XXXXTJ6标项目测量施工控制方案.docx

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XXXXTJ6标项目测量施工控制方案

XXXX至XXXX（XXX）

高速公路XXX标

线路工程测量放样方法对比研究

编制：

复核：

审批：

XXXXXX有限公司

XXXX公路XXX标项目经理部

XXXX年X月

1工程概况

1.1概述

该项目是广东省高速公路网规划的“48联”——XXXXXXX高速公路，是“纵9线”怀集至阳江海陵岛高速与“纵10线”包茂国家高速公路粤境段之间的一条联络线，往西对接广西规划的浦北至北流（清湾）高速公路，是我省珠江三角地区通往广西新增加的一条出省通道，同时也是粤西山区和北部湾北部地区通往珠江三角地区的一条经济干线。

项目的建设对实现全省“三个定位、两个率先”总体目标，进一步改善粤西北山区交通条件及实现区域协调发展有着重要意义。

本合同段为土建XXX同段，起点位于罗定市XXXXX附近，终点在XXXXXX。

里程范围KXX+800~KXX+450，包括：

XXX隧道（1534m/1座）、XXX特大桥（1869m/座）、XX大桥（486.4m/座）、XXX大桥（688m/座）、XX大桥（848m/座）、XX中桥（36.44m/座）、盖板涵2道、通道1道、圆管涵7道及路基土石方等，全长6650m。

线路以整体式为主，分离式为副，在里程K38+500.309开始分岔，至K42+450处合并到一起.断链里程为：

右线K39+511.199=K39+510、左线为ZK39+535.199=ZK39+534。

本项目采用设计速度100km/h，路基宽度26m，双向四车道，桥涵设计洪水频率为1/100，按交通部《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）,本项目主要技术标准。

公路标准：

双向四车道高速公路，路基宽度：

26m，分离式路基宽13m，整体式路基宽度26.0m，横断面布置：

2.0m中央分隔带+2×0.75m左侧路缘带+2×（2×3.75m）行车道+2×3.0m右侧硬路肩+2×0.75m土路肩。

其中右侧硬路肩包含0.5m右侧路缘带。

路拱坡度：

路缘带、行车道和硬路肩横坡均为2％，土路肩为4％。

⑴汽车荷载等级：

公路—I级。

⑵桥梁宽度桥宽2×12.5m；

⑶结构设计基准期：

工程设计基准期为100年。

⑷耐久性设计环境类别：

I类。

⑸设计洪水频率：

大中桥及多孔中小跨径的特大桥1/100。

⑹其他指标按交通部《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）的规定执行

1.2自然条件

1.2.1地形、地貌

项目区处于云开大山脉之中，线路走向总体是北东——南西向布线，地势总体中间高两端低，以中低山和丘陵地形为主，溪流发育，地形复杂，“V”型谷、峡谷发育，线路经过处海拔标高介于89～800m之间。

项目区地貌按成因大致可分为冲洪积地貌（约占5%）、构造剥蚀丘陵地貌（约占73%）、构造侵蚀中低山地貌（约占22%）等三个地貌单元。

1.2.2工程地质

1.地层岩性：

线路沿线出露的地层、侵入岩单位不多，但局部岩性变化较为复杂，按所出露的地层从老至新依次为：

元古代、泥盆系、第四系等，出露的侵入岩有加里东期花岗岩（γ3）和印支期（γ5）花岗岩。

2.地质构造：

项目区位于粤西云开大山东南缘，夹持于北东向的吴川—四会断裂带与信宜—廉江断裂带之间，起点斜穿贵子弧形带断裂，自元古代以来，区内经历了多次复杂的构造变动，大地构造演化先后经历了晋宁期、加里东期、海西—印支期及中新生代大陆边缘活动带阶段。

不同构造阶段有不同的地质构造特征，所形成的构造特征相互叠加，构成了本区复杂但有规律性的构造形迹。

构造形迹包含有褶皱、断裂、韧性剪切带、片麻理、片理等，构造方位以北东—北北东向、北西向为主，它们构成了项目区的基本构造格架。

3.水文地质：

工作区地处于亚热带季风气候区，雨量充沛，地下水的补给充足，地下水的分布及埋藏特点与地形、地貌、岩性、构造条件密切相关。

区内历经多次构造运动，区内褶皱强烈，断裂、节理裂隙较发育，形成了一系列的储水构造。

沿线以中低山地、丘陵为主，其岩石节理裂隙发育，裂隙水广泛分布，其间散布着大小盆地及谷地等，为孔隙水的赋存提供了有利条件。

水系较发育，多与山脉平行分布。

沿路线经过的地表水系属珠江水系及鉴江水系，其中流经区内的主要河流有罗定江、黄华江和东江等，其中罗定江、黄华江属珠江流域的西江水系，而东江则属鉴江水系。

罗定江为珠江水系西江干流的一级支流，发源于信宜市十二念点南，自南向北流经平塘、罗镜、古榄、罗定、南江口，汇入西江，主流全长201公里，河床平均坡降0.867‰，流域总面积4493平方公里。

其中在古榄水文站集雨面积936平方公里，年平均流量27.1方/秒，年迳流量8.561亿方，年平均迳流摸数44.1升/秒·平方公里。

项目与其在K38+915（S1设计合同段终点）相交，河宽约50m，水深约0.5～2m。

K42+160～K48+800与其分支基本平行或小角度相交，K46+375与其分支近垂直相交。

4.气候、降雨等

本项目位于广东省西南部，属南亚热带季风气候，但又具有复杂多变的山区气候特点，夏长无严冬，气温偏高，多年平均气温22.1℃。

常年最冷是1～2月，平均气温11.3℃，常年最热是7月，平均气温32.9℃，极端值39.2℃，无霜期205～347天。

风向随着季节变化而转换，一般年份4～10月以南风和东南风为主，11月至次年3月北风较多，多年平均风速2.2m/s，最大风速16.0m/s。

多年平均降雨量1841.7mm。

项目区域内常见的灾害天气有低温阴雨、暴雨、台风、低温霜冻和寒

露风；也有龙卷风、冰雹等。

1.3标段的特点、难点及控制性工程

1.3.1标段特点

1、结构物特点为隧道长、桥梁长与路基短等；

2、隧道长，围岩差；

3、施工场地所在区地形起伏大，自走机械的行驶，材料及预制梁体的运输较困难；

4、本标段所处区域雨季时间长，桥梁和路基施工受雨季影响大；

1.3.2标段难点

1、XXX隧道长，左线1534m，右线1532m，围岩级别差，均为五级，岩石比较破碎，施工容易造成山体滑坡、坍塌，施工难度较大。

2、本标段所处区域雨季时间长，并时常有台风，桥梁和路基及隧道前期施工受雨季影响大,给施工造成难度。

3、路线短、结构物多、工期紧，合理、科学地进行施工组织安排成为本标段的难点之一。

1.3.3控制性工程

本合同段的控制性工程为XX中桥、XXX特大桥、XXX隧道、XX大桥、大田头桥、XX大桥，其中XXX隧道、XX大桥、XXX桥、XXX桥施工现场地形较复杂，施工便道少，工期比较紧，为全线的重点控制性工程。

1.3.4主要施工对策

1、加强领导，强化队伍

在项目经理部的组建上，选派有过类似工程施工经验，并符合业主规定经验年限的项目经理及总工程师；选派有类似施工经验、业务能力强的骨干管理和技术人员到本项目工作，安全员、质检员、试验检测人员以及特种施工人员需持证上岗。

2、发挥公司综合优势

根据我公司拥有的科技成果、工法成果、机械设备、技术水平及多年积累的施工经验，针对本项目的特点，采取有效措施，保证施工进度，确保工程质量。

3、科学进行施工组织

编制切实可行的实施性施工组织设计，采用网络计划技术优化施工工期安排，采取以流水施工作业组织为主，平业及顺序作业行作相结合组织施工。

1.3.5编制依据

1、XXXX至XXXX（粤桂界）高速公路招标资料；

2、XXXX至XXXX（粤桂界）高速公路施工图设计资料；

3、国家、交通部及有关部委颁发的现行施工规范、规程及验收标准；

4、《公路工程标准施工招标文件》（2009年版）相关规定；

5、现场考察相关参考资料及本公司的技术能力和管理水平。

2路线全线导线、高程的复测加密

2.1复测说明

根据业主和监理的要求，为保证工程建设的质量和安全，我合同段于2017年9月进行了设计院交桩控制点复测和加密。

设计院共交付GPS高级点16个附带四等或三等高程。

以设计院交桩控制点E075、E076（与5标合同段共用）为复测的起始边，复测至LX47、LX46（与7标合同段共用）。

两条基线边确定经业主，监理，7标，（5标未进场，先入为主）共同协商达成共识。

2.2外业

本项目平面坐标系为1980西安坐标系（椭球基准为1980西安椭球），中央子午线为111°35'，高斯投影，测区抵偿投影高程面为180m，采用1985国家高程基准。

复测时用的测量仪器是天宝GPS接收机6台，其中4台天宝R6机和5800II机，均检定合格。

GPS测量的精度为：

静态：

平面5mm+0.5ppm，高程5mm+1ppm，

所有测量仪器都经过省级计量部门授权的测量仪器检定中心检定合格，并在作业前进行了相关项目的检验。

2.3内业

内业使用中海达天宝软件进行基线解算平差。

2.4结论

导线复测计算成果、满足规范要求。

2.5复测依据

（1）《公路勘测规范》（JTGC10-2007）

（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

（3）《工程测量规范》（GB50026-2007）

（4）《国家三、四等水准测量规范》（BG/T12898-2009）

（5）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB∕T18314-2009）

（6）《施工测量标准化工作手册》（MBEC/GT-015）

（7）《云茂高速公路第TJ6合同段测量控制成果表》

（8）中交公路规划设计院设计的《两阶段施工图设计》

（9）广东省交通设计规划研究院设计的《两阶段施工图设计》

3隧道测量控制及贯通误差预计

XXX隧道为双向分离式隧道，左线起始桩号分别ZK39+534-ZK41+068，长1534m，右线起始桩号K39+510-K41+042，长1532m。

隧道处于群山环抱之中，根据规范要求，工程开工前要制定洞内控制方案与洞内贯通误差的计算分析，根据前期导线复测资料制定隧道洞内控制方案和洞内贯通误差计算分析。

具体如下：

3.1仪器配置

为满足施工技术要求，项目暂配备了徕卡系列全站仪2台，苏州一光DSZ2水准仪2台及相关配套附件，详见云茂高速TJ6标进场测量仪器台账。

云茂高速TJ6标进场测量仪器台账

序号

仪器型号

标称精度

台数

进场日期

检定期间

1

徕卡TS09plus

1"/R500

2

2017.10.1

2017.08.18-2018.8.17

2

中海达v90

2"/2mm+2ppm

2

2017.10.10

2017.10.10-2018.10.09

3

苏州一光DSZ2

+2mm

2

2017.9.15

2017.09.11-2018.09.10

3.2控制测量的目的

为指导和控制该隧道的施工，确保隧道顺利贯通，避免横向贯通误差过大并使隧道的施工线形最大限度地接近设计线形。

因此，应在隧道施工前，建立地面测量控制网。

在进洞施工后，做好洞内控制测量工作。

使地面控制测量的误差和洞内控制测量的误差对贯通误差的影响降到最小。

为达到此目的，必须做好地面测量控制网和洞内控制测量的方案设计，并通过贯通误差预计，判断所设计的方案是否合理和能否满足设计及施工的要求。

3.3洞外控制网设计

3.3.1洞外平面控制网

作为控制隧道施工的地面测量控制网，其主要作用是：

控制相向开挖的两侧在不能彼此通视的条件下，需要取得正确的贯通。

此外还应保证隧道施工中线与其两侧的路基中线的平顺连接。

在进行精度设计时，应根据隧道长度和确保贯通误差符合有关规范规定。

隧道贯通面上的贯通误差影响值,由洞外、洞内控制测量两部分误差组成。

根据公路测量规范,长度小于3km隧道的贯通总横向中误差为75mm,洞外分配值为45mm,洞内分配值为60mm。

根据洞内观测条件,按平均边长为400m时沿隧道中线布设洞内平面控制网比较理想。

根据公路测量规范,三等导线mβ=1.8″,四等导线mβ=2.5″，一级导线mβ=5.0″，为了满足贯通要求,提高贯通精度,根据现有仪器全站仪徕卡TCRA1201+R400是1.0″级,可以按四等导线进行洞内平面控制测量。

技术规范及要求：

测量等级

导线长度（km）

平均边长（km）

测角中误差（〞）

测距中误差（mm）

测距相对中误差

方位角闭合差（〞）

导线全长相对闭合差

四等

9

1.5

2.5

18

1/80000

5

≦1/35000

在进行网型设计时，要保证每个洞口两个GPS高级控制点的基础上另加一点，建立三角控制网。

以防止其中一点位被破坏。

影响整个进洞控制网的后续复测。

另外应考虑把地面网的精度裕量让给地下网，因为：

（1）地面网的布网形式较地下网灵活，地下网只有按线形工程的延伸方向和位置布网，而且受隧道边墙的限制。

地下网的边长是有限的，这样地下网的测量误差和积累要比地面网大得多。

（2）地下网的观测环境比地面网的观测环境要差，如照明、施工干扰等；

（3）由于施工干扰和山体压力容易造成地下网点的破坏。

在进行坐标系统和起算数据设计时，首先考虑到隧道中线和路基中线的连接平顺和线路里程的连续，地面网应至少包含2个原线路勘测控制网点，其次、考虑到隧道作为线路上的重要建筑物，其施工的尺寸完全一致，因此作为控制隧道施工的地面网是不允许有变形的，为此地面网的坐标系统应为独立坐标系统。

考虑到上述因素，地面网的坐标投影面，应为隧道中线的平均高程面，控制网的所有边长均应投影到该投影面上。

地面网平差时的起算坐标点，最多只能有1个且最好位于隧道的中部，地面网的起算方向，最好仅有1个方向，而且这个方向应为原2个线路勘测控制网点坐标反算的坐标方位角，拟采用出口两个控制点，这样地面网的平差计算才是真正意义上的独立网无约束平差，平差的结果不会有任何变形和扭曲。

本部暂定地面网的起算方向为隧道入口的两个控制点。

建立地面平面控制的常用的方法有：

中线法、精密导线法、三角网和GPS网等。

（1）中线法方案

只能用于短于1000m的直线隧道和短于500m的曲线隧道。

（2）导线法方案

以导线方式建立的隧道洞外平面控制，导线点应沿两端洞口的连线布设于已经确认洞口控制桩之间。

导线的内业计算一般采用严密平差法，对于四、五等导线也可采用近似平差计算。

（3）三角测量方案

三角网的水平角观测采用方向观测，起始边采用光电测距。

三角网的内业计算采用间接平差或按方向的条件平差，隧道较短且三角网的等级较低时，也可采用角度平差或近似平差。

根据本标段实际情况，计划采用导线法方案。

如图1所示。

对上图的控制点进行四等导线测量，根据四等导线测量规程测量角度和边长，构成角度和坐标闭合条件，采集数据后，进行严密平差（条件平差），可有效地对导线测量成果进行检核。

得出控制点的最终控制坐标。

图1地面控制网

3.3.2洞外高程控制网

建立河南寨隧道洞外高程系统的关键任务,是按照设计精度施测两相向开挖洞口附近控制点之间的高差,以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内,保证隧道按规定精度在高程方面正确贯通,并使隧道工程在高程方面按设计要求的精度正确修建。

根据本标段河南寨隧道现场实际情况，我部确定该隧道洞外高程控制网采用全站仪三角高程测量方法施测。

光电测距三角高程测量的主要技术要求

测量等级

测回内同向观测较差（mm）

同向测回间高差较差（mm）

对向观测高差较差（mm）

附合或环线闭合差（mm）

测距边测回数

边长（m）

四等

往返均

600

注：

D为测距边长度，以km计。

三角高程测量是根据两点间的水平距离和垂直角，应用三角公式计算处两点间的高差。

按照三角高程测量方法，在已知点上架设仪器，测设其与未知点的高差，反求处未知点的高程，在这个过程中需要对仪器、前后棱镜的标高进行量测，不可避免的会有读数误差等因素。

因此本部拟采用三角高程测高差的方法进行高程控制。

具体方案如下：

图2

如图2，B,C为控制网中的点，要测设B,C两点间的高差，可以先假定C点的高程已知。

在A点架设全站仪，分别测出AB,AC的高差，那么BC的高差就实AB,AC的差。

这样不需要对仪器、棱镜的标高进行量测，减少了因量测带来的误差。

为了减弱自身误差，本部拟采用同地通过变化仪器高进行两次观测，相互校核求得平均值的方法，提高精度。

3.4洞内控制网设计

3.4.1洞内平面控制网

为将地面控制网的控制参数引入洞内，以指导中线进洞和开挖方向，在平面控制时已经在隧道的进出口处布设了相应等级的控制点。

并进行了平差。

通过洞口控制点进行地下贯通测量；利用洞口控制点进行洞内控制网的布设，并指导开挖方向和测设洞内的线路中线，考虑道八达岭隧道是两端曲、中间直的线性，我部计划在每个洞口中线方向设一个稳定进洞点，每侧增设一个校核点，对进洞点进行点位校核。

为提高洞内控制的精度，洞内控制网的精度等级与地面网相同，洞内导线边的边长一般不短于300m。

并且最好布设成等边直伸支导线。

按照上述思路和隧道的具体情况及地形条件，设计的地下控制网的每进洞网型如图3所示：

图3

洞内主控导线以采用主副导线法进行布设，因为其可以进行自身检核，提高贯通精度（对于施工导线和基本导线在施工方案中在述）。

如图3所示，0为进洞控制点，实线为主导线，虚线为副导线。

副导线只测角不量距离，主导线既测角又量距离。

按虚线形成第二闭合环时，主导线在3点处能以平差角传算3～4边的方位角；以后均仿此法形成闭合环。

闭合环角度平差后，对提高导线端点的横向点位精度很有利；并可对角度测量加以检查，同时根据角度闭合差还可以评定测角精度；另一方面又节省了副导线大量的测边工作。

3.4.2洞内高程控制网

隧道洞内高程控制测量一般采用水淮测量。

根据规范要求采用四等水准测量，主要技术标准如下：

测量等级

仪器类型

水准尺类型

视线长（m）

前后视较差（m）

前后视累积差（m）

视线离地面最低高度（m）

基辅（黑红）面读数差（mm）

基辅（黑红）面高差较差（mm）

四等

AT-G6

双面

100

5

10

0.2

3.0

5.0

洞内水准测量的目的，是为了在洞内建立一个与地面统一的高程系统，以作为隧道施工放样的依据，确保隧道在竖向正确贯通。

洞内水准测量的方法与地面水准测量基本相同，但由于隧道洞内施工的具体情况，又具有如下特点：

（1）在隧道贯通之前，洞内水准路线均为支水准路线，因此须用往、返测进行检核。

由于洞内施工场地狭小，运输频繁，施工繁忙，还会有水的浸害，影响水准标志的稳定，故应经常由地面水准点向洞内进行重复水准测量。

根据观测结果，分析水准标志有无变动。

（2）为了满足洞内衬砌施工的需要，水准点的密度一般要达到安置仪器后，可直接后视水准点就能进行施工放样而不需要迁站。

洞内导线点亦可用作水准点。

一般情况下，水准点的间距不大于200m。

3.5横向贯通误差预计

河南寨隧道穿越高山，地形条件复杂，传统的导线控制测量方法要跨越山峰，施测难度大，周期长，外业工作量极大。

GPS由于具有全天侯、高精度、定位速度快、定位点间不需通视等特点，在该隧道控制测量中被采用。

而传统的导线控制测量的贯通误差预计的方法已不再适用。

隧道总的横向贯通误差来源有二个方面，一是洞外GPS控制测量引起的误差，二是洞内导线测量引起的误差。

将地下两相向开挖的洞内导线测量误差及洞外GPS测量误差各作为一个独立因素。

设隧道总的横向贯通误差为M横，根据等影响原则，洞外GPS测量误差和进出口两端进洞导线所产生的横向贯通中误差的容许值均为

（1）

根据式

（1），规范对洞内、洞外控制测量误差产生的横向贯通中误差的容许值的规定见表1

表1横向贯通中误差容许值

测量部位

横向贯通中误差（mm）

两相向开挖洞口间长度（m）

＜3000

3000～6000

进口端

53

71

出口端

53

71

总的横向中误差

75

100

3.5.1洞外GPS测量误差对隧道横向贯通误差的影响

洞外GPS测量误差包括GPS点的点位中误差和进洞定向基线边的方位角中误差。

根据误差传播定律，GPS点的点位中误差和定向边的方位角中误差对进洞导线在贯通面的横向贯通误差影响为

（2）

式中：

m外——洞外导线测量引起的横向贯通中误差

m0——GPS点位中误差引起的横向贯通中误差

L——GPS近洞点至隧道贯通面的距离

mα0——GPS基线边方位角中误差

ρ——206265″

有时GPS网平差报告只给出点位中误差、基线边的相对误差、基线边的标准差等几项误差参数，而不会给出基线边的方位角中误差。

为此需计算出点位中误差对隧道横向贯通的影响m0及基线边的方位角中误差mα0。

m0的计算可根据GPS网平差报告提供的点位误差椭圆参数绘出误差椭圆，再按图解的方法求出。

实际应用中m0可取GPS点位中误差作为估算数据。

控制网中某一点的平面位置误差是该点相对于邻近高等级点的点位误差，可认为是其相邻点的点位误差、它们之间的相对点位误差和高等级控制点误差三部分的联合影响，按等影响原则，可按下式求出此点相对于邻近点的相对点位中误差。

则

（3）

式中：

m点——GPS点位中误差

LG——GPS后视边长度

规范规定洞外控制点的间距不应小于300m，取后视边长度300m。

由式

（2）式（3）分别计算不同GPS点位中误差对应的m外见表4

表4GPS点位中误差引起的横向贯通中误差

GPS点位中误差（mm）

GPS点位中误差引起的横向贯通中误差m外（mm）

两相向开挖洞口间长度（m）

1000

3000

6000

5

7

15

29

10

14

31

59

15

21

46

88

20

28

61

120

25

35

77

147

30

42

92

177

3.5.2洞内导线横向误差的估算

根据隧道施工特点，洞内导线的横向误差可按等边直伸形导线进行估算。

在直伸形导线中，测距误差只对导线的纵向误差产生影响，而横向误差主要由测角误差引起。

如图1所示，各折角的测角误差将使导线在隧道贯通面上产生横向位移，即横向误差。

根据误差理论知，各折角的测角误差对隧道贯通面横向影响中误差为

（4）

式中：

m内——洞内导线测量引起的横向贯通中误差

L——隧道两相向开挖洞口间长度

mβ——导线测角中误差

ρ——206265″

n——导线边数

现行规范对导线平均边长和测角中误差的技术要求见表2

表2导线测量主要技术要求

测量等级

平均边长（km）

测角中误差（〞）

二等

3.0

≤±1.0

三等

2.0

≤±1.8

四等

1.0

≤±2.5

一级

0.5

≤±5.0

由于隧道内观测条件较差，规范规定洞内导线边长直线地段不宜小于200m，曲线地段不宜小于70m。

公路隧道一般半径较大，设置200m的导线边一般均能满足通视要求。

故洞内导线边长可取值200m。

洞内导线边长取200m，按式

（2）计算各等级导线测量对隧道横向贯通误差的影响见表3

表3各等级导线测量在贯通面引起的横向贯通中误差

测量部位

横向贯通中误差（mm）

两相向开挖洞口间长度（m）

1000

3000

6000

二等

3

13

34

三等

5

23

61

四等

7

31

85

一级

14

63

171

3.5.3洞外、洞内控制测量误差所引起的总的横向贯通中误差

按误差传播定律，有

（