盾构区间测量施工方案

1、1 概况1.2 技术编制依据23 仪器设备配置34 施工测量组织机构35 测量技术保证措施46 技术方案57 贯通后的测量208全线贯通误差分析20郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工06工区盾构区间施工测量设计方案一、概况1.1、工程概况本标段共包括三个盾构区间南环站长江站区间右线，长江站航海站区间右线，航海站帆布厂站区间右线。帆布厂街站?航海东路站右线盾构区间隧道帆布厂街站?航海东路站盾构区间右线起讫里程YCK22+655.200?YCK23+352.900,右线全长697m；区间出帆布厂街站后以20%。的坡度下坡200m,以4.155%的坡度上坡389.422m,最后以2%。的坡度上坡2

2、5m进入航海东路站。隧道拱顶最深埋深11.05米，区间半径5000m,在区间中部设联络通道兼水泵房两处。航海东路站?长江路站右线盾构区间隧道航海路站?长江路站盾构区间,右线起讫里程YCK23+543.509?YCK24+981.000,右线全长1355.001m,区间出航海东路站后以26%的坡度下坡250m,以5%。的坡度下坡225m,再以5.85%。的坡度上坡525m,然后分别以26%的坡度上坡330m,最后以2%。的坡度上坡25m进入长江路站。长江路站?南环路站右线盾构区间隧道长江路站?南环路站盾构区间线路从长江路站南端头井(YCK25+177.700)出发，沿花寨路南行，横穿端午路、白桦

3、路，以10%的坡度下坡250m,以16.872%。的坡度上坡229.0250m,再以2%。的坡度上坡270m进入南环路站，南环路站北端头井(YCK25+719.000),右线全长589m为双线单圆盾构区间。其中区间设一处联络通道结合泵站设置在线路最低点附近。1.2、控制点概况：本标段施工中总共利用3个GPS及精密导线点和3个二等水准点,其中相邻两控制点相互通视。水准点均设在房角及硬化层上。、编制依据GB50308-2008工程测量规范GB50026-2007建筑变形测量规范JGJ8-2007新建铁路工程测量规范TB10101-99城市测量规范CJJ8-99地铁限界标准GJJ96-2003地下铁

4、道工程施工及验收规范GB50299-1999全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18314-2001全球定位系统（GPS）城市测量技术规程CJJ73-97地下铁道、轻轨交通工程测量规范CB50308-2008郑州市轨道交通2号线一期工程06工区控制点交接桩成果郑州市轨道交通2号线一期工程06工区工程施工设计图纸国家其他测量规范、强制性标准三、仪器设备配置1、辅助工具和材料（1）混凝土标桩、木标桩、标志牌、红漆、白漆、墨汁、钉子、小线、白灰。（2）钢卷尺、盒尺、对讲机、对中杆、大锤、斧头、木锯、墨斗、画笔。2、仪器设备仪器/设备名称型号规格精度等级数量产地是否鉴定备注全站仪徒卡1201+

5、77;2±(2+2ppn)1台壬而_L是配备反射棱镜精密水准仪DNA3±0.5mm/km1台壬而_L是锢钢尺2m2把壬而_L是计算机卡西欧Fx-58001台北京四、施工测量组织机构整个区间施工中，项目经理部设测M队长一名，负责具体的施工测M工作管理及安排;专职测M工程师二名，负责现场施工测M放样及内业资料的整理；专职测M工三名。整个测量:工作实行“测M工对测M工程师负责、测M工程师对测M队长负责、测M队长对项目总工程师负责”的层层负责制。测M组织机构人员名单如下：姓名职务职责毕永涛项目经理全面负责测量工作管理王健项目总工程师负责测量工作的管理和安排周林施工技术部部长协助负责

6、具体的施工测量内业资料管理刘永伟测量队长负责现场施工测量及内业管理测量工程师施工测量实施及管理测量工程师施工监测实施及内业处理高级测量工负责测量工作的实施与配合高级测量工负责测量工作的实施与配合高级测量工负责测量工作的实施与配合测量工负责具体监测工作的实施与配合五、测量技术保证措施1、施工中认真做好地下导线和洞中水准线路的复测工作，至少一周复测一次，确保各导线点和水准点的安全。2 、独立复测由业主交给的导线点和地面主控制点，并在此基础上安排自已的控制或施工放样测量作业，按规范埋设测量桩点并定期复测。3 、为保证工程顺利进展，适当加密或改善地面控制点，务求有较多的“多余观测条件”以保证施工测量精

7、度。4 、放样工作特别关注保证车站两个端头井处隧道的空间位置，确保不修改线路设计，确保限界净空需要。5 、对每个工序的测量作业按照监理工程师的要求提交测量报告，经驻地监理核准后，方允许后面工序的操作。6 、接受和配合驻地监理检查工作，以及对施工控制测量项目进行的阶段性复核和抽检工作。7 、按照桩位保护协议要求对测量监理交桩及施工场地内已复测桩点重点保护。8 、测量的原始记录，必须在现场同步作出，严禁事后补记补绘，测量资料不允许涂改，不合格时进行补测或重测。9 、测量过程必须有可追溯的详细文字记录，内容包括测量仪器编号及名称、人员分工、测量读数、计算公式、过程、结果，控制桩使用情况，气候、日期、

8、主测人、复核人等。10 、利用已知点进行引测、加点和工程放样前，坚持先检测后利用的原则，即已知点检测无误或合格时，才能利用。11 、设立测量小组，施工放样坚持复核制，以确保点位正确。复核制包括两个方面，即内业复核和外业复核。只有在内业和外业复核无误后方可进行下一步的施工。12 、测量的人员和仪器必须有绝对的保证和相对的稳定。所有参加测量的人员都必须持证上岗，并且建立各测量人员的岗位负责制。测量仪器必须定期校核和控制在使用有效期内，同时加强对测量仪器的管理。13 、盾构隧道内布置双支导线，在隧道内形成闭合环。14 、严格执行地铁建设工程施工测量技术规定的要求，需检测的部分必须由业主测量队检测合格

9、后才能进行下一步的施工。六、技术方案外业测量工作分为三个阶段：掘进前期准备工作阶段，隧道施工阶段，贯通后测量阶段。6.1 、隧道掘进准备工作阶段测量工作主要有：复测业主提交的控制点；地面控制导线测地面控制高程测竖井的联系测M。地下控制导线测M。6.1.1 复测业主提交的隧道沿线平面控制点和高程控制点6.1.1.1 平面控制点复测平面控制点复测按精密导线的技术要求进行。精密导线沿线路方向布设，采用附合导线复测。精密导线测量过程中主要技术要求：每边测距中误差：±4mm测距相对中误差：1/60000测角中误差：土2.5U级全站仪测回数：6测回方位角闭和差：5n1/2全长相对闭和差：1/35

10、000相邻点的相对点位中误差：±8mm精密导线点上只有两个方向时，按左右角观测，左右角平均值之和与360度的较差应小于4。水平角观测遇到长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦；盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。每条导线边应往返观测各两个测回。每测回间应重新照准目标，每测回三次读数。测距时，一测回三次读数的较差应小于3mm测回间平均值的较差应小于3mm,往返平均值的较差应小于5mm。6.1.1.2 高程控制点复测高程控制点复测按精密水准测量的技术要求进行。沿线共7个控制水准点，复测线路为闭合线路。6.1.1.2.1 、精密水准测量观测方法： 往测奇数站上为

11、：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 每一测段的往测与返测，分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。 由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。6.1.1.2.2 、精密水准测量的主要技术要求：每千米高差中数中误差偶然中误差：±2mm每千米高差中数中误差权中误差：±4mm附合水准路线平均长度：2?4km观测次数：往返测各一次平坦地往返较差、附合或环线闭和差：±8L1/2mm视距：<50m前后视距差:<1.0m前后视距累计差:<3.0m6.1.2 、地面控制导线测量为了便于各个联系测量和临时的施工放样，分别在帆布

12、厂街站、航海东路站、长江路站、南环路站附近各增设3?4个地面趋近导线控制点。控制点成果见6.1.2.1 、精密导线网中的控制点位满足以下要求： 、相邻边长不宜相差过大，个别边长不宜短于100m 、精密导线点的位置应选在因地下铁道、轻轨交通工程施工而发生沉降变形区域以外的地方。 、点位应避开地下管线等地下建筑物。 、GPS空制点与相邻精密导线点间的竖直角不应大于30°。 、相邻点之间的视线距障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。 、充分利用业主导线点。 、地面趋近导线附合在精密导线上。近井点与GPS点或精密导线点通视，使定向具有最有利的图形。趋近导线测量执行精密导线的有关技术要求。 、采

13、用徕卡1201+全站仪进行施测（测角精度为土2，测距精度为土2+2ppn）。按左右角观测（左右角各三测回），左右角平均值之和与360°的较差应小于4。精密导线和趋近导线采用严密平差，其近井点的点位中误差应在±10mm之内。测角中误差土2.5，方位角闭合差5.0xn1/2，全长相对闭合差1/60000，全长相对闭和差：1/35000。精密导线复测采用附合导线，以QR18A和QR17A为起始方位边，以QR15和QR14A为附合方位边。6.1.3 、地面控制高程测量地面高程控制网是在城市二等水准点下布设的精密水准网。精密水准网沿工程线路布设成闭合路线。车站、隧道洞口或盾构井口设置

14、2个以上的水准点。精密水准点选在施工场地变形区域外稳固的地方，墙上水准点选在永久性建筑物上。水准点点位便于寻找、保存和引测。业主提供3个水准点，分别为轨道212、轨道211、轨道210。为满足测量和监测要求，全线共测设4个临时水准点，航海东路站、长江路站各两个，所有的高程控制点将布设在沉降影响区域外，且保证稳定。临时水准点用精密水准测量方法引测（所用仪器精度为土0.5mm/kn）,每个点独立一个测回，闭合差的精度为士811/2（1为水准线路长度，以km计）。6.1.4 、竖井联系测M联系测M分定向联系测M和高程联系测M6.1.4.1 、定向联系测M定向联系测M又分单井定向联系测M和两井定向联系

15、测单井定向联系测（用于左、右出入线的盾构始发及接收井）是用联系三角形定向。用联系三角形将地面坐标及方向传递到竖井隧道中。在整个施工过程中，坐标传递四次。定向测M的地下定向边不少于2条，每次联系三角形定向均独立进行三次，取三次的平均值作为一次定向成果。井上、井下联系三角形满足下列要求：1、两悬吊钢丝间距在盾构始发并不小于20m。2、定向角a应小于3°。3、a/c及a，/c/的比值小于1.5倍测距采用全站仪+反射片方式测M联系三角形边长，每次独立测M三测回，每测回往返三次读数，各测回较差在地上小于0.5mm,在地下小于1.0mm地上与地下测M同一边的较差小于2mm角度观测采用全圆测回法观

16、测三测回，测角中误差在士4之内。各测回测定的地下起始边方位角较差不大于20，方位角平均值中误差应在士12之内。联系三角形一次定向独立进行三测回，每测回后，变动二个吊锤位置重新进行定向测共有三套不同的完整观测数据。本标段航海东路至帆布厂街站区间、长江路站至航海东路和长江路站至东环站区间共有四个盾构井采用单井定向联系测平面示意如下：6.1.4.2 图程联系测M传递高程测量采用钢尺导入法示意图见图3。用鉴定后的钢尺，挂重锤（重量与钢尺检定时的拉力相等），用两台水准仪在井上下同步观测，将高程传至井下固定点。整个区间施工中，高程传递至少三次。传递高程的地下近井点不少于2个，并对地下高程点间的几何关系进行

17、检核。测定近井水准点的高程的地面趋近水准测量路线，应附合在地面相邻精密水准点上。趋近水准测量执行精密水准测量的有关技术要求。采用在竖井内悬吊钢尺的方法进行高程传递时，地上和地下安置的两台水准仪应同时读数，每次独立观测三测回，每测回变动仪器高度，三测回得到地上、地下水准点的高差较差应小于3mm三测回测定的高差进行温度、尺长修正。临时水准点ra - 1 B ,4 J h 4t*/ i 1 1G6.2 、隧道施工测M:6.2.1、施工控制测M盾构施工控制测M最大特点是所有的控制导线点和控制水准点均处在运动状态，所以盾构施工测M中导线的延伸测M和水准点的复测显得尤为重要。621.1地下导线测M地下控制

18、导线的布设一般用支导线的方法，我项目部拟定在本标段内采用双支导线的线传算坐标。当检方法，双支导线每前进一段交叉一次。每一个新的施工控制点由两条路核无误，最后取平均值作为新点的数据。线路平面示意如图4中问风非100m采用保卡全站仪随盾构的掘进，宜线段约250m布设一个控制导线点；曲线段约40叶80m布设一个导线点，控制导线点（包括曲线要素上的控制点）布设间距不少于（2，2+2ppm，左右角各观测3测回，左右角平均值之和与360度的较差控制在4内,边长往返观测各两个测回，平均值较差控制在3mm之内，测回间测距相对中误差控制在1/60000之内。每一次向前延伸测M前，首先要向后延伸三点进行检测，角度

19、互差控制在士7内。测距的相对中误差控制在1/50000之内，若检测值超出范围，再往后延伸直到满足要求为止。在盾构施工中，每掘进150m左右或盾构机检修时间较长时，对隧道全线进行复测。6.2.1.2、地下高程测量地下高程测量采用水准测量方法，并起驶于地下水准点。地下施工水准点每50m设置一个，地下施工控制水准点每200m设置一个并尽量与地下导线点合用。地下施工水准测量采用DSZ2A加FS1测微器水准仪2m铟钢尺进行往返观测，其闭和差应在±8L1/2mm（L千米计）之内。地下控制水准测量在隧道贯通前独立进行三次，并与地面向地下传递高程同步。重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于3mm并

20、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。地下控制水准测量的方法和精度要求同地面精密水准测量一致。6.2.2、盾构机始发测量：盾构机始发测量包括盾构机导轨定位测量，反力架定位测量，盾构机姿态初始测量等。6.2.2.1 、盾构机导轨定位测量。盾构机导轨测量主要控制导轨的中线与设计隧道中线偏差不能超限，导轨的前后高程与设计高程不能超限，导轨下面是否坚实平整等。6.2.2.2 、反力架定位测量。包括反力架的平面位置定位和高程定位，反力面的平整度、垂直度测量。6.2.2.3 、盾构机姿态初始测量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、扭转角。盾构机的水平偏航角、俯仰角是用

21、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，扭转度是用来判断盾构机是否在容许范围内发生扭转。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，并且相互间距离不能变化。在下图5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M反射镜片。由A、B、C、D。四点所构成的两个四面体中，

22、测M出每个角点的三维坐标（xi,Z）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L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，L将是不变的常M（假设在隧道掘进过程中盾构机前体不会发生太大形变），通过测MA、B、C、D四点的三维坐标，用（Xy,zJ、L就能计算出。点的三维坐标。盾构机前体尾左侧面盾构机刀盘中心右侧面盾构机立体图(X4,y4z4)I二】一j-L。口A(x17U)-'.E；.；“fO(xofyozo)(X5,y5,Z5)-C(X3,y3,Z3)IJ""I(X2,y2,Z2)观测点放大示意图图5盾构机姿态测M示意图用同样的原理，A、B

23、、C、DE四点也可以构成两个四面体，相应地E点的三维坐标也可以求得。由E、O两点的三维坐标和盾构机的绞折角就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航、垂宜偏航，由A、B、C、D四点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度，从而达到了检测盾构机的目的。TCA托架和后视托622.4SLS-T导向系统初始测MSLS-T导向系统初始测M包括：隧道设计中线坐标计算,架的三维坐标的测M,VMT初始参数设置等工作。、隧道设计中线坐标计算：将隧道的所有平面曲线要素和高程曲线要素输入VMT软道中线坐标需经过其件，VMT将会自动计算出每间隔1米里程的隧道中线的三维坐标。隧他办法多次复核无误后方可使用。以、TCA托架和后视托架的

24、三维坐标的测TCA托架上安放全站仪，后视托架上安6。图11图6放后视棱镜。通过人工测M将TCA托架和后视托架的中心位置的三维坐标测M出来后，作为控制盾构机姿态的起始测M数据。测M示意图见图、VMT初始参数设置：将TCA的中心位置的三维坐标以及后视棱镜的坐标、方位角（单位以g计算）输入控制计算机“station”窗口文件里，TPS1202+TCA定向完成后，启动计算机上的“advanee"，TPS1202将照准激光标靶并测M其坐标和方位。根据激光束在标靶上的测M点位置和激光标靶内的光栅，可以确定激光标靶水平位置和竖宜位置，根据激光标靶的双轴测斜传感器可以确定激光标靶的俯仰角和滚动角，T

25、PS1202可以测得其与激光靶的距离，以上资料随推进千斤顶和中折千斤顶的伸长值及盾尾与管片的净空值（盾尾间隙值）一起经掘进软件计算和整理，盾构机的位置就以数据和模拟图形的形式显示在控制室的电脑屏幕上。通过对盾构机当前位置与设计位置的综合比较，盾构机操作手可以采取相应措施尽快且平缓地逼近设计线路。6.3、盾构掘进测M盾构开挖隧道，利用设置在盾构上的激光导向系统进行导向。隧道施工测采用地下施工控制导线点和施工控制水准点逐次重复测M成果的加权平均值作为起算数据。盾构法掘进隧道施工测M包括盾构井（室）测M、盾构拼装测M、盾构姿态测M和衬砌环片测采用联系测M将测M控制点传递到盾构井（室）中，并利用测M控

26、制点测设出线路中线点和盾构安装时所需要的测M控制点。测设值与设计值较差应小于3mm安装盾构导轨时，测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计较差应小于2mm盾构拼装竣工后，进行盾构纵向轴线和径向轴线测主要测M内容包括刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测盾构外壳长度测盾构刀口、盾尾和支承环的宜径测盾构机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各项测M误差应满足下盾构机姿态测M误差技术要求测量项目测量误差平面偏离值（mr）+5高程偏离值（mr）+5纵向坡度（1横向旋转角（'）+3切口里程（mn）+10测定盾构机实时姿态时，测M一个特征点和一个特征轴，选择其切口

27、中心为特征点，纵轴为特征轴。利用隧道施工控制导线测定盾构纵向轴线的方位角，该方位角与盾构本身方位角的较差为方位角改正值，并以此修正盾构掘进方向。衬砌环片测M包括测M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M一次，测M时每环都测并测定待测环的前端面。相邻衬砌环测M时重合测定2?3环片。环片平面和高程测M允许误差为士15mm盾构测M资料整理后，及时编制测M成果表，报送盾构操作人员。盾构掘进测M以SLS-T导向系统为主，辅以人工测M校核。利用盾构上所带的SLS-T自动激光隧道导向系统及图象靶来完成隧道内盾构机位置、形态及管片位置等隧道内的测M工作。并通过控制系统随时进行调整

28、。SLS-T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，主司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。为了确保导向系统的准确性、确保盾构机能够沿着正确的方向开挖，每周进行2次人工测M复核。七、贯通后测量全线贯通测M主要包括贯通测M和竣工测7.1、 贯通测M隧道贯通前50m要加密各项测M次数，做盾构机进洞前的姿态检测，1201+全站仪托架坐标检测等。并及时向业主和监理汇报结果，若测M结果不符合有关要求，及时调整自动导向系统参数，确保隧道准却贯通。贯通后，用贯通面两侧的导线点做贯通误差测包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测M、高程误

29、差测7.2、 竣工测M 、线路中线测量：在直线段上点间距平均为150m曲线上为60m测量隧道管片实际中线坐标。按主控测量的方法要求进行，技术指标同主控测量。 、隧道净空测量：以测定的线路中线点为依据，直线段每9m曲线上包括曲线要素点每4.5米测设一个结构横断面，结构横断面可采用全站仪测量，测定断面里程误差允许为土50mm测量断面精度为土50mm八、全线贯通误差分析全线贯通误差由三部分组成：横向贯通中误差（M横），竖向贯通中误差（M竖），纵向贯通中误差（M纵）。其中横向贯通中误差和竖向贯通中误差对隧道质量有影响，纵向贯通中误差只对贯通面在距离上有影响，所以主要对M横和M竖进行分析。影响横向中误差

30、的主要原因是测角误差，而测距误差对M横影响很小。高程误差主要造成竖向贯通误差。下面结合本标段的实际，通过实际贯通中误差预测，评估我们拟使用的仪器及方法能否满足设计及规范的要求。分析数据均取最不利值。我们拟投入到本标段使用的仪器：仪器为徕卡1201全站仪（测角精度为±2，测距精度为土2+2ppn），DSZ2A加FS1测微器水准仪（精度等级0.5mm/Km。均按精密导线、精密水准技术要求进行。8.1 、横向贯通中误差分析：以最不利情况长江路站?航海东路站进行精度评定。8.1.1 、长江路站盾构始发井地面近井点相对点位中误差按10mm计，由此引起1/2方位角误差为：M?井上=±2*10*p/280=10.405投点过程产生的误差为9=±p*e/a=±206*1/1