某城市道路站工程项目精密测量作业方案.docx

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某城市道路站工程项目精密测量作业方案

某城市道路站精密测量方案

1、工程概况：

哈尔滨市轨道交通1号线三期工程土建施工第二标段工程范围为：

新疆大街站-渤海路站区间、渤海路站、渤海路站-镜泊路站区间.见《工程概况一览表》.

工程概况一览表

标段

项目

结构型式

工法

规模

二标段

新疆大街站-渤海路站区间

圆形断面

盾构法

区间上行线长1661.595米l、下行线长1641.291米

渤海路站

地下二层单柱双跨岛式车站

明挖法

长222ml、宽18.3ml、4个出入口l、2组风亭

渤海路站-镜泊路站区间

圆形断面

盾构法

区间上行线长1864.977米l、下行线长1859.325米

本标段具体工程范围见《工程范围示意图》.

工程范围示意图

1.1渤海路站

渤海路站：

车站位于大连路和渤海路路口l、沿大连路布置l、呈西北～东南走向l、横跨渤海路.车站站台有效长度中心里程为SK7+502.469.南迄里程SK7+416.469l、北迄里程SK7+638.469.车站为地下二层单柱双跨岛式车站l、地下一层为站厅层l、地下二层为站台层l、车站内净尺寸为222.0m（长）×18.3m（宽）l、站台宽度11m.车站基坑开挖深度约为16.487ml、顶板覆土厚约2.727m.车站设4个出入口l、2组风井l、均为地下一层外挂式结构.

车站基坑与控制中心基坑相接l、控制中心基坑先期施工.车站标准段基坑深度约16.208米l、采用钻孔桩+钢支撑或钻孔桩+预应力锚索支护l、设三道钢支撑l、水平间距2.01m～3.5米l、竖向间距5.4米、5米两道；轨底排风道段坑深度约18.99米l、采用钻孔桩+预应力锚索支护l、设七道锚索l、水平间距2ml、竖向间距2m～6m；换乘节点处坑深度约22.648米l、采用钻孔桩+钢支撑支护l、设五道钢支撑l、水平间距2.5m~4.5ml、竖向间距5.4m、4m、3m、5m；与控制中心结合段基坑深度约17.70米l、采用明挖+土钉墙支护l、其中西段基坑深度约16.19ml、设六道锚索l、水平间距2ml、竖向间距2m~5m；靠1号线车站侧采用放坡开挖、土钉墙支护.

1.2新疆大街～渤海路站区间

为盾构区间l、西起于新疆大街近青年街l、沿新疆大街东行l、下穿东北轻合金厂专线铁路l、在黄海路近大连路口处以R-360m曲线转到大连路下沿大连路敷设在近渤海路时达渤海路站l、沿途下穿太龙液体复合肥有限公司2、3层厂房l、近距离侧穿太龙液体复合肥有限公司5层厂房.上行线设计起点里程SK5+754.874l、上行线设计终点里程为SK7+416.469l、全长1661.595m；下行线设计起点里程XK5+754.874l、上行线设计终点里程为SK7+416.469l、短链20.304ml、全长1641.291ml、覆土厚度约为10～18.8m.本区间设置2个旁通道l、并结合最低点位置设置1个泵房.

1.3渤海路～镜泊路站区间

为盾构区间l、南起于大连路近渤海二路l、沿大连路北行l、除中间有一段R-3000m曲线衔接外l、其他段均为直线l、在大连北路近镜泊路到达镜泊路站.上行线设计起点里程SK7+638.469l、上行线设计终点里程为SK9+503.446l、全长1864.977m；下行线设计起点里程SK7+638.469l、上行线设计终点里程为SK9+503.446l、短链2.652ml、全长1859.325ml、覆土厚度约为11.6～21.6m.本区间设置3个旁通道.

2.编制依据及测量技术准备

2.1编制依据

2.1.1《城市轨道交通工程测量规范》GB50308---2008

2.1.2《工程测量规范》GB50026---2007

2.1.3《建筑变形测量规范》JGJ8---2007

2.1.4《新建铁路工程测量规范》TB10101---99

2.1.5《城市测量规范》CJJ8---99

2.1.6《地铁限界标准》GJJ96---2003

2.1.7《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299---1999

2.1.8《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314---2001

2.1.9《全球定位系统（GPS）城市测量技术规程》CJJ73---97

2.1.10《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》CB50308---2008

2.1.11《地铁限界标准》CJJ96---2003

2.1.13哈地铁设计（2009）10号文《哈尔滨地铁一期工程控制测量及施工测量管理办法（试行）》

2.1.14哈尔滨地铁一期工程五标段控制点交接桩成果

2.1.15哈尔滨地铁一期工程五标段工程施工设计图纸

2.1.16国家其他测量规范、强制性标准

2.2技术准备

2.2.1测量仪器的检定和校验：

按《计量法》的规定进行测量仪器的检定和校验l、具有有效的合格证书.若检定合格后经过长途运输或存放3个月以上的测量仪器l、使用前应按精度要求自行检校.

2.2.2完成设计图纸审核和现场踏勘：

对有关设计图纸真会审l、特别是曲线线路部分l、应核算其曲线要素、某些特征点的坐标和高程l、确保定位条件的准确可靠.图纸会审后l、到现场进行实地查看放线条件、隧道经过沿线的地面建筑物、地下管线的位置.

2.2.3依据施工测量方案和设计图纸计算测放数据l、并绘制草图.所有数据与草图均独立校验l、并及时整理成册l、妥善保管.

3、总体策划

根据交桩资料l、在我标段有精密导线点DXI19、DXI20、DXI21、DXI22、DXI23、DXI24、DXI25、DXI26、DXI27、DXI28、DXI29、DXI30、DXI31、DXI32、DXI33l、本标段高程控制点共七个l、分别为：

I3009,I3010,I3011l、I3012I3013l、I3014,I3015；GPS点五个l、分别为：

DTI303,DTI304l、DTI305,DTI306l、DTI307.我标段点位完整l、测量班组对控制网进行复测l、对施工区段内地铁地面控制网复测包括精密导线点、高程控制点等l、并将复测结果报业主（测量中心）和监理工程师审批.

在确认地面导线控制网复测无误后l、布设地上施工控制网l、利用地上施工控制网对施工区段进行平面定位控制和高程控制l、同时将地面施工控制点引入到车站l、并随着施工的进程l、在基坑内建立其它测量控制点.整个施工过程中将定期对地面施工控制网、导线点、车站内、区间测量基准网进行检验复核.

4、测量工艺流程

5、施工测量的方法

施工测量中主要利用全站仪l、使用导线法进行精密导线点的复核、导线点的加密和施工测量放样.精密水准点的复核利用精密水准仪进行l、其他高程的测量利用普通水准仪.

6、施工安排

根据本标段的工程特点l、利用设计提供的测量控制点l、在场区内按精密导线网布设加密导线点.加密导线点针对地形、道路交通状况沿线路走向在本标段所经过的实际地形选定l、以设计提供的基准点为基础布设成附合导线；为了保证本标段与相邻标段的贯通l、导线测量用的控制点贯通联测到相邻标段所用的控制点两个点以上.并将联测平差后的测量成果上报业主（测量中心）、监理审批.

6.1控制桩的交接

派测量工程师和有经验的测工参加接桩l、查看点位是否松动或被移动l、并根据测量需要和现场通视情况l、决定是否向交桩单位提出补桩加密的要求.交接桩应逐一记录现场点位l、并做好桩位点之记l、以便于以后查找使用.

6.2精密导线点和水准点的复核

（1）接到测量中心交接的精密导线点和精密水准点以后l、首先对交桩成果进行内业校核l、检查各项计算是否合格l、各点的坐标和高程是否有误.发现问题和不明之处及时与交桩单位联系解决.

（2）内业资料复核无误后l、立即组织测量人员进行同精度的复核l、复测平面及高程控制点.平面坐标复测使用全站仪l、采用附合导线法进行l、高程复测使用精密水准仪l、采用附合水准路线法进行.

（3）边长的气象改正在测量过程中l、现场测量气象数据输入全站仪内自动改正.

（4）复核无误后l、将相关资料报监理和测量中心复核；如有偏差l、请监理和测量中心重新复核l、确认无误后l、再进行导线点的加密和施工测量放线.

6.3导线控制点、水准点的加密

利用设计提供的测量控制点l、结合现场的实际条件和施工生产的需要l、合理布设加密导线点和水准点l、以满足施工生产的需要.

（1）施工平面控制网加密测量：

地面精密导线点的密度不能满足施工测量的要求l、因此根据现场的实际情况l、进行施工控制网的加密.

施工平面控制网加密采用I级全站仪进行测量l、测角四测回（左、右角各二测回l、左、右角平均值之和与360°的较差应小于4＂）l、测边往返观测各二测回l、用科傻平差软件进行数据处理.

（2）施工高程控制网加密测量：

根据实际情况l、将高程控制点引入施工现场l、并沿线路走向加密高程控制点.水准基点（高程控制点）必须布设在沉降影响区域外且保证稳定.

水准测量采用二等精密水准测量方法和闭合差为±4

mm（L为水准路线长l、以km计）的精度要求进行施测.

（3）加密导线点采用混凝土标石l、内有φ20钢筋l、顶部刻1mm宽十字相交线.水准点可与加密导线点重合l、水准点用钢筋顶部应中间突起l、四周光滑.

6.4施工测量

6.4.1内业的准备

内业准备是测量的基础l、施工中采用坐标法放线l、因此坐标点的计算和坐标的输入显得尤为重要.我们将用“坐标计算系统软件”进行坐标计算l、同时还要手工计算进行复核.坐标的输入采用两人输入制l、并进行交叉复核l、以保证数据的输入无误.

6.4.2围护结构的测量

渤海路站钻孔桩围护结构l、施工前利用地面上已经设置好的测量控制点l、使用全站仪利用坐标法进行放样l、放样时要适当考虑围护结构的外放值（采用100mm）l、以克服桩基施工时的误差l、满足主体结构施工的需要.

其施工测量技术要求符合下列规定：

a.桩地面位置放样l、依据线路中心控制点进行l、放样允许误差纵向不应大于100mml、横向应在0mm～+50mm之内.

b.桩孔成孔过程中l、应测量孔深、孔径及其铅垂度.

6.4.3基坑开挖施工测量

a、联系（定向）测量

（1）、渤海路站平面投点和定向

渤海路站施工属于明挖施工l、施工时土方开挖需要设置施工坡道l、我们利用地面加密靠近基坑边控制点l、用全站仪在车站基坑端头向基坑下投点（如图1）l、投点的点位为浇筑混凝土时在基底、底板及中板上已埋设的控制桩.

应注意埋桩的位置尽量避开支撑l、以保证通视.

后视反射棱镜

全站仪

维护桩

体

后视反射棱镜

预埋钢桩

图1车站平面控制点投点示意

（2）、高程联系控制测量

渤海路站的高程联系测量拟采用30米钢尺导高法进行（详见示意图3）.将钢尺悬挂在钢架上l、其零端放入基坑中.一台水准仪放置在地面上l、另一台则放置于基坑中.由地面上的水准仪在地面水准点的水准尺上读取al、而在钢尺上`读取读数r1l、由基坑内水准仪在基坑水准点的水准尺上读取数bl、而在钢尺上读数r2l、r1和r2必须在同一时刻观测.基坑内水准点的高程H2可用如下公式计算：

H2=H1+a-b

上式中H1─地面水准点高程

传递高程时用3个仪器高进行观测l、由不同仪器高所求得的地下水准点高程的不符值不超过±3mm.

测得基坑底水准点的高程作为主体结构施工中高程放样的基准.

高程联系测量时应注意以下事项：

（1）、近井点稳定可靠；

（2）、每次高程联系测量独立作业三组l、各组高差互差应满足相关规范要求l、取其均值作为本次高程联系测量成果.

（3）、三次高程联系测量基点高程成果互差l、应满足相关规范要求.

图3车站高程传递示意图

6.4.4主体结构施工测量

土方开挖完成后l、利用施工现场布设的平面控制网l、使用全站仪将地面导线点引入到基坑内.在基坑内设立三对导线点l、分别布设于车站左、右线l、经测量满足规范要求后l、报监理及测量中心复核.对设置于车站的加密点l、地下导线点及水准基点在施工完第一次底板后l、至整个车站长度的1/4、1/2、3/4处l、底板完成时进行检测.检测合格后报监理及测量中心复核.

定位测量是控制车站结构满足设计和使用要求、保证施工顺利进行的重要环节.其主要进行车站主体结构中心线、结构各轴线定位和垂直度的定位测量.

根据基坑内导线控制点l、定出车站及站后区间的线路中心线及横向基线l、根据基线与结构（墙、柱）相对关系值l、放样柱身中轴线l、并用量尺检核墙与柱、柱与柱的距离是否与设计值相符.

具体测量控制步骤：

①结构底板绑扎钢筋前l、应依据线路中线l、在底板垫层上放柱、地梁及其它附属物的结构线.

②底板混凝土模板的位置与高度、预埋件和变形缝的位置放样后l、必须在混凝土浇筑前进行检核测量.

③结构边墙模板支立前l、应按设计要求l、依据线路中线测放边墙内侧线l、放样允许偏差为±10mm.

④顶板模板安装过程中l、应将线路中线点和顶板宽度测设在模板上l、并应测量模板高程l、其高程测量允许误差为+10mm～0mm之内l、中线测量允许误差为±10mml、宽度测量允许误差应在+15mm～-10mm之内.

6.4.5车站附属施工测量

渤海路站附属结构包括4个出入口和2组风亭l、施工测量采用地面平面导线和高程进行控制l、并和车站主体结构预留洞口顺利对接.

6.4.6隧道控制测量

（1）地面控制测量

1）地面平面控制测量

为了便于各个联系测量和临时的施工放样l、在车站附近各增设地面近井点l、并将近井点与地面导线进行联测l、统一平差.

地面精密导线网中的控制点位满足以下要求：

1、相邻边长不宜相差过大l、个别边长不宜短于100m.

2、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.

3、点位应避开地下管线等地下建筑物.

4、GPS控制点与相邻精密导线点间的竖直角不应大于30°.

5、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.

6、充分利用业主导线点.

7、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l、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.

8、采用徕卡TS09plusR5001秒全站仪进行施测（测角中误差为±2″l、测距精度为±2+2ppm）.按左右角观测（左右角各三测回）l、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l、其近井点的点位中误差应在±10mm之内.测角中误差±2.5〃l、方位角闭合差5.0×√n·l、全长相对闭合差1/60000l、全长相对闭和差：

1/35000.

9、盾构始发之后l、区间地面导线应及时复测l、两个月进行一次l、确保区间隧道顺利贯通.

10、尽量减少地面控制测量对横向贯通误差的影响.在施工控制测量中l、尽量使用GPS点l、精密导线的边长应加大.

地面精密导线复测采用附合导线l、镜泊路站-渤海路站区间以DTI303和DTI304为起始方位边l、以DTI305和DTI306为附合方位边.

渤海路站-新疆大街站区间以DTI305和DTI306为起始方位边l、以DTI306和DTI307为附合方位边.

2）地面高程测量

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l、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.

本标段高程控制点共七个l、分别为：

I3009,I3010,I3011l、I3012I3013l、I3014,I3015.为满足测量和监测要求l、全线共测设6个临时水准点l、镜泊路站、渤海路站、新疆大街站各两个l、所有的高程控制点将布设在沉降影响区域外l、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±0.5mm/km）l、每个点独立一个测回l、闭合差的精度为±4L1/2（L为水准线路长度l、以km计）.

（2）联系测量

联系测量分定向联系测量和高程联系测量

1）定向联系测量

双井定向联系测量：

两井定向是在两施工竖井中分别悬挂一根钢丝l、由于两钢丝间距大大增加l、因而减少了投点误差引起的方向误差l、有利于提高地下导线的精度.两井定向时l、利用地面上布设的近井点或地面控制点采用导线测量或其他方法测定两钢丝的平面坐标l、将已布设的地下导线与竖井中的钢丝联测l、即可将施工平面坐标系中的坐标和方位传递下去l、经计算求的地下导线各点的坐标和导线边的方位角.

测距采用全站仪+反射片方式测量联系三角形边长l、每次独立测量三测回l、每测回往返三次读数l、各测回较差在地上小于0.5mm,在地下小于1.0mm.地上与地下测量同一边的较差小于2mm.当观测点在3个以上时采用全圆测回法观测三测回l、测角中误差在±4″之内.各测回测定的地下起始边方位角较差不大于12″l、方位角平均值中误差应在±8″之内.联系三角形一次定向独立进行三测回l、每测回后l、变动二个吊锤位置重新进行定向测量l、共有三套不同的完整观测数据.

2）高程联系测量

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l、挂重锤（重量与钢尺检定时的拉力相等）l、用两台水准仪在井上下同步观测l、将高程传至井下固定点.整个区间施工中l、高程传递至少三次.传递高程的地下近井点不少于2个l、并对地下高程点间的几何关系进行检核.

测定近井水准点的高程的地面趋近水准测量路线l、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l、地上和地下安置的两台水准仪应同时读数l、每次独立观测三测回l、每测回变动仪器高度l、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.

图6.1.4-2高程联系测量示意图

（3）地下控制测量

盾构施工控制测量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l、所以盾构施工测量中导线的延伸测量和水准点的复测显得尤为重要.

1）地下导线测量

地下控制导线的布设一般用支导线的方法l、我项目部拟定在本标段内采用双支导线的方法l、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线传算坐标.当检核无误l、最后取平均值作为新点的数据.线路平面示意如下图

线路平面示意图

随盾构的掘进l、直线段约250m布设一个控制导线点；曲线段约40m～80m布设一个导线点l、控制导线点（包括曲线要素上的控制点）布设间距不少于100m.采用徕卡全站仪l、左右角各观测4测回l、左右角平均值之和与360度的较差控制在5〃内l、边长往返观测各两个测回l、平均值较差控制在3mm之内l、测回间测距相对中误差控制在1/60000之内.

每一次向前延伸测量前l、首先要向后延伸三点进行检测l、角度互差控制在±7〃内.测距的相对中误差控制在1/50000之内l、若检测值超出范围l、再往后延伸l、直到满足要求为止.

为减少地下导线测量对横向贯通误差的影响.地下导线的边长应适当加大；增加角度测回数l、提高测角精度.严格按照规范要求进行竖井联系测量l、当施工进行到贯通长度的1/2～2/3时l、加测1～2次陀螺方位角l、用以限制测角误差的积累l、提高横向贯通精度.边长较短时采用强制观测墩l、以减少对中误差.

2）地下高程测量

地下高程测量采用水准测量方法l、并起始于地下水准点.地下施工水准点每50m设置一个l、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l、形成三维坐标控制点.地下施工水准测量采用DS05水准仪2m铟钢尺进行往返观测l、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l、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3mml、并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.

（4）隧道施工测量

1）盾构始发测量

盾构机始发测量包括盾构机导轨定位测量l、反力架定位测量l、盾构机姿态初始测量等.

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l、导轨的前后高程与设计高程不能超限l、导轨下面是否坚实平整等.

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l、反力面的平整度、垂直度测量.

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l、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l、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l、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l、这些点既要有利于观测l、又有利于保护l、并且相互间距离不能变化.在下图6.2-2中l、O点是盾构机刀盘中心点l、A点和B点是在盾构机前体与中体交接处l、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l、E点是盾构机中体前断面的中心坐标l、A、B、C、D四点上都贴有测量反射镜片.由A、B、C、D、O四点所构成的两个四面体中l、测量出每个角点的三维坐标（xi,yi,zi）后l、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Li计算出来l、作为以后计算的初始值l、在以后的掘进施工过程中l、Li将是不变的常量（假设在隧道掘进过程中盾构机前体不会发生太大形变）l、通过测量A、B、C、D四点的三维坐标l、用（xi,yi,zi）、Li就能计算出O点的三维坐标.

图6.2-2盾构机姿态测量示意图

用同样的原理l、A、B、C、D、E四点也可以构成两个四面体l、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、垂直偏航l、由A、B、C、D四点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度l、从而达到了检测盾构机的目的.

2）SLS-T导向系统初始测量

SLS-T导向系统初始测量包括：

隧道设计中线坐标计算l、TCA托架和后视托架的三维坐标的测量l、VMT初始参数设置等工作.

1、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软件l、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.隧道中线坐标需经过其他办法多次复核无误后方可使用.

2、TCA托架和后视托架的三维坐标的测量：

TCA托架上安放全站仪l、后视托架上安放后视棱镜.通过人工测量将TCA托架和后视托架的中心位置的三维坐标测量出来后l、作为控制盾构机姿态的起始测量数据.测量示意图见图6.

图6.2-3测量示意图

3、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l、TPS09TCA定向完成后l、启动计算机上的“advance”l、TPS09将照准激光标靶并测量其坐标和方位.根据激光束在标靶上的测量点位置和激光标靶内的光栅l、可以确定激光标靶水平位置和竖直位置l、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l、TPS09可以测得其与激光靶的距离l、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