盾构施工测量方案培训资料

③水准测量使用的仪器为经检定合格的天宝DINI03水准仪配一对2m铟瓦水准尺,精度为:±0.3mm/km。精密水准测量的主要技术要求(表2)每千米高差中数中误差(mm)附合水准线路平均长度(KM)水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合闭合差(mm)偶然中误差全中误差与已知点联测附合±2±42～4一级铟瓦往返各一次往返各一次±8备注:L为往返测段、附合的路线长度(以KM计)。第七章联系测量7.1竖井趋近测量竖井地面趋近导线布设成附合导线,如下图(始发井地面趋近导线测量示意图—),附和在G1053、G1067、G1068。近井点为J1、J2、J3。图一竖井趋近测量导线图7.2始发前的基线联系测量盾构始发前,对地下基线点进行重新联系测量,是地下隧道工程贯通控制的核心与关键。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,复测次数应随隧道掘进距离增加而增加。地下起始边方位角较差小于12″,取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。7.2.1、定向联系测量在车站始发段主体结构施工完成后,在轨排井预留孔洞与始发井预留孔洞对地下控制点进行重新联系测量。保证在盾构始发端左右线附近有分别至少有3个精密导线点和3个精密水准点。并定期进行全线复测工作,确保地面控制点无误,使得联系测量精度更高以满足施工要求。选用0.3mm钢丝,悬挂10kg重锤,重锤浸泡于阻尼液中,布设过程中使两钢丝间间距不小于30米,两井定向推算的地下起始边方位角的较差应小于12″,导线传递坐标进行联系测量。2、观测方法采用徕卡TCR1201+1″检定合格的全站仪进行角度距离观测,对点方式采用激光对中,对中轴系误差应小于0.5mm,作业前首先要对全站仪各项检验项目进行测定、校准,对精密光学对中棱镜进行精密检校,检校合格后方能使用。3、角度观测采用徕卡TCR1201+1″型全站仪(测角精度为1″),用全圆测回法观测4测回,测角中误差在以内。4、测距采用全站仪+反射片方式测量边长,每次往返共四次读数,各测回较差应小于1mm,两井定向一次定向独立进行四测回,每测回后,变动两个吊锤位置重新进行定向测量,共有三套不同的完整观测数据。并经业主测量队复测成果合格后,采用该控制点成果指导盾构机始发及掘进测量。图二两井定向联系测量示意图7.3高程传递测量采用钢尺法导入高程,每次至少导入3个水准点。在始发井经过高程传递把地面标高传递至井下,经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同质量的重锤,每次独立观测3测回,每测回变动仪器高度,3测回测得地上、地下水准点高差小于3mm,取其平均值作为该次高程传递的成果。所选用仪器天宝DINI03条形码铟钢尺和检定过的50m钢尺进行施测。高程传递示意图如下所示。地下高程为B=A+a-m+n-b(A为近井点,B为地下底板点)图三竖井高程传递示意图地下隧道高程测量控制点每150-200m布设一点,采用DINI03天宝水准仪配2M水准尺进行复测,往返限差满足≤±8mm(L以km计)。7.4洞内控制点测量根据<城市轨道交通工程测量规范>(GB50308-)规范,贯通前的联系测量工作不应少于3次,宜在隧道掘进到100m,300m以及距贯通面100~200m时分别进行一次。当地下起始边方位角较差小于12″时,可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。李木区间长度1610.10m,可在600m,1100m的位置时增加竖井联系测量做已检核,同时也加入水准测量做已检核。根据<深圳地铁建设工程施工测量管理细则>[]295号规定,在每次竖井联系测量完成后,均需进行地下控制测量,而且在每开挖120—200米,贯通前50—100米分别进行一次洞内控制测量及检测。联系测量均采用两井定向,方法同始发基线联系测量相同。第八章洞内控制测量8.1洞内导线控制测量在洞内,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强制对中托架布置强制对中导线点。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,角度观测采用徕卡TCR1201+型全站仪(测角精度1″),按四等导线的技术要求施测,网中所有边和角全部观测,严密平差方法计算,这样能够提高精度并有检核条件。每次延伸施工控制导线测量前,对已有经业主复核过的施工控制导线三个点进行检测,无误后,再向前延伸。施工控制导线在隧道贯通前测量四次,其测量时间与竖井定向同步。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。在单向隧道掘进长度超过1500m时,掘进至600m后每500m要增加一次陀螺定加以校核。图一隧道内导点布置示意图设置严格遵循”长边定短边”的原则。施工导线(平均边长30～50m)和地下控制导线(平均边长150m以上),隧道内控制导线点设置详见上图,导线测量按四等导线精度要求施测,在隧道未贯通前,地下导线布设成闭合导线,我们增加测量频率和测回数,并进行换手观测,提高测量成果的可靠性,弥补洞内导线站数过多精度的缺陷。地下平面及高程控制点埋设至隧道底板、两侧边墙上。盾构施工控制测量最大特点是所有的控制导线点和控制水准点均处运动状态,因此盾构施工测量中导线的后延伸测量和水准点的复测显得尤为重要。采用闭合导线的方法,闭合导线每前进一段交叉一次。每一个新的施工控制点由闭合导线线路传算坐标。当检核无误,最后取闭合导线坐标值作为新点的测点数据。线路平面示意图如下图:图二洞内闭合导线点布置示意图曲线段地下导线点宜埋设在曲线五大桩(或三大桩)点上,一般边长不应小于60m,导线测量采用徕卡TCR1201+1″施测,左、右角各测4测回,左、右角平均值之和与360°较差小于4″,边长往返观测各2测回,往返平均值较差≤4mm。从隧道掘进起始点开始,直线隧道每掘进200m或曲线隧道每掘进100m时,应布设地下平面控制点,并进行地下平面控制测量。隧道内控制点间平均边长宜为150m,曲线隧道控制点间距不应小于60m。每次延伸控制导线前应对已有控制导线点进行检测,并从稳定的控制点进行延伸测量。控制导线点在隧道贯通前应至少测量三次,并应于竖井定向同步进行。重合点重复测量坐标值的较差应小于30*d/D(mm),d为控制导线长度,D为贯通距离,单位均为m,满足要求时,应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。地下平面控制点均选用闭合导线形式布设。8.2洞内高程测量地下采用支水准路线向前延伸。在联络通道打通后,经过联络通道,把左、右洞水准点连接起来,形成附合水准线路。地下控制水准测量所用仪器是天宝DINI03电子水准仪配铟钢尺,按城市二等水准测量的技术要求施测。水准线路往返较差、附合或闭合差为±8(L单位为:km),地下控制水准测量在隧道贯通前独立进行三次,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。图三洞内水准点测量示意图第九章盾构施工测量9.1始发托架的定位下井前在始发井前沿定两个中线点、在钢环上定一个点、始发井后沿定一个中线点,如果能够架设仪器提供中线时采用仪器,仪器架设困难时采用悬挂线绳吊垂线的方法定中线。高程先定四个周边点(必要时也可增加中间两个点)再定其它各点的方法。以轨面高程为准,高程中误差±2mm,中线中误差±2mm。9.2反力架的定位按照始发方案技术交底上所给的反力架的里程,经过设计区间图纸计算出始发架前后边沿的中点和横向端点的坐标和设计高程,然后准确的将上述点放样出来,在反力架安装时要严格按照放样点位进行施工作业,而且保证在平面上其与始发架同轴。其前后倾斜度可用吊垂球的简易方法检查。始发如果遇到下坡且坡度较大,经过反力架的竖向长度准确的计算出倾斜度,要将坡度考虑进去。高程可事先凿低于设计高程2～3cm再垫钢板,钢板必须和混凝土用螺栓固定牢固。9.3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、盾构机的姿态测量和衬砌环片的测量等。9.4盾构测量导向系统本区间盾构日常推进测量采用先进的自动导向系统以保证盾构施工轴线准确性,用于掘进方向测量的主要为PPS自动测量导向系统。在盾构机左上方管片处安装吊篮,吊篮用钢板制作,其底部加工强制对中螺栓孔,用与安放全站仪。强制对中点的三维坐标经过洞口的导线起始边传递而来,而且在盾构施工过程中,吊篮上的强制对中点坐标与隧道内地下控制导线点坐标相互检核。如较差过大,需再次复核后,确认无误后以地下控制导线测得的三维坐标为准。因此盾构在推进过程中,测量人员要牢牢掌握盾构推进方向,让盾构沿着设计中心轴线推进。整个系统的的工作情况能够描述如下:在整个系统工作前,测量人员要对系统的基本信息进行设置,如导入整条隧道的中线,设置初始测站信息,即全站仪坐标与后视棱镜的坐标,基本系统设置信息、管片的几何参数和PLC访问接口配置信息等,这些信息一般只需要首次使用时配置,使用中不必更改。当测量人员确认所有信息配置完成后,她就能够开始运行系统。这时系统程序就会发出指令,首先初始多路器,然后系统多路器初始化倾斜仪和电动棱镜,使之进入工作状态,并读取倾斜仪的滚动与俯仰,之后,系统经多路器的无线端口搜索并初始化全站仪并使其进入工作状态,同时系统也会发出指令控制全站仪到指定点的位置进行测量。如首次运行时对后视棱镜的方位测量,或政策运行时对靶点棱镜1或棱镜2的测量。上述工作完成后,系统就会获得所有必要参数并对机器的空间位置进行计算,然后将机器的位置与设计的中线进行三维比较,从而得到机器的位置。在正常工作时,PPS系统的全站仪就会始终监视测量靶点,即棱镜1和棱镜2,从而不断地刷新机器的位置。据此,整个机器的实时位置姿态就能够直观的显示在操作手的面前了。图一PPS测量导向系统操作界面图二PPS测量导向系统中线写入文件界面图三PPS测量导向系统设置初始测站信息界面图四PPS测量导向系统工作原理图盾构推进测量以PPS导向系统为主,辅以人工测量校核。该系统主要组成部分有工业电脑、多路器、倾斜仪、电动棱镜、标准莱卡全站仪、后视冷静、全站仪控制器。见PPS测量导向系统连接示意图。图五PPS测量导向系统连接示意图PPS导向系统能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差,主机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进姿态,使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。为了保证导向系统的准确性、确保盾构机沿着正确的方向掘进,需周期性的对PPS导向系统的数据进行人工测量校核,确保PPS导向系统上参数的准确性。9.5盾构的始发与接收测量在盾构进洞前要系统地对盾构轴线进行一次全面精确的复测,并以此严格控制盾构的掘进参数。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,控制始发托架的位置,安装盾构导轨时测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计值较差控制在mm之内。盾构机拼装好后,进行盾构纵向轴线和径向轴线测量,主要测量刀口、机头与盾尾连接点的中心、盾尾之间的长度测量,盾构外壳的长度测量,盾构刀口、盾尾和支撑环的直径测量。在盾构机掘进过程中实时测量其姿态,保证至少测量刀口中心一个特征点和纵轴一个特征轴。测量隧道中线的平面偏离、高程偏离、纵向坡度、横向旋转和刀口里程的测量。由于管片出盾尾时都要受到很大的弯曲应力,因此进洞时应尽量使盾构机保持头高尾低的姿态,与端头井接收架的高程相当,使管片受到的弯曲应力尽量小。在安装反力架和始发台时,盾构中心坡度与隧道设计轴线坡度应保持一致。考虑隧道后期沉降因素,盾构中心轴线应比设计轴线抬高10～20mm,反力架左右偏差控制在±10mm以内,始发台水平轴线的垂直方向与反力架的夹角<±2‰,盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差<2‰,水平趋势偏差<±3‰。盾构测量资料整理后,及时把成果报送给盾构操作人员。2、盾构机内参考点复测,指盾构机组装调试完成后,应进行的测量工作。其主要测量工作应包括盾构机切口环与盾尾三维坐标的确定。盾构机姿态初始测量包括测量盾构机的水平偏航角、俯仰角、滚动角。盾构机的水平偏航角、俯仰角是用来判断盾构机在以后掘进过程中是否在隧道设计中线上前进,滚动度是用来判断盾构机是否在容许范围内发生滚动。盾构机姿态测量原理。盾构机作为一个近似圆柱的三维体,在开始隧道掘进后我们是不能直接测量其刀盘的中心坐标的,只能用间接法来推算出其中心坐标。在盾构机壳体内适当位置上选择观测点就成为必要,这些点既要有利于观测,又有利于保护,而且相互间距离不能变化。在下图中,O点是盾构机刀盘中心点,A点和B点是在盾构机前体与中体交接处,螺旋机根部下面的两个选点。C点和D点是螺旋机中段靠下侧的两个点,E点是盾构机中体前断面的中心坐标,A、B、C、D四点上都贴有测量反射镜片。由A、B、C、D、O四点所构成的两个四面体中,测量出每个角点的三维坐标(xi,yi,zi)后,把每个四面体的四个点之间的相对位置关系和6条边的长度Li计算出来,作为以后计算的初始值,在以后的掘进施工过程中,Li将是不变的常量(假设在隧道掘进过程中盾构机前体不会发生太大形变),经过测量A、B、C、D四点的三维坐标,用(xi,yi,zi)、Li就能计算出O点的三维坐标。图六盾构机姿态测量示意图3、自动测量导向系统的正确性与精度复核,主要对导向系统中的仪器和棱镜位置测量;4、盾构机始发位置及出、进洞测量①在盾构机就位前,应精确测量预留出洞圈的三维坐标,并与设计值比较,洞口直径至少测量水平和垂直两个方向,若实测洞圈的偏移量超过规范要求,需报设计院予以确认、回复,以便盾构机出洞时做适当调整。②测定洞口的三维坐标后,需要确定盾构进、出洞的轴线,定出盾构始发位置。根据从井口投下控制点和站台板上所布控制点进行联测后,经复测无误,对盾构机始发进行定位。经过地面所放中线及高程安装盾构机托架,并在车站中板底安装吊篮放出盾构机可视控制点。(注:与车站控制点有良好的通视关系)图七盾构机定位剖面图盾构机姿态测量时,在盾构机上所设置的测量标志应满足以下要求:1、盾构机测量标志不应少于3个,测量标志牢固设置在盾构机纵向或横向截面上,标志点间距离应尽量大,前标志点应靠近切口位置,标志可粘贴反射片或安置棱镜;2、测量标志点的三维坐系统应和盾构机几何坐标系统一致。9.6盾构机姿态测量控制要求盾构姿态测量是实时测量盾构机的现有状态,及时指导盾构机纠偏。盾构姿态自动测量系统,这将大大减少测量工作量。盾构机掘进时姿态测量应包括其与线路中线的平面偏离、高程偏离、纵向坡度、横向旋转和切口里程的测量。盾构机姿态测量计算数据取位精度要求(表1)测量内容取位精度测量内容取位精度平面偏差1mm高程偏差1mm仰俯角1″方位角1″滚转角1″切口里程0.01m9.7衬砌环片检测在衬砌环片时,及时测量衬砌环的姿态。曲线段时,换站次数会很多,每次换站时需测量管片;直线段时,换站次数可能会相对减少,因此两个换站中间加测管片,况且每次测量管片应多测几环,保证每环都能测到,也能够与以前测的数据进行对比,及时掌握管环的位移情况,同时也是对导向系统的较核。衬砌环片测量包括测量衬砌环的环中心偏差、环的椭圆度和环的姿态。衬砌环片不少于3~5环测量一次,测量时每环都测量,并测定待测环的前端面。相邻衬砌环测量时重合测定约10环环片。环片平面和高程测量允许误差为。衬砌环片检测采用铝合金尺,经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,铝合金尺一定要经过水平尺置平。计算管环中心偏离隧道轴线时,在直线上能够经过建立施工坐标系,经过测量出来的施工坐标就能够直接判断管环中心的位置,如果是在曲线段时,能够经过测量出来的管环中心的大地坐标,然后在CAD里,经过作CAD里事先绘出的隧道轴线(空间)的垂线就能够计算出管环中心的偏差。盾构测量资料整理后,及时报送盾构操作人员。9.8日常掘进测量(1)盾构机姿态测量①盾构机尺寸测量盾构机拼装验收,应进行盾构纵向轴线和径向轴线测量,其主要测量内容包括刀口、机头与机尾连接中心、盾尾之间的长度测量;盾构外壳长度测量;盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量。②人工测量盾构姿态人工测量的目的是考虑到盾构掘进中不可避免会产生一定的误差,为自动测量系统做定期的复核(一般为整10环进行一次复核),确保盾构姿态的准确性。我们在盾构机的内部设一对水平尺,测出其与盾构机的空间相对位置关系,利用测量各尺的水平、竖直读数,经精确计算得出盾构转角、盾构坡度、盾构中心高程,然后推算出盾构切口及盾尾中心偏差值,从而根据盾构姿态相应调整盾构机的各施工参数。图八人工盾构姿态测量系标尺安装示意图③自动测量盾构姿态系统a、盾构激光站的建立激光站是盾构自带测设其姿态的测量系统、每分钟测量两次,这样就大大减少了人工测盾构姿态的次数。激光站是由带激光发射装置的全站仪、激光接受靶(即目标棱镜,安装于盾构机内部)、后视棱镜组成。激光站的测站和后视都纳入了地下坐标控制网中、根据激光全站仪能测出掘进中盾构的具体三维坐标和其具体里程并与主控台内的计算机资料作比较,当超限时盾构机会自动停止工作。对于大半径曲线和直线一般50米作一次人工复核。b、姿态测量利用激光站全自动全站仪,自动定向置镜在盾构主机支架上设一个支导线点,然后置镜支导线点后视激光站导线点测出1＃、2＃三目标棱镜的三维坐标。根据三棱镜的坐标就能计算出盾构切口及尾部具体旋转、平面及高程偏差情况。图九自动测量系统棱镜安装示意图(2)隧道管片的断面测量区间使用的土压平衡盾构机内径为6250mm,管片外径为6000mm,即盾构机内径与管片外径间有125mm的间隙。断面测量不准或测量不及时,会出现管片安装困难、管片破碎现象。因此管片的断面测量也非常重要。管片的上下断面(俯仰度)利用吊线锤的方法来施测;左右断面利用反射片测出该环管片左右两边对称点坐标并计算出其实际方位角,与理论方位角比较,计算出左右法面的偏差。另外,隧道平面曲线的特征点和隧道的纵断面的变坡点是我们管片断面测量的重点。(3)隧道管片里程由于受管片纠偏等因素的影响,从确定的起始里程推进至某环管片时的实际里程会与理论里程不一致,导致其它要素的计算误差。为保证推进路线的准确性,需要对每环管片的里程进行精确复测,以保证隧道轴线的偏差在设计要求范围内。(4)管片姿态测量(即”倒九环”测量)”倒九环”测量即是测量当班施工最终环号(包括该环)后九环的上下、左右偏差。我们一般见带水平气泡的4.7m长尺来测管片的左右偏差,左右偏差测量的方法是:把4.7m长尺水平放置在所测环的大里程,把全站仪对准后视水平度盘置零,然后瞄准把水平度盘拨至根据事先计算好的理论角度直接读出水平尺上的数值,即是该环的左右偏差。若读数在水平尺中心右侧,则说明隧道偏左,反之则偏右。上下偏差测量的方法是:放一水准尺于所测环的大里程的底部,根据隧道内的高程控制点测出该环大里程的高程,经过与设计高程比较得出该环管片的上下偏差。管片测量示意图详见下图。图十管片姿态测量示意图经过测量此偏差,能够反映出管片的错缝情况、管片在盾构机内和出盾尾后的变化情况以及管片最近两天的偏差变化情况。以便于及时调整注浆、推进速度等施工参数。第十章陀螺定向李朗-木古盾构施工的长度为1610.61,为了保证隧道的顺利贯通,在掘进至600m后每500m增加一次陀螺定向用以校核坐标方位,在地面上选择控制网中的一条边,以长边为好,且该边坐标的方位角的精度比较高,做一次陀螺仪测量方位角。全站仪选用徕卡TCR1201+1″,陀螺经纬仪精度小于20″。地下定向边陀螺方位角测量应应用”地面已知边-地下定向边-地面已知边”的测量程序。地下定向边的陀螺方位角测量每次应测三测回,测回间陀螺方位角较差应小于20″。隧道贯通前同一定向边陀螺方位角测量独立进行三次,三次定向陀螺方位角较差应小于12″,三次定向陀螺方位角平均值中误差为。隧道内定向边边长应大于60m,视线距隧道边墙的距离大于0.5m。陀螺方位角的测量采用逆转点法、中天法等。两条定向边陀螺方位角之差的角度值与全站仪实测角度值较差应小于10″。陀螺方位角计算方法:以左线为例,在左线洞内布设一条长边且在已知导线点,Y10和Y11作为陀螺定向已知边,同时Y10、Y11能够同时安置仪器进行观测。如图2,在地面选定的边的一端A上安置仪器,测定该边AB的陀螺方位角m。(陀螺经纬仪测定的真方向,亦称地理方位角,但由于陀螺值、望远镜视准轴和观测目镜的光轴不在同一竖直面内,使得所测得方位角与真方位角不一致,故称陀螺方位角,其差值称为仪器常数)。再将仪器迁至井下定向边的一端Y10上,测得定向边Y10-Y11的陀螺方位角m。设和A分别为地面已知边AB和井下定向边Y10-Y11的真方位角;和r分别为地面AB边和井下Y10-Y11边的子午线收敛角;和分别为已知边AB和定向边Y10-Y11的坐标方位角;为仪器常数。由图一可得:因为因此式中,为地面与井下两测站子午线收敛角之差,其值可按下式计算:式中:R-地球半径;-当地纬度;P″=206265;YA和YP－地上和井下两测站点的横坐标。本标段使用2台盾构机从李朗站始发,到木古站吊出。李朗到木古的左线盾构隧道起讫里程:ZDK24+600.8—ZDK26+211.41,其中短链1.991m。在隧道掘进至里程ZDK25+200.8,ZDK25+700.8的位置各进行一次陀螺定向测量;李朗到木古的右线盾构隧道起讫里程:YDK24+600.8—YDK26+211.41,隧道长度:1610.61米。在隧道掘进至里程ZDK25+200.8,ZDK25+700.8的位置各进行一次陀螺定向测量。第十一章隧道贯通测量贯通前100m要加密各项测量次数,做盾构机进洞前的姿态检测,激光站托架坐标检测等,并及时向业主和监理汇报结果,若测量结果不符合有关要求,及时调整自动导向系统参数,确保隧道准确贯通。贯通后,用贯通面两侧的导线点做贯通误差测量,包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量、高程误差测量等测量工作。第十二章隧道竣工测量12.1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。12.2竣工验收测量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。12.3断面测量点位在盾构线路施工完成后,对隧道的横断面进行测量,隧道断面测量以贯通平差后的施工平面和高程控制点及调整后的线路中线点为测量依据,根据规范要求,直线段每6m、曲线段每5m,测量一个横断面。对于区间隧道,按圆形隧道测量。测量点位包括左上、左中、左下、右上、右中、右下及顶点和底点共8个点位。详见下图所示。图一隧道断面测量点位分布图注:(1)设计线路中心线处的顶部测点和底部测点。(2)位于轨顶设计高程以上3500mm的左横距及其高程﹑右横距及其高程,测点编号为左上和右上。(3)位于隧道中心的左横距及其高程﹑右横距及其高程,测点编号为左中和右中。(4)位于轨顶设计高程以上450mm的左横距及其高程﹑右横距及其高程,测点编号为左下和右下。12.4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,然后经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0.04m,最终求出断面点偏离线路中线的距离。详见下图。图二净空收敛示意图第十三章贯通误差预计地铁隧道属地下工程施工,洞口的导线定向测量受城市施工条件的限制,一般只能以短边控制长距离;洞内的导线点及吊篮点经常受管片的沉降、位移、及电瓶车振动等因素的影响而移动;测量条件差,受到天气、洞内光线(主要是大气折光、旁折光、大气密度、光线强弱)的影响。故须对施工过程中可能产生的测量误差进行分析并预计最弱点误差值,以确保轴线控制的精度及可靠性。13.1隧道测量误差分析盾构法地铁施工测量产生的误差是多方面的,这其中主要有:在测角时有仪器误差、观测本身误差、目标偏心误差、测站偏心误差、外界条件等联合对测角的影响;在水准测量时有仪器误差、气泡居中误差、读数误差、外界条件等联合对高差的影响。一般的讲,隧道的高程比平面相对比较容易控制,均能满足隧道的贯通要求,故我们一般强调的也主要是平面控制测量方面,即横向和纵向贯通误差的控制。根据以往在盾构施工测量方面的经验,要保证隧道的顺利贯通,对仪器的精度及测量的各项技术要求较严格,为此我项目配备了当前精度较高的LeicaTCR1201+全站仪以及专门成立了以经验丰富的测量专业人员为主的精测队。纵观盾构机从出洞到进洞的整个掘进过程,最易出现问题的地方主要体现在下面几个阶段:=1\*GB2⑴盾构出洞前端头井地上、地下导线点的联系测量。由于受场地限制,导线点的布设较难,因此在测量中可能会遇到诸如短边、光线差、折角数多以及俯仰角偏大等因素的影响。为此,我们经过不同测设方法或路径、增加测回数以及加大复测频率以将误差减小到最低限度,从而满足盾构出洞要求。=2\*GB2⑵盾构掘进阶段:由于刚掘进完的隧道易受衬砌本身自重、注浆效果及周围环境的影响而不断发生偏移,而且不易察觉,从而设在隧道壁边及顶部的导线点位置也发生了变化,如若仍采用原坐标,势必造成大的偏差,故我们在引测导线点时,必须对前三导线点进行检核,并在隧道掘进50m、100～150m、隧道旁通道及隧道2/3处时均需进行全线定向复测。=3\*GB2⑶盾构贯通前50～100m时为最后的关键阶段,此时的测量准确与否关系到盾构机能否顺利出洞的关键,也是确保盾构机在盾构姿态偏差不大情况下能采取调整的最后机会,为此,此阶段的测量工作非常重要,我们首先要求掘进速度减缓,同时精测队应在此之前就开始全线复测,复测采取两种不同仪器、不同方法进行独立测量,然后报监理和业主测量队进行复测,最终最可靠值结果作为指导盾构机的后续推进。经过控制及施工测量,使地铁工程隧道开挖的贯通误差精度符合规范和设计要求。最终误差控制总贯通误差的要求。测量误差要求表(表1)项目地面控制测量联系测量地下控制测量总贯通中误差横向贯通中误差≤±25mm≤±15mm(≤±20mm)≤±30mm≤±50mm纵向贯通中误差≤L/10000竖向贯通中误差≤±15mm≤±9mm≤±15mm≤±25mm13.2隧道控制测量精度要求为了确保隧道贯通满足设计的净空限界,有严格的检查和检测制度。将控制测量成果,经自检合格后及时上报驻地监理审批,向业主单位提出检测申请。检测均应按照规定的同等级精度作业要求进行,7天内提交成果报告,严格控制检测值与原测值较差小于2倍中误差。若大于该值或发现粗差,及时上报监理工程师。严格对测量过程控制,地上导线点的坐标较差不大于±12mm;地下导线点的坐标较差在近井点附近不大于±16mm、在贯通面附近不大于±25mm;地上高程点高程的较差不大于±3mm;地下高程点高程的较差不大于±5mm;地下导线起始边(基线边)方位角的较差不大于±12〃;相邻高程点的较差不大于±3mm;导线边的边长较差不大于±8mm;经竖井悬吊钢尺传递高程的较差不大于±3mm;对影响隧道横向贯通的误差应严格控制。13.3贯通误差预计本标段区间隧道为盾构法施工区段。现以盾构区间左线隧道(开挖长度1610.61m)为例,进行贯通误差预计。13.3.1平面贯通误差分析=1\*GB2⑴.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:=1\*GB3①是地面控制测量误差;=2\*GB3②是始发井联系测量的误差;=3\*GB3③是地下导线测量误差量误差;=4\*GB3④是盾构姿态的定位测量误差;=5\*GB3⑤吊出井联系测量的误差=2\*GB2⑵.引起平面贯通误差的各项误差的具体分析=1\*GB3①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;—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;两者共同的影响为:由于地面导线测量还没有做,还不能按上述计算公式推算,因此只能参考洞内导线。本区间洞内地下导线测量误差预计30mm,因此地面控制测量误差暂时预计18mm。实际上,由于地面测量条件大大优于洞内,地面控制测量误差应该比洞内小。=2\*GB3②始发井联系测量误差:由于本标段是在始发井经过联系三角形定向的方法导入地面坐标和方向。一般联系三角形定向的定向误差要求都在2～4″,由于本标段始发井的井口长达30米,做联系测量布网时,能够保证联系三角形的图形到达非常有利的条件,这样就能够大大减小了定向误差。现在利用一般的定向误差值2″,推算一次定向误差对横向贯通误差的影响(其中此处的L是盾构施工段线路长1608.619m),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=＝±19mm:由于在贯通前我们将在始发井独立作四次联系测量,则定向误差=±10.8mm。实际上由于我们做联系测量的三角形的图形条件能够非常有利,完全能够大大提高定向精度,也就大大减小了对横向贯通误差的影响;=3\*GB3③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=1610.61m,现在借用精密导线的技术要求来计算:地下的导线平均边长为150m,则全线往返的总测站数为n=11;测角中误差为2.5″,则。=4\*GB3④盾构姿态的定位测量误差:盾构机姿态测量误差能够借鉴<城市轻轨交通工程测量规范>(GB50308-)盾构机姿态测量误差技术要求,m横4采用其允许的平面偏离值5mm即m横4=±5mm;=5\*GB3⑤吊出井联系测量的误差:由于本标段要在吊出井经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,它也会影起贯通测量误差。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起贯通测量误差m横5=±10mm。=3\*GB2⑶．综合分析各项测量误差引起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:。<城市轻轨交通工程测量>中规定暗挖隧道横向贯通中误差应在±50mm,因此满足规范要求。13.3.2高程贯通误差分析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:=1\*GB3①是地面高程控制测量误差;=2\*GB3②是始发井高程传递测量中误差;=3\*GB3③是地下水准路线测量中误差;=4\*GB3④是盾构姿态的定位测量中误差;=5\*GB3⑤吊出井高程传递测量中误差。地面高程控制测量的误差:由于我们是从BM1034引测至始发井的,视距总长约1000m。根据<城市轻轨交通工程测量规范>(GB50308-)中的规定,每公里高差中误差为±2mm,于是有测量中误差为1000/1000*(±2)=±2mm;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三次,则由此引起的高程贯通测量中误差为;地下水准测量是从始发井到吊出井总长1608.619m,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1608.619/1000*(±2)=±3.22mm;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;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,独立做三次,则由此引起的隧道高程贯通测量误差为。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<城市轻轨交通工程测量规范>中规定的隧道高程贯通中误差±25mm。第十四章施工放样报验及测量14.1内业资料的复核与计算在施工放样