施工测量方案台州引水.docx
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施工测量方案台州引水
台州市引水工程
（黄茅山、流沙山隧洞工程）
（合同编号：
BH-SG（SD）-1711-11）
施工测量方案
浙江省隧道工程项目部
台州市引水工程
（黄茅山、流沙山隧洞工程）项目经理部
2017年12月15日
批准：
审核：
编写：
第一章、工程概况
1.1工程概况
本工程位于台州市黄岩区院桥镇，为台州南北水源应急互备工程。
合同内共有2条隧洞（黄茅山隧洞、流沙山隧洞）和1条支洞（上岙支洞）。
黄茅山输水隧洞进洞口位于院桥镇古堂村南，出洞口位于温岭市山坑村北（桩号黄洞0+000.000至黄洞5+380.000，长约5.38km）。
上岙施工支洞进洞口位于院桥镇上岙村后面山坡，与黄茅山输水隧洞相交于桩号2+690，支洞全长495m（桩号上支0+000.000至上支0+495.000）。
流沙山输水隧洞进洞口位于院桥镇姜庵村南，出洞口位于院桥镇占堂村西（桩号流洞0+000.000至流洞2+278.000，长约2.28km）。
第二章、测量作业依据
1、《水利水电工程施工测量规范》（SL52-93）
2、《水利水电工程测量规范》（SL197-97）
3、《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）
4、《国家三角测量规范》（GB/T12942-2000）
5、《工程测量规范》（GB50026-2007）
6、《全国定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-97）
7、《全国定位系统（GPS）测量规范》（GBT18314-2009）
第三章、测量作业任务和内容
测量工作是隧道工程的重要组成部分，为工程施工提供准确的定位信息、实时监控量测施工进程地面、隧道相关变化量的发展，为工程施工提供必要的测量数据，根据测量数据适当调整作业进度和措施方法，确保工程顺利准确进行，确保施工安全。
在本次工程项目中，测量作业的任务主要分为两大部分：
隧道工程施工放样和施工监控量测。
施工放样包含以下内容：
1.地面测量控制网的检测；
2.施工平面控制网的加密测量；
3.施工高程控制网的加密测量；
4.地面至隧道的联系测量，包括进洞定向测量、高程传递测量；洞内施工放样洞内开挖断面、钢支撑定位、衬砌断面；
5.隧道贯通测量；
6.竣工测量:
包含隧道开挖断面测量、隧道净空断面测量。
施工监控量测包含：
1.隧道洞室收敛变形监测；
2.隧道拱底下沉监测：
3.隧道洞口及浅埋段下沉监测。
第四章、施工测量技术方案
施工测量是标定和检查施工中线、测设坡度和放样建筑物，测量是施工的导向，是确保工程质量的前提和基础。
隧道工程施工测量的施测环境和条件复杂，要求的施测精度又相当高，必须精心施测和进行成果整理，工程测量成果必须符合相关规范的要求。
隧道平面与高程贯通误差的限差下表所示。
4.1 测量控制网的检测
台州引水工程由浙江省水利水电勘测设计院于洞外建立D级GPS网。
GPS控制点12个，可用于流沙山隧洞进口控制点：
D30、HD31（D31损坏）、D32；流沙山隧洞出口及黄茅山隧洞进口控制点：
D57、D58、D59；上岙支洞进口控制点：
D54、D55、D56；黄茅山隧洞出口控制点：
D48、D49、D50。
为满足施工的需要，对设计院提供的首级GPS 控制点及高程控制点进行检测，保证上述各级控制点相邻点的精度分别满足规范要求。
地面控制网是隧道贯通的依据由于受施工和地面沉降等因素的影响，这些点有可能发生变化，所以在测量时和施工中先对地面控制点进行检测，确定控制网的可靠性。
工作内容包括：
检测相应GPS 控制点，检测高程控制点等。
4.2 施工控制网布设
在地面控制网检测无误后，依据检测的控制点再进行施工控制网的加密，以保证日后的施工测量及隧道贯通测量顺利进行。
施工控制网的加密分两方面内容：
（1）施工平面控制网加密测量
通常地面控制点的密度及数量都不能满足施工测量的要求，因此根据现场的实际情况，进一步进行施工控制网的加密，以满足施工放样、洞口联系测量、隧道贯通测量的需要。
施工平面控制网采用2 秒级全站仪（测距精度:
2mm+2ppm）进行测量，测角4测回（左、右角各2测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于5″），测边往返观测各4测回，用严密平差进行数据处理，点位中误差小于±10 ㎜。
（2）施工高程控制网加密测量
根据实际情况将高程控制点引入施工现场，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。
水准测量采用三等精密水准测量方法和±4√Lmm的精密要求进行施测。
（L为路线长，单位km）。
（3）进口、出口具体布控方案
因设计院所交的隧洞进出口控制点满足三点相互通视要求，无需增加其他控制点，只需在洞口轴线上增加洞内导向点。
4.3 洞内控制测量设计
测量设计工作的任务是在保证贯通精度的前提下，选择最合理的测量方案、测量方法。
其中洞内控制测量设计包括平面和高程控制测量设计。
4.3.1 平面控制测量设计
隧道洞内测量由于环境条件限制，一般采用导线测量。
常规选择闭合导线或主副闭合导线，这两种实质上都是单导线，必须反复测量或至少独立测量两次，确保测量结果的可靠性。
（1）闭合导线
如图所示，是长大隧道洞内控制测量的首选形式，有较好的检核条件，而且每增设一对新点，如5和5′点，可按两点坐标反算5～5′的距离，然后与实地丈量的5～5′距离比较，这样每前进一步均有检核。
（2）主副闭合导线
如图所示，图中双线为主导线，单线为副导线。
主导线既测角又测边长，副导线只测角不测边，增加角度的检核条件。
在形成第二闭合环时，可按虚线形式，以便主导线在3点处能以平差角传算3～4边的方位角。
主副导线环可对测量角度进行平差，提高了测角精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利。
（3）测量方法及作业要求
考虑到洞内测量条件困难，选定主副闭合导线环，每3-4条导线边与对应的副导线点组成闭合环。
测角用2″级全站仪左右角观测4测回。
采用半数测回观测左角，半数测回观测右角，再将所测角度统一归算为左角后取平均值。
其圆周角闭合差不应大于5″。
测回间仪器和目标同时第二次对中。
导线测边往返测量4测回。
施测中若出现通风不良，烟尘排除不好，目标在视场中成像较模糊时，应当停止观测。
（4）导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。
导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合表1的规定。
导线测量主要技术要求表一
当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。
左、右角分别取中数后应按式
（1）计算圆周角闭合差⊿，其值应符合表二的规定。
再将它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样可以提高测角精度。
⊿＝［左角］中﹢［右角］中﹣360°
（1）
测站圆周角闭合差的限差（″）表二
导线环角度闭合差，应不大于按下式计算的限差：
（2）
式中m——设计所需的测角中误差（″）；
n——导线环内角的个数。
导线的实际测角中误差应按下式计算，并应符合控制测量设计等级的精度要求。
（3）
导线环（网）的平差计算:
一般采用条件平差或间接平差。
当导线精度要求不高时，亦可采用近似平差。
用导线法进行平面控制比较灵活、方便，对地形的适应性强。
4.3.2 洞内高程控制测量
洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内,作为洞内高程控制和隧道构筑物施工放样的基础,以保证隧道在竖直方向正确贯通。
洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点：
（1）隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返多次观测进行检核。
（2）洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量，进行往返观测；四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法，应进行对向观测。
（3）洞内应每隔200～500m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每100m设立一个临时水准点
（4）洞内高程点必须定期复测。
测设新的水准点前，注意检查前一水准点的稳定性，以免产生错误。
4.4施工放样测量
4.4.1开挖
开挖前应校核中线点，并在开挖断面上标出设计断面轮廓线。
开挖工作完成应及时测量超欠挖并绘出断面图。
隧道开挖在曲线段采用全站仪进行中线及高程的放样。
开挖断面成形后，采用断面检测仪对开挖断面进行检查，发现欠挖后及时报与施工班组处理。
用中线法进行洞内测量的隧道时，中线点点位横向偏差不得大于5mm；直线地段宜采用正倒镜延伸直线法。
4.4.2初期支护
根据设计图纸制作加工的钢支撑定位放样。
把拱顶高程和起拱线高程以及隧道中线在实地上测设出来，控制钢拱架两侧拱脚的平面位置和高程，用红油漆标定记号并对本工序负责人进行书面交底。
4.4.3二次衬砌施工测量
校核厂家预制的台车，台车制作半径与隧道二次衬砌断面内轮廓半径是否相符合，经过检查调试达到设计要求为准。
二次衬砌台车就位定位可采用坐标放样方法把隧道中心线在实地上测设标定出来，严格控制台车所在的平面和高程确保隧道设计净空，放样点间距应与模板台车长度一致。
4.5 隧道贯通测量
4.5.1贯通误差的测定
为确保施工进度,项目部采用进出口两方相向掘进，预计贯通点分别为流洞1+200、黄洞1+600、黄洞3+900，在贯通点附近任选一点作为测量的贯通点，分别由进出口端导线分别测出该点坐标，由进口端测得的为X进、Y进、H进，由出口端测得的为X出、Y出、H出，由此算得实际贯通误差（线量）为：
f=√（y出-y进）2+（x出-y进）2
贯通面方向与实际贯通误差（线量）间有一夹角，平面上贯通误差的两个分量为：
横向贯通误差：
fcosδ
纵向贯通误差：
fsinδ
高程贯通误差：
fH=H进-H出
4.5.2贯通误差的调整方法
隧道贯通后，中线和高程的实际贯通误差，应在未衬砌地段调整，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。
本隧道按导线法进行贯通误差的测定，因此中线采用导线法调整并符合相关的规定。
通过导线测得的贯通误差按下述要求调整：
（1）方位角贯通误差分配在未衬砌地段的导线角上；
（2）计算贯通点坐标闭合差；
（3）坐标闭合差在调线地段导线上，按边长比例分配，闭合差很小时按坐标平差处理；
（4）采用调整后的导线坐标作为未衬砌地段中线放样的依据。
高程贯通误差按下列方法调整：
（1）由两端测得的贯通点高程，取平均值作为调整后的高程；
（2）按高程贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段的高程点上按路线长度的比例调整；
（3）以调整后的高程，作为未衬砌地段高程放样的依据。
4.6 竣工测量
应在中线复测的基础上埋设永久中线点，直线段每隔200~250m设置一个，曲线应在缓和曲线起中点各设一个。
永久中线埋设之后，应在隧道边墙画出标志。
应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处测绘处以线路中线为准的隧道实际净空，标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。
洞内水准点应至少埋设一个，并应在墙上画出标志。
第五章、现场监控量测项目及测量方法
施工过程的动态分析，其主要目的是在施工之前了解隧道施工过程中所可能产生地层变位和应力的影响，明确这种影响的大小量级和范围，明确危险可能发生的部位、方式及应采取的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据。
5.1 洞口浅埋地段监控量测
洞口浅埋地段监控点布置断面图
1）沿衬砌中线每2～3m一个测点。
2）监测工具：
水平仪、水准仪。
3）监测频率：
开挖面前>30m,1次/2天；
开挖面前后<30m,2次/1天；
开挖面后30～80m,1次/2天；
开挖面后>80m,1次/7天。
5.2围岩监控量测
施工中会遇到断层、突泥、涌水、软弱破碎带、瓦斯等不良地质条件，在隧道施工过程中，采用动态设计和信息化施工可以做到有备无患，沉着应对可能发生的地质变化，实施地质超前预报，加强对围岩变形和支护结构受力状态的监测，及时获取围岩稳定状态和支护结构可靠性的信息，不断修正支护参数，调整施工方法，及时将地质病害消除在萌芽状态中，确保隧道顺利安全施工。
5.3洞内地质和支护状态观察
施工阶段地质勘察和围岩级别判断主要根据掌子面的观察进行，由经验丰富的地质工程师通过洞内观察，掌握地质状况，判定围岩级别，及时进行围岩级别变更，确定支护效果及决定支护参数，要求绘制掌子面观察（素描）图，进行摄像等，观察中应具体地记录以下各项：
（1）地质状况及分布、性质和掌子面自稳性；
（2）围岩地软硬、裂隙间距及方向等围岩状态；
（3）断层地分布、走向、粘土化程度等；
（4）涌水地点、涌水量及其状态；
（5）软弱层的分布；
5.4监控监测
（1）现场量测应及时根据量测数据绘制净空水平收敛、拱顶下沉时态曲线及拱顶下沉距开挖工作面距离的关系图。
（2）对初期的时态曲线应进行回归分析，选择与实测数据拟合好的函数进行回归，预测可能出现的最大拱顶下沉及净空水平收敛值。
（3）围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态，净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速度综合判定。
当速度位移无明显下降，而此时实测相对位移值已接近规定数值，或者支护混凝土表面已出现明显裂缝时，必须立即采用补强措施，并改变施工方法或设计参数。
二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。
变形基本稳定应符合下列规定:
a）隧道围岩变形速度有明显减缓趋势。
b）水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d、拱顶下沉速度小于0.15mm/d；
c）施作二次衬砌前的总变形量，已达预计总变形量的80％以上；
d）初期支护表面裂缝不再发展。
当不能满足上述条件、围岩变形无收敛趋势时必须采取措施使初期支护基本稳定后，允许施作二次衬砌，或者根据要求采用加强衬砌，及时施工。
在洞口浅埋地段二次衬砌应及时施作。
第六章、测量人员组织
为做好施工测量工作，保证工程顺利进行，确保施工万无一失，选派有经验的测量专业人员组成本次项目的测量技术班子，依据本次工程项目的实际情况，成员和分组如下：
组长1名，负责测量工作生产管理协调，技术方案制定调整，由具备丰富现场管理经验的测量专业工程师担任；
副组长1名，负责测量工作质量现场跟踪检查工作，由经验丰富的测量专业工程师担任；由组长、副组长，外加办公测量数据资料管理员1名，组成测量精度质量监察小组；
施工放线6组；负责跟随每个洞口的施工放样测量，施工所属区域的拱顶沉降测量、隧道洞室收敛观测，地下水位测量等工作，设立现场测量技术员1名，担任小组长，测量工2名；因为施工进程影响因素较多，根据实际情况进行必要人员队伍的调整。
第七章、使用仪器设备
控制及施工测量、监控量测主要仪器设备
仪器名称
数量
单位
规格型号
测量精度
检定日期
拓普康全站仪
1
套
3102N
1″+2ppm
科力达全站仪
6
套
KTS-442R4
2″+2ppm
水准仪
6
台
DZS3-2
3mm/km
对讲机
12
台
建武
5km
台式计算机
6
台
联想
第八章、测量精度质量保证措施
8.1 施工放样的精度保证
施工放样前将施工测量方案与意见报告监理审批。
内容包括施测方法、操作规程、观测仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。
积极和监理工程师进行联系、沟通和配合，满足监理工程师提出的测量技术要求及意见，并把测量结果和资料及时上报监理，监理工程师经过内业资料复核和外业实测确定无误后，方可进行下步工序的施工。
8.1.1 图纸资料核对
用于测量的图纸资料，测量技术人员必须认真核对，必要时应到现场核对，确认无误无疑后，方可使用。
如发现疑问作好记录并及时上报，待得到答复后，才能按图进行测量放样。
原始观测值和记事项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手簿中。
测量技术人员要认真整理内业资料，保证所有测量资料的完整。
资料必须一人计算，另外一人复核。
抄录资料，亦须认真核对。
8.1.2 测量复核制度
建立测量复核制度，按“三级复核制”的原则进行施测。
外业前，测量技术人员对内业资料进行检查，所采用的测量方法、测量所用桩点以及测量要达到的目的向测量人员进行交底，做到人人明白；外业中，中线和高程测量要形成检核条件，满足校核条件要求的测量才能成为合格成果，否则返工重测；外业后，应检查外业记录的结果是否齐全、清晰、正确，由另一人复核结果无误后，向现场技术主管交底。
8.1.3 专用测量仪器和工具设备
固定专用测量仪器和工具设备，建立专业测量组，专人观测和成果整理。
用于本工程的测量仪器和设备，应按照规定的日期、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方可投入使用。
所用的测量仪器和工具使用前，要检查是否完好。
在运输和使用测量仪器的过程中，应注意保护，如发现仪器有异常，应立即停止使用并送检，并对上次测量成果重新作出评定。
8.1.4 消除干扰
测量过程中，必须消除干扰，需停工的要停工，以保证测量精度。
各种建筑物放样时应和施工人员密切配合，避免出现不必要的偏差。
工地所用的导线点、水准点、轴线点（或中线点）要设置在工程施工影响范围之外、坚固稳定、不易受破坏且通视良好的地方。
定期对上述各桩点进行检测，测量标志旁要有明显持久的标之记或说明。
经常复核洞内有变形地方附近的导线点、水准点，随时掌握控制点的变形情况，关注量测信息。
在测量工作中，随时发现点位变化，随时进行测量改正。
严格遵守各项测量工作制度和工作程序，确保测量结果的准确性。
加强对测量用所有控制点的保护，防止移动和损坏；一旦发生移动和损坏，应立即报告监理，并与监理协商补救措施。
8.2 监控量测管理体系和保证措施
针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，由我单位派人驻现场组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事隧道工程施工及监测经验的技术人员组成，组长由具有丰富施工经验，较高结构分析和计算能力的工程师担任。
监测组织机构图详见图8-1
图8-1 施工监测组织机构图
要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。
为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保证措施：
（1）监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供相关切实、可靠的数据和记录。
（2）测点布置力求合理，应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。
（3）测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品,测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定。
（4）测点埋设应达到设计要求的质量。
并做到位置准确，安全稳固，设立醒目的保护标志。
（5）监测工作由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程师负责，小组其它成员也是有监测工作经历的工程师或测工，并保证监测人员的相对固定，保证数据资料的连续性。
（6）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。
监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降槽曲线、历时曲线等，作必要的回规分析，及对监测结果进行评价。
（7）检测数据均现场检查、室内复核后方可上报；如发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位主管，以便采取措施。
（8）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的测试实施细则。
（9）雨季是隧道施工的不利情况，地下渗水比较严重。
因雨季在保证正常的监测频率的情况下，应加强一些薄弱环节和主要管线及建筑物等项目的量测频率，如测斜、应力、拱顶下沉等，同时，应根据监测结果，加强一些不利区域的监测，以保证整个工程始终处于监控状态。
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