高速公路隧道测量方案

XXX隧道测量

专项施工方案XX工程有限公司XX高速公路第XX合同段目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、编制依据3\o"CurrentDocument"二、工程概况3三、施工方法31、全站仪坐标法设站3\o"CurrentDocument"2、地面控制测量3\o"CurrentDocument"3、地面水准测量4\o"CurrentDocument"4、洞内导线测量4（1）洞内导线的布设形式4⑵洞内导线点的埋设4⑶洞内导线测角和测边4\o"CurrentDocument"5、洞内水准测量4\o"CurrentDocument"6、隧道洞内中线的测没57、角度距离的放样测量5\o"CurrentDocument"8、隧道施工放样7（1）、开挖断面的放样测量7（2）、洞口边仰坡开挖放线测量7（3）、洞口大管棚导向管的定位放线测量8（4）、隧道开挖轮廓线放线及超欠挖检测测量8（5）、拱架架立安装放线测量9（6）、隧底及仰拱开挖放线测量10（7）、仰拱填充及边基放线测量10（8）、钢筋定位放线测量10（9）、二衬模板台车定位测量11（10）、沟槽施工放线测量11四、安全技术措施12缓和曲线四种类型及其切垂距和偏距推导公式13沿德三标艾坝隧道测量方案一、编制依据1、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)2、《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)3、《爆破安全规程》(GB6722-2003)4、沿德高速公路艾坝隧道两阶段施工设计文件；二、工程概况贵州省沿河至榕江高速公路沿河至德江段第3同段，起点桩号为K19+515，终点桩号为K24+350，路线全长4.835公里。2012年11月10日设计院完成了对我合同段内的第二勘察设计院段的地面控制点的交桩工作，其中艾坝隧道进口端有IV04、IV05两控制点，出口有IV06、IV07两控制点，四点均带有高程，等级为四等。艾坝隧道：左洞长1205米，右洞长1202米，为中长隧道。为了确保隧道的贯通精度，结合本标段的实际情况，根据《公路勘测规范》及《公路隧道勘测规程》的有关规定对隧道测量工作作以下具体方案：三、施工方法1、全站仪坐标法设站在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入或调入测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入或调入后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。特别注意：如果所测数据完全正确不能认为后视方向一定正确，只能说明镜站和测站点间距离正确，方向正确与否还必须进行下一步检核才能确定。瞄准另一控制点，检查方位角或坐标，然后和已知数据检核比对，此步骤主要是确保测站和定向准确设置的必要手段，也是复核。2、地面控制测量采用6?，定位技术作隧道地面控制，要求隧道一端洞口不少于3个控制点5”1000~2000米中长隧道应达到一级导线精度，要求测角中误差小于2000~4000米特长隧道应达到四等导线要求，测角中误差小于2.5”5”3、地面水准测量采用DS3型（包括）以上的水准仪对设计院交桩的水准点进行复测，每个洞口附近埋设的水准点不应少于2个，采用四等水准测量往、返测的方法，最后测量结果应满足四等水准测量精度。4、洞内导线测量洞内导线测量的目的是以必要的精度，按照地面控制测量的坐标系统，建立洞内的平面控制系统。根据洞内的坐标，测设隧道中线、放样隧道衬砌位置及其它附属设施，定出隧道开挖的方向，保证相向开挖的隧道在规定的精度范围内贯通。（1）洞内导线的布设形式为了提高导线的精度，进洞后应布主、副导线环，主、副导线每隔2的条边组成一个闭合环。主导线既测角，又测边，而副导线则只测角，不测边。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。但导线点坐标只能沿主导线进行传算。⑵、洞内导线点的埋设洞内导线点一般采用地下挖坑，然后浇灌混凝土并埋入铁制标志的方法。但是由于洞内狭窄，施工及运输繁忙，且照明差，标志露出地面极易撞坏，故标石顶面应埋在坑道底面以下10cm〜20cm处，上面盖上铁板或厚木板。导线点兼作高程点使用时，标志点顶面应高出桩面5mm。⑶、洞内导线测角和测边采用徕卡全站仪进行测角及测边。应按一级导线的精度要求进行操作：水平角2测回、半测回归零差12”、一测回两倍照准差较差18”、同一方向各测回较差12”、导线方位角闭合差不大于土"N（N为测站数）。导线相对闭合差小于1/15000，导线边长观测2测回、测距中误差小于10mm、测距相对误差小于1/40000、测角中误差小于5”。5、洞内水准测量洞内水准测量的目的，是为了在洞内建立一个与地面统一的高程系统，以作为隧道施工放样的依据，确保隧道在竖向正确贯通。在隧道贯通之前，洞内水准路线均为支水准路线，因此须用往返测进行检测。也应经常性地由地面水准点向洞内进行重复的水准测量，根据观测结果以分析水准标志有无变动。为了满足洞内衬砌施工的需要，水准点的密度一般要达到安置仪器后，可直接后视水准点就能进行施工放样而不需要迁站。洞内导线点亦可用作水准点。一般情况下，水准点的间距不大于200m。6、隧道洞内中线的测没用全站仪进行洞内中线的测设，只要计算出中线点的坐标，输入全站仪，就能通过全站仪把需要测设的中线点在实地标定出来。7、角度距离的放样测量如图示，根据激光经纬仪的特性，欲在仪器点Y用激光照准隧道断面圆周点P，必须从隧道中线拨水平角B，垂直角A，由图可知B=arctan(D/L)，A=arctan(H/SQRT(L2+D2))同时，在隧道断面上，D=R*sinC，H=R*cosC，C为圆心、角。即可以圆心角。作为自变量来控制圆周点的间距，也可以根据设计爆破参数中的炮眼间距来反算半径R所对应的圆心、角C，直接放样出炮眼位置。操作步骤在隧道中线上埋设中线点Y(一般L为40至100米较适宜)，及后视点编制计算器程序，根据设计的隧道断面圆周形式(单心、圆、三心、圆等)，推求出圆周点与圆心角之间的函数关系式，即H、D分别与C之间的函数关系式，每一次测量，以。作为自变量，其余如隧道中线方位角、经纬仪视线高、仪器至断面的平距L等都为已知。影响放样点精度的因素主要有两方面，一是经纬仪测角精度，衡量的指标为2C及垂直角指标差，当测角中误差为10秒，L为100米时，其对断面上H、D的影响小于5mm；二是仪器至断面的平距L的测量误差。平距L的测量误差对断面上H、D的影响为线性的，即成相似三角形关系(见下图2)。量距误差DL而产生的放样误差DH=H*DL/L,参见下表:DL(m)H(m)L(m)DH(m)0.27500.0280.271000.0140.17500.0140.171000.007H一般不会大于7m，由上表可知，故当量距误差小于时0.2m，L大于50m时由此产生的放样误差小于0.03m，减小此项误差的措施：提高量距精度、控制仪器点至断面的平距L。此处讨论的是假设隧道断面为一标准的垂直面，实际上，爆破后的断面为一不规则面，放样中采取以下方法来提高测量平距L的精度：(1)、在仪器点置仪后水平角加减90度分别在左右两帮标示出里程线，再由此分别用尺量至断面两帮并用红漆作标记；、计算出设计断面拱顶至仪器视线高的高差H后，将仪器视线调成水平，由此水平线在断面上用尺量H后在断面拱顶作标记，仪器瞄准此拱顶标记点，读取垂直角A,根据公式L=H/tanA,得出拱顶的里程。、这样放样左半断面的圆周点时，以拱顶点和断面左帮的里程标记作参照可以定出待放样点的里程，放样右半断面的圆周点时，以拱顶点和断面右帮的里程标记作参照可以定出待放样点的里程。编制计算器程序时，一般以左(或右)帮里为基准点，其它各点里程大于基准点为正，小于基准点为负，差值部分记为DL，作为计算器程序的第二个变量。圆周点放样完毕后，再用激光经纬仪打出隧道中线，分别用尺量出左右两帮起拱线处的水平距离，并与设计值比较，检验放样精度，试用此方法时可以多检验几组点。个别点如有出入可以再作适当调整，笔者实际使用中检验，误差一般小于3cm，这种精度对于隧道开挖，已经可以满足要求。此方法放样只需一人看仪器及计算，另一人在断面上量取各放样点的里程及画点，较之支距法、圆心、法，人员少且不需要放样人员长时间站在断面下方，最大限度保证了放样人员的安全。正常情况下，放样一个断面能控制在40分钟内，基本上能在工人作好打炮眼准备前完成放样工作。8、隧道施工放样(1)、开挖断面的放样测量开挖断面必须确定断面各部位的高程，通常采用的方法叫腰线法。拱部断面的轮廓线一般用五寸台法测出。自拱顶外线高程起，沿路线中线向下每隔半米向左、右两侧量其设计支距，然后将各支距端点连接起来，即为拱部断面的轮廓线。墙部的放样采用支距法，曲墙地段自起拱线高程起，沿路线中线向下每隔半米向左、右两侧按设计尺寸量支距。直墙地段间隔可大些，可每隔一米量支距定点。如隧道底部设有仰拱时，由路线中线起，向左、右每隔半米由路基高程向下量出设计的开挖深度。、洞口边仰坡开挖放线测量2.1在测站上按1步骤安置全站仪。2.2在各测点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录观测点的坐标和高程。此步骤为测站点的测量。2.3.将测点坐标输入计算器测量程序，算出测点与坡顶线的平距，然后量取距离直到坡顶位置。2.4再次测量所移坡顶位置，直到和设计位置一致，误差控制在土3cm内。此操作一般要经过多次才能最终确定坡顶线。2.5然后加密开挖范围内的点，测出开挖深度，以便指导刷坡。2.6全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值；2.7.作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。2.8测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。2.9.填写测量放样交底书。（3）、洞口大管棚导向管的定位放线测量3.1在测站上按1步骤安置全站仪。3.2测出并标定导向墙护拱的横向里程位置于两边边坡面上。3.3测出拱架左右拱脚的标高和横向宽度（内缘），并准确标定。3.4测出拱架顶拱的中线（隧道中线）位置，并标定顶拱中线内拱顶标高。3.5测出每节拱连接位置的标高和宽度，并准确标定，以便准确定位拱架位置。3.6护拱安装就位后，检查拱架定位精度，合格后，在最前一棉和最后一棉拱架外拱顶测出隧道中线并标定，然后按设计间距沿拱架外缘标定所有导向管的位置，用仪器每5个间距抽检导向管与隧道中线的平行位置关系，误差倾角12，之内（30m管棚±10cm误差）这是确保钢管不会切向交叉的关键。3.7导向管平面位置标定后，接着控制导向管的外插角度。假设外插角度为2°，前后两棉拱架间距为180cm，那么前面一棉拱架的放样半径就增加180*tan2°=6.3cm。在放样过程中，最后一棉拱架按R半径放样，最前一棉拱架半径就按R+6.3cm放样，而且每一个点都要准确测量，这也是保证管棚不会法向侵入隧道开挖线以内或因管棚外插角过大，失去超前支护意义的关键所在。3.8最后按2.6〜2.9步骤操作完成整个测量放样。（4）、隧道开挖轮廓线放线及超欠挖检测测量4.1在测站上按1步骤安置全站仪。4.2沿隧道周边测设轮廓点，通常采用1.2m间距。测设时开启免棱镜测距功能或者反射片模式测距功能，打开激光指向模式，这样测距精度和速度都会大大加快。4.3将测出的坐标输入计算器进行程序计算，很快求出测点相对轮廓线的最短距离（超欠值），然后在沿法线方向移动超欠值，画出该轮廓点。如果有经验的测工一般一次就可到位，误差控制在土2cm之内即可，超欠距离超出15cm在量移后复核检查，确保精度。4.4相邻轮廓点之间采用直线还是折线连接通过计算中矢确定。计算公式如下：设计半径R,间距（弦长）为L，那么中矢D=R-V（R2-L2/4）。如果D小于2cm，就可以直线连接相邻的轮廓点，如果大于2cm，就取相邻两点间距的一半处向外量取中矢长度标定点位即可。一般采用1.2m间距，中矢不会大于5cm，那样便于目测距离，且一般和周遍眼间距吻合。如因欠挖造成画不出轮廓线就用红漆标出欠挖值，以便开挖时参考。4.5为了确保周边成型质量，减少超欠挖，在周边轮廓线标出的同时退后2m处，在每个周边眼钻工操作的拱墙上测出一个能控制方向的轮廓点（导向点），让钻工能有一个明确的施钻方向，做到有的放矢，心中有数，这样会大大减少超欠挖，确保成型质量，这一点很重要。4.6在上述工作完成后及时检查上一开挖面的欠挖部位，标出欠挖范围和欠挖值，督促当班带班人员及时处理，免留后患。4.7接着按2.6〜2.8步骤操作完成整个测量放线。4.8最后填写开挖断面检查交底书，进行交接签字确认。（5）、拱架架立安装放线测量5.1在测站上按1步骤安置全站仪。5.2检查拱墙突出部位的欠挖状况，确定拱架能否顺利正确安装。5.3测出并标定拱架的横断面方向线于拱墙面上。5.4测出拱架左右拱脚的标高和横向宽度（内缘），并准确标定。5.5测出拱架顶拱的中心、线（隧道中线）位置，并标定拱顶中线内拱顶标高。5.6测出每节拱连接位置的标高和宽度（内缘），并准确标定，以便准确定位拱架位置。因为拱架加工时连接位置角度误差过大，造成该处拱架弧度不正确，这一步是确保该处位置准确的必要步骤。5.7最后按2.6〜2.9步骤操作完成整个测量放样。、隧底及仰拱开挖放线测量6.1在测站上按1步骤安置全站仪。6.2在左右边墙上每5m标定准确里程，在该位置用水准仪测出腰线，钉上射钉作为标记。一般考虑施工便于操作，将此腰线定在轨顶标高位置。6.3在标高位置的射钉上用全站仪测出射钉帽到隧道中线的偏距和高程(作为水准高程的检核,避免出现粗差)，做好原始记录，以备后序交底用。6.4接着按2.6〜2.8步骤操作完成整个测量放线。6.5最好向带班责任人现场进行示范和书面交底，双方进行交接签字确认。、仰拱填充及边基放线测量7.1在测站上按1步骤安置全站仪。7.2复核以前所放点的标高和中线，确认无误后进入下步测量。7.3操作步骤同6.2〜6.4。7.3根据施工断面图算出边墙射钉帽到边基和中心水沟的水平支距以及腰线到基顶、仰拱或填充面的竖向支距(腰线标高到基顶、仰拱面或填充面的竖向距离图可提前绘制)，填写测量放线交底书，作为仰拱、填充面、水沟、边基等平面位置、标高控制的依据。7.6最好向带班责任人现场进行示范和书面交底，双方进行交接签字确认。钢筋定位放线测量8.1在测站上按1步骤安置全站仪。8.2准确放出钢筋端头断面方向线及中间需要加密的方向线。8.3检查此范围内初支断面净空能否满足钢筋设计净空要求。8.3净空满足要求后，在放线断面方向上沿环向每隔1米测量一个点，在该处准确标识出内侧钢筋内缘尺寸数据(法线方向)，作为控制钢筋绑扎的依据。8.4先绑扎有测量数据断面的钢筋，外侧绑扎时必须保证整圈钢筋的稳定。可以这样固定：周围用钢筋与岩面支撑，稳定环向受力筋。钢筋端头可垫混凝土块，避免戳坏防水板。外侧钢筋稳定与否直接关系到钢筋净空要求及测量成果的控制效果，因此，必须确保外侧钢筋的稳定。8.5外侧钢筋稳定后绑扎内侧钢筋，严格按测量交底执行，确保净空要求。8.6在绑好的钢筋处纵向拉线，作为控制本循环钢筋绑扎的依据。注意：线绳一定要拉紧，循环过长或者是小半径曲线可以加密断面测量数据。8.7复核钢筋绑扎精度，避免因操作不当或者责任心不强而引发返工现象。8.8最后向带班责任人现场进行示范和书面交底，双方进行交接签字确认。（9）、二衬模板台车定位测量9.1在测站上按1步骤安置全站仪。9.2确定台车定位里程，在两侧边基上标出红油漆线以示位置。9.3检查左右侧边基，确定边基净空大小完全满足台车断面要求。9.4检查台车轨距和轨面标高是否超出台车侧移和升降油缸的行程，如超出必须调整轨距和轨顶标高，确保台车能有足够的移动空间。9.5台车行走至定位里程后，（假定台车初次定位）用水准仪测出台车前后顶模横梁的标高，然后计算横梁的设计标高（此标高比设计放大5cm）,算出视线高和台车横梁之高差，倒立塔尺于横梁两端，启动升降油缸，使台车横梁满足设计标高，此过程要经过两至三次方能完成标高就位。9.6标高就位后，锁死升降油缸螺杆或竖向丝杆，避免横梁因为人的误操作或者重力原因下降而造成返工。9.7用全站仪测量台车两端顶模的隧道中线小孔（此小孔在检查验收模板台车时就确定，且订上小孔以示点位），计算该点和隧道中线的偏差，根据此偏差左右移动台车纵梁，使台车的中线小孔和隧道中线完全吻合。同时测出拱顶三角高程，以检核水准高程有否出现粗差。9.8两侧同时支撑边模，使边模准确到达设计位置（测量检核）。9.9再次复核台车的中线与水平，确认台车位置准确无误，连上丝杆固定。9.10在台车升降和侧移油缸前端用油笔画上细线，以示台车就位后的正确位置，以备随时检查。9.11作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。9.12测量放样负责人逐一复核台车定位记录，以验证计算数据准确无误。9.13将台车定位记录归档保存。（10）、沟槽施工放线测量10.1在测站上按1步骤安置全站仪。10.2复核以前所放点的标高和中线，确认无误后进入下步测量。10.3在左右已衬砌好的边墙上每5m标定准确里程，在该位置用水准仪测出腰线，喷上标高符号作为标记。一般考虑施工便于操作且测量标志易于保存，将此腰线定在电缆沟盖板顶面上10cm标高位置处（以后也可作为碎石道碴标高控制线使用）。10.4在标高位置的倒三角尖上用全站仪测出此到隧道中线的偏距和高程（作为水准高程的检核,避免出现粗差），做好原始记录，以备后序交底用。10.5接着按2.6〜2.8步骤操作完成整个测量放线。10.6根据沟槽断面图算出边墙倒三角尖（测量标志）到边沟和电缆槽侧墙的水平支距以及腰线到水沟和盖板面的高差，填写测量放线交底书，作为沟槽平面位置、标高控制的依据。10.7最后向带班责任人现场进行示范和书面交底，双方进行交接签字确认。四、安全技术措施1、隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，查看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。2、进行量测作业时，应做好监测仪器及测量人员的安全防护，量测断面应摆放警示标记，并专人指挥洞内车辆及人员通行，当监控量测与其它工序出现干扰时，应优先进行量测作业。3、所有参与监控量测的人员，应遵守安全操作规程和规章制度，佩戴齐备劳务防护用品。4、量测人员相对固定。5、仪器的管理使用、保养、检验及资料整理由测量队长负责。6、量测设备等各种元器件在使用前均经检查校准合格后方可投入使用。ZH(P-X)*cos(90+8)-(Q-Y)*cos(90+8)缓和曲线四种类