施工测量控制

施工测量控制一、测量控制组织方案我集团负责本标段测量基准点的复测及联测工作，对项目经理部施工控制网的布设进行指导和复测。项目经理部工程技术部下设测量室，由专业测量工程师担任测量管理工作，配置满足本工程施工需要的专业测量人员，负责本标段的控制测量及施工测量工作。二、测量控制技术方案1洞外控制测量方案本标段施工控制网由承包人负责测设，施工时首先熟悉设计图纸和规范要求，制定具体的施工方案。然后对由发包人提供的测量基准点、基准线、水准点进行复测，平面、高程控制网经复测后确认发包人提供的定测成果满足规范要求，成果上报监理单位批准认可后，再进行洞外控制测量方案。根据隧洞长度和技术设计方案以及《全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18314-29》，尽可能提高GPS测量的精度。布设洞控制点时要注意：洞投点必须通视，尽量避免施工时对测量工作的干扰，避免点位被震动或挖方产生位移，或被弃渣埋没。洞投点必须纳入主网，为满足施工引测进洞需要，在各工区洞各布设不少于4个GPS平面控制点，所有控制点均用异步环相联，并组成空间三角形和空间大地四边形以加强GPS网的几何强度。采用GPS静态相对定位进行测量，观测前对接收机进行全面检测，仪器精度必须达到标称精度的规定。GPS观测选择最佳时段，长边和观测条件欠佳的点位增加观测时间。1.1洞外平面控制测量平面控制测量的精度及点位布设：根据隧洞长度和技术设计方案以及《全球卫星定位系统（GPS）测量规范GB/T18314-29》的要求，尽可能提高GPS测量的精度，因此洞外GPS平面控制网按B级精度施测。所使用的测量仪器标称精度不小于10mm±2x10-6d。为了满足施工需要，本标段隧洞洞根据实际地形布设足够满足施工需要的GPS平面控制点，所有控制点均用异步环相联，并组成空间三角形和大地四边形以加强GPS网的几何强度。观测方法与作业要求：采用GPS静态相对定位系统进行测量，观测前对接收机进行全面检查，仪器精度必须达到标称精度的规定。选择最佳时段进行GPS测量，在观测条件欠佳和测量长边时增加观测时间以提高测量精度。观测要求及采用主要参数如下:周边观测时段数不小于2;时段长度：当1km<S<25km时为1.5〜2h,当S<1km时为0.5〜1h;卫星高度角不小于150°；卫星个数不小于5个；每颗卫星跟踪时间大于15min;PDOP<6;采样频率不小于15s。数据处理：GPS观测数据采用观测仪器的随机软件进行处理，基线解算时采用下列参数：对流层模型：Hopfied;星历：广播星历;使用频率：L1+L2;先验中误差：±10mm;电离层模型：标准模型；使用数据：码和相位；解模糊盾的边长限制：小于25km。GPS基线网平差、坐标转换、网平差利用计算机程序软件进行计算。为确保无误，观测数据整理、平差计算均采用两组对算、复核、审核的程序进行。同时，为了进一步验证GPS测量的可靠性，采用全站仪导线测量的方法，分别检验GPS点群所组成的局部小网，将两组测量成果进行对比，以确保测量成果的可靠性。1.2洞外高程控制测量高程控制测量精度及点位布设：由于本工程对高程贯通的精度要求很高，因此我们按二等水准的标准进行高程控制测量，以确保高程贯通的精度。作业要求：在测量作业中，采用高精度的精密水平仪进行高程测量，按《国家一、二等水平测量规范》进行作业。数据处理：采用国家统一的高程系统，对观测高差做水平标尺长度误差改正、正常水平面部平行的改正即重力异常改正。2洞内控制测量方案2.1导线2.1.1导线布置洞内平面控制导线布设成等边闭合导线环网。其中一条导线沿隧洞中线方向向前延伸，另一条导线设在离洞壁1〜2m处，这样设置使得中间导线可用来放样，且导线点不易破坏。在施工中建立洞内导线，目的是以必要的精度，控制隧洞横向误差，而直线隧洞横向误差主要是由测角引起的，故要提高横向贯通精度，关键是要提高测角精度。提高测角精度一是在施测过程中要遵循全圆观测法规则，提高对点精度，尽可能提高照准精度，增加测回（或多期观测）等手段；二是从布网上来说尽可能减少导线点数，增加角度闭合条件。按照与洞外控制测量统一的坐标系统，建立洞内控制系统。拟采用三种导线：施工导线：随着开挖面向前推进，用以进行放样来指导开挖、衬砌的导线，边长为50〜1m。基本导线：掘进1〜3m时，为了检查隧洞方向是否与设计相符，应选择一部分施工导线敷设50〜1m精度较高的基本导线。主要导线：当隧洞掘进大于10m时，基本导线已不能满足测量精度（贯通误差）要求，就要敷设主要导线，这也是长隧洞控制测量的特殊之处。采用交叉导线作为主控网，平均边长420m（洞段允许加长导线边时将导线边加长）。主控网布置如图2-1所示。布网时沿隧洞中线布设和沿隧洞一侧布置近似在同一里程各组点。测角时应用全圆观测法观测相邻导线点组各个方向的方向值及相邻各条边边长。由于交叉导线网网形复杂，计算量较大，采用平差软件严密平差，计算导线点平面坐标，对最弱点进行精度评定，人工计算加以校核。B1B2B3B4B5B6B18B19B20B21B1B2B3B4B5B6B18B19B20B21说明：SD表示设计院给定的经复测符合要求的点。Bi(i=1,2,,21)表示沿隧道一侧布设的点。Zi(i=1,2,,21)表示沿隧道中线布设的点。图2-1主控网布置示意图2.1.2观测方法洞内外部联测选在阴天或者是晚上、气温稳定、无危害性风力及成像稳定的情况下，使用全站仪进行观测。水平角观测采用方向观测法观测两组，每组9个测回；测距采用对向观测；竖直角四个测回，测距六次。洞内导线环网的观测在通风与照明充分、清晰度高的情况下进行。使用与洞外观测同等精度的仪器进行观测，水平角观测采用方向观测法观测9个测回，测距与洞外部分相同。2.1.3注意事项洞内控制点按要求根据施工进度进行布设。控制桩埋设5天以上才能进行测量，施测时必须联测三个以上前面的控制点，确保准确无误后方可向前进行新埋控制点的测量。2.1.4数据处理(1)水平角每测站测完后进行测站平差。(2)每个闭合环进行角度闭合差计算，检查是否存在粗差。对测量的边长进行加、乘常数改正，气象改正，投影改正，使所有测量边长值归算到隧洞统一高程面。对整个闭合环网进行严密平差计算，整个平差计算在计算机上用导线网平差程序进行计算，计算出每个控制点的坐标值，并进行精度评定。2.2控制测量控制测量是TBM掘进、钻爆法施工的隧洞轴线与设计轴线一致的保证，是确保工程质量的前提和基础。在本标段中掘进进度较高，洞内空间有限而设备众多，车辆行走频繁，用传统测量方法很难满足TBM快速、准确掘进的要求。中标后，立即组织单位精测队根据承包人提供的工程定位资料和测量标志资料，对所给基准点、基准线和水准点进行复测，并将测量成果书报请监理工程师审查、批准。由于在TBM上配备有自动导向系统指导TBM掘进，减低了人工测量的频率，并在施工中严格贯彻多级测量复核制度，从而确保隧洞贯通精度。2.2.1洞内平面控制测量施测等级确定及控制桩点设置：根据《水利水电工程测量规范》(SL52-93)规范要求结合洞内通视情况，洞内平面控制导线布设成等边闭合导线环网，导线平均边长6m，每5条边形成一个闭合导线环，按二等导线的要求和精度指标进行施测。其中一条导线沿隧洞中线方向向前延伸，另一条导线设在离洞壁1〜2m处，这样设置使得中间导线可用来放样，且导线点不易破坏。作业要求：测量人员进行技术培训。洞内外部分联测选在阴天或者晚上、气温稳定、无危害性风力、成像稳定的情况下，使用全站仪进行观测。水平角观测采用方向观测法观测两组，每组9个测回；测距采用对向观测；竖直角四个测回，测距六次。洞内导线环网的观测在通风与照明充分、清晰度高的情况下进行。使用与洞外观测同等精度的仪器进行观测，水平角观测采用方向观测法观测9个测回，测距与洞外部分相同。洞内控制点按要求根据施工进度进行布设。控制桩埋设5天以上才能进行测量，施测时必须联测两个以上前面的控制点，确保准确无误后方可向前进行新埋控制点的测量。根据精测结果对施工中线进行调整。把精测结果上报有关部门。数据处理：水平角每测站测完后进行测站平差；每个闭合环进行角度闭合计算，检查是否存在粗差；对测量的边长进行加、乘常数改正，气象改正，投影改正，使所有测量边长值归算到隧洞统一高程面；对整个闭合环网进行严密平差计算，计算出每个控制点的坐标值，并进行精度评定。2.2.2洞内高程控制测量高程控制施测精度：为了确保隧洞的高精度贯通，洞内高程测量按二等水平要求施测。采用电子水准仪和铟瓦水准尺，仪器固定检测周期为一年。每2〜3m埋设一个控制桩，埋设标准与平面控制桩相同。作业要求：高程控制桩与导线控制桩同时埋设，并达到规范要求。施测过程严格按照二等水平测量要求进行。检查洞外高程控制桩，经检查无误后，就以距洞最近的一个水准点为洞内控制测量的起算点。控制桩埋设至少5天后才能进行测量。施测时必须联测两个以上前面的水准控制点，其差值在规范规定限差以内时，方可向前进行引测。施工高程点由施工队在控制水准点的基础上按四等水准要求自己引测，施工高程点要经常进行复测。数据处理：计算两个水平控制点间的往返高差，并进行比较，如超限则进行重测。计算每公里高差中数的偶然中误差，进行精度评定。2.3贯通测量2.3.1精度控制由于该工程有多个贯通面，对于高程贯通的精度要求很高，因此需要高等级水准测量进行高程控制测量，同时整个隧洞必须在同一高程控制网内，每个洞及斜井附近必须设有高精度水准点，以确保高程贯通的精度。当掘进到贯通时，将闭和环的角度及边长重新测量，经平差计算后，求得新的坐标，以此来提高洞内导线点的精度。控制点的高程用精密水准测定。为了控制角度误差积累，每隔一条长边要对一条尽可能长的导线连接边进行精密陀螺经纬仪校核。2.3.2贯通误差的测定：在贯通面附近埋设一个固定桩，由进出各自从最近的两个导线点测量该固定点坐标，坐标差值投影到贯通面上的横向贯通误差即为平面贯通误差。高程测量分别从贯通面两侧高程控制点测至固定桩。所测的高程差值即为实测的高程贯通误差。2.3.3贯通误差的调整：平面贯通误差的调整。将实测的贯通导线方位角闭合差进行平差，将角度闭合差平均分配到整条贯通导线的各导线角内。按照平差后的导线角，计算全段贯通导线的各导线点坐标，求出坐标闭合差。根据全段贯通导线各边的边长按比例分配坐标闭合差，得到各导线点调整后的坐标。高程贯通误差的调整。将实测的高程贯通误差根据整条水平贯通路线的长度平均分配到各高程控制点上，得到各控制点调整后的高程。2.4测量精度保证措施（1）建立与生产任务相适应的测量组织和相匹配的测量设备。（2）认真学习测量规范：学习《水利水电工程测量规范》（SL52-93）、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-26）、《全球定位系统GPS测量规程》（GB/T18314-29）。（3）建立健全测量人员信息资料，测量人员必须持证上岗，无证人员实行先培训后上岗。（4）各种测量仪器和工具应定期检校，并做好经常的保养和维护工作。测量仪器必须建立台帐、购置时间、检定日期、使用情况。禁止使用未经检定的测量仪器。（5）用于测量的图纸资料，认真研究核对，有的应做现场核对，确认无疑和无误后方可使用。抄录数据资料必须核对，重要的须经第二人核对。（6）测量的外业工作必须有多余观测，并构成闭合检核条件。内业工作应坚持两组独立平行计算和互相校核。（7）利用已知点（包括控制点、方向点、高程点）进行引测、加点和工程放样前，必须坚持“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。（8）对所有的控制测量和施工放样进行换手测量。一般测量科目实行同级换手测量，应更换测量和计算人员；对工程项目的关键测量科目须进行彻底换手测量，更换所有测量人员、仪器设备及计算资料。（9）测量记录、计算成果和图表，应记录清楚，禁止随意涂改和损坏工程测量资料和测量成果资料，妥善归档保管并装订成册，并应复核和检查，坚持复核签字制度，未经复核和检算的资料严禁使用。（10）编制测量施工作业指导书。2.5TBM掘进导向与纠偏TBM施工采用导向系统对隧洞轴线进行跟踪控制，TBM操作人员根据导向系统数据和指导调向措施及时调整TBM的掘进方向。导向系统包括激光发射器、激光接受器、中心控制电脑、显示装置、记录装置和数字装置。激光发射器安装在已经掘进的洞壁，将已经测量好的位置参数输入到发射器自身的计算单元，并按照隧洞掘进的正确方向确定激光束的方向准确的发射到接收器，激光接收器安装在TBM主机上（其安装的位置参数已经预先确定），当它接收到激光束后，就可以根据激光在接收器上的入射角度、反射距离确定机器的位置参数。所有的位置数据都集中到安装在TBM控制室内的计算机，经过计算机的计算显示到控制室的显示屏上。操作人员根据显示的数据进行TBM的方向调整。TBM掘进时或掘进行程结束时，可以进行掘进方向的调整。首先利用TBM上的测量和导向装置，确定掘进当前位置上下、左右、圆周方向的偏差和TBM当前的位置状况。经过测量设备的计算，给定出根据现在的位置和偏差掘进下一行程后TBM的位置。根据显示在监视屏上的计算结果，及时调整TBM主机刀盘的位置。刀盘安装在掘进机最前端，是决定偏差的关键。竖直方向调整以刀盘下部支撑点为支点，利用水平支撑上的竖直油缸使掘进机后部上移则整机的掘进方向相对原来的方向向下移动，反之则掘进方向相对原来的方向上移。水平方向的调整以刀盘的左右两侧的侧支撑为支点，水平支撑的油缸带动掘进机后部左移则掘进方向相对原来的掘进方向右移，反之则掘进的方向相对原来的方向左移。以上操作既可以在掘进过程中进行，也可以在掘进一个行程结束后在换步的过程中进行。但必须限制每个动作的幅度，避免对刀盘边缘刀具和出渣机构产生大的冲击，造成刀具和出渣机构的损伤而影响掘进速度。（1）影响导向系统正常工作的因素灰尘：若洞内灰尘太大，导致固定全站仪无法前（后视）视到目标棱镜（定向棱镜），使系统无法正常工作。水雾气：由于本标段掘进洞段地下水丰富，可能出现高压喷射水流，会在目标棱镜和全站仪之间形成水雾，将导致无法前视到棱镜内的照准目标，使系统无法正常工作。TBM设备阻挡全站仪通视到目标棱镜。洞内照明不能满足条件全站仪无法测量和定向。导向系统出现线路故障、全站仪故障等会造成系统无法正常工作。对策：保证TBM通风系统和除尘系统正常工作，减少灰尘；在富水地段，对出水点进行封堵、引排，防止水流影响导向系统工作；对导向系统定时检查，及时排除故障；加强施工区域照明，满足导向系统要求。（2）测量导向系统的管理工程技术人员在施工过程中应及时了解系统的工作状态，对操作室内导向显示屏上出现的任何参数和显示问题及时解决。在掘进过程中做好对马达棱镜、全站仪和后视棱镜的防护。掘进过程中做好掘进偏差的详细记录，以备核查、分析。定期对隧洞轴线进行人工复测，利用人工复测数据校核导向系统数据；将导向系统与人工复测相结合，共同控制好隧洞轴线。（3）掘进方向的控制操作人员熟练掌握掘进机换步调向技术，对调向工作以超前预判、提前实施调向的原则进行。必须根据技术要求严格控制调向幅度，避免对刀盘边缘的刀具和出渣机构产生大的冲击，造成