隧道测量作业指导书.doc

建昆明铁路枢纽东南环线工程

石头山1#隧道测量作业指导书

编 制：

复 核:

审 核：

批 准：

中铁七局集团昆明铁路枢纽东南环线工程指挥部
第六经理部
一、编制说明：
为了使施工测量能够顺利有序的开展，确保测量结果的准确性、可靠性。特编制施工测量作业指导书，以规范测量作业人员行为，指导测量作业工作。
二、测量作业依据
《新建铁路工程测量规范》(TBJ10101-99)
《全球定位系统(GPS)铁路测量规范》(TB10054-97)
《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001)
三、工程简介
石头山1号隧道进口里程DK72+760，出口里程DK73+823，全长1063m，施工共开辟隧道进口一个作业面。
本隧道设计为单洞双线隧道。DK1827＋852～DK1829＋142.6段位于曲线上，曲线半径为9000m；DK1829＋142.6～DK1831＋372位于直线上，线路右偏。隧道纵坡为人字坡坡分别为12.80‰和－7.67‰，变坡点里程为DK1829＋950；在DK1829＋642.95 ～DK1830＋257.05段设置竖曲线，竖曲线半径为30000m。
四、洞外控制测量作业的内容
1、平面控制测量
结合本隧道长度、地理环境、地貌状况和隧道测量精度的要求,洞外平面控制采用导线方式加密联测符合至GPS控制桩上，复测导线按闭合导线敷设，由设计院提交导线点GPS-C603、GPS-C604、GPS-IC605、GPS-IC606及新设导线点GD1、GD2、GD3组成一闭合导线。隧道洞口插网采用三角形闭合环形式，以GPS控制网复测成果作为起算数据，平差并精确计算出插点的坐标。GPS观测采用边联式建网，同步观测的每邻接四点分别组成一个测量大地四边形。7台GPS接收机同步观测，观测两时段，每时段2小时，按照铁路GPS－C级网精度指标要求施测。在施工中引用平面控制桩时，应使用精密全站仪复核交与的实际桩点资料数值，经复核无误后方可使用。
2、高程控制测量
使用TC1800作四等光电高程，与S3水准仪相结合方式对隧道外的地表水准点进行了贯通联测。经检查确认，上述桩点中GPS桩和水准基点所交成果在误差范围内，设计院水准点成果可用作水准控制基点。隧道施工高程采用水准仪从设计院所交的水准点FBM594及FBM595采用四等水准测量引测至隧道洞口；两水准点之间的高差，应尽量以安置一次水准仪即可测出为宜。
3、使用仪器
拓普康全站仪，标称测角精度1″，测距精度2mm＋1ppm×D,仪器检定合格有效；DSZ3级或以上精度水准仪。测角精度达到Mα=±1.8″，水准精度达到四等水准测量精度。
4、测角误差分析
在采用测回法观测时，每测站观测四个测回，每测回都尽量消除视差。
如果仪器存在竖盘指标差，也会使测角出现误差。为了消除仪器误差和提高测角精度，一般都用盘左观测上半个测回，再用盘右观测下半个测回。在测量水平角时，误差的来源主要有三种：仪器误差、观测误差及外界条件的影响。仪器误差主要包括视准轴不垂直于横轴的误差、横轴不垂直于竖轴的误差、水准管轴不垂直于竖轴的误差、照准部偏心误差。观测误差主要包括测站偏心的误差、目标偏心的误差、照准误差、读数误差。外界条件对测角的影响，其因素极为复杂，例如空气跳动会引起照准不准、附近有反光建筑物会引起旁向折光、太阳的照射会影响仪器的整平和对中、大风会引起仪器晃动、土壤松软会引起仪器下沉等等。这些都是测角误差存在的潜在因素，施工中除了要定期检查鉴定仪器消除仪器误差外，还要合理的安排测量时间尽量消除外界环境条件对测量工作的影响，同时要求测量人员工作认真仔细，消除观测误差。
5、导线闭合差分析
导线闭合差主要是观测角度和导线边长的测量误差引起的。由于观测误差，实测值的内角总和与理论值不符，其差值称为角度闭合差。角度闭合差的限差为
30²n1/2（n为多边形内角个数）。只有当测角误差符合规范要求时，才可调整角度闭合差。由于角度观测都是等精度观测，故通常角度闭合差调整都采用平均分配的原则，将限差反号平均分配于各观测值中。在测导线边长时，边长的改正在整体控制测量内业坐标计算时将限差反号按比例分配于各边长中，各边长实测值已投影改正至0m高斯面上。
五、洞内控制测量
1、隧道施工控制测量采用全站仪，利用GPS控制点以及洞口插点测设出洞口位置。并定期对所测设的洞口插点进行检查，以确保隧道施工准确、无误。
2、当施工300～500米时，以洞外控制点为起算点采用附和导线的方式对洞内导线桩点进行复测，确保隧道施工的准确无误。
3、洞内平面控制采用单导线形式布置，附和导线复测。导线设计边长为50～80米，当隧道延伸至50米时，进行第一次定向；当隧道延伸至100米时，进行第二次定向测量；当隧道延伸至150～200米时，进行第三次定向测量。而后隧道每延伸100～150米，进行定向测量一次。同时利用洞外GPS控制点与隧道内的导线点进行联测，以资检核。导线的测角、测距精度应满足《新建铁路工程测量规范》(TBJ10101-99)要求。
4、洞内高程测量采用水准仪施测，精度达到四等水准测量精度要求。实测方法一般都采用往返测的方法。《铁路测规》附录关于i角误差的检验指出，用于三、四等水准测量的仪器，其i角误差不得大于20²。四等水准测量往返较差、附合或环形闭合差在平地上不得大于
20L1/2,在山地上不得大于
6n1/2。洞内水准线路应从设计院所提供的高程控制点向洞内引设，每50～80米设一个水准点，引测水准点采用往返观测，并且定期复核，测设精度满足《新建铁路工程测量规范》(TBJ10101-99)要求。
六、进洞关系的计算及测量（两种方法）
第一种：首先将GPS控制桩和自设的桩点的坐标纳入同一坐标系内（设计院所交坐标系），然后用所有的控制点的坐标，反算控制点至隧道的距离和方位角（平面夹角）,以确定进洞测量的数据。
第二种：将设计控测坐标系统转化为隧道独立施工坐标系统。即以JD98与JD98-1左线线路设计中线连线作为X轴方向，精测里程长度作为X坐标，Y坐标右旋90度为Y轴正向，即在线路右侧Y取正值，线路左侧Y取负值。用极坐标法测出洞口线路中心点的坐标，将洞口线路中心点的坐标与设计洞口线路中心点的坐标进行比较，即可得出实测洞口线路中心点与设计洞口线路中心点的相对位置，达到准确进洞的目的。
经工程部及测量组商讨研究决定在施工中采用第二种方法。
七、隧道洞内施工测量
1、开挖施工测量
隧道开挖施工测量可采用两种方式控制：
第一种方式，每循环利用全站仪在掌子面拨角测设出隧道中线，利用水准仪测设出隧道标高，再采用横向、竖向五寸台支距法测设出隧道的开挖轮廓线，并根据开挖钻爆设计在开挖轮廓线上布设出周边眼位置。
第二种方式，利用激光指向仪带中线、高程的的方式控制开挖施工的方向和高程。结合隧道断面情况，在隧道拱顶和左右两边大跨位置共架设3台激光指向仪。利用全站仪和水平仪测量、调整，使激光线的方向平行于隧道中线、激光线的坡度与隧道设计坡度相同，再根据测量资料计算出三个激光点在开挖面上与开挖轮廓线的相对位置关系。每循环利用三个激光点采用横向、竖向平移支距的方法测量出隧道的中线和标高，结合五寸台支距法放出隧道开挖轮廓线并布设周边眼。为了提高施工精度，每循环利用3台激光指向仪共同测设隧道的中线和高程，达到相互检核的目的和作用；每开挖80～100m应用全站仪和水平仪复核激光指向仪的中线和高程是否发生变化，如有则及时调整改正。另外，激光指向仪安设位置距掌子面距离控制在250～300m内，避免因距离过长引起的光线较暗导致误差增大。
每循环开挖完成后在测量掌子面的开挖轮廓线的同时，对上一循环开挖的效果进行检查，测量、标示出欠挖需要处理的位置和欠挖厚度，对现场技术人员和分队领工员交底，使掌子面的欠挖及时处理。
2、初期支护施工测量
当初期支护中有锚杆时，利用钢尺、垂球和水平尺在隧道拱墙上准确放出每个锚杆孔口位置。
当初期支护中需要架立拱架时，利用全站仪带三角高程准确测设出每接拱架两端点的空间三维坐标，指导架立拱架，控制施工精度符合规范要求。
3、二次衬砌施工测量
每衬砌循环模板台车定位时，利用全站仪拨角定出模板台车两端的中线，并用极坐标法测设出模左右两边最底部的净空位置，用水平仪测设出模板台车拱顶和墙角标高，保证模板的空间位置正确、衬砌砼不侵入隧道净空。
4、断面检查
在初期支护喷射砼和二次衬砌模筑砼施工完毕后，均使用断面仪对施工断面进行检查，每5m检查一个断面，保证喷射砼不侵入衬砌断面、衬砌砼不侵入隧道净空。
八、各种测量的误差要求
1、平面控制测量
测站圆周角闭合差＜3″，多边形内角闭合差
30²n1/2（n为多边形内角个数），边长测量误差＜
5mm。
2、高程控制测量
高程往返测量闭合差≤
20L1/2mm（L单位为km）
3、开挖施工测量
开挖轮廓线的放样误差≤
5cm
4、初期支护施工测量
锚杆孔口测设误差≤
15cm
钢架安装测量：横向误差≤
50mm，高程误差≤
50mm，垂直度误差≤
2°。
5、二次衬砌施工测量
二次衬砌模板定位：边墙脚平面位置及高程误差≤
15mm；起拱线高程误差≤
10mm；拱顶高程误差大于0小于10mm。
九、隧道洞内施工测量的保证措施
1、隧道的开挖和衬砌放样必须使用由设计院所交和经精测队复测的控制桩及水准点，通过同等精度引测的洞内单导线点及水准点，指导进行隧道的开挖和衬砌。
2、隧道的施工测量放样方法一般采用支距法和极坐标法，不过在现场的施工中应根据不同的施工方法，制订出与之相适应的测量放样方案，保证正确贯通和结构物的正确放样，并将测量放样方案和成果报工区总工程师审批。另外，在结构物施工中，应对精度加以控制，如在开挖、支护防线时，放样点误差不应大于3cm，高程点误差不应大于1.5cm，衬砌时中线高程误差不应大于5mm，边墙、水沟、铺底等附属物应按照施工规范允许误差范围来做。还有，在对结构物放样时，要实行测量技术交底制度，做到每放样一次，交一次底。
3、开挖必须坚持一炮一测制度。所有开挖工序在开始前，都必须采用断面支距法准确划出设计轮廓线，严格控制超欠挖。开挖工作完成后可用极坐标法或借助仪器及时测量并绘出断面图。
4、二次衬砌混凝土工程必须在衬砌台车就位前后，采用测量仪器准确设置和检查中线、水平及各部位尺寸，书面记录交总工程师审核。
5、隧道施工测量必须保证满足施工生产和测量作业的需要，要求施工测量做到：
a、坚持勤测、细核、尽责、规范的作业制度，坚持“测量双检”、“换手测量”等行之有效的测量方法，认真执行测量规范和施工技术管理的有关规定，保证不出差错。
b、保证施工现场测量桩点埋设标准、统一、适用、经济。在测量中，标定点位的方法很多，根据测量的目的要求及使用的期限来选择采用。使用期限较短或作临时标志的点，一般用4~5cm，长为30~35cm的木桩打入其中，使桩顶露出地面少许或与地面齐。如使用期限较长，可用加十字横木的木桩，需长久保存的重要点，则需埋设石桩或混凝土，在桩顶刻“＋”，表示点的精确位置。
c、坚持定期检校仪器，以保证仪器计量合格使用。
d、一切原始观测值和记录项目必须在现场记录清楚，不得涂改，不得凭记忆补记。手薄必须编列页码、注明观测者、记录者、观测日期、起止时间气象条件、使用的仪器和觇标类型，并详细记载观测时的特殊情况。因超限划除的观测记录，应注明原因，并予以保存，不得撕毁。
十、本工程测量作业要求
1、测量工作要互相支持,团结协作,密切配合。
2、测量人员要具备认真负责的态度和精细的工作作风。
3、测量人员要养成爱护仪器的好品德、好习惯。
4、测量结果必须坚持复核制度，做到有核对有检查，防止发生错误，确保测量结果的正确性。
5、测量人员必须了解设计内容,熟悉设计图纸,核对图上有关主要点的平面坐标、尺寸、角度及其相互几何关系,以便据此进行施工放样。
6、测量人员在工作完成后，要认真的进行总结和学习，对于工作中出现的新生事物，要仔细的进行研究和探索，以不断提高在实际工作中的能力。
十一、测量注意事项
1、加强控制点保护，避免施工机具及厂房布置遮点位或视线、扰动毁坏桩点。
2、如果遇毁坏或需增移设新点位则以同等精度观测恢复。
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