量3.1施工便道与基坑开挖根据已有和正在使用的轻轨控制桩导线和水准及隧道开挖控制桩，用极坐标法放样，两测回定出轴线和施工便道起点施0+000;放样误差控制在±20mm之内。同时，依据原地面高程及相应的放坡系数和轴线坐标，定出基坑角点的准确位置，中误差控制在±10 mm之内，放出控制中心的轮廓线。按出碴便道的坡比定施工道路高程， 在开挖接近转弯处用正倒镜分

11、中拔角，两测回量距定出曲线起点ZY，然后用偏角法根据曲线要素施测和指导便道掘进。当便道开挖到便道终端时，精确定出终端点位的坐标和绝对高程。自-032点向控制楼基坑边缘约0.5m处引测一临时控制桩，其水平角6测回，边长两测回对向较差在5mm之内取均值。当达到规范要求精度后，把仪器移至临时桩，用同样的精度定出中线点A、B。中线放样允许误差纵向不超过X=±10mm;Y=±5mm时，方可进行下道工序施工。用定设好的中线点作为其他构筑物施工、放样的基准和依据。然后依次定出C、D······等点构成多边形闭合环。在最后一个点置

12、镜在基坑上边缘定出A点，通过转镜引测到-032点进行方向与坐标闭合，其方位角应满足5n (n：为导线的测角个数)；坐标相对闭合差满足1/35000，并对该导线进行平差，采用平差成果为附合导线的坐标，用极坐标法依次放样定出梁柱中心位置，其放样误差横向允许在±10mm之内；柱间距的允许误差为±10mm，同时用不同方向进行梁柱位置的检查和校核。 水准测量：采用C30水准仪，将高程传递到基坑底部，应用闭合水准环线引测，按城市三等标准施测。其误差不应超过±12 L mm（L：为水准环线长度以km计）作为永久水准点用。施工测量用三角高程测量，但三角高程天顶距应对向观测两测回，

13、边长往返各两测回，用作三角高程测量仪器的各项指标精度应符合GB50026-93中第3.3.3条的规定，仪器觇标用小钢尺量至毫米。三角高程所引测的水准高程只能够满足施工开挖用。3.2暗挖施工依据洞外平面控制网成果，求算出主洞与各支洞的平面统一坐标，进行洞口投点，投点及向洞内引测时，应尽量选择视线清晰，成像稳定的时段（如：清晨傍晚或阴天）进行观测,并具备足够的检核条件。洞内中线采用J2经纬仪正倒镜分中法定设，测角中误差在±6之内，钢尺量距中误差控制在10mm内，当掘进至60m或支洞拐点时，使用徕卡全站仪观测四测回，距离对向观测两测回，形成洞内施工导线，其测角中误差小于2.5，距离往返测较

14、差小于7mm。在每一次延伸施工导线测量前，对已有的施工导线前三个点必须进行检测，检测结果在测规允许范围内时再向前引测。当掘进至一定距离时，选择稳固的施工导线点或拐点组成洞内控制导线，其平均边长控制在100-150m之内。测量中严格按测规和本工程的技术标准要求作业，左右角各观测三测回，左右角平均值之和与360°较差控制在5之内，边长往返各测四测回，并进行仪器加、乘常数、气象、倾斜改正，其平均值较差小于7mm时，取均值，当施工导线、控制导线两期观测公共点坐标较差在10mm之内时，采用两期观测整体平差计算方案即：取两期导线公共点的加权平均值作为延伸测量导线点的起算值，以此指导开挖掘进。洞内

15、高程采用水准测量方法，临时水准点每50-100m设置一个，设在隧道中心桩上便于施工，采用C30型水准仪进行往返观测，其闭合差小于20Lmm（L以千米计）。当掘进至200mm时，建立施工控制水准点，其一般设在边墙上，用C30型水准仪独立往返测三次，当三次较差小于5mm时，采用平均值作为延伸控制水准测量的起算值。洞内高程点由于受不良地质及施工条件影响，如软弱围岩，膨胀土等，可能发生变化，因此洞内高程应定期检测，引测新的高程点时，必须对已知的起算高程点进行检测，检测成果合格，满足GB50026-93工程测量规范精度要求时才能向前引测。在每10M或断面变化处，用J2经纬仪测设中线，用BJSD-2型隧道

16、限界检测仪进行断面测量，将测量数据录入电脑，与设计限界进行数据比较，并及时反馈隧道的超欠挖，以指导隧道掘进施工。4 监控量测方案4.1监控量测方案制定量测方案包括量测方法、量测断面的选定，断面内测点数量和位置、量测频率、量测仪器、测点埋设时间等，方案的制定原则上根据设计和规范要求制定，特别地段如建筑物密集地段，特大跨浅埋地段、围岩软弱地段适应增加量测断面。结合本工程地质条件和断面特点，特大跨超浅埋隧道采用“上半断面侧壁导坑法，下断面先中槽后侧墙开挖、先拱后墙衬砌”的隧道施工新方法。该方法在国内首次被引入地铁和城市轻轨工程施工中。通过国内外现有先进技术调研，结合现场实际情况，参考施工过程中力学行

17、为模拟分析结果，确定开挖支护方案，并通过监控量测结果修正支护参数，以保证隧道施工安全快速。改变原有仅凭经验分析进行施工决策的状况。完整地提出了特大跨超浅埋城市地铁隧道的测点布设、量测方法以及对量测结果进行了分析，认为施工中必须进行监控量测，浅埋特大跨隧道施工除须进行常规项目量测外，非常有必要进行初期支护应力量测，这样可准确、直观了解围岩应力变化情况，对指导隧道施工、预防险情有着非常重要的现实意义4.2现场量测项目的选择监控量测项目根据地下工程的地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、坑道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等因素确定。根据本工程地处渝中区闹市区、地面高层建筑密集、人（车）流量

18、大、隧道埋深浅、上伏岩层性差，特别是区间隧道道岔区和大坪车站隧道跨度大等特点，地面主要对建筑物沉降及局部倾斜、建筑物裂缝变形进行监测，洞内监测一般地段只进行常规项目量测，即进行拱顶下沉，周边收敛等项目量测，在车站隧道和道岔区隧道以及区间隧道进口类围岩双线段进行初期支护应力量测，特别对地表环境复杂情况下特大断面、特大跨、超浅埋隧道，从变形动态来看，初期变形很快，而且绝对值大，采用常规量测手段不完全可靠，必须进行初期支护应力量测，进一步检验支护参数和隧道施工稳定性，实践证明在车站隧道这种特大断面、特大跨、超浅埋隧道中进行拱架应力、喷砼应力量测直观、快速，效果明显，在车站隧道预防险情、指导施工方面发挥了重要的、不可替代的作用。建议在今后特大跨、超浅埋隧道施工中作为一个必测项目。5 贯通竣工测量隧道贯通后，用徕卡TC702、C30水准仪实地测出隧道贯通误差，（包括纵向、横向、方位角及高程误差）。当横向贯通误差在±50mm之内，高程贯通中误差在±25mm之内时，进行平差计算，（采用人机对算），根据平差结果对中线和高程进行调整，其竣工断面采用BJSD