路基、桥梁、隧道施工测量控制方案.doc

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施工测量控制方案

一.概况

本合同段为XX至XXX高速公路XXX段路基、桥梁、隧道工程施工第1合同段的施工项目，起止桩号为K92+943.054--K99+500,路线长度为6.557km，本合同段沿线地形为山岭重丘区，地形陡峻，沿线林木较多，路线主要经过郭杖子、青石岭、抄道沟等村。

本标测量队将标段的高程、平面控制网的加密测设以及与相邻施工单位之间的衔接测量，为以后具体施工测量提供依据。

线路总长为6.557km,共测设加密导线（附高程）控制点共45个。

9个点为设计单位布设控制点，4个点做为固定点，5个做为校核点参与平差。

其中承德段23标内控制点3I047与承秦2标内控制点1I014参与我标段的控制网平差，经平差后闭合精度完全满足要求（见本节后附导线点平面位置示意图）。

二.编制依据

（1）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF81-2004）；

（2）《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；

（3）《公路桥涵施工设计规范》（JTJ041-2000）；

（4）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）；

（5）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）。

三.准备工作

（1）中标进场后，将根据设计单位交桩的导线点和水准点，立即组织测量人员用全站仪和高精度自动安平水准仪进行导线点和水准点复测，水准点测量采用四等标准测量。

根据需要对导线点和水准点进行加密，建立桥涵、路基、隧道施工导线和水准控制网。

测量成果资料上报监理工程师审核签认后，方可使用。

（2）组织路基横断面测量与绘制，并用全站仪现场放出路堑开挖边线、路基坡脚、桥梁等具体位置，标明其轮廓。

（3）测量队对所有测量进行记录并整理所有资料，测量记录以及成果资料及时提交监理工程师审查后签字认可，作为原始资料记录，统一归到项目经理部内业资料组进行归档，工程竣工后作为竣工资料归业主所有。

四.测量控制内容

1.路基测量

（1）路基放样准备工作

①首先恢复路线中桩，在地面中桩处标出填挖高度。

按设计图纸定出横断面各主要点如填方坡脚、挖方坡顶。

边坡放样按照边坡坡度、高度确定边坡填筑线及开挖线位置。

②路堤填筑线及路堑开挖线放样

本标段地处山区，山坡地势起伏不平，配合全站仪采用逐次次逼近的方法可快速准确的放出边桩的点位。

如下图

由图可知L左=b/2+d+mh左

L右=b/2+d+mh右

在上式中路基宽度b、边沟加护坡道宽d及路基边坡坡率m均为已知，因此L左、L右随h左、h右而变。

由于h左、h右是边桩点原地面距路基面的高度，所以边桩位置为采用逐点逼近法所求的待测点。

结合本标段路基具体情况以K99+260断面为例，示例如下：

路基中桩距左侧地坡脚先宽度为14.85m，右侧为14.85m，定线中桩挖深为9.59m，边坡坡率一级1：

0.75，二级1：

1,平台宽2m。

现以左侧为例说明测设方法（见下图）。

估计边桩位置若地面水平，则左侧边桩与中桩之间距离应为14.85＋9.591×0.6=20.334m（计算右侧时应加平台宽度），实际情况是左侧地面较中桩础底。

估计边桩础比中桩处地面低4m，则此时h左=9.59－4=5.59m，按此估计得边桩与中桩距离L左=14.85＋5.59×0.6=18.204m,的左侧边桩a点。

实测高差并试算边桩位置,测出a点与中桩地面高差为4.33m，此时a点距中桩距离L1左=14.85＋（9.59-4.33）×0.6=18.006m，此值比估计值18.204m小，所以正的边桩位置应在a点内侧。

从新估边桩位置,正确边桩位置应在18.204m～18.006m之间，估计从a点向内移18㎝，此时距离为18.024m，得左侧边桩b点.重测高差并确定边桩位置,测出b点与中桩高差为6.65m，则b点与中桩距离L左=14.85＋（9.59-4.217）×0.6=20.02m。

此值估计值相符，所以b点即为左边桩位置。

此法同样适用于填方路堤。

（2）路基高程测量

路基高程测量是设计高程控制的重要方面。

通过高程测定和放样可以知道当前施工点的标高。

结合本标测量仪器的配备情况。

施工中高程测定放样采用的的基本方法就是GPS、全站仪和水准高程测量。

GPS及全站仪在路基初始开挖填筑时使用（不详细介绍），到96区后严格采用水准测量以保证精度要求。

水准高程测量具体内容：

（见下图）

以K99+260桩号为例，路床顶面设计标高为403.22m。

附近水准加密点JM20高程405.957m。

测设此桩号中桩路基顶面高程，步骤如下：

在JM20与K99+260中桩间架设水准仪

在JM20立水准尺读数a=1.021m

在K99+260中桩立水准尺读数应为b=405.957+1.021-403.22=3.758m

但是初次在K99+260中桩出立尺时一次达到指定标高，施工控制中往往达不到。

可以打一根长木桩，使桩顶高于指定高程，将水准尺沿桩上下移动，当在尺上得出已知读数时沿尺底在木桩上画一道线即为指定高程

路基测量放样精度规范要求：

2.桥梁结构物测量

桥梁等结构物施工测量的目的是把图纸上所设计的结构位置、形状、大小和高低在实地标定上来，作为施工的依据。

（1）桥梁构造物测量放样内容

对设计图纸所有桩位进行桩位实地符合

定期复测桥梁控制网，并根据施工需要加密补充控制点

测定墩台基础桩的位置

进行构造物的平面和高程放样，将实际标高及几何尺寸测设于实地

测定并检查施工结构物的位置和标高，为工程质量的评定提供依据

（2）施工网控制

控制网的的复测周期可采取定期进行的办法，如半年一次，也可根据工程施工进度、工期并结合桥墩中心检测要求情况确定。

一般应在下部结构施工期间要对首级控制网及见米点进行至少两次复测。

（3）桩基定位测量

根据施工图纸坐标，经复核后采用全站仪坐标法进行。

挖孔桩桩位中心点放出后在标出点位，打好护桩。

护桩一般用50mm×50mm木桩打入中心桩位附近，并用水泥灌注使其牢固。

距离视桩径而定，护桩长度视实地地质而定。

人工挖孔桩成孔质量检验标准：

项目

允许偏差

孔的中心位置（mm）

群桩：

100；单排：

50

孔径（mm）

不小于设计桩径

倾斜度

小于0.5%

孔深

支承桩：

比设计深度超深不小于50mm

（4）承台测量放样

用全站仪坐标法放出承台轮廓线特征点，供安装模板用，用全站仪测定模板四角顶口坐标，直至符合规范和实际要求用水准仪进行承台顶面高程测量，精度达到四等水准要求，用红油漆标出高程相应位置。

但当桥梁位于曲线段时，承台的特征轮廓线不可用对应桩号进行曲线坐标计算，这样会与实际尺寸不符，以后抄道沟大桥右幅3#、4#承台为例（见下图）。

实际承台为矩形，按照特征点桩号计算出坐标尺寸为梯形。

此时应以桩基坐标按照承台相对尺寸，利用桩基之间的方位角计算出正确承台特征点坐标。

承台模板允许偏差

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和测量仪器

1

模板尺寸（mm）

±30

用钢尺丈量

2

模板标高（mm）

±20

用水准仪测量

3

轴线偏位（mm）

15

用全站仪或经纬仪

4

相邻两板表面高低差

2

水准仪

5

模板表面平整

5

2m直尺

（5）墩身放样

本标段桥墩墩身类型为圆墩和空心薄壁墩。

其中后抄道沟大桥右幅3#～7#和左幅6#～10#为空心薄壁墩，其余为圆柱墩。

圆墩放样时定出每节中心点即可，模板安装完毕后，用掉线法验证其垂直度至满足精度要求。

空心薄壁墩放样时，先在已浇筑承台顶面放出墩身轮廓特征点供支模使用，可视情况适当扩大轮廓线尺寸，通过掉线法和水平靠近尺进行模板安装。

用全站仪测出模板顶端特征点三维坐标，与设计值比较，进行调整直到差值满足规范和设计要求。

当方墩位于曲线段时，特征点坐标计算方法同曲线段承台。

墩身模板允许偏差

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和测量仪器

1

断面尺寸（mm）

±20

用钢尺丈量

2

顶面标高（mm）

±10

用水准仪测量

3

轴线偏位（mm）

10

用全站仪或经纬仪

4

垂直度或斜度（mm）

0.3%H且不大于20mm

垂线或经纬仪

5

大面积平整（mm）

5

2m直尺

（6）支座垫石及支座安装施工放样

用全站仪放出支座垫石特征轮廓点，供模板安装，完毕后用全站仪进行模板四角顶口坐标测量，直至符合规范设计要求。

用水准仪进行高程放样，并用红油漆标出相应位置。

待垫石施工完毕后用全站仪放出支座安装线。

支座安装允许偏差

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频率

1

支座中心与与梁体中心线偏位（mm）

2

全站仪或钢尺

2

支座顺桥向偏位（mm）

10

全站仪或经纬仪

3

支座高程（mm）

5

水准仪

（7）墩台竣工测量

桥梁墩台竣工后，为查明墩台个各主要部分平面位置及高程是否满足设计要求，需进行以下测量内容：

用全站仪测定各桥墩台中心及特征点的实际坐标一，与设计值比较，并计算墩台中心间距。

通过施测坐标计算或用钢尺丈量各部分尺寸、位置和长宽。

3.隧道施工测量

本标段隧道为公路隧道，右线洞长870m,左线洞长825m.其中右线曲线段长355.164m，直线段长469.836m；左线曲线段长409.242m,直线段长460.758m。

隧道测量工作的目的是在地下标出隧道设计中心线与高程，为开挖，衬砌与洞内施工确定方向和位置，保证开挖的隧道按设计要求准确贯通与附属设施的正确安装。

隧道施工测量主要内容：

将地面控制点坐标、方向和高程传递到洞内的联系测量

洞内平面与高程控制测量

根据洞内控制点进行施工放样，以指导隧道的正确开挖、衬砌与施工

1.路线引进洞联系测量

1）根据本标段实际情况，采用GPS定位技术在隧道进出口处布点，建立地面平面控制网。

进出口布设至少各两个定向点，并使洞口点与定向点间通视，以便全站仪观测。

根据隧道实际地形及施工安排情况，

由出口曲线进洞，向出口方向贯通，所以除洞口点外，还应把曲线上的主要控制点（如终点或起点）包括在网内。

下图为本标段采用GPS定位布设的隧道地面平面控制网。

每点均有三条独立基线相连接。

2）洞外高程控制测量用全站仪采用光电三角高程测量方法或用精密水准仪将水准控制点引测至洞口附近。

3）洞内平面和高程控制测量

在洞内设立主副导线环，测角以方位观测为主，测边以光电测距仪为主，洞内中线点根据洞内平面控制点来测定；在洞内曲线要素、直线150m，特殊时不小于100m、曲线通视情况不小于60m须设立一个导线点，水准点每120m设立一个。

洞内导线点布设示意图为了提高测量精度，洞内导线形式采用直伸型光电测距，全闭合导线环，用电子全站仪测设，角度平差采用简易平差法，坐标闭合差采用坐标简易平差法。

洞内的水准测量由洞口高程控制点，向洞内布置，洞内水准测量根据洞口高程控制点测定洞内各水准点的高程，以此作为施工的依据，并须定期复核。

A根据洞内导线测量成果，测设隧道施工中线，用于指导洞内断面开挖和衬砌施工。

b施工中线的测设，用全站仪或J2级经纬仪。

c隧道中线和高程在使用中须定期进行复测检查。

检查中线点时，其点位横向较差

不得大于5mm；检查高程点时，往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。

①、洞内平面控制点的选点、埋石

洞内控制点应选在通视良好，顶板或底板岩石坚固的地方，以使工作安全和控制点便于保存。

洞内导线点兼作水准点使用，埋石方法、要求与洞外导线点相同。

由于洞内施工和运输特别繁忙，光线较差，露出地面的标志易被破坏，导线点选择在中线的一侧，标石顶面应埋入地下10～20cm处，以坚固稳定、便于利用为原则，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要压在金属标志上。

埋石后，在边墙上以红油漆作为标志，标明点号、里程等，并以箭头指明埋点位置。

②、洞内导线测量

洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同，但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行，测站和目标都要严格对中，同时可以采用两次照准，两次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

③、洞内高程控制测量

A、洞内水准测量精度

地面与地下控制测量对贯通误差的影响，采取等影响分配原则，公路隧道的贯通限差为70mm，其中误差为35mm，则洞内高程贯通中

误差为mh=0.71×35=24.8mm，由于水准线路小于5Km，采用等外水准测量即满足精度要求。

B、洞内水准测量施测

洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点，施工导线点设置为临时水准点。

洞内水准点在隧道未贯通之前，只能布设支水准线路，为增加检核条件必须进行多次观测和往返观测。

随着隧道的掘进和水准点的延长，为满足施工放样和贯通精度的要求，先设置较低精度的水准点在施工导线点上，然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。

由于洞内通视条件差，仪器到水准尺的距离不应超过50m。

C、洞内测距三角高程测量

洞内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成，即导线水平角测量，导线边长测量和导线高差测量一并完成。

为了减少测量误差积累，导线点高程的传递通过主导线进行，施工导线点高程则由其附近的主导线点对其观测求得。

④、洞内中线测设

在隧道开挖初期，以洞口控制点为依据，放样临时隧道中线，指导隧道的开挖方向。

当隧道掘进到一定距离，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。

由于隧道位于平曲线上，临时中线点每5-10m设一点；正式中线点每50m设一点。

中线的测设可用极坐标法进行，为防止错误和提高精度，应以分中法测设中桩桩位。

⑤、洞内其它结构物的测设

洞内水平横洞、排水沟及其它结构物的测量放样，可根据这些结构物与中线的相对位置和设计高程进行测设。

（3）、隧道贯通误差的测定与调整

当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、量距、水准测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差。

为了保证线路中线平顺、断面尺寸与衬砌准确以及行车安全，必须进行贯通误差调整。

①、隧道贯通误差的测定

在隧道贯通面任取一临时点E，分别由相向的两条导线附近的控制点测定该点的坐标，得两组坐标值（XE1，YE1），（XE2，YE2），由两边水准点测定E点高程为HE1，HE2。

由此△S=[（XE2-XE1）2+（YE2-YE1）2]1/2即为平面实际贯通误差。

导线点N左

导线点N右

β

临时点E

贯

通

面

设贯通面的方位角为αF，则实际横向贯通误差为│△S.Cos△α│,实际纵向贯通误差为│△S.Sin△α│,其中△α=αF-arctg[（YE2-YE1）/（XE2-XE1）],而HE2-HE1为实际竖向贯通误差.

②、隧道贯通误差的调整

A、平面位置调整

隧道位于直线加曲线段上，因此，调整只能在未二次衬砌段且在直线段的时候比较好进行，调整长度将由未衬砌段长度确定,一般取100m。

B、高程调整

隧道贯通点附近水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程，其它各点按水准线路的长度比例分配，调整后作为施工放样的依据。

2.监控量测

由于本隧道地层岩性比较差，岩层主要为强风化、弱风化混合片麻岩、变质安山岩、石英岩，节理裂隙发育，岩体整体强度低，完整性差，洞室自稳能力差，易坍塌，不利于隧道施工及安全。

现场监控量测是新奥法复合式衬砌施工的核心技术之一，通过施工现场监测可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保障施工安全，为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，本隧道工程施工中进行以下量测项目

（1）、量测的内容及方法见下表

项目名称

方法及工具

布置

量测间隔时间

1～15d

16d～1个月

1～3个月

3个月以后

必测量项目

地质和支护状况观察

岩性、结构面产状及支护裂隙观察和描述，地质罗盘等

全长度开挖后及初期支护后进行

每次爆破后及初期支护后

周边位移

收敛计

每10～50m一个断面，每断面2～3对测点

1～2次/天

1次/2天

1～2次/周

1～3次/月

拱顶下沉

水平仪、水准仪、钢尺或测杆

每10～50m一个断面，每断面2～10对测点

1～2次/天

1次/2天

1～2次/周

1～3次/月

地表下沉

精密水准仪

洞室中心线上，并与洞轴线正交平面的一定范围内设必要数量测点

开挖面距量测断面＜2B时，1～2次/天

开挖面距量测断面＜5B时，1次/2天

开挖面距量测断面＞5B时，1次/周

地质超前预报

地震法超前预报仪TSP202/203

间隔100～150m一个断面

结合设计规范要求及我单位施工经验，本隧道监控量测必测项目为：

a）、地质和支护状况观察；b）、水平净空收敛；c）、拱顶下沉；d）、地表下沉；e）、地质超前预报。

（2）、量测方法

①、地质素描

A、爆破后立即进行工程地质、水文地质状况的观察和记录，并进行地质素描，地质变化处和重要地段要有照片记录。

、

B、代表性测试断面的位置形状、位置、尺寸及编号；

C、岩石名称、结构、颜色；

D、层理、片理、节理裂隙、断层等各种软弱面的产状、宽度、延伸情况、连续性、间距等；各结构面的成因类型、力学属性、粗糙程度、充填的物质成分和泥化、软化情况；

E、岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度及破碎程度；

F、岩石风化程度、特点、抗风化能力；

G、地下水的类型、出露位置、水量大小及锚喷支护施工的影响等；

H、施工开挖方式方法、锚喷支护参数及循环时间；

I、围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块、坍塌的位置、规模、数量和分布情况、围岩的自稳时间等；

J、溶洞等特殊地质条件描述；

K、喷层开裂、起鼓、剥落情况描述

②、水准仪测拱顶下沉或地表下沉

在地表稳定处设一固定点并引入高程，即可进行地表下沉的观测（具体式样见附图）。

水平净空收敛值用收敛仪进行测量，拱顶下沉、地表下沉的量测使用精密水准仪测量，读数精确到0.1mm。

③、收敛仪测坑道周边相对位移

A、隧道开挖后，围岩向坑道方向的位移是围岩动态的最显著表现，最能反映出围岩的稳定性。

因此对周边位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济的量测项目。

坑道周边位移用收敛仪量测其中两点之间的相对位移值，来反映围岩的动态。

B、测试方法及注意事项

开挖完成后尽快埋设测点，并测取初读数，要求在24小时内完成。

测点要尽量靠近开挖断面，要求在2m以内。

整个过程做好记录，并随时检查有无错误。

记录内容应包括断面位置、测点编号、初始读数、各次测试读数、当时温度、以及开挖面距量测断面距离等。

C、数据整理

量测数据整理包括数据计算、列表或绘图表示各种关系。

坑道周边相对位移计算式为

μi=Ri-R0

式中：

R0－初始观测值

Ri－第i次观测值

μi－第i次观测时，该两点间的相对位移

测尺为普通钢尺时，要消除温度影响，当温度变化大时，应进行温度改正，其计算式为：

μit=αL（ti-t0）

μi=Ri-R0-△μit

式中：

α-钢尺的线膨胀系数，一般取α＝12×10-6／℃

L－测量基线长

ti-t0－测量时与初测的温度差

绘制位移μ－时间t关系曲线图或位移速度v－时间t关系曲线。

④、地质超前预报另单独列出，对其详细阐述，在此就不细表。

⑤、测点测设频率见下表。

位移量测频率表

位移速率（mm/d）

距开挖面工作距（m）

测设频率

＞5

0～20

1～3次/天

1～5

0～40

1次/天

0.5～1

40～80

1次/天

0.2～0.5

40～100

1次/1～3天

＜0.2

40～100

1次/7～15天

⑥、结束量测的时间

考虑到我单位监控量测的实际操作目的和意义，我单位的监控量测的结束时间定为：

当围岩达到基本稳定后，以1次/3天的频率量测2周，若发觉无明显变形，便结束该点的量测工作。

⑦、洞内、外监控量测点测点的加工

A、地表下沉点，采用长度为40cm的φ12圆钢，在地表同一截面处埋设砼包铁芯桩，编号。

（具体式样见附图）

B、洞内观测点，统一采用40cm长Φ22螺纹钢，在端头处焊接三角形挂钩，便于准确测量。

样式如下：

（3）、测试断面、测线、测点、测孔的布设

①、测试断面的布置

本工程测试断面采用单一测试断面，即把单项测量内容布设在一个测试断面，了解围岩和支护在这个断面的动态变化情况。

隧道工程现场测量的单一测试断面沿隧道纵向间隔布置，分以下两种情况：

拱顶下沉和周边位移布设在同一断面，断面间距规定见下表

条件

洞口附近

埋深小于2B

施工进展200m以前

施工进展200m以后

断面间距

10m

10m

20m

30m,且围岩变化设置

地表下沉量测与埋深关系很大，其测试断面间距见下表

埋深h与洞室跨度B关系

2B＜h

B＜h＜2B

h＜B

断面间距m

20～50

10～20

5～10

②、周边位移的测线布置

隧道设计图纸中给出了参考测线布置，具体测点、测线见图所示。

地表、地中沉降的测点布置

③、地表、地中沉降观测点，主要应布置在洞室中轴线上方的地表或地中，在主点的横轴上也应布置必要数量的点，另外，在沉降区以外还应设置测点作为参照。

（4）、量测期间的确定

理论上讲这个期间是从开挖后开始到围岩或围岩加支护完全进入稳定状态为止，从变形来看就是到变形收敛为止。

不同的围岩地质条件，从开挖到变形收敛所需时间各不相同，因此，量测时间就有长有短，在稳定好的围岩中，其变形收敛快，一般量测七天就可以判断围岩稳定状态；在塑性流变性岩体中，其收敛时间长，有时可达两个月以上。

初始读数的测取，应在开挖后24小时内完成，且应在下一循环开挖前完成。

（5）、量测频率的确定，见下表

位移速度

量测断面到开挖面的距离

量测频率

位移速度

量测断面到开挖面的距离

量测频率

10mm/日以上

0B～1B

1～2次／日

5～1mm/日

2B～5B

1次／2日

10～5mm/日

1B～2B

1次／日

1mm/日以下

5B以上

1次／周

（6）、地质预报的数据分析与反馈

地质预报就是根据地质素描来预测预报开挖面前方围岩的地质状况，以便考虑选择适当的施工方案调整各项施工措施。

包括：

①、在洞内直观评价当前已暴露围岩的稳定状态，检验和修正初步的围岩分类；

②、根据修正的围岩分类，检验初步设计的支护参数是否合理。

如不恰当，则应予以修正；

③、直观检测初期支护的实际工作状态；

④、根据当前围岩状况，推断前方一定范围内的地质特征，进行地质预报，防范不良地质突然出现；

⑤、根据地质预报，并结合对已做初期支护实际工作状态的评价，预先确定下循环的支护参数和施工措施；

⑥、配合量测工作进行测试位置选取和量测成果分析。

（7）、周边位移分析与反馈

以围岩的位移来判断其稳定状态，关键是确定一个“判断标准”（或称为收敛标准），即是判断围岩稳定与否的界限。

包括三个方面：

位移量、位移速度、位移加速度。

我国《公路隧道施工技术规范》（JTGF