隧道施工测量作业指导书.docx
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隧道施工测量作业指导书
新建铁路
杭州至长沙铁路客运专线（江西段）站前工程HKJX-6标段
隧道施工测量作业指导书
编制：
审核：
批准：
中国港湾沪昆客专江西段站前工程HKJX-6标项目经理部
二○一○年十一月
隧道施工测量作业指导书
1编制目的
明确路基隧道测量的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范原地面处理作业施工。
2编制依据
（1）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）
（2）《高速铁路工程测量规范条文说明》（TB10601-2009）
（3）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）
3适用范围
本作业指导书适用于杭长客专HKJX-6隧道施工测量，本作业指导书不包括隧道监控量测及沉降观测。
4作业流程
隧道施工测量的工作流程如图4.1所示：
图4.1
5洞外控制测量
5.1洞外控制测量应满足如下要求
（1）洞外控制网采用GPS静态加密测量，采用边联结方式构网，形成由三角形或大地四边形组成的带状网，并与CPI、CPII联测构成附合网，且最短基线边长不小于300米。
（2）控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易破坏的地方。
（3）每个洞口的平面控制点布设不应少于3个，水准点不少于2个。
（4）用于向洞内传递方向的洞外联系边不宜短于500m。
（5）GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°。
（6）GPS网的加密测量每个连续观测时段不少于1小时，采样间隔设置为15秒。
（7）洞外导线加密采用二等水准测量，测量的方法及精度应满足《高速铁路工程测量规范》的要求。
5.2洞外控制测量外业测量后应采用严密平差软件对所测数据进行平差处理，计算出每个加密点的平面坐标和高程，除此以外还应计算平差后的坐标中误差及向洞内传递方向的联系边的方位角中误差。
6隧道贯通误差的估算
6.1隧道贯通误差的规定
隧道两相开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合下表的规定
项目
横向贯通误差
高程贯
通误差
相向开挖长度（km）
L<4
4≤L<7
7≤L<10
10≤L<13
13≤L<16
16≤L<19
19≤L<20
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
80
18
洞内贯通中误差（mm）
40
50
65
80
105
135
160
17
洞内外综合贯通中误差（mm）
50
65
80
100
125
160
180
25
贯通限差（mm）
100
130
160
200
250
320
360
50
表6.1
本标段内的隧道的长度皆不大于1km，因此贯通误差的限差按照L<4的标准执行。
6.2贯通误差的估算
在洞外控制测量完成后，应估算隧道的贯通误差
6.2.1GPS控制测量所产生的横向贯通误差按照下式计算：
（6.1）
式中σΔx、σΔy、σΔxΔy—由进、出口推算至贯通点的x、y坐标差的方差和协方差；
αF—贯通面方位角。
6.2.2洞内导线控制测量
（6.2.2-1）
myβ按（6.4.4-2）式计算：
（6.2.2-2）
myl按（6.4.4-3）式计算：
（6.2.2-3）
式中myβ—测角误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。
myl—测边误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。
mβ—控制网设计的测角中误差（″）。
Rx—控制网各点至贯通面的垂直距离（m）。
ml/l—控制网设计的边长相对中误差。
dy—控制网各边在贯通面上的投影长度（m）。
6.2.3洞内、外控制测量对贯通误差的联合影响用下式计算
（6.2.3）
在进行贯通误差估计时，洞内、外贯通误差以及综合误差不得超过表6.1中的规定
6.3洞外、洞内高程控制测量产生的高程贯通误差按下式估算：
（6.3）
式中mΔ—每千米水准测量偶然中误差（mm）；
L—洞外或洞内高程路线长度（km）。
洞内、外高程控制测量对高程贯通误差的影响的估算值均不得超过表6.1中的规定。
7洞内控制测量
7.1洞内平面控制测量
7.1.1洞内平面控制测量应采用导线控制测量的方法进行，洞内控制导线应从测量设计确定的洞外联系边引入，洞内洞外平面控制网宜以边连接
7.1.2洞内导线测量精度应符合表7.1.2规定：
表7.1.2洞内导线测量精度要求
测量等级
适用长度（km）
测角中误差（″）
边长相对中误差
二
9～20
1.0
1/100000
隧道2等
6～9
1.3
1/100000
三
3～5
1.8
1/50000
四
1.5～4
2.5
1/50000
一级
＜1.5
4.0
1/20000
由于标段内所有的隧道长度都不超过1km，因此可以采取一级导线测量。
7.1.3洞内导线的布设应符合下列要求：
（1）导线边长应根据测量设计确定。
（2）导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，导线边以接近等长为宜，不短于200米，点间视线应旁离洞内设施0.2m以上。
（3）洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4～6条边构成，以增加网的内部检核条件、提高网的可靠性。
7.1.4洞内平面导线控制测量应符合如下要求
（1）导线测量前，应对原控制点进行检测，检测较差应满足下式限差的规定：
（7.1.4）
式中m1、m2—分别为原测、检测的测边或测角中误差
当检测与原测成果较差满足限差要求时，采用原测成果；不满足限差要求时，应分析超限原因。
确因点位位移，应逐级检测至稳定控制点。
（2）洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。
（3）洞内测量前应先将仪器开箱放置20分钟左右，让仪器与洞内温度基本一致。
（4）测角时，必须经过通风排烟，使空气澄清以后，能见度恢复时进行，根据测量的精度要求确定仪器类型和测回数
（4）目标应有足够的明亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。
（5）完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180°重新对中整平，再观测剩余测回数。
（6）边长测量时，反射镜应有适度照明且确保仪器镜头表面和反射镜面无水雾。
7.1.5洞内平面导线控制网平差
导线网平差计算应符合下列要求：
1初次洞内导线测量的起算坐标和方位角应采用测量设计时确定的进洞联系边测量成果。
2洞内导线引伸测量的起算坐标和方位角应采用经检测合格的前一期洞内导线测量成果。
3洞内导线平差应采用严密平差。
7.2洞内高程控制测量
7.2.1洞内高程测量的精度应满足表7.2.1的要求。
表7.2.1洞内高程控制测量精度要求
测量等级
两开挖洞口间高程路线长度（km）
每千米高程测量偶然中误差（mm）
二
＞32
≤1.0
三
11～32
≤3.0
四
5～11
≤5.0
五
＜5
≤7.5
由于本标段内所有隧道的长度均小于1km，因此可按五等水准测量的精度施测。
7.2.2洞内高程控制测量应注意以下几个方面
（1）隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需进行往返多次观测进行检核
（2）洞内应隔200米设立一对高程控制点以便检核，为了施工便利，应在导坑内拱部边墙至少100米设立一个临时水准点。
（3）洞内高程点必须定期复测，测设新的水准点前注意检查相邻测段高差，测段高差的检验限差应满足《高速铁路工程测量规范》中表4.2.1的规定。
7.3洞内控制点的埋设及保护
洞内控制点由于受到施工和运输干扰不易保存，容易被破坏或移动，在埋设洞内控制点时，标石顶面应比洞内地面低20—30cm，上面架设坚固护盖，然后填平地面，注意保护护盖不要和标石顶点接触，以免遭到机械或车辆的破坏。
在施工中，测量员应告知施工员控制点埋设的具体位置，并叮嘱其在施工中注意保护。
8隧道施工测量
8.1隧道中线放样
在放样洞内中线时，可采用全站仪坐标放样法，在洞内控制点架设仪器，利用线路参数计算所得的中线坐标进行放样。
为了提高精度，可将放出的中线点进行高精度的测角，测距，并计算出中线桩的实际的的精确点位，并和理论坐标相比较，根据其误差，将中线点移到正确的中线位置上。
为方便使用，中线桩可以同时埋设在隧道底部和顶部，底部采用混凝土包木桩，桩顶钉一小钉以示点位，顶板上中线桩点可以灌入拱部混凝土中或打入坚固岩石的钎眼内。
中线点放样时一般测设不应少于3个，并且互相检核，确保无误。
衬砌用的临时中线点宜每10m加密一点。
直线上正倒镜压点或延伸，曲线上可用偏角法测设。
8.2开挖轮廓线放样
在已放出的中线桩处架设仪器，在开挖断面上标示隧道中线、轨顶高程线和开挖轮廓线，开挖轮廓线可用断面支距法放样，具体方法如下
（1）在线路开挖面上采集坐标，并利用线路坐标反算的方法计算出开挖断面的里程。
根据该里程及线路设计纵坡参数计算出外拱顶高程，并实地放出外拱顶。
（2）拱部断面：
自拱顶高程起，沿断面中线向下每0.5米量出两侧外拱线的横向支距x左，x右，所有支距端点的连线即为断面的开挖线。
为了提高精度，在拱顶附近时轮廓线可适当加密。
如图8.2.1所示。
图8.2.1
（3）墙部断面：
采用支距法放样，放样方法和拱部断面轮廓线相同。
自起拱线高程起，沿断面中线向下每隔0.5米间隔、向左右两侧按设计宽度量支距。
如图8.2.2所示。
（4）仰拱断面：
自断面中线起向左右每隔0.5米由轨顶高程向下量出设计的开挖深度，量测方法如图8.2.2所示。
图8.2.2
在隧道断面放样时，还应考虑设计加宽值及施工误差预留值。
8.3已开挖段的断面净空测量
对于已开挖段，应及时测量开挖断面。
可利用全站仪无棱镜测量的方法直接测量断面轮廓点的三维坐标,然后利用线路坐标反算的方法计算出各点至线路中心的支距并依据测点支距和高程在CAD软件中绘制断面图。
将所绘断面与标准断面进行比较，如发现欠挖现象，及时和施工员联系并对欠挖断面进行修整，直至开挖断面净空符合设计要求。
相邻开挖断面的测量间距不宜大于20米。
8.4衬砌施工测量
（1）立模前，应利用洞内控制点检查永久中线点或临时中线点位置及高程。
检测与原测成果较差不应大于5mm。
（2）检测合格后，在立模范围内放设不少于三个中线点及其横断面十字线方向，同时在断面上标定出拱架顶、起拱线和边墙底的高程位置。
（3）立模后应检查校正模板。
模板安装精度应符合表8.4的要求。
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
边墙脚平面位置及高程
±15
尺量
2
起拱线高程
±10
3
拱顶高程
+10
0
水准测量
4
模板表面平整度
5
2m靠尺和塞尺
5
相邻浇筑段表面高低差
±10
尺量
表8.4
9隧道贯通误差的测量及调整
9.1贯通误差的测定
（1）洞内采用导线测量的隧道，应在贯通面中线附近钉一临时点，由两端导线分别测量该点的坐标，其坐标较差分别投影至线路中线及其垂直的方向上，即为纵向和横向贯通误差。
同时测量该点的水平角，求得方向贯通误差。
（2）由两端高程点分别测量贯通面处临时点的高程，其高程差即为高程贯通误差。
9.2平面贯通误差的调整
9.2.1实际贯通误差宜在未衬砌地段（调线地段）调整，调线地段的开挖和衬砌均应以调整后的中线和高程进行放样。
9.2.2调整方法
隧道贯通误差测定后，如误差满足规范要求，可对调线地段按附合导线的测量及平差方法进行调整，具体如下：
图9.9.2
（1）以附合导线的测量方法对点g,t段落内的控制点进行导线测量；
（2）内业平差时将g，t作为已知点，调整地段外侧与g,t连接的边为已知方向边进行严密平差，可计算出各测点的坐标；
（3）将平差后的测点坐标作为调整地段施工放样的依据。
9.3高程贯通误差的调整
（1）由两端测得的贯通点高程，应取两贯通高程的平均值作为调整后的贯通面高程；
（2）高程贯通误差调整可按贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段，以未衬砌段的线路长度按比例调整其范围内各水准点高程；
（3）以调整后的水准点高程作为未衬砌段高程放样的依据；
（4）调整后的线路应满足线路设计和验收规范要求。
10竣工测量
10.1隧道二等水准贯通调整
隧道二等水准贯通调整测量应满足下列要求：
（1）洞内水准点每千米埋设1个，水准路线起闭于隧道进、出口两端的线路水准基点，按二等水准测量要求施测。
长度小于1km的隧道至少应设1个，并在边墙上埋设标志。
标志应符合附录A.3.4的规定。
（2）隧道洞内水准贯通高差闭合差满足≤
时，以隧道进、出口两端的二等水准点为固定点进行高程平差。
当隧道洞内水准贯通高差闭合差不满足≤
时，应将水准路线向两头延伸，使之满足≤
后，固定两端点的高程，对该段水准路线进行约束平差，并调整平差范围内的二等水准点，消除隧道高程断高。
10.2中线贯通测量
隧道线路中线贯通测量应利用CPⅡ控制点测设，并应满足下列要求：
（1）中线桩的设置，应满足编制竣工文件的需要。
（2）中线上应钉设公里桩和加桩，并宜钉设百米桩。
（3）在曲线起终点、变坡点、竖曲线起终点、隧道进出口、隧道内断面变化处均应设置加桩。
10.3断面净空测量
隧道净空断面应以竣工测量的线路中线为准，采用测距精度不低于5mm+2ppm的全站仪或断面仪进行测量，断面点测量中误差应≤10mm.。
断面测设要求如下：
（1）直线地段每50m，曲线地段每20m以及其它需要的地方均应测量净空断面。
（2）净空断面测量以线路中线为准，测量内拱顶高程、起拱线宽度以及轨顶以上1.1m、3m、5.8m处的宽度。
10.4竣工成果资料
竣工测量完成后需要求提供下列图表
（1）隧道长度表
（2）净空表
（3）隧道回填断面图
（4）洞内导线点坐标成果表
（5）水准点表
（6）中桩表
11注意事项
在隧道施工测量中应注意如下几点：
（1）在施工过程中应特别注意控制桩的保护，测量员应告知施工人员控制桩的具体位置，并叮嘱其在施工过程中注意保护，确保控制桩不被破坏。
（2）测量仪器必须经具备仪器鉴定资质的专业检定机构检定并在有效使用期限内，在日常施工放样过程中应不定期对仪器的各项精度指标进行检查，若有超限则应及时校正。
（3）在测量过程中应特别注意洞内空气质量，测量前须在隧道通风后，隧道内空气澄清时进行，以降低烟尘和水汽对目标照准和测距的影响
（4）在测量过程中，对所测数据应及时记录，记录应字迹工整，内业应复核各种测量数据的正确性。
（5）对所放桩位应对作业层进行技术交底，技术交底应清楚明确。
（6）隧道施工完成后应及时进行竣工测量，并做好相关记录。
（7）测量资料应及时整理，归档。
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