1、隧道测量施工方案武水高速公路B7合同段施工测量控制设计方案1编制依据 1.1 西南开发省际公路通道重庆至长沙公路武隆至水江段两阶段施工图设计文件；1.2 重庆新四维测绘公司GPS测量成果报告书；1.3 公路勘测规范（JTJ061-99）规范；1.4 工程测量规范（GB50026-93）规范；1.5 公路全球定位系统（GPS）测量规范（JTJ/T066-98）规范。2工程概况 武水高速公路B7合同段（左线ZK24+500ZK27+795.040；右线K24+500K27+835）位于重庆市武隆县白马镇境内。国道319线由西向东顺乌江隧道轴线呈近平行通过。进口距涪武公路约1.5km，有简易公路相通
2、，隧道出口距白马镇约4km，有老319线及武隆县水泥厂自修公路相连通，交通较为方便。主要工程项目为羊角隧道出口段及郭溪沟中桥。其中隧道穿越山脉呈脊状，受构造控制多沿南北向展布，一般地面标高为5001000m，相对高差多在200700，隧道左线长3223.5m，右线长3239m；郭溪沟中桥左线长63.58m，右线长87.201m。3施工部署 3.1 施测程序3.2 施工测量组织工作由项目技术部专业测量人员成立测量小组，根据设计院给定的坐标点和高程控制点进行工程定位、建立轴线控制网。按规定程序检查验收，对施测组全体人员进行详细的图纸交底及方案交底，明确分工，所有施测的工作进度及逐日安排，由组长根据
3、项目的总体进度计划进行安排。4施工测量的基本要求 4.1 施测原则 严格执行测量规范；遵守先整体后局部的工作程序，先确定平面控制网，后以控制网为依据，进行各局部轴线的定位放线。 必须严格审核测量原始数据的准确性，坚持测量放线与计算工作同步校核的工作方法。 定位工作执行自检、互检合格后再报检的工作制度。 测量方法要简捷，仪器使用要熟练，在满足工程需要的前提下，力争做到省工省时省费用。 明确为工程服务，按图施工，质量第一的宗旨。紧密配合施工，发扬团结协作、实事求是、认真负责的工作作风。 4.2 准备工作 4.2.1 熟悉设计图纸，仔细校核各图纸之间的尺寸关系，全面了解设计意图。 对业主给定的现场平
4、面控制点和高程控制点进行查看和必要的检核及现场踏勘。全面了解现场情况，了解工程总体布局，工程特点，周围环境，建筑物的位置及坐标，了解现场测量坐标与建筑物的关系，水准点的位置和高程。 根据设计要求、定位条件、现场地形和施工方案等因素，制定测设方案，包括测设方法、测设数据计算和检核、测设误差分析和调整、绘制测设略图等。4.2.4 对参加测量的人员进行初步的分工，并进行测量技术交底，并对所需使用的仪器进行重新的检验。4.3 测量仪器的选用。测量中所用的仪器和钢尺等器具，根据有关规定，送具有仪器校验资质的检测厂家进行校验，检验合格后方可投入使用。现场测量仪器一览表序号器具名称型号单位数量1徕卡智能全站
5、仪TCRA1102台12托普康全站仪332台13经纬仪J2台24水准仪DS3台45钢 尺30m把46对讲机个95平面控制网测设 5.1 总平面控制本标段工程施工以设计提交的G4、G5、G6、SW406，SW408，SW40作为施工测量的主控导线，采用GPS进行施工控制测量（见下图1 GPS控制网图）。以主控导线为基础在出口端加密布点形成进洞导线或控制网。 图1 GPS控制网图5.2 施工平面控制网测设 平面控制网布设原则 平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部、高精度控制低精度的原则。 平面控制网的坐标系统与工程设计所采用的坐标系统一致。布设呈矩形。 布设平面控制网首先根据设计总平面图、现
6、场施工平面布置图情况，选择最合理的布设方案。 选点应在通视条件良好、安全、易保护的地方。 桩位必须注意保护，并用红油漆作好标记。 施工平面控制网的布设 隧道洞外平面布置：以设计单位提供的精密GPS点G4、G5作为主控制点，采用四等导线测量，沿洞口端附近布设G5-1、G5-2、G5-3、G5-4闭合导线网作为洞外控制网，并将隧道洞口桩点纳入洞口导线控制网内（因B7合同段出口段场地狭窄，控制点埋设尽量依据布网原则施作）（见图2洞口控制网图）。 郭溪沟中桥平面布网： 在桥墩、台施工测量中，最主要的工作是准确地定出桥梁墩、台的中心位置及墩、台的纵模轴线。墩、台的定位通常都要以桥轴线两岸的控制点及平面控
7、制点为依据，因而要保证墩、台定位的精度，首先要保证桥轴线及平面控制网有足够的精度。郭溪沟中桥桥区位于“V”形溪沟谷坡地形，地面标高310.02356.16m，相对高差45.96m，地形起伏大，水江台岸均被崩坡块石土覆盖，埋设控制点比较困难。施工时以设计提供的精密导线点G4、G5作为控制点，采用四等导线测量，在原洞口控制网的基础上，沿两桥梁在线两侧布设加密点，形成郭溪沟平面控制网，（见图3郭溪沟中桥控制网布置图）：图2：羊角隧道B7合同段洞口控制网图图3：郭溪沟中桥控制网布置图 隧道洞内控制网布设方案：由于隧道内施工场地狭小，控制网布设难度较大，为了提高导线端点的精度，在不增加较多工作量的前提下
8、，结合洞内施工条件和以往洞内导线控制网布设经验，我们提出几个方案以便对比选择，并根据实际现场情况进行布控。以期提高导线端点的精度。a. 支导线法（单导线）传统的支导线布设方案（图4）简单，观测工作量较少，布设灵活，但由于没有多余观测和其他约束条件，在实际工作中即使发生错误也无法检查，同时随导线长度的增加，端点横向误差迅速增大。图4：单导线法闭合环布置图单导线法导线网布置对隧道贯通的影响：结合洞内施工条件，洞内导线平均边长250m，从K24+500K27+739各洞分别设14个导线点，按四等导线测量技术要求。1）测角中误差对贯通的影响：2）测边中误差对隧道贯通的影响： 因为羊角隧道出口为直线隧道
9、，导线基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，以最大影响布设方式：假定导线点交错偏离中线5m，每条边在贯通方面投影长度为最大10m，则：3）洞内测量误差对贯通误差的影响：b. （主、副导线法）：左右洞各自独立形成闭合导线环，沿隧道中线布设主导线，在其旁布设副导线，构成主、副导线环，并每隔23条边组成一个闭合导线环。观测闭合环的所有内角，进行角度检核，只测主导线的边长而不测副导线的边长，通过角度闭合差可以评定角度观测的质量和提高测角的精度，对提高导线端点的横向点位精度有利（见图5主、副导线网布置图）。图5：主、副导线环导线网布置图主、副导线环导线网布置对隧道贯通的影响：结合洞内施
10、工条件，洞内导线平均边长250m，从K24+500K27+739各洞分别设14个导线点，按四等导线测量技术要求。1）测角中误差对贯通的影响：2）测边中误差对隧道贯通的影响： 因为羊角隧道出口为直线隧道，导线基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，以最大影响布设方式：假定导线点交错偏离中线5m，每条边在贯通方面投影长度为最大10m，则：3）洞内测量误差对贯通误差的影响：c.（环形导线法）：根据隧道实际情况，并在车行通道处左、右洞形成闭合导线环，该方法比较实用，且效率高，并具有相互联测、校核的作用（见图6单导线法布置图）。环形导线法导线网布置对隧道贯通的影响，测量误差可参照主、副导
11、线控制贯通误差。图6：单导线法闭合环布置图d. 根据以上综合分析可得出以下结论： 导线横向误差随导线延伸成递增趋势，导线越长增加速度越快，当采用改进方案时，横向误差明显提高。在上述方案中，支导线的精度最低，主、副导线及环形导线法较高。 在工作量方面，主、副导线法最高，环形导线其次，支导线最小。综上所述，我们决定在隧道洞内施工控制过程中采用比较适中环形导线法。 导线测量的技术要求：1导线测量应符合以下导线的技术要求规定。导线测量技术要求等级测距中误差测角中误差()导线全长相对闭合差方位角闭合差()测回数三等131. 81/5500010四等132.51/350006 导线应尽量布设成直伸开状，相
12、邻导线边长不宜相差过大，点位能长期保存。 水平角观测的各项限差要求水平角方向观测法的各项限差等级仪器型号再次重合读数差半测回归零差一测回中两倍照准差(2c)较差()同一方向各测回间较差()四等级上DJ238139 贯通误差预计：在隧道施工中，由于地面控制测量、联系测量、洞内控制测量以及细部放样的误差，使得隧道在贯通过程中产生误差，本隧道拟洞内导线边长250m，计算纵、横向贯通误差，如下：（附图7 贯通误差预计图）测角引起的横向贯通误差：；测边引起的纵向贯通误差：；洞外测量引起的横向中误差：；洞外高程测量误差引起的高程贯通误差：；洞内高程测贯通中误差：；隧道贯通综合高程误差：高程贯通限差： 。
13、5.3 高程控制网的布设 高程控制网的布设原则 为保证隧道及中桥竖向施工的精度要求，首先对G5导线点的三等高程点与羊角隧道进口端SW407-1点进行闭合测量，校测合格后在场区内以出口左、右洞洞口桩建立高程控制网，以此作为保证施工竖向精度的首要条件。 高程控制网的等级及技术要求 高程控制网的精度，不低于三等水准的精度。 半永久性水准点位处于永久建筑物以外，一律按测量规程规定的半永久. 桩的方式埋设，并妥善加以保护。 引测的水准控制点，需经复测合格后方可使用。 高程控制网技术要求 高程控制网的等级拟布设三等附合水准，水准测量技术要求如下表： 等级高差偶然误差(mm/km)高差全中误差(mm/km)
14、往返较差、附合闭合差(mm)与已知点联测次数附合或环线次数检测已测段高差之差(mm)三等36往返各一次往返各一次四等510往返各一次往返各一次 水准点的埋设及观测技术要求 .1 水准点的埋设 水准点选取在土质坚硬，便于长期保存和使用方便的地方。 .2 水准观测的技术要求见下表：等级水准仪型号前后长度(m)前后视距较差(m)前后视距累积差(m)视线离地面最低高度(m)基辅分划读数差(m)基辅分划所测高差之差三等DS375250.32.03.0. 施工测量6.1 隧道施工测量 独立坐标系统1）由于羊角隧道出口为直线隧道，为了施工的方便，故在左、右洞分别采用独立坐标系系统：2）计算公式：旋转角：左洞
15、 右洞 3）为了减少坐标系统转换过程中产生的累积误差，在实际测量过程中仍然采用大地坐标系统进行测量，然后各埋设桩点分别利用上述公式转换成独立坐标进行使用。 隧道开挖测量放样： 洞口开挖：洞口段为V级加强段施工，围岩较差，因此采用上、下导坑开挖方式，测量放样采用支距法（五寸台法）。即先用经纬仪定出开挖中线位置，然后利用水准仪在中线任一位置打一水平线，用钢尺按照事先计算好的尺寸标出各开挖轮廓线的位置。 洞身开挖：可根据现场测量人员的技术水平，测量仪器的选用，采用以下施工放线方法：a. 圆心法：首先用经纬仪标出隧道开挖中线，然后用水准仪找出各（多心圆断面隧道）圆心标高位置，用钢卷尺按各半径长度画出开
16、挖轮廓线。优点：操作简单，易于掌握，采用时间较短，对测量人员的技术要求较低。缺点：掌子面倾斜和平整度对半径测量的影响较大，测量精度不高。b. 坐标法：首先需要一台全站仪和卡西欧（FX-4500、FX-4800、FX4850）计算器一台。具体操作方法：仪器架设导线点上，在掌子面开挖轮廓线附近放置棱镜测任一点的三维坐标，将坐标输入已编制好程序的计算器中，计算出隧道轮廓线的各点修正数后，画红油漆点，完成测量放样工作。优点：操作简单，测量精度高，开挖容易控制，采用时间较短。缺点：点位修正复杂，对测量人员的技术要求较高。仪器点与开挖面之间的距离一般不易过长。 仰拱开挖：仰拱开挖的控制相对其它开挖控制比较
17、困难，基本上无法一次性开挖成形，一般可采用先在墙上圆心位置画一条腰线，然后计算出每一部位的开挖尺寸，现场人员可以用水准尺直接量取控制。 人行、车行通道开挖：采用左、右洞两头分开掘进，开挖放样可参照洞身开挖进行。通道是否能够正确贯通，决定于开挖控制点的准确性，首先对两端控制点进行复核，待通道贯通后对贯通面中线进行误差修正。 隧道结构物测量放样： 仰拱施工：首先对开挖过后的仰拱面进行检查，待满足设计要求后方可立模施工，并在模板上用三角符号标出仰拱顶面标位置，用油漆连接成线，复核无误后交待现场管理人员，方可施工。 仰拱填充与中心水沟施工：仰拱填充采用左、右副分开施工方式，主要控制中心水沟立模及填充顶
18、面标高控制。根据隧道平面控制网，校测轴线控制桩后，使用经纬仪将轴控线引弹到模板外立面，施工人员开始立模，待模板稳定复核无误后，加固模板，并利用水准仪在模板内侧用三角符号标出填充顶面标高位置，用红油漆连接成线，以便控制填充施工。 矮边墙施工：矮边墙是保证隧道净空及二次衬砌台车就位的关键部分，放样之前仍然要对控制点进行复核，对立设好的矮边墙模板进行中线，标高的检查，合格后方可进行施工。 二次衬砌：隧道竣工验收的最终一道工序，是保证净空要求，达到通车运营的关键。测量人员首先对平面控制网及中线进行复核，复核无误后对衬砌台车初步就位，就说位后测量人员对衬砌背后的预留洞室、各种管线埋设，预埋件的定位等一系
19、列的工序，进行检查、放样，无误后台车方可定位、加固。 人行车行通道衬砌：首先测量人员要对洞室的贯通误差进行测量，然后进行合理的误差调整，直到达到设计规范要求。 隧道断面控制测量：在隧道施工过程中，为了保证开挖、初期支护及二次衬砌后的净空满足设计规范要求，必须对已完工的主体工程进行断面检查，常规的检查一般采用水准仪及钢卷尺进行测量，误差比较大，特别是对拱顶部分不易操作。我们在此工程中拟采用目前先进的断面测量系统，首先用一台徕卡智能全站仪在现场采集数据，然后输入电脑，利用软件一次成图，精度可以控制在0.1mm以内。对于测量数掘应及时反馈到现场施工管理人员，以便及时控制开挖及衬砌净空。6.2 郭溪沟
20、中桥施工测量：6.2.1 桥墩、台定位：郭溪沟中桥及渡线桥桥墩桩密集、所处河道狭窄，两岸山坡陡峭，选、埋点非常困难，采用常规的护桩进行施工控制和放样容易出错。因此我们拟在施工范围内布设控制网，采用前方交会法进行施工控制和施工放样测量。具体施工方法：根据每根桩、墩中心点已知坐标，在施工中根据两适宜控制点的坐标放样图，计算出放样的角度，拨角直接交会出该放样点。为了提高精度，放出位置后可用归化法进行检核，即更换控制点，测出该点的坐标，计算所测坐标值与设计坐标值的差值，在实地上根据该差值将放样点改正到设计点的位置。在施工放样中，可将控制点进行比较，选择合适的控制点，合理的交会角度，以尽量减小误差。若受
21、到地形条件及其他因素的影响，有时在无法选择理想的交会角度的情况下，只能进行仔细的多测回观测，以求尽量做到更好。6.3 高程传递6.3.1 高程控制点的联测：在施工开始之前，首先联测洞口及中桥高程控制网点，以判断场区内水准点是否被碰动，经联测确认无误后，方可向洞内及中桥按三等水准测量的要求引测所需的标高。 6.3.2 在高程传递过程中，要及时对已传递的高程点进行数据登记，并做好标记，标明高程，以防止施工过程中用错。6.3.3 标高校测与精度要求：每次引测标高需要作自身闭合外，应该联测校核，测量偏差不应超过3mm。 7. 监控量测 监控量测是对围岩动态监控的重要手段，是新奥法施工的重要组成部分。本
22、隧道也将此项目列入施工组织计划，并在施工中认真执行。7.1 量测内容及方法：根据设计文件、工程规模及支护类型要求，我们在必测项目和选测项目中先用以下项目测量。隧道现场监控量测项目及测量方法项目名称方法及工具布 置量测间隔时间115d161个月13个月3个月以后水平净空收敛收敛仪每1050m一个断面12次/d12次/2d12次/周13次/月拱顶下沉水准仪、钢尺地表下沉水准仪洞口顶部2B时12次/d5B时1次/周7.2量测测点布置及安装：当隧道上、下导坑开挖时可只采用一条水平线和拱顶量测，当全断面开挖时用两条水平线及一个拱顶点量测，具体测点布置及预埋件见图8。图8 监控量测测点布置及预埋件图7.3
23、 量测注意事项及要求： 当隧道开挖后，岩体固有的结构被破坏，因此应在开挖后24小时内及时安装测点，并在第二天获得初始读数。 按各项目量测的操作规程安装好仪器、仪表，每测点一般测读三次，三次读数相关不大时，可取算述平均值作为观测值；若读数相差过大时，应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误时再进行测试。 每次测试时都要做好记录，并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等，并保持原始记录的准确性。 在现场进行粗略计算，若发现围岩与支护变形较大时，应及时通知现场施工负责人。以提早做好预防方案。8 质量保证措施 8.1 测量作业的各项技术按工程施工测量规程进行。 8.2 测量班应及时整理、收
24、集测量过程资料，保证测量成果的“原始性”。8.3 各项测量资料内容填写齐全、整齐、正确、清楚并无涂改现象。8.4 测量资料计算成果要做到依据正确、方法科学、严谨有序、步步校核、结果正确。 8.5 测量记录多为保密资料应妥善保管。8.6 测量资料要做好工作记录和台帐，各种测量数据必须经过自检合格后方可交相关人员签字。8.7 测量人员全部取证上岗。 8.8 进场的测量仪器设备，必须检定合格且在有效期内，标识保存完好。 8.9 施工图、测量桩点，必须经过校算校测合格才能作为测量依据。 8.10 所有测量作业完后，测量作业人员必须进行自检，自检合格后，上报现场监理工程师核验，最后向专业监理报验。 8.
25、11 自检时，对作业成果进行全数检查。 8.12 核验时，要重点检查轴线间距、纵横轴线交角以及工程重点部位，保证几何关系正确。 8.13 滞后施工单位的测量成果应与超前施工单位的测量成果进行联测，并对联测结果进行记录。 8.14 加强现场内的测量桩点的保护，所有桩点均明确标识，防止用错和破坏。9 施测安全及仪器管理 9.1 施测人员进入施工现场必须戴好安全帽。 9.2 在基坑边投放基础轴线时，确保架设的测量仪器稳定性。 9.3 桥墩开挖施工时，操作人员不得从轴线洞口上仰视，以免掉物伤人。 9.4 操作仪器时，同一垂直面上其他工作要注意尽量避开。 9.5 施测人员在施测中应坚守岗位，雨天或强烈阳
26、光下应打伞。仪器架设好后须有专人看护。 9.6 施测过程中，要注意旁边的模板或钢管堆，以免仪器碰撞或倾倒。 9.7 所用线锤不能置于不稳定处，以防受碰被晃掉落伤人。 9.8 仪器使用完毕后需立即入箱上锁，由专人负责保管，存放在通风干燥的室内。 9.9 测量人员持证上岗，严格遵守仪器测量操作规程作业。 9.10 使用钢尺测距须使尺带平坦，不能扭转折压，测量后应即卷起。 9.11 钢尺使用后表面有污垢及时擦净，长期贮存时尺带涂防锈漆。9.12 在密林丛草间进行施工测量时，应遵守护林防火规定，严禁烟火，并预防有害动、植物伤人；9.13 测量打桩时要注意周围行人安全，不得对面使锤，其它工具不得随意抛掷；9.14 在桥墩上测量时应系安全带，脚穿软底轻便鞋；9.15 在洞内测量时必须备有足够的照明设备。必须有专人警戒，防止车辆出入。
