车站施工竖井及横通道施工测量方案.doc
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目录
1、编制依据 1
2、工程概况 1
2.1车站概况 1
2.2周边环境 1
2.3工程地质概况 2
2.4水文地质概况 3
3、测量准备 3
3.1水平角的观测 5
3.2导线边长的观测 5
3.3地面高程控制测量 6
3.4测量人员 8
3.5主要测量仪器及工具 8
4、测量安排 8
5、测量方法 9
5.1竖井放样 9
5.2定向测量 11
5.3井上井下连接测量 12
5.4外业测量 13
5.5内业计算 13
5.6连接测量和计算的正确性检核 14
5.7连接测量工作的组织与实施 15
5.8两井定向 16
5.9施工竖井标高导入 17
6、质量标准 18
1、编制依据
1）北京地铁十六号线24标测量控制网测量交接桩书
2）北京地铁十六号线富丰桥站施工竖井及横通道施工图
3）《城市测量规范》CJJ8
4）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-2008
5）《工程测量规范》GB50026-2007。
6）《建筑施工测量技术规程》DB11/T446-2007
2、工程概况
2.1车站概况
本站为北京地铁十六号富丰桥站，位于富丰路、科兴路和西四环南路的富丰桥交叉路口处，车站呈东西向布置。
富丰桥站总长212.3m，有效站台中心里程右K19+470.500，车站有效站台中心处轨面高程25.08m，富丰桥站为双层三跨岛式车站，有效站台宽12m，主体结构宽21.3m，高17.07m，覆土约7.6m，采用暗挖PBA工法施工，车站东、西端均为矿山法区间。
车站设2个风道、4个出入口、2个无障碍电梯、1个外挂厅和1个安全出口。
1号风道位于东南象限绿地内，为双层三跨结构，采用明挖法施工；2号风道位于西北象限绿地内，为双层单跨拱顶直墙结构，“PBA”工法施工；4个出入口分别位于车站的四个象限，出入口跨路部分采用暗挖施工，场地条件允许时采用明挖施工；外挂厅位于西北象限绿地内，采用明挖法施工；无障碍电梯井采用明挖法；安全出口通道采用暗挖法施工。
综合场地条件有总体工筹，车站主体共设置2处临时施工竖井及横通道，其中1处施工竖井位于车站西南象限绿地内，与D西南出入口结合设置，主要用于施工车站西侧主体结构；另1处施工竖井位于车站东南象限绿地内，主要用于施工车站东侧主体结构。
2.2周边环境
站址周边规划已经基本完成。
路口的西北象限是公交总站；东北象限为韩庄子二里住宅校区；东南象限为欧尚超市；西南象限为星火科技大厦。
车站下穿西四环南路的富丰桥。
车站下穿处富丰桥上部结构为27+35+27m的三跨连续梁，采用单箱单室预应力箱型梁；下部结构为钢筋混凝土矩形墩柱+环形基础的结构形式。
车站西侧富丰路为双向六车道，规划红线50m，已实现规划。
车站东侧为科兴路，科兴路未实现规划，目前东端道路至丰台园区公园即止。
西四环南路富丰桥段规划红线100m，为城市主干道，车流量很大。
站位区域地下管线纵横交错，有雨水、污水、燃气、上水、电力等管线，各种管线主要密布于地下1.0~8.2m范围内。
施工通道下穿的主要管线有：
D1400雨水管（管内底标高43.44m，距横通道顶约1.95m）；D600污水管（管内底标高42.18m，距横通道顶经营方式0.77m）;DN400中压燃气（管顶标高45.47m，距横通道顶3.74m）。
2.3工程地质概况
根据本站岩土工程勘察报告，本次勘察的勘探钻孔最大深度为49.00m，按照地层沉积年代、成因类型、地层岩性及其物理力学性质对地层进行划分，共划分为7个大层，具体各土层岩性及分布特征概述如下。
表1富丰桥站施工竖井及横通道地层分布图
沉积年代
地层代号
岩行名称
颜色
状态
密实度
湿度
压缩性
人工填土层
①
杂填土
杂色
松散～稍密
稍湿～湿
①1
粉土质素填土
黄褐色
稍密
稍湿～湿
①3
砂质素填土
黄褐色
稍密
湿
新近沉积层
②
圆砾卵石
杂色
中密
稍湿
低压塑性
②1
细砂粉砂
褐黄色
中密
稍湿
②2
粉土
褐黄（暗）色
中密～密实
稍湿～湿
中压塑性～中低压塑性
第四
纪沉
积层
③
卵石
杂色
中密～密实
湿
低压
缩性
③1
中砂
褐黄色
密实
湿
④
卵石
杂色
密实
湿
低压缩性
⑤
卵石
杂色
密实
湿～饱和
低压缩性
第三
纪沉积岩层
⑦
粘土岩
褐红色～棕红色
湿
⑦1
砾岩
棕褐色～青灰色
湿
⑦2
砂岩
灰褐色
湿
2.4水文地质概况
（1）拟建场地地下水分布条件
拟建工程地面下约49.0m深度范围内的松散沉积层中主要分布1层地下水，地下水类型为潜水，含水层主要为卵石层，隔水底板为古近纪沉积岩层；水位标高为23.93m（埋深为23.50m）。
拟建场区近3~5年最高地下水位标高为25.00m左右。
施工期不利水位标高建议值为26.00m。
（2）地下水的腐蚀性评价
拟建场区潜水对混凝土结构具有微腐蚀性，在干湿交替作用条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。
3、测量准备
北京地铁十六号线24标地面导线网、高程网由业主单位委托北京城建勘测设计研究院有限责任公司专业测量队实测完成，控制网的形状、大小、点位分布满足施工的需要；地面平面控制网的精度为二等一级导线网；高程控制网的精度为二级水准网。
图1为富丰桥站~看丹站车站及区间导线控制点：
图1富丰桥站～看丹站车站及区间导线控制点
其布点形式为边角网精密导线，控制网的形状点位与线路走向基本一至，坐标系采用北京地方坐标系，部分导线点带有高程。
表2二等精密导线主要技术要求（GB50308-2008）
平均边长（m）
闭合环或附和导线总长度（km）
每边测距中误差（mm）
测距相对中误差
测角中误差（″）
测回数
方位角闭合差（″）
全长相对闭合差
相邻点的相对点位中误差（mm）
Ⅰ级全站仪
Ⅱ级全站仪
350
3～4
±6
1／60000
±2.5
±5√n
1／35000
±8
4
6
注：
1.n为导线的角度个数
2.本标段全站仪为Ⅱ级全站仪
3.1水平角的观测
当导线点上观测仅有两个方向时，水平角的观测按左、右角观测，左右角平均值之和与360°的较差应小于±4″。
当水平角遇到长边需要调焦时，采用盘左长边（短边）调焦，盘右长边（短边）不调焦，盘右长边（短边）调焦，盘左长边（短边）不调焦的观测顺序进行观测。
3.2导线边长的观测
每条导线边均进行往返侧：
Ⅰ级全站仪往返测各两个测回，Ⅱ级全站仪往返测各三个测回。
每测回间重新照准目标，每测回四次读数
表3测距各项较差的限值（mm）（GB50308-2008）
全站仪等级
一测回中读数间较差
单程各测回间较差
往返侧或不同时段结果较差
Ⅰ
3
4
2·（a+bd）
Ⅱ
4
6
注：
1.一侧回照准目标一次读数4次
2.a+bd为测距仪的标称精度
3.本标段全站仪为Ⅱ级全站仪
测距时读取温度和气压，以便进行边长的气象改正。
侧前、侧后各读取一次，取平均值作为测站的气象数据。
温度读至0.2°，气压读至50pa或0.5mmHg。
3.3地面高程控制测量
地面高程控制测量在城市轨道交通建设中与地面平面控制测量具有同等重要的作用，是全线线路和结构高程贯通的保障。
也是工程建设中的先行基础工作。
北京地铁十六号线高程控制网为二等水准网，主要是为施工服务。
施工高程测量主要包括有外业观测、数据处理及控制网的检测。
地面高程控制测量主要技术要求：
表4二等水准测量的主要技术要求（GB50308-2008）
等级
每千米高差中数误差中误差（mm）
仪器型号
水准标尺
观测次数
往返较差、符合或闭合环闭合差（mm）
检测以测测段高差之差（mm）
偶然中
误差M△
全中误差Mw
与已知点连测
环线或符合
平地
山地
二等
±2
±4
DS1
铟瓦
往、返
往、返
≤±8√L
------
≤±6√Li
表5二等水准测量测站观测限差（GB50308-2008）
等级
仪器型号
视线长度（m）
中丝视线高度（m）
前后视距差（m）
前后视距累计差（m）
基辅分划或黑红面读数较差（mm）
基辅分划或黑红面或两次所测高差较差（mm）
二等
DS1
≤60
≥0.4
≤2.0
≤4.0
0.5
0.7
本标段水准控制测量采用光学测微法，往测奇数站的观测顺序为“后－前－前－后”，偶数站的观测顺序为“前－后－后－前”；返测奇、偶数站的观测顺序分别按往测偶、奇数站的观测顺序进行。
地面水准控制测量观测时应注意事项有：
（1）水准观测应在成像清晰而稳定时进行，要撑伞防止强阳光照射。
（2）观测时不宜两次调焦，转动仪器的测微螺旋时，最后应以旋进方向，每一测站段数应为偶数。
（3）如测站发现超限可立即从测，迁站后发现超限后应从水准点开始从测。
（4）由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并重新整平仪器。
（5）水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度和水准测量测站观测限差要求符合表－4、表－5的要求。
（6）高程控制测量的水准仪在施测前必须进行i角的检校，开始前一周内每天检定i角一次，稳定后可隔半个月测定一次，检核时如i角大于20″时应对水准仪i角进行矫正（自动安平水准仪送仪器修理部门校正）。
i角检校方法如下：
图2i角监测示意图
在I1、I2处安置仪器，仔细整平后，分别在A、B标尺上各找准读数四次,取各尺读数的平均值。
I角的计算方法：
I＝2△×P″／（2×S）≈10″△
2△=（a2－b2）－（a1－b1）
P″=206265″
式中：
a2、b2—在I2处设站时观测A、B标尺上读数的平均值
a1、b1—在I1处设站时观测A、B标尺上读数的平均值
（7）用水平面代替水准面对高程的影响按下式计算：
△h＝D2／2R
D为水准路线长度、R为地球半径＝6371Km
表6地球曲率对照表
D（Km）
0.1
0.2
0.5
1
h（mm）
0.8
3.1
20
78
3.4测量人员
测量队长
王毅
测量技师
测量队员
马路
测量验线员
王永峰
测量验线员
王维
测量验线员
3.5主要测量仪器及工具
徕卡TCR1201
全站仪
一套
徕卡TS15
全站仪
一套
拓普康G2
水平仪
一台
拓普康FS1
测微仪
一台
2米
铟钢尺
一对
50米
钢卷尺
两把
5米
小卷尺
十把
5米
铝合金塔尺
5把
1000克、500克、250克
线锤
各一个
4、测量安排
地面近井点测量：
地面定线和施工竖井开工前，项目部测量班精测组根据业主提供的测量控制点，结合富丰桥站施工竖井的结构形式和施工需要进行导线加密控制测量，导线测量相对其它测量方法，点位布设灵活、使用方便等优点。
加密测量起算点起于业主提供的二等精密导线点，并在开工前进行复核测量，以保证测量结果的可靠。
加密控制点起算点不少于3个。
加密控制点的选点根据工程平面布置图和现场的实际情况进行，点位要在开挖、沉降影响范围之外比较稳固的地点，既要施工方便使用、保护、又要具有通视等条件。
导线与高程加密点设置成为附和路线的形式。
为了方便施工竖井的联系测量，需在井口附近建立近井导线点，测定近井点的位置，可采用极坐标法或导线法测定。
极坐标法：
利用竖井附近加密的导线点可测定竖井坐标位置，为了保证测量成果的可靠，进行双极坐标测量，即独立进行两次极坐标放样。
导线测量方法测定近井点：
采用导线测量方法测定近井点时，以二级导线网为起算数据，在其间加密导线点，形成附和线路，近井点处于位移变形区内，因此，每次进行联系测量时都要重新对近井点进行测量。
5、测量方法
5.1竖井放样
表7富丰桥站1号风道施工竖井井口坐标表
锁口圈
东南角
西南角
西北角
东北角
X
296528.291
296527.651
296535.351
296535.990
Y
494103.535
494097.972
494097.087
494102.650
竖井外井壁
X
296527.235
296526.322
296536.406
296537.319
Y
494104.864
494096.916
494095.758
494103.706
表8富丰桥站B出入口施工竖井井口坐标表
锁口圈
东南角
西南角
西北角
东北角
X
296595.8781
296594.8851
296599.8524
296600.8455
Y
494071.5212
494062.8780
494062.3073
494070.9505
竖井外井壁
X
296595.6143
296594.5528
296600.1162
296601.1778
Y
494071.8535
494062.6142
494061.9751
494071.2143
表9富丰桥站D出入口施工竖井井口坐标表
锁口圈
东南角
西南角
西北角
东北角
X
296505.715
296504.699
296510.262
296511.278
Y
493969.244
493960.402
493959.763
493968.605
竖井外井壁
X
296504.659
296503.370
296511.317
296512.607
Y
493970.573
493959.347
493958.434
493969.660
采用极坐标法放样富丰桥站各施工竖井锁口圈及井口坐标，并用双极坐标法进行复核。
在现场用钢尺校核结构尺寸后交桩给现场施工人员。
富丰桥站施工竖井高程测量：
测量仪器采用拓普康G-2精密水准仪，2m的铟钢尺，测量精度保留到毫米级，并与两个近井高程点复核后将施测数据交给现场施工人员。
表10富丰桥站1号风道竖井标高与结构表
锁口圈顶标高
46.400
锁口圈底标高
45.400
井口标高
47.800
马头门拱顶开挖标高
39.706
马头门横通道底板开挖标高
22.286
竖井底板开挖标高
20.486
表11富丰桥站B出入口竖井标高与结构表
锁口圈顶标高
46.480
锁口圈底标高
45.480
井口标高
47.780
马头门拱顶开挖标高
39.537
马头门横通道底板开挖标高
22.167
竖井底板开挖标高
20.367
表12富丰桥站D出入口竖井标高与结构表
锁口圈顶标高
46.700
锁口圈底标高
45.700
井口标高
48.100
马头门拱顶开挖标高
39.399
马头门横通道底板开挖标高
21.979
竖井底板开挖标高
20.179
富丰桥站施工竖井联系测量是将地面的平面坐标系统和高程系统通过施工竖井传递到地下，使地上、地下坐标系统相一致并作为地下隧道起算数据的侧量工作。
5.2定向测量
以地面近井点（导线点）为依据，确定井下近井导线起算边的坐标方位角和起算点坐标的测量工作，称为平面联系测量。
在竖井联系测量中，从竖井定向误差对地下侧量的影响来看，确定地下导线起算边的坐标方位角是一项很重要的环节，地下导线起算边的坐标方位角误差将使地下导线各边的方位角偏转同一个角值，由此引起的导线各点的点方位角误差将随导线的伸长而增大，假设导线的终点为p，起算边坐标方位角误差为m∝，引起p点的位置中误差为
mp=
式中---导线终点到起算点的直线距离；
---206265″
若设=±5″，=1000m，则
=±24mm
由此可见，对沿隧道布设的近似直伸型导线，由竖井定向确定的导线起算边坐标方位角对导线终点位置的影响是很大的，对地铁隧道的贯通来说，要保证在贯通面能正确贯通，对竖井定向的精度要求是很高的。
竖井定向的坐标传递误差对导线各点位置大的影响为一常数，它使导线点位置发生平移，其影响不随导线的伸长而积累，相对于坐标方位角误差的影响而言就非常小了。
因此，竖井联系测量确定地下导线起算边坐标方位角比确定起算边更重要，精度要求更高。
单垂稳定投点：
富丰桥站随着工程开挖掘进，由一井定向到多井定向（一井定向就是在一个竖井中悬挂两根钢丝，钢丝的一端固定在地面，另一端系有定向专用重锤自由悬挂），施工竖井采用单垂稳定投点法，单垂稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动，即在任何一个水平上投影为一个点;或者说两垂球线在井筒中构成一个竖直面，该竖直面与任何水平面上的交线都保持同一方向，以便井上、井下连测。
重锤侵入比重较重的液体中，如废机油、盐水等。
图3竖井钢丝投点示意图
（2）单垂稳定投点的主要设备：
重锤---挂在钢丝下端使钢丝在井筒内处于铅垂状态。
钢丝---钢丝采用细直径的抗拉强度高的优质碳质弹型钢丝。
富丰桥站施工竖井采用ø0.5mm钢丝，抗拉强度53～61Kg；悬挂垂球重35Kg。
手摇绞车---手摇绞车是控制下放钢丝和下放速度的主要器件。
绞车滚筒直径不小于250mm，并设有双闸。
反光片---贴在钢丝上，用于全站仪测距。
小垂球---在提放钢丝时，不能采用重锤，而是用3～5kg的小垂球。
5.3井上井下连接测量
在投点工作完成后，应立即进行井上井下连接测量。
连接测量的任务有两个，在地面上测定两垂球线的坐标及其连线的坐标方位角；在根据两垂线的坐标和方位角测定井下的导线起始点的坐标和起始边的方位角。
由于A、B两点不能安置仪器，因此需要在井上下选择连接点C、C′，从而在井上下形成以AB为公共边的三角形ABC和ABC′。
当已知D点坐标及DE边方位角和地面三角形各内角和边长时，便可用普通导线的方法计算出A、B两点的坐标及其两线的方位角。
同样，已知A、B两点的坐标及其连线的方位角和连接角′，就能计算出井下导线起算边D′E′的方位角及D′点的坐标。
图4连接三角形示意图
井上下连接点C和C′，是构成连接三角形的关键点，在选择点位时，应满足下列条件：
点C与点D及点C′与D′应彼此通视，CD和C′D′的长度大于20m。
点C与C应尽可能在AB延长线上，即角度和及′和′不应大于2°，这样可构成最有利三角形。
点C及点C′应适当靠近垂球线，使a/c及b′/c之值不大于1.5。
5.4外业测量
在连接点C上用测回法测量角度和，当CD边小于20m时，在C点观测水平角，仪器应对中三次，每次对中时转动仪器基座120°，连接三角形角度观测技术要求见表9
表13连接三角形中测角的技术要求
仪器级别
水平角观测方法
测回数
测角中误差
限差
半测回归零差
各测回互差
检验角与最终角之差
重新对中测回（复测）间互差
徕卡1202（Ⅱ级）
全圆方向观测法
4
±4″
8″
8″
-------
20″
测距在钢丝上贴反光片，使用全站仪的反光片测距功能，同一边测距互差不大与1mm，取算数平均值为最终结果。
5.5内业计算
确定角度、、′、′及D′点的坐标（X、Y）。
计算之前应对全部记录进行检查，对于延伸三角形，垂球处的角度、按正弦公式计算：
Sin=Sin
Sin=Sin
当＜2°及＞178°时，可用近似公式计算
=
=
当＞20°时，则不采用正弦公式，而采用边长公式
tan
tan
当α＞20°时，则不采用正弦公式，而采用边长公式
5.6连接测量和计算的正确性检核
连接三角形三内角和一般均能闭合，若有微小残差时，即可将其平均分配给。
三角形内角和只能检验计算的正确性，不能完全检核测角量边的正确性，要正确检核还要通过两垂线丈量距离C丈、和计算距离C计进行比较。
C计用下式计算
C计2=a2+b2-2abcos
按上式计算的C值与直接丈量值之差在地面不应大于±1mm
当＞20°、＜160°，按边公式解算三角形时，也可以用计算角度来检查量边测角的精度：
tan
地面连接三角形解算算例
表14地面连接三角形解算实例
的计算
边长核算
误差计算
连接三角形示意图
C计
2=a2+b2-2abcos
观
测
值
a
8.3359
C
3.0697
a2
b2=cos
2abcos
69.48722881
130.078587
0.99999959
190.1451353
m
m
m
±6.3″
±17.1″
±23.4″
b
11.4052
0°03′06.0″
改
正
数
，
平
差
值
a
b
C
8.3358
11.4054
3.0696
″
186″
C2计
9.4206805
a/c
2.7155422235
″
505.0908557″
0°08′25.1″
b/c
3.715411929
C计
C丈
d=C丈-C计
3.0693
3.0697
0.0004
=
（″）
691.0666187″
（）
0°11′31.1″
（
179°48′28.9″
180°00′00″
5.7连接测量工作的组织与实施
（1）技术准备:
定向结果能充分满足井下工程的精度要求
选用钢丝的型号、垂球的重量、以及绞车、滑轮等规格。
井上、下连接测量采用的仪器和工具，测角量边的方法和精度要求。
井上、井下所需的人员及分工。
（2）工作顺序：
检查井架的安全可靠性，前提是安全。
铺井盖和安装绞车
安装滑轮
下放钢丝
检查固定绞车锁定情况、检查钢丝自由悬挂情况
测角、侧边
定向结束，拆卸设备。
5.8两井定向
（1）两井定向的精度分析：
两井定向与一井定向一样，是由投点，井上、下连接三部分组成，因此，井下连接方位角的总误差为：
式中---投向误差，。
---投点误差。
c---两点间距离。
---206265″
地面连接误差
井下各边的连接误差
（2）两井定向的实施：
进行两井定向时，可在废弃降水井用作激光投点仪投点，投点仪精度在1/200000，当确定投点仪平面坐标后，投点仪下盘需顺时针旋转3600每次900，井下分中定点。
图5激光头点分中定点示意图
设投点误差1mm，其投向误差为
因两井投点的间距增大，投向误差对定向误差的影响不像一井定向那样起主要作用。
5.9施工竖井标高导入
（1）观测工作：
在井上、井下分别安置水准仪，在A、B两点读数a、b。
井上、井下水准仪同时在钢尺上读数m、n，此外还需测定井上、下的温度t1、t2取其平均值作为测量时的温度。
钢尺需是鉴定过的。
图6钢尺导入标高示意图
（2）加改正后成果计算精度可达1／10000以上
尺长改正方程式为：
钢尺在温度时的长度
钢尺的名义长度
尺长改正数
钢尺的线膨胀系数，一般为0.0000125／1c0
丈量时的尺温
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