京广路拓宽改造及地下隧道工程测量方案概要.docx

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京广路拓宽改造及地下隧道工程测量方案概要

一编写依据

《国家三、四等水准测量规范》（GB12898—91）

《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）

《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

《国家三角测量规范》（GB/T17942—2000）

《工程测量学》李青岳、陆永奇北京测绘出版社

《工程的变形监测分析与预报》张正禄等测绘出版社

二工程概况

郑州市京广路拓宽改造及地下隧道工程，位于郑州市中心城区，是与火车站西出站口紧密相连的南北向城市快速路。

本工程南起航海路，北至建设路，沿线分别与新莆南街、赵庄街、潘张街、淮河东路、保全街、永安街、陇海路、幸福路、康复前街、康复后街、中原路相交，全线长约3866.47m，包括隧道、地道、桥梁、人行地下过街通道等工程。

第三标段范围：

2＋137～2＋632.6（陇海路口北～现状康复后街南）雨污水、压力管、道路、隧道主体。

全长495.6米。

（1）桥遂工程：

京广路地下隧道工程南起永安街，北至中原路，全长约1840m。

其中主体箱涵暗埋段（含镂空段）长约1455m，U型槽段长200m，挡墙段长185m。

隧道主体结构采用钢筋混凝土双孔箱涵结构，为双向6车道布置，标准段单孔净宽13.1m，洞内净空4.5m，顶部预留1.5m高做为设备（施）安放空间。

中原路路口以南、陇海路路口以北设置四个进出主隧道匝道，匝道为钢筋混凝土单孔箱涵结构，匝道总长约1360m，其中暗埋段约660m，匝道净宽7m。

其中第三标段施工范围内包括隧道暗埋段及C匝道部分和D匝道全部。

三组织措施

1建立施工测量小组

建立施工测量小组负责整个工程的定位放线、标高传递、变形观测等施工测量工作。

人员由3~4名专业测量人员组成，项目技术经理任组长。

要求施工测量人员要具有高度的责任心，认真学习测量规范，熟悉设计文件，掌握施工计划，结合现场条件，精心放样，并随时检查、校核，以确保工程质量和施工的顺利进行。

2建立健全施工测量管理制度

建立健全施工测量管理制度，是搞好施工测量和提高施工质量的前提和保障。

管理制度包括：

1.施工测量管理机构的设置及其职责。

2.各级岗位责任制度及职责分工。

3.测量成果及资料的管理制度。

4.自检复线及验线制度。

5.交接桩及护桩制度。

6.仪器检校及维护保管制度。

7.仪器操作及安全作业制度。

8.对施工测量记录、计算的基本要求。

3对施工测量记录的要求：

1测量记录应原始真实、数字正确、内容完整、字体工整。

2.记录应使用规定表格，表中项目要记录完整。

3.记录应在现场随测随记，不准转抄。

4.记录中数字的取位应一致，并反映观测精度。

5.应现场勾绘记录中的草图，并注记清楚、详细。

6.测量中的各种记录、计算手薄应妥善保管，工程结束后统归档。

4对施工测量计算的要求

1.施工测量的各种计算应依据可靠，方法正确，计算有序，步步校核，结果可靠。

2.在计算之前应对各种外业记录、计算进行检核，严防测错、记错或超限出现。

3.计算中应做到步步校核，校核的方法可采用复算校核、对算校核、总和校核、几何条件校核和改变计算方法校核。

4.计算中的数字取位，应与观测精度相适应，并遵守数字的“四舍、六入、逢五单进双不进”的取舍原则。

5测量仪器的选择与使用

测量仪器的选择与使用将直接影响测量放线的精度、速度，以致影响整个工程的施工质量和工期，因此，选择先进、精密的测量仪器并合理的的使用与保养将对工程的优质、高效完成起重要作用。

5.1测量仪器的选择：

一、选择日本尼康DTM-550型全站仪

DTM-550型全站仪具有许多优秀实用的特点和测量功能。

它结实、重量轻、操作简便，测角、测距精度高，能进行大量数据存贮，同时电池的使用时间较长。

1.人体工程学健盘设计，直接面谈式操作，数字和字母输入方便，适合外业工作；

2.采用“氮处理净零轴”设计，仪器性能稳定；

3.Nikon独有的红光导向系统带有前、后、左、右四个方位指示；

4.国际标准IP×4防水设计，适应全天候作业；

5.高密度集成EDM，测距更快、更稳定。

“闪电式”测距，精测测距仅需1.2秒（最小显示0.1mm），跟踪测距0.5秒/次；

6.超长电池使用时间，连续测距/测角长达10.5小时；

7.技术指标：

测角精度：

1''

角度显示：

1''/0.5''（可切换）

测程：

3600m

测距精度：

2mm±2ppm（MSR精确测距模式）

4mm±2ppm（TPK跟踪测距模式）

水准器灵敏度：

管水准器20''/2mm

圆水准器10'/2mm

测距时间：

MSR模式1.2秒（初次2.5秒）

TRK模式0.5秒（初次1.5秒）

二、选择日本拓普康AT-G2自动安平水准仪（加装O.MICRO测微器，另配2m铟钢尺一对）。

它具有如下特点及优点：

1.自动安平作用快速稳定

TOPCONAT-G2自动安平水准仪内装有磁阻尼补偿器，它不受微小摆动的影响，具有十分稳定的精度，从而大大加快了自动安平的作用，使水准测量操作速度快、精度高。

四根特殊的塑料带用来悬挂磁阻尼补偿系统，因而不会受到磁场的影响。

2.防水望远镜结构

仪器上的望远镜是完全防水的，因此可以在各种潮湿环境下工作。

望远镜内装有干燥氮气，如下小雨，可以有效防止水气凝结在透镜表面。

3.用瞄准器加快照准速度，从而加快了水准测量的操作速度。

4.无制动装置的水平微动螺旋

无需制动即可在360度园弧上的任一点处转动水平微动螺旋，因而加快了照准速度。

水平微动螺旋可在其左、右端转动旋钮，使用方便，照准目标调节快。

5.技术指标：

每公里往返测水准测量精度：

±0.4mm（加测微器）

自动安平精度：

0.3''

补偿范围：

±15'

圆水准器灵敏度：

8'/2mm

望远镜有效孔径：

45mm

望远镜放大倍数：

32X

5.2测量仪器的检校、维护保管及安全操作。

1.严格按照“检验、测量和试验控制程序”对测量仪器进行周期检定，确保测量数据准确、可靠。

2.每次使用前对仪器进行常规检验。

3.仪器由专人保管，定人使用，定期进行清洁。

4.为了进行高精度测量，必须用遮阳篷或测伞遮挡仪器和三脚架，使其不受强烈的阳光照射。

5.为了获得较好的测角精度，采用盘左、盘右观测方法，以有效消除仪器常差。

6施工前的准备工作

1.在施工准备阶段，测量人员要严格审查图纸，掌握工程建设的规模、要求，以及与周边建筑物、构筑物的关系，施工前认真察看和复核由设计单位移交的测量控制点点位、数据。

一定要联测坐标及控制点高程，弄清主线与各匝道之间的线形关系及各曲线要素，正确放样并检查与即有道路的关系是否正确，如有问题及时同设计部门联系。

在已有控制点的基础上，要根据设计和施工要求，结合现场具体情况，对桩标不稳定，被移动或测量精度不符合要求的按施工测量要求进行补测、加固、移设或重新测定，并制订严密的施工测量方案，确定坐标系统和高程基准，建立施工控制网。

2.对使用的测量仪器进行全面的检修、检定，包括全站仪、水准仪、水准标尺、钢卷尺等。

3.根据施工方案，计算测量放样数据，并进行校核。

4.准备测量放线用的工具，包括：

钢卷尺、木桩、铁钉、锤、红蓝铅笔、线板、锯、对讲机、道钉、油漆、毛笔等。

四建立施工控制网

施工控制网是为本隧道的施工放样而建立的，按三角网平面控制测量三等技术指标确定。

本隧道的放样，遵循“由整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部”的原则。

通常首先建立施工控制网，由施工控制网放样隧道的桩位，再根据桩位的几何关系，由主轴线放样出辅助轴线，最后放样出隧道的细部位置。

采用这样的放样程序，能保证放样的隧道各元素间的几何关系，保证整个工程和各建筑物的整体性和流畅性。

按照勘察设计单位提供的桥位总平面图和测图控制网中新设置的基线桩、水准标点以及重要标志的保护桩，进行三角控制网的复测，并根据桥梁结构的精度要求和施工方案，补充加密施工所需要的各种标桩，建立满足施工要求的平面和高程施工测量控制网，并进行平差计算。

4.1建立施工平面控制网

平面控制网是工程隧道场区内桩位施工定位的基本依据。

施工控制网点应位置恰当，坚固稳定，使用方便，便于保存且密度也应较大，以便使用时有灵活选择的余地。

根据本工程特点及施工现场条件，并充分考虑箱涵的分布、施工的顺序、施工的方法以及施工场地的布置情况，本工程施工平面控制网布设为小三角控制网（见图4.1.1），

图4.1.1平面三角控制网

建立施工平面控制网时应注意以下事项：

1.严格按照工程的性质对控制网的精度要求建立相应等级的施工控制网，并进行平差计算以满足工程限差的要求，保证工程质量。

2.了能使三角点长期保存和使用，首先应根据总平面图进行选点设计，然后到实地核对并修改落实点位。

3.三角点之间应保证通视良好，便于埋设标志和观测作业，并应考虑便于加密和扩展。

4.三角点选定后，应埋设永久性标石一块，顶面需平整，且标志明显，并刻凿点号。

标石埋设方法如图4.1.2

图4.1.2三角控制点详图

5.保证角度观测的质量，要选择较好的天气和成像良好的时间进行。

观测前应检查目标是否偏心，全站仪在测站要精确对中、整平。

6.角网的角度观测应采用全圆测回法，其测回数及测量限差应符合JTT3.2.2-2三角测量的技术要求。

4.2建立高空测量站

由于工程场地高差大，障碍物多，相互透视很难保证，为了快速、高效地完成施工测量任务，在附近较高建筑物顶层建立三导高空测量站。

4.3建立施工高程控制网

根据施工现场的条件，本工程施工高程控制网分两级布设，首级高程控制点设五个（见下图），按国家III等水准网测设，控制整个施工场地，并与国家II等水准点联测，作为高程起算的根据，第二级高程控制网是在首级III等水准网的基础进行加密的IV等水准网，共设置四个，作为施工中的辅助水准点。

1.准点和施工水准点的埋设形式：

采用砼标石。

（如图4.1.3）

图4.1.3水准基点详图

2.准测量操作中应注意的事项：

1）量前应检校好仪器及铟钢水准尺；

2）在坚实地面上设站和选定转点，并尽可能使前后视距相等；

3）线长度一般在50m以内，视线高度高于地面一般不小于0.3，瞄准和读数时，要仔细对光，消除视差；

4）数前应严格检查管水准气泡居中，读数后应及时检查气泡位置，读数不要漏掉数或零；

5）尺要严格扶直，仪器搬站时，前视尺垫不能动，但可以将标尺取下，待下站观测时，再将标尺放上；

6）测时间应选在成像清晰稳定时，中午温度高、折光强时不宜观测，阳光较强时应使用测伞；

7）测时做到仪器、标尺、测站、线路、人员五固定且遵循“后、前、前、后”的观测顺序；

8）同一测站观测时，不得两次调焦；

9）动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后施进方向，均应为旋进。

五选点

1.选点员应接技术设计要求进行踏勘，并实地核对、调整确定点位。

点应有利于采用其它测量方法扩展和联测，对需做水准联测的点位还应踏勘水准路线。

2.点位选在基础稳定，并易于长期保存的地点。

3.点位应便于放置仪器，视野开阔，现场内不应有高度角大于15度的成片障碍物，否则应绘制点位环视图。

4.点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，点位距大功率无线电发射源（如微波站、雷达站等）的距离不应小于400M，电源220KV以上电力线路的距离不小于50M。

5.点位应利于隧道测量定位与施工放线，且距匝道中心线不宜小于50M，并不大于300M。

5．1埋石

1.各级全站仪点的标石均应设有中心标志，中心标志用直径不小于14MM的钢筋制作，并用清晰、精细的十字线刻成直径小于1MM的中心点。

标石表面应有点名及施测单位名称。

2.全站仪设置点的标石可按上图（标石规格）进行予制，亦可现浇制。

埋设时坑底应填以砂石并捣固密实。

本现浇200MM厚的混凝土。

埋设的点应待沉降稳定后方可使用。

六施工放样

在进行放样之前，测量人员首先要熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图，根据由整体到局部的原则，以控制网作为放样依据，找出主要轴线和主要点的设计位置，以及各部分间的几何关系，再结合现场条件与控制点的分布，研究并采用适宜的放样方法。

曲线的主点是整条曲线的控制点，因此放样曲线时首先要放样其主点。

主点放样后应认真校核，检查无误后钉大方木桩或道钉表示各主点点位，旁边钉护桩注记上点名和里程。

见表：

隧道、C、D匝道线形单元要素表。

1.内业：

利用计算机与全站仪联接的网络将桩位的三维坐标值输入计算机内，再通过通迅软件将相关数据转送到全站仪内。

2.外业：

为提高测量精度，减少搬站次数，将全站仪架设在京广路隧道高空测量站上，后面三角控制网中心点建站，可依次测出桩位。

3.复核：

采用坐标测量软件对各个点进行复核，并按记录软件程序进行操作，及通过计算机对成果进行分析，其结果符合《工程测量规范》的等级时，方可进行引桩（十字控制）见图6.1.1。

图6.1.1十字控制桩

如图6.1.2所示，根据图纸尺寸，依次放样出图中1、2、及1'、2'、直（曲）线的位置，弹上墨线，以此控制整段隧道箱涵底板模板及内外侧边线，从而保证成品的顺直与圆滑。

6.1.2箱涵模板控制线

6.2防撞墙施工的轴线控制

路面施工完毕后，将道路中心线全部恢复放样至路面上并弹墨线，然后根据剖面图中的尺寸，由道路中心线引测放样出防撞墙的中心线及施工的模板控制线，由此严格控制防撞墙的位置。

6.3高程放样

箱涵结构物的高程放样，主要采用几何水准测量的方法，有时也采用钢尺直接丈量竖直距离；对于侧墙则可采用悬挂钢尺进行高程传递或三角高程测量的方法进行。

6.4应用几何水准测量方法放样高程时，首先应将高程控制点以必要的精度引测到施工区域，建立临时水准点。

临时水准点的密度应保证只架设一次仪器就可以放样出所需要的高程。

根据已知水准点的高程，放样设计高程的方法如图4.1.6所示：

图中HA为已知水准点的高程，a为已知点上水准尺的读数，仪器的视线高Hi=HA+a。

若待放样点的设计高程为H，则可计算出待放样点上水准尺的读数b=Hi-H，然后中下移动水准尺使仪器照准B尺上的读数为b，并将其零点标定出来，此点即为设计高程的放样点。

当HB>Hi时，根据现场条件，可将尺子倒立，使视线对准B尺上的读数b，这时尺子零点的高程即为待放样点的高程。

图4.1.6高程放样图

6.5用悬挂钢尺或三角高程放样的方法进行。

悬挂钢尺法，所采用的钢尺应经过检定并有其尺长改正方程式，施测时应记录气温并对钢尺施加标准拉力。

如图4.1.7所示：

图4.1.7悬挂钢尺放样高程图

A为已知水准点，钢尺悬挂完毕，置镜于I1点，观测A点的水准尺读数a，再观测钢尺上的读数c；将仪器转移到I2点，先观测钢尺读数d，再观测B点的水准尺读数b，则B点高程为：

HB=HA—b+a+（d—c）每一悬挂钢尺水准测量应进行4测回观测，测回间较差应小于Δ=4MD。

七沉降观测

根据《建筑变形测量规程》的要求与规定，该隧道工程在各个桩柱上均设置沉降观测点。

7.1沉降观测点的标志：

其标志按螺栓式隐蔽标志埋设（见图7.1.1）。

图7.1.1沉降观测点螺栓式标志

7.2沉降观测的周期和时间：

沉降观测的时间和次数，应根据工程性质、工程进度、地基土质情况及基础荷重增加情况等决定。

八测量中应注意事项

1.变形测量的首次（即零周期）应适当增加观测量，以提高初始值的可靠性；

2.不同周期观测时，宜采用相同的观测网形和观测方法，并固定观测人员，使用相同类型的测量仪器，选择最佳观测时段，在基本相同的环境和条件下观测；

3.观测标志的立尺部位应加工或串球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂，并应视立尺需要离开柱面和地面一定距离；

4.在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降水等情况，均应及时增加观测次数，当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或几天一次的连续观测；

5.应在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观测，不得在日出后或日出前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线呈像跳动而难以照准时进行观测。

晴天观测时应使用测伞为仪器遮蔽阳光；

6.作业中应经常对水准仪及水准标尺的水准器和i角进行检查，当发现观测成果出现异常情况并认为与仪器有关时，应及时进行检验与校正；

7.测站观测限差超限，应立即重测；当迁站后发现超限时，应从水准点开始重测；

8.观测时仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内。

京广路道路拓宽改造及地下隧道工程项目部

2009.12