上海地铁盾构施工控制测量方案

1、盾构施工测量方案编写:审核:批准 :上海地铁项目部二 OO 四年 七月 十日一 盾构施工测量一）测量仪器精度：1 全站仪测量精度：我公司采用日本SOKKIA SET-2110型全站仪，其精度为： 水平角精度：m B 1=1，垂直角测量精度 m B =1 ，距离测量精度 ms=1mm+1x 10-6 D.SET-2110型全站仪用于进场后对业主提供的平面控制导线点复 测,施工控制导线点测设和施工放样的测量工作 .2 水准仪精度精密水准仪 苏光一DSZ2型精密水准仪其精度为:0.1mm，用于 精密水准点地测设 ,环境监测和隧道沉降监测 .普通水准仪 天津一DS2800型水准仪其精度为:1mm,用于

2、施工 测量.全站仪，水准仪在施工前都送到同济大学测量仪器检测中心检 定过，且都有检定证书。二）在施工前和施工期间对业主及设计院提供的平面导线控制网及 水准高程控制网进行复核，对平面控制网和水准控制网要二月复测 一次。1 平面导线控制网的复测 本标段业主所交的平面导线控制网导线点是 GPS 强制控制点， 有: T218、T217、T222、T216A 四个高级控制点，分别布在虹桥临 空园区站和北新泾站附近， T218 设在绥宁路 888#华生化工厂 4 号楼 顶；T217设在天山西路450#新泾七村19号楼顶，T222设在天山西 路222#绿康公寓1#楼顶，T216A设在北渔路新泾二村49号楼顶

3、。ATP1ATL /GPS控制导线点布值示意图这些导线点由于受高楼的影响，只能连测成附合导线，而不 能测成闭合导线；平面导线控制网地观测方法为：1） 每个测站用全圆法进行观测，左右角平均值之和与360的 较差应小于4，每测站观测46测回。2）水平角观测遇到长、短边需要调焦时，盘右长边不调焦，盘 左短边调焦；盘左短边不调焦的观测顺序进观测。3） 精密导线的边长应往返观测各二个测回，每测回间应重新照 准目标，每测回应三次读数。对于测量成果应进行平差计算，合格后方可应用。对于这部分GPS控制点和精密导线点宜在上午 912点，下午 39点进行复测，其最佳时间是在大气稳定的阴天进行。2高程控制网的复核对

4、业主所交的高程控制点进行复核，这些高程控制点分别位于 协和路虹桥临空园区牌下的 HQLK-1、天山西路450#新泾七村院内 的HQLK-S、天山西路80#院内的BXJ S点共三个高程控制点。开 工前应对这些高程控制点进行复核，对这些水准水准点至少半年复核一次 三）联系测量：1：地面趋近精密导线测量：对本区间遂道每个竖井附近应布设 34 个导线点，趋近导线全 长不超过350米，平均边长为60米，最短边长30米，布导线附合 导线或闭合导线或闭合导线环，且与附近的GPS点有二个点通视。精密导线测量的技术指标为： 每边测距中误差6mm测角中误差士 2.5方位角闭合差5 n1/2（n 为导线的角度个 ）

5、68全长相对闭合差1/35000相邻点相对点位中误差士 8mm导线水平角观测采用左右角观测，左右角平均值之和与360的较差应小于4HO导线边长测量时，一测回三次读数的较差应小于 3 mm，往返平均值的较差小于5 mm。气象数据每条边在一端测定一 次，并采用严密方法平差，其近井点的点位中误差应在士10 mm之内。2：通过 V 端头井的定向测量有三种方法： 联系三角形定向；导线定向测量；钻孔投点定向测量。1 ）：联系三角形定向：1：每次联系三角形定向均应独立进行三次，取三次的平均 值，作为一次定向成果。2：井上、井下联系三角形应满足以下要求：A 两悬吊钢丝间距不应小于 5 m。B 定向角 a 应小

6、于 3.C a/c及a / c，的比值应小于1.5倍3联系三角形边长测量用检定过的钢尺，并估读至0.1伽。每次独立测量三测回，每测回往返三次读数，各测回较差在地上应 小于0.5 mm,在地下小于1.0mm。地上与地下测量同一边的较差应小于 2 mmo4角度测量采用1级全站仪即SOKKIA-SET2110型全站仪 用全圆测回法观测四测回，测角中误差应在士 2.5之内。5各测回测定的地下起始边方位角较差小于20，方位角平均值中误差在士 12之内。竖井联系三角形见下一页图所示：6：在上图中,A为地面上的近井控制点，。1、。2为两垂线A 为洞内近井点，将作为洞内导线的起算点。观测在两垂线稳定的情况 下

7、进行，在地面上用全站仪观测a角和连接角3,并丈量三角形的边 长a、b、c;在井下观测a角和连接角3 , /并丈量三角形边长a， b，c,两垂线间距，井上、井下所量结果之差一般不大于2 m。 量得的 垂线间距a角按余弦定理a= b2+c2-2bc.cosa算得的垂线间距亦不应大于2 mm。为了提高传递方向的精度，利用定位板移动垂线的位置，使其在不 同的三个位置上进行观测，这样就得出洞内导线的三组起算数据， 取其平均值作为最后结果。7：联系三角形的平差计算：在角度3, a求取各测回观测值的平均值，边长a、b、c进行尺长 改正和温度改正并取平均值之后，既可进行联系三角形的平差计算 其平差如下：I：根

8、据正弦定理计算井上，井上联系三角形的B、r和B，、r/ 的角值，即sin 3 =b/a x sin asi nr二c/a x sin a J(1-1)sin 3 / =b，/a， x sin a，nsi nr / =c / /a， x sin a，(1-2)H:计算井上、井下两三角形闭合差：f= a + 3 +r-180(1-3)f，= a，+ 3 / +r，-180 (1-4)皿：计算井上、井下三角形边长改正数 u a、u b、u c和u a、u b uc/以及平差值 a平、b平、c平和a，平、平、c/平。丫 a= 丫 b=-( f/3 a) a . 一Y c二+ (f/3 a.)a(1-5

9、)检核：Y a+ y b- y c=-( f/ a.) a(1-6)a 平=a+ y a(1-7)b 平=b+ y bc 平=c+ y c井下三角形边长的计算与井上完全相同IV :计算井上，井下角度改正数U3、丫 r 和丫/ B、丫 r / 以及平差值3平、r平和3,平、r /平。丫 3 = f/ 3(b/a-1)丫 r二-f/ 3(c/ a+1) 检核：丫3+ Y r=- f3平=3 + y 3r 平=r + 丫 r井下的角度计算与井上相同(1-8)(1-9)(1-10)V :沿TA-AQO2O路线推算两垂线连线OO的坐标方位角W :沿OO- O1A -A T路线推算洞内A T的坐标方位角V

10、H :计算A点坐标。2):导线定向测量：1 :从地面向地下采用导线测量的方法进行定向，其垂直角应 小于30。2：当导线定向路线存在较大高差时(盾构竖井高差较大)， 导线定向采用有双轴补偿的全站仪(SOKKIA-SET211具有双轴补偿 功能)。导线定向的距离必须进行对向观测。3：导线定向测量的水平角采用全圆测回法测回，取其平均 值，测角中误差在士 2.5”之内，测距相对中误差1/60000,定向边中误差 在8内。由于车站分两层，故盾构井也分两层，为了减少竖直角的影响, 分两次投点，先把导线点投到地下二层顶板，再二次投到地下二层 地板上，在测量过程中严格按照操作规程减小测量误差。3） :钻孔投点

11、定向或利用施工投料孔定向 :虹桥临空园区站 北新泾站区间隧道两竖井的距离超过了 1Km, 为控制隧道掘进横向误差 ,对较浅埋隧道可在地面钻孔也可利用盾构 端头井和临时出土孔 ,用吊锤或光学激光铅垂仪将坐标传入地下 ,隧 道内 ,将地下施工控制支导线变成坐标闭合导线 ,由此提高地下施工 控制导线精度。四）高程控制网测量：1）：地面水准测量： 在业主提供的上海市二等水准点下布设精密水准网，必须布设 成附合路线或闭合路线。车站、竖井附近设置 23 个水准点，采用 往返测量，每一测段的往测和返测，分别在上午和下午进行。精密水准点选在离施工场地变形区外稳固的地方，墙上水准点 选在永久性建筑物上，水准点点

12、位应便于寻找，保存和引测，精密 水准点间距平均300m。精密水准测量的观测方法如下： 往测：奇数站上为：后-前-前-后偶数站上为：前-后-后-前 返测：奇数站上为：前-后-后-前偶数站上为：后-前-前-后 由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。精密水准测量观测的技术要求为：视距小于等于60m前后视距差小于等于1 m前后视距累计差小于等于3 m往返较差，附合或环线，闭合差：士 8L1/2 mm, L以Km计2）：趋近水准测量：a、定近井点水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻 精密水准点上。趋近水准测量技术要求和测量方法执行地面水准测 量。b、由于竖井传递高程，是通过测量井深而将地面水准

13、点的高程 传递至井下的水准点，高程传递应独立进行两次；每次应独立观测三 测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差 较差应小于3 m，并进行温度、尺长、钢尺自重张力改正。钢尺导入法：钢尺导入法是传统的竖井传递高程的方法 如下图所示：区间隧 道洞内平面和高程测量区间隧道洞内平面挂在支架上 ,尺的零端垂直 于井下 ,为避免钢尺上下移动对测量结果的影响 ,井上,井下读取钢尺读 数,m、n必须在同一进刻进行，变更仪器高，并将钢尺升高或降低， 重新观测一次，同是量取井口和井下的温度。洞内水准点E的高程可按下式计算：HB=HA+a-(m-n)+ L+ t-bv 1 式中： t钢尺温度改正

14、数，即 t= B (t 平一to) Lv2式中:(3 钢尺膨胀系数，取为0.0000125/ oc t 平井上，井下的平均温度。to 钢尺检定时的系数。 L 钢尺尺长改正数。L 含三项对尺长改正 : L 含三项对尺长改正:1钢长的名义长为 Lo,检定时在标准拉力(一般为100N或 150N)、标准温度下测得的实际长度为 L,故用该尺测量时须加入该正 数: Li=(L Lo)- Lo) X LV 32 钢尺在传递高程时 ,是将钢尺垂直悬挂应用 ,故应加人钢尺垂 曲改正数:L2= (P2L)- (24H2)V 4式中: P 钢尺的总重H 检定时的拉力3 钢尺由于自重而产生的伸长改正数: L3= r

15、L2- (EZ)V 5式中：r 钢尺密度，一般取785g/cm3E 钢尺的弹性摸量，一般取1 96Xl05MPa因此， L= L1+ L2+ L3 V 6 如果悬挂的重锤质量与检定时的拉力不同,则须增加由于增重而引起的伸长改正数：L4=(Q-H)(EF)XLV7式中： Q 重锤的质量F 钢尺的横截面积 为了做进一步检核 , 由地面上 3 个以上水准点将高程传递到洞内的两个水准点上五）区间隧道内平面和高程测量 区间隧道洞内平面和高程测量应包括洞内施工导线测量、施工 控制导线测量，施工水准测量和施工控制水准测量。洞内平面和高程起算点利用直接从地面通过联系测量传递到 地下的近井点， 地下起算方位边不

16、应少于 2 条，起算高程点不少于 2 个。A :地下导线是保证盾构正确推进方向和平面贯通的地下控制网，本区间隧道上行线全长1113.845m下行线全长1116.436m地下 导线分成两级布设，即施工导线边长（3050m）和施工控制导线平均和 施工控制导线（平均边长150m），当推进地段不超过100m时，亦可 二者合一，布成一种地下导线， 直线段边长 120m ，曲线段边长 5060 m ，在左右线旁同道处可设左右线联测点，施工控制导线点应布设 在三角形边角网或闭合多边形，并进行角度和距离平差；如下图:B :洞内导线测角和测边：洞内导线的测角和测距跟地上导线测法相同 ,用方向观测法和全 圆测回法

17、观测，但由于洞内环境与地上不同 ,因而需要采用一些特殊 的措施。1、洞口内、外两个测站的测角和测距应选在大气稳定的阴天或 夜间进行观测。2、由于洞内导线边短， 仪器对中和目标偏心对测角的影响较大， 因此，测角时在测回之间，仪器和目标都应重新对中，以减少此项 误差的影响。为了减小照准误差和读数误差，在观测时瞄准两次， 读数两次的方法。3、洞内导线测角应用电灯直接照明前、后视棱镜觇牌。4、洞内进行导线测量前必须做好通风排除烟尘和水气， 等成像 清晰后进行观测。C:洞内进行导线的平差：洞内导线的平差与一般导线的平差相同，在盾构推进中，凡是 己构成闭合图形的导线环，都应进行平差计算，算出导线点的平差

18、坐标值，以平差后的坐标值指导盾构推进和管片的组装。D :洞内导线延伸前，对己有的施工控制导线前三个点进行检测。检测点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行施工控制 导线的延伸测量， 洞内施工控制导线应经常与地面导线控制点联测， 确保洞内导线点的正确性。2 洞内水准测量1）、洞内水准点布设在施工控制导线点上，以减少洞内测量点 的数目，以免发生导线点和水准点的混乱进而保证测量的准确性。2）、水准点的测距按二等水准技术要求进行施工测量， 不符值、 闭合差限差满足w 士 8L2（L以公里计算）的精度。3)、盾构推进至隧道全长的1/3, 2/3和距贯通面50100m时,分别对地下水准按二等水准精要

19、求复测，确认成果正确或采用新成 果，保证高程的贯通精度。六) :隧道贯通误差测量：1：平面贯通测量。在隧道贯通面处，用坐标法从两端测定贯通 点坐标差，并归算到预留洞门的断面和中线上，求得横向贯通误差和 纵向贯通误差；进行评定，其评定标准按上海地铁工程平面与高程 贯通误差限差进行评定。 纵、横向贯同误差的测定具体测设方法为：在实际贯通面附近设临时桩点E，如下图所示，分别用贯通面两侧的导线点测出其坐标，由进洞一侧测得的M点坐标为Xj，Yj ;由出洞一侧得的E点坐标为Xc，Yc，则实际贯 通误差为：f= .(Xc Xj) 2 +(Yc Yj) 2虹桥临空园区北新汉站区间隧道上行线和下行线贯通面都在直

20、线上，此时横向，纵向贯通误差分别为：f 横二Yc Yjf 纵= XCXJ ：方位角贯通误差的求取：如上图所示，将全站仪安置在 M点上，测出转折角B，将进出 口两边导线连通，就能求出导线的角度闭合差，即为方位角贯通误 差。它表示测角误差的总影响值。2：高程贯通测量，用水准仪从贯通面两端测定贯通点高程，其 误差即为竖向贯通误差。 洞内控制网平差和中线调整： ：隧道贯通后，地下导线则由支导线与另一端基线边联测变 成了附合导线，或闭合导线，支水准路线也变成了附合水准，当闭 合差不超过限差规定时，进行平差计算。 ：按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行 中线点的检测，直线夹角不符值w士 6，

21、曲线上折角互差w士 7 高程采用平差后的成果。 ：隧道贯通后导线平差的新成果将作为净空量测，调整中线， 测设铺轨基标及进行变形监测的起始数据。七）：施工放样测量：1：盾构室测量： 采用通过竖井的联系三角形定向测量或其它测量方法将测量控 制点传递到盾构室中，并利用测量控制点测设出线路中线和盾构安 装的需要的控制点。测设值与设计值较差小于 3伽。2：盾构拼装测量：安装盾构导轨时，测设同一位置的导轨方向、坡度和高程设计 值较差小于2 mm。盾构机拼装竣工后，进行盾构纵向轴线和径向轴 线测量，主要有刀口、机头与盾尾连接中心、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。3：盾构资态测量：平面偏离测量：测定轴线