隧道施工控制测量方案.docx
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隧道施工控制测量方案
拉林铁路LLZQ-8标段第四项目经理部
隧道施工控制测量方案
编制人
复核人
审核人
中铁二局股份有限公司拉林铁路工程指挥部第四项目经理部
2015年9月
隧道施工控制测量方案
1、编制说明
1.1、概述
新建铁路川藏线拉萨至林芝段站前工程LLZQ-8标段第四项目经理部起点位于林芝地区朗镇巴热村，经堆巴村、沿S306省道前行，于林芝地区朗镇路村终止。
线路穿越雅鲁藏布峡谷地带，三跨雅鲁藏布江，线路全长6.69正线公里。
1.2、工程概况
新建铁路川藏线拉萨至林芝段站前工程LLZQ-8标段第四项目经理部管段内共设计两座隧道，分别为则弄隧道、朗镇二号隧道。
则弄隧道全长865m,进口里程D4K256+150,出口里程D2K257+015,单线隧道,隧道最大埋深138m,位于朗县与山南县之间。
设计纵坡为5.0‰/420m、-7‰/445m的单面下坡,轨面高程3150.613～3149.598m。
本隧道曲线段位于R=1600m右偏曲线上。
朗镇二号隧道全长2652m,进口里程DK260+236,出口里程DK262+888,单线隧道,隧道最大埋深305m,位于朗县与山南县之间。
设计纵坡为-3.8‰/284m、-9.5‰/2368m的单面下坡,轨面高程3148.232～3124.884m。
本隧道进口端228.597m位于R=1600的左偏曲线上、洞身段2048.798m位于R=1600m的右偏曲线上,出口端112.246位于R=1600m的左偏曲线上。
1.3、编制依据
（1）、《国家一二等水准测量规范》GB12897-2006；
（2）、《新建铁路工程测量规范》TB10101-99
（3）、《工程测量规范》（GB50026-2007）；
（4）、设计院提供的控制点平面和高程成果。
2、隧道控制测量总体思路
为保证隧道的准确贯通，本着先总体后碎步的原则，首先在隧道沿线建立精密控制网，覆盖全隧道，使隧道的洞内控制测量或中线测量总体受控。
为便于隧道施工测量和满足洞外导线点精度要求，项目部除设计院布设的CPI和CPII控制点外分别在每座隧洞口单独布设三～四个加密控制点，当控制点经过公司精测组GPS复测并经过精密平差后的数据满足隧道洞口控制要求时取用。
在洞外GPS控制网的基础上，根据洞口施工情况，在洞口设置2个洞口投点作为洞外、洞内的联系测量，洞口投点和洞外GPS控制网点组成小三角形或大地四边形进行边角测量，并达到相应等级边角网的精度要求，以提高地下网精度。
洞口投点作用是将洞外控制网与洞内控制网连成一体，统一到同一个坐标系内。
根据隧道掘进进度向洞内布设中线或导线网进行洞内控制，保证隧道顺利贯通。
3、洞口投点控制测量
洞口投点是洞外、洞内联系测量的关键控制点，其精度的高低直接影响洞内后期导线控制网的精度，洞口投点布设选点应尽可能选择隧道中线上，同时要考虑到小三角测量的技术要求和测图方面的要求，组成的三角形应尽量接近等边三角形，困难地点不应大于120°或小于30°，点位宜稳定便于保存，各点间通视良好，有条件的地方可布设1～2个洞口投点，便于洞内导线网闭合和校核，同时采用水准测量的方法将高程引测到洞口投点。
为提高洞内导线网精度，洞口投点宜达到一级边角网精度要求，其测回数和各项限差应满足下表要求。
高程测量应符合二等水准测量要求。
平面网内业平差拟采用中铁二局研制的工程测量数据处理通用软件GSP（2009年11月通过中国中铁股份有限公司评审鉴定）。
水平角方向观测法主要技术要求
仪器
等级
测回数
测角中误差
三角形内角和闭合差
半测回
归零差
一测回
2C较差
同一方向各测回间较差
DJ1
3
≤5”
≤9”
≤8”
≤13”
≤10”
水平距离测量主要技术要求
仪器等级
测回数
一测回读数较差
往返侧较差
测距中误差
相对中误差
一级
往还1测回
≤10mm
≤2（a+b×Si）
≤10mm
≤1/15000
注：
a、b分别为全站仪或测距仪的加常数误差和乘常数误差
4、隧道洞内平面控制测量方案设计
4.1、洞内导线精度设计
隧道洞内各开挖面导线控制测量应按四等导线的精度施测，设计测角中误差为±2.50″，边长相对精度为1/80000。
4.2、洞内导线网形设计
洞内导线网应布设为闭合导线环，以加强测量检核和提高测量精度，每个导线环的边数为4～6条；洞内导线设计的边长宜近似相等，直线段不宜短于200m，曲线段不宜短于70m:
导线边距离洞内设施不小于0.2m，当隧道掘进至导线设计边长的2～3倍时，应进行一次导线延伸测量。
导线网可参照下图布设：
图1：
多边形闭合环
图2：
菱形闭合环
当左右线隧道通过横通道可以连通时，可将左右线隧道洞内导线网通过横通道进行连测并整体平差，提高洞内控制测量精度。
4.3、导线点的埋设
导线点埋设时，在确保视线清晰的条件下，应尽量将导线边长放长，以减少洞内测站数，削弱误差的积累。
导线点应沿中线附近布设，以削弱旁折光对水平角测量精度的影响；导线点应成对埋设，埋设时成对的两个导线点应在里程方向前后错开5～10m，左右错开0.5～1m，以便于观测和防止导线点在使用过程产生混淆；导线点的埋设位置应在隧道边墙上用红油漆进行标记，并注明距边墙的距离，以便于寻找。
4.4、控制网观测的仪器要求
鉴于洞内导线测量环境差、施工干扰大、占用时间长而精度要求高的特点，建议洞内导线测量采用高精度、稳定性好的全站仪进行导线网的观测，全站仪标称测角精度不应低于±2″，测距标称测角精度不应低于2mm+2ppm。
4.5、控制网观测技术要求
测角采用方向观测法观测6～9测回，距离往返各观测2测回，并进行气象改正、投影改正。
4.6、控制网平差计算
平面网内业平差拟采用中铁二局研制的工程测量数据处理通用软件GSP（2009年11月通过中国中铁股份有限公司评审鉴定）。
5、隧道洞内高程控制测量方案
根据《铁路工程测量规范》TB10101-2009第6.1.5条，两相邻开挖面高程路线长度大于1500m时，需按高程贯通精度要求进行高程控制测量设计，两座隧道两相邻开挖面高程路线长度最大为2.639km，按二等水准测量进行洞内高程控制测量的高程贯通中误差为：
说明采用二等水准测量进行洞内高程控制测量可以满足所有贯通面之间高程贯通精度的要求。
按照二等水准测量进行洞内高程控制测量对于满足贯通精度来讲偏于安全，考虑到上述隧道将来部分施做无砟轨道，直接施测二等水准测量可为无砟轨道施工做好高程测量准备。
洞内二等水准点宜200m左右设置一对，以便于施工放样和复核。
水准网可参照下图布设：
二等水准测量应采用DS1及以上精度等级的水准仪配合因瓦水准尺进行测量或者相应精度等级的电子水准仪配合条码水准尺进行测量。
6、隧道贯通精度要求
按照《工程测量规范》GB50026-2007第8.6.3条，隧道相向开挖洞内施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合下表规定。
隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程
贯通
误差
相向开挖隧道长度（km）
L<4
4≤L<7
7≤L<10
10≤L<13
13≤L<16
16≤L<19
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
18
洞内贯通中误差（mm）
40
50
65
80
105
135
17
洞内外综合贯通中误差（mm）
50
65
80
100
125
160
25
贯通限差（mm）
100
130
160
200
250
320
50
7、隧道贯通误差估算方法
7.1、平面贯通误差估算
用GPS技术建立隧道施工控制网估计控制网测量误差对隧道横向贯通误差的影响一般采用下面的简化公式进行估算：
（1）、洞外控制测量对隧道横向贯通误差的影响
式中，
表示洞外GPS控制测量误差对贯通面横向贯通误差的总影响，
、
分别表示两端洞口GPS控制点误差对横向贯通误差的影响，S1、S2分别为两端洞口GPS进洞控制点至贯通面的距离，
、
分别表示两端洞口进洞边方向值中误差，ρ为常数206265″。
（2）洞内测量对隧道横向贯通误差的影响
洞内控制测量测角、测距对横向贯通误差的影响值按下式计算：
测角影响值：
，测距影响值：
。
为导线点至贯通面的垂直距离（m），
为导线边对贯通面的投影长度（m），
为洞内测角中误差（″），
为导线边长相对中误差。
（3）洞外、洞内总影响
洞外、洞内综合影响值按下式计算
表示洞外控制测量误差对贯通面横向贯通误差的总影响，
表示洞内测量误差对贯通面横向贯通误差的总影响，M表示洞外、洞内综合影响值。
7.2、高程贯通误差估算
高程测量对隧道竖向贯通误差的影响用下式子估算：
式中，
为每公里水准测量偶然中误差，L为水准路线长度。
8、测量人员及仪器配置
8.1、测量人员配置要求
测量人员要求表
测量负责人
1名
工程师
测量人员
3名
大专以上文凭,具有独立操作及复核能力
8.2、测量设备配置
测量设备一览表
序号
设备名称
管理类型
品牌
型号
出厂编号
测量范围
误差
状态
保管人
1
全站仪
A
SOKKIA
SET250RX
108471
1～1500
2″
良好
龙远富
2
电子水准仪
A
Trimbe
Trimbe
732734
1.5～100
0.3mm
良好
龙远富
9、隧道施工测量方案
（1）、首先定位出隧道的起始位置，以便修建施工便道。
（2）、进洞之前，准确放样隧道中心线和拱顶标高，布置超前管棚，做好超前支护。
（3）、施工上导坑时，每开挖放炮并出渣完成后，放样出隧道中心线和边线，并在掌子面上定出拱顶标高，以便控制型钢钢架和格栅钢架位置，避免钢架侵入衬砌以内。
（4）、施工下导坑时，可以先放样出半边的边线以及中线位置。
放炮出渣后，再次放样相应里程的边线，控制型钢钢架和格栅钢架位置。
（5）、开挖完成并完成初期支护后，必须检查初期支护的断面尺寸。
可利用带免棱镜的全站仪对初支面进行扫描，利用相应的断面检测软件分析初支是否侵限。
（6）仰拱开挖之前，必须定出开挖的深度，在完成放炮出渣后，测量和上部施工测量的一样。
（7）在浇筑底板混凝土后，准确放样出矮边墙位置，并定出矮边墙顶面标高。
（8）洞外拼装衬砌台车，进洞之前检查台车的断面尺寸。
放样出隧道的中心线，架设全站仪于中线上，先左右调整衬砌台车，直至台车中线位于隧道中线上。
然后架设水平仪，使得台车顶面标高略高于设计标高2～3cm。
再次检查台车中线和顶面标高，直至中线和标高都达到施工和设计要求。
（9）浇筑完成衬砌后，必须利用带免棱镜的全站仪对衬砌进行扫描，检查衬砌是否侵限。
（10）放样出水沟电缆槽位置，并定出顶面标高。
10、隧道施工测量注意事项
（1）洞内导线点应埋设稳固，采用混凝土浇注埋设至隧道基岩上，宜采用不锈钢钢质球面中心为标志。
（2）洞内导线测量前应提前通风，保持视线清晰；
（3）测量时应接灯对测量觇牌进行照明，以增强照明效果；
（4）应采用三联架法或者测回间多次对中整平的方法削弱短边测量时的对中误差对方位角传递精度的影响；
（5）当距离掌子面最近的导线点与掌子面之间的距离超过洞内导线设计长度的 1.5倍时，必须要对洞内导线进行延伸测量，并对洞内中线进行修正；
（6）隧道衬砌前，应对中线点进行复测检查并根据需要适当加密。
加密时，中线点间距不宜大于10m，点位的横向偏差不应大于5mm。
（7）洞内导线测量应严格执行控制测量设计的各项技术要求。
（8）洞内导线进行延伸测量前，应复核原有的三个洞内控制点，确认原有导线点稳固可靠后方进行导线延伸测量。
（9）靠近掌子面的临时中线桩在使用前应加强复核，防止发生位移。
（10）洞外GPS控制点应加强施工过程中的复核，确保进洞使用的控制点正确可靠。
（11）隧道各工作面贯通后应及时测量贯通误差；
11、质量保证措施
我部实行公司总部、项目经理部、分部三级管理，有健全的质量管理组织体系，严格执行以总工为首的技术责任制，使得隧道控制测量管理标准化、规范化、程序化。
观测结束后，对控制点要进行定期检核，每季度检核一次，发现变化要重新观测，另外要经常进行不定期检核，防止桩位变化。
隧道控制测量前期布点、施测由分部及下属作业队完成，由项目经理部组织复测、评审，评审报告上报公司工程技术部，确保地下控制网施测、平差计算等工作满足规范要求。
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