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盾构测量技术施工方案


长沙市城市轨道交通 3 号线一期工程 SG-9 标盾构测量技术施工方案





1、编制依据 ............................................................... 1 2、工程概况 ............................................................... 1 2.1 基本概况 ........................................................... 1 2.2 水文地质条件 ...................................................... 2 3、地面平面控制测量 ....................................................... 5 3.1 平面导线控制网的复测 ............................................... 5 3.2 精密导线测量 ....................................................... 7 4、地面高程控制网测量 ..................................................... 8 5、联系测量 ............................................................... 9 5.1 地面趋近精密导线测量 ............................................... 9 5.2 导线测量 ........................................................... 9 5.3 具体测量方法 ...................................................... 10 5.4 高程传递 .......................................................... 10 6、地下控制测量 .......................................................... 12 6.1 洞内导线测量 ...................................................... 12 6.2 洞内水准测量 ...................................................... 14 7、施工放样测量 .......................................................... 15 7.1 盾构下井测量 ...................................................... 15 7.2 盾构拼装测量 ...................................................... 15 7.3 盾构姿态测量 ...................................................... 15 7.4 管片测量 .......................................................... 17 8、盾构机始发托架及反力架安装测量 ........................................ 14

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9、贯通测量 .............................................................. 18 9.1 水平贯通测量 ...................................................... 18 9.2 高程贯通测量 ...................................................... 19 10、竣工测量 ............................................................. 20 10.1 线路中线调整测量 ................................................. 20 10.2 断面测量 ......................................................... 20 11. 自动导向系统 ......................................................... 20 12、组织机构设置、仪器设备配置 ........................................... 21 12.1 组织机构设置 ..................................................... 21 12.2 测量仪器设备配置 ................................................. 21 13、安全保证措施 ......................................................... 22 14、质量保证措施 ......................................................... 22 15、环境保证措施 ......................................................... 23 16、工程测量仪器管理制度 ................................................. 24 16.1 仪器设备使用 ..................................................... 24 16.2 仪器设备管理制度 ................................................. 24 17、附件 ................................................................. 25

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盾构测量技术施工方案
1、编制依据
(1)《地下铁道工程施工及验收规范》GB 50299-2003; (2)《国家一、二等水准测量规范》GB 12897-2006; (3)《工程测量规范》GB 50026-2007; (4)《城市轨道交通工程测量规范》GB 50308-2008; (5)《城市测量规范》CJJ/T8-2011。

2、工程概况
2.1 基本概况
长沙地铁 3 号线 SG-9 标为我中铁二十五局集团与湖南省第三建设工程公司 联合中标,该标段主要施工内容为“一站三区间”施工(雅雀湖站主体施工,雅 雀湖站-四方坪站-丝茅冲站-烈士公园东站三个盾构区间施工)。我公司为联合 体中的主办方,主要负责“三区间”施工。 我项目部盾构施工场地布置于雅雀湖站,盾构机由该站西端头井始发。其中 雅雀湖站-四方坪站区间左线 1117.622m、右线 1097.255m,区间设 1 座联络通道 兼废水泵房;四方坪站-丝茅冲站区间左线 298.446m,右线 519.074m;丝茅冲站 -烈士公园东站区间左线 1525.969m、右线 1525.606m,区间设 2 座联络通道兼废 水泵房。整个盾构区间区间左、右线全长 6044.723m。 本工程车站处于德雅路与双拥路由东往西行至德汇路后往你那转向至呈南 北走向的车站北路。双拥路为四方坪内路面,车流相对较小为双向 4 车道,宽约 20m。车站北路为长沙市主干道,现状道路为双向六车道,宽度约为 40m,车流 量大,交通繁忙。两侧非机动车道现状宽度约为 12 米。 雅雀湖站-四方坪站区间, 线路出雅雀湖站后沿双拥路向西前行,转向正南方 向沿车站北路前行到达四方坪站北盾构接收井。车站北路和双拥路车辆繁忙,两 侧建筑物密集。 四方坪站-丝茅冲站区间,线路出四方坪站后往西南方向沿车站北路前行,
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沿车站北路往正南方向到达德雅路与车站北路交叉处设置的丝茅冲站。 车站北路 为长沙市主干道,道路车辆繁忙,两侧建筑物密集。 丝茅冲站-烈士公园东站区间,线路出丝茅冲站后沿车站北路往正南方向前 行,到达营盘东路站。车站北路为长沙市主干道,道路车辆繁忙,两侧建筑物密 集。

图 2.1-1 长沙地铁 3 号线 9 标盾构区间图

2.2 水文地质条件
2.2.1 烈士公园东站~丝茅冲站区间 (1)地下水的类型及富水性 根据区域水文地质资料、 现场调查及引用资料分析, 场地水文地质条件一般。 地下水类型分为填土中的上层滞水、第四系砂卵石层中的孔隙水及基岩裂隙水。 区间填土层富水性整体较差;孔隙水主要分布在全新统与中更新统含水层 中,孔隙水富水性中等,属弱承压水;基岩裂隙水赋存量较小,迳流条件较差。 (2)地下水的补给、径流、排泄及动态特征

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上层滞水赋存于填土中,主要受大气降水、沟管渗水、人工排水补给,以蒸 发形式或向隔水底板边缘流渗排泄,水量动态变化大,分布不连续。勘察期间未 形成稳定水位。 孔隙水赋存于砂、圆砾、卵石层中,受大气降水和地表水及河水补给,其具 有明显的丰、枯水期变化,丰水期水位上升,具承压性,枯水期水位下降,为弱 承压水,孔隙水与浏阳河河水水力联系紧密。 基岩裂隙水赋存于泥质粉砂岩、砾岩及中元古界板岩裂隙中。根据钻探揭露 及地质调查,基岩节理裂隙多为密闭或微张,迳流条件较差,水量甚微,未能形 成稳定水位。 (3)地下水的腐蚀性 本场地水的环境类型为Ⅱ类。上层滞水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土 结构中的钢筋具微腐蚀性;孔隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的 钢筋具微腐蚀性。裂隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微 腐蚀性。 2.2.2 丝茅冲站~四方坪站区间 (1)地下水的类型及富水性 根据区域水文地质资料、 现场调查及引用资料分析, 场地水文地质条件一般。 地下水类型分为填土中的上层滞水、第四系砂卵石层中的孔隙水及基岩裂隙水。 勘察期间正处旱季,根据现场钻探揭露情况,填土层富水性整体较差;孔隙 水主要分布在中更新统砂、圆砾、卵石等含水层中,孔隙水富水性中等,属弱承 压水;基岩裂隙水赋存量较小,迳流条件较差。 (2)地下水的补给、径流、排泄及动态特征 上层滞水赋存于填土中,主要受大气降水、沟管渗水、人工排水补给,以蒸 发形式或向隔水底板边缘流渗排泄,水量动态变化大,分布不连续。勘察期间未 形成稳定水位。 孔隙水赋存于砂、卵石层中,受大气降水和地表水补给,其具有明显的丰、 枯水期变化,丰水期水位上升,具承压性,枯水期水位下降,为弱承压水。 基岩裂隙水赋存于砾岩及中元古界板岩裂隙中。根据钻探揭露及地质调查, 基岩节理裂隙多为密闭或微张,迳流条件较差,水量甚微,未能形成稳定水位。

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勘察期间场地地下水稳定水位埋深为 2.5 ~ 6.5m ,相应标高为 41.83 ~ 46.29m,场地地下水分布不连续。 场地处于浏阳河冲积阶地上,水文地质条件中等~简单,地下水主要为孔隙 水,水量较少,上层滞水水量甚微。 (3)地下水的腐蚀性 本场地水的环境类型为Ⅱ类。上层滞水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土 结构中的钢筋具微腐蚀性;孔隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的 钢筋具微腐蚀性。裂隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微 腐蚀性。 2.2.3 四方坪站~雅雀湖站区间 (1)地下水的类型及富水性 场地地下水类型分为填土中的上层滞水、 第四系砂卵石层中的孔隙水及基岩 裂隙水。 填土层富水性整体较差;孔隙水主要分布在全新统与上更新统含水层中,孔 隙水富水性中等,属弱承压水;基岩裂隙水赋存量较小,迳流条件较差。 (2)地下水的补给、径流、排泄及动态特征 上层滞水赋存于填土中,主要受大气降水、沟管渗水、人工排水补给,以蒸 发形式或向隔水底板边缘流渗排泄,水量动态变化大,分布不连续。勘察期间未 形成稳定水位。 孔隙水赋存于砂、卵石层中,受大气降水补给,其具有明显的丰、枯水期变 化,丰水期水位上升,具承压性,枯水期水位下降,为弱承压水。 基岩裂隙水赋存于中元古界板岩裂隙中,基岩节理裂隙多为密闭或微张,迳 流条件较差,水量甚微,未能形成稳定水位。 (3)地下水的腐蚀性 本场地水的环境类型为Ⅱ类。上层滞水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土 结构中的钢筋具微腐蚀性;孔隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的 钢筋具微腐蚀性。裂隙水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微 腐蚀性。

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3、地面平面控制测量
3.1 平面导线控制网的复测
(1)平面网为长沙独立坐标系,高程网为 1956 年黄海高程系。 (2)控制点描述 本标段业主所移交的平面控制点是在城市 C 级 GPS 控制点的基础上加密的导 线网,这些导线点由于受高楼的影响,只能连测成附合导线,而不能测成闭合导 线;平面导线控制网的观测方法为: ① 采用左右角法进行观测,左右角平均值之和与 360°的较差应小于 5″, 每测站观测 4 测回。 ② 水平角观测遇到长、短边需要调焦时,盘右长边不调焦,盘左短边调焦; 盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。 ③ 精密导线的边长应往返观测各二个测回,每测回间应重新照准目标,每 测回应三次读数。 对于测量成果应进行平差计算,合格后方可应用,并将平面和高程控制网加 密报告、交桩点复测报告单独上报。 对于这部分 GPS 控制点和精密导线点宜在上午 9~12 点,下午 3~9 点进行 复测,其最佳时间是在大气稳定的阴天进行。 表 3.1 控制点位置
点号 T3041 T3038-1 SFSA T3040 T3043 T3044 T3045 T3046 T3047 X 103468.304 104221.248 104087.504 103487.7481 103104.2884 102737.3447 102330.8538 102058.9155 101700.6810 Y 51608.582 51871.482 52334.725 51856.4638 51146.5785 51176.9871 51155.3901 51195.4815 51207.8485 备注 三一大道合峰加油站东地下通道边 栖凤路与德雅路交叉口被浏阳河南堤 四方坪世方水岸小区 4 栋楼顶 德雅路与三一大道交叉口北路中间 三一大道与车站路交叉口西南 车站北路制药厂宿舍楼顶 车站北路邮电局宿舍楼顶 湖南省通讯建设有限公司西南路边 车站北路与长善路交叉口西侧

图 3.1 首级控制网示意图

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(3)轴线描述 表 3.2 区间轴线描述
内容 区间隧道 起-终点里程 雅雀湖站 ~ 四方 坪站区间 Y(Z)DK27+720. 800-Y(Z)DK28+ 818.055 左线:1117.622 右线:1097.255 350 28 10.07-19.64 四方坪站~丝茅冲站区间 YDK26+998.626~YDK27+5 17.700 ZDK27+221.576~ZDK27+5 17.700 左线:298.446 右线:519.074 1000 25.395 11.30-17 6 丝茅冲站 ~ 烈士公园 东站区间 YDK25+209.226~YDK2 6+736.076 ZDK25+209.226~ZDK2 6+736.076 左线:1526.033 右线:1525.678 3000 28 5.4-17.94

区间长度(m) 最小平曲线半径(m) 最大纵坡(‰) 埋深范围(m)

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图 3.2 各站近井点平面布置示意图

(4)一般规定 地面平面控制网应按城市轨道交通工程建设规划网中各条线路建设的先后次 序,沿线路独立布局。布网时应根据线路延伸和与其他线路交叉状况,在线路延 伸和交叉地段,必须有两个以上的控制点相重合。城市近期规划与建设的城市轨 道交通线路较多构成网络且原城市控制网不能满足建设需要时, 宜建立一个覆盖 全部线路的整体控制网。

3.2 精密导线测量
选择精密导线点应符合下列要求 (1)附和导线的边数宜少于 12 个,相邻边的短边不宜小于长边的 1/2,个别 短边的边长不应小于 100m; (2)导线点的位置应选在施工变形影响范围以外的稳定的地方,并应避开地 下构筑物、地下管线等; (3)楼顶上的导线点宜选在靠近并能俯视线路、车站、车辆段一侧稳固的建 筑上; (4)相邻导线点间以及导线点与其相连的卫星定位点之间的垂直角不应大于 30°,视线离障碍物的距离不应小于 1.5m,避免旁折光的影响; (5)在线路交叉及前、后期工程衔接的地方应布设适量的共用导线点; (6)应充分利用现有城市控制点标石。

表 3.3 精密导线测量主要技术指标
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闭合环 或附合 长(m) 导线总 长度 (km) 350 3~4

平均边

长沙市城市轨道交通 3 号线一期工程 SG-9 标盾构测量技术施工方案 测距中 测距相 测角 边长测 方位角 全长相 相邻点的 误差 对中误 中误 回数 闭合差 对闭合 相对点位 (mm) 差 差 差 中误差 Ⅰ、Ⅱ级 (″) (″) 全站仪 (mm) 18 1/60000 ±2.5 4 ±5√n 1/35000 ±8

注:1、n 为导线的角度个数,一般不超过 12; 2、附合导线线路超长时,宜布设结点导线网,结点间角度个数不超过 8 个;

导线采用二等导线测量,水平角观测采用左右角观测,左右角平均值之和与 360°的较差应小于 4″,观测中应考虑编制度盘变化。4 测回导线边长测量时, 一测回三次读数的较差应小于 3mm,往返平均值的较差小于 5mm。其近井点的点 位中误差应在±10mm 之内。

4、地面高程控制网测量
水准网应沿线路附近布设成附和线路、闭合线路或结点网。地面高程控制网 按照城市二等水准测量技术要求,其主要技术要求如下表: 表 4.1 水准测量主要技术要求
每千米高差中数 水准 中误差(mm) 测量 偶然中 全中误 等级 误差 MΔ 差 MW 二等 ±2 ±4 附合水准 路线平均 长度(km) 2~4 水准仪 等级 DS1 观测次数 水准尺 与已知 点联测 往返测 各一次 往返较差、附 合或环线闭 附合或 合差(mm) 环线 往返测 ±8 L 各一次

铟钢尺

注: L——为往返测段、附合路线长度,单位为千米(km);

表 4.2 水准网测量观测的视线长度、视距差、视线高度的要求(m)
视线长度 等级 二等 仪器等级 DS1 视距 ≤60 前后 视距差 ≤2.0 前后视距 累计差 ≤4.0 视线高度 视线长度 20m 以上 ≥0.4 视线长度 20m 以下 ≥0.3

对业主提供的高程控制点进行复核, 这些高程点位于先福村 A-05 栋西面墙、 先福村 A-03 栋东北角、天都国际大酒店西南角及地下车库入口、德雅里丝茅冲 安居小区 7 栋东北角、丝茅冲粮店 5 层楼西南墙角、步步高超市东北角及新城 1 栋西面墙上、西湖社区办公楼北面墙及北边 19 层楼房东面墙。开工前应对高程 控制点进行复核,对这些水准点至少半年复核一次。四点布设成一条附和水准路 线。 水准点应选在施工影响的变形区域以外稳固、 便于寻找、 保存和引测的地方,
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对已建成的水准网定期进行复测,第一次复测应在开工前进行,之后应 1 年复测 1 次,且应根据点位稳定情况适当调整复测频次。复测精度不应低于原测精度, 高程较差不应大于√2 倍的高程中误差。当水准点标石被破坏时,应重新埋设, 复测时统一观测。 水准网布设方式采用附和水准路线,水准路线应尽量沿坡度小的道路布设, 以减少前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流等障碍物。点位在图上设计、 实地选线选点、标石埋设。

5、联系测量
5.1 地面趋近精密导线测量
对区间隧道每个车站附近布设 3~4 个加密导线点,导线布设按《城市轨道交 通工程测量规范》要求布置,布设成附合导线或闭合导线。

5.2 导线测量
区间隧道利用车站的东西端头井进行投点, 两个投点与地面控制点组成附和 导线或者闭合导线。每次投点单独进行,共投三次。三点互差小于 2mm。 地下导线的起始边作为每次联系测量的基线边,车站底板上用强制观测墩, 投点仪向上投点时采用三联脚架法进行角度和距离测量, 以减少仪器对中误差和 边长较短引起的测角和测距误差过大的影响。趋近导线、竖井定向导线与地面控 制网一起进行整体严密平差。联系测量在隧道掘进前、掘进 50 米、100-150 米、 距贯通面 150~200 米时分别进行一次联系测量,保证盾构机的正确姿态,使盾构 机能顺利吊出; 洞内导线沿隧道中心布设成导线环的形式,平均边长在 150m 左右,每次换 站利用两个已知边进行定向测量,误差控制在规定范围之内,并取算术平均值。 区间采用三次联系测量, 每次联系测量与地面点形成闭合导线的形式并且进行严 密平差,平差结果满足《城市轨道交通工程测量规范》要求方可使用。 因为丝~烈区间长度超过 1500m,宜增加联系测量次数以保证测量精度。联 系测量的任务: 地下导线起算边的坐标方位角, 确定地下导线起算点的平面坐标; 确定地下水准点的起算高程。 图 5.1 联系三角形测量示意图
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5.3 具体测量方法
盾构三个区间段,均采用附和导线进行测量,地面一次,取三次测量成果的 加权平均值,指导隧道开挖。经初步估算并参考导线利用 SFSA、T3038 作为起始 边,并与 T3044、T3045 形成附和导线。 洞内导线沿隧道中心布设成导线环的形式,每条边长控制在 150m 左右,每 次换站利用两个已知边进行定位测量,误差控制在规定范围之内,并取算术平均 值。此区间采用三次联系测量,每次联系测量与地面点形成闭合导线的形式并且 进行严密平差,平差结果满足规范规定要求方可使用。 为使井口墩台点的坐标和方向能严格传递到井下,指导盾构推进,计划用吊 钢丝法进行传递,即在井口支架上吊两根细钢丝,悬挂重锤吊入井下的油桶阻尼 液中,使钢丝稳定。两根钢丝组成如图所示的三角形,通过观测计算出井下控制 点的坐标,与井下控制点连线的方位角,用联系三角形传递方位角时必须采取措 施保证两根钢丝自由悬挂。 图 5.2 竖井传递示意图

5.4 高程传递
(1)地面水准测量 在业主提供的长沙市二等水准点基础上布设精密水准网, 布设成附合水准路 线。车站、竖井附近设置 2 个水准点,采用往返测量,每一测段的往测和返测, 分别在上午和下午进行。
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精密水准点选在离施工场地变形区外稳固的地方; 墙上水准点选在永久性建 筑物上。水准点点位应便于寻找、保存和引测。精密水准点间距平均 300m。 精密水准测量的观测方法如下: ① 往测:奇数站上为:后---前---前---后 偶数站上为:前---后---后---前 ② 返测:奇数站上为:前---后---后---前 偶数站上为:后---前---前---后 ③ 由往测转向返测时,两根标尺必须互换位置。 精密水准测量观测的技术要求为: 视距小于等于 60m 前后视距差小于等于 1 m 前后视距累计差小于等于 3 m 往返较差、附合或闭合差:±8 L ㎜,L 以 Km 计 表 5.2 水准测量的测站观测限差(m)
等级 二等 上下丝读数平均值与 中丝读数之差 3.0 基、辅分划 读数之差 0.5 基、辅分划所 测高差之差 0.7 检测间歇点 高差之差 2.0

(2)趋近水准测量 ① 近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻精密水准点上。 趋近水准测量技术要求和测量方法执行地面水准测量。 ② 由于竖井传递高程,是通过测量井深而将地面水准点的高程传递至井下 的水准点,高程传递应独立进行两次;每次应独立观测三测回,每测回应变动仪 器高度,三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于 3 ㎜,并进行温度、尺 长、钢尺自重张力改正。 钢尺导入法:用悬挂钢尺法进行高程传递,在传递时,应该用两台精密水准 仪。两根水准尺和一把钢尺同步观测并进行温差和检定改正,其布置如图所示, 将钢尺悬挂在支架上,其零端放入井中,并在该端挂一重锤,一台水准仪在地面 上,另一台在隧道中(如下图所示),同时读取钢尺读书 R1,R2 和水准尺读数 A,B,此时井下 BM2 点高程为: Hb=HA+R1-R2-A-B+△L1+△L2
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式中:△L1 为钢尺的温度改正数 △L2 为钢尺的检定改正数 而△L1=ɑ*(R1-R2)*(T 均-T0) 其中:ɑ 为钢尺的膨胀系数=0.0000125/℃ T 均为地面地下平均温度 T0 为钢尺检定时的温度 钢尺由于自重而产生的伸长改正数: △L3= rL2÷(EZ) 式中:r — 钢尺密度,一般取7?85g/cm3 E — 钢尺的弹性摸量,一般取 1?96?105MPa 因此, △L=△L1+△L2+△L3 如果悬挂的重锤质量与检定时的拉力不同,则须增加由于增重而引起的伸长 改正数: △L4=(Q-H)/(EF)?L 式中: Q — 重锤的质量 F — 钢尺的横截面积 图 5.2 高程联系测量示意图

(3)本方案应注意: ①采用两台精密水准仪加钢尺同步观测,钢尺必须施加鉴定时拉力,观测 2-4 组数据。 ②选定较为稳定和便于保护起始点位置 ③地下起始点须经常检查。

6、地下控制测量
6.1 洞内导线测量
区间隧道洞内平面和高程测量应包括洞内施工导线测量、施工水准测量。 洞内平面起算点利用直接从地面通过联系测量传递到地下的近井点, 地下起 算方位边不应少于 2 条。 图 6.1 地下控制点布置图
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(1)洞内导线的布设形式 洞内导线是保证盾构正确推进方向和平面贯通的地下控制网, 洞内导线分成 两级布设,即施工导线(边长 30~50m)和施工控制导线(平均边长 150m),当推进 地段不超过 100m 时,亦可二者合一,布成一种地下导线,直线段边长 120m , 曲线段边长 50~60 m ,在左右线旁通道处可设左右线联测点,施工控制导线点 应布设成三角形边角网或闭合多边形,并进行角度和距离平差;所有的导线点均 做成强制对中点,减少对中误差。具体布设形式如下图: 图 6.2 洞内导线网示意图

(2)洞内导线测角和测边 洞内导线的测角和测距跟地上导线测法相同,用左右角观测法和全圆测回法 观测,但由于洞内环境与地上不同,因此需要采用一些特殊的措施: ①洞口内、外两个测站的测角和测距应选在大气稳定的阴天或夜间进行观 测。 ②由于洞内导线边短,仪器对中和目标偏心对测角的影响较大,因此,测角 时在测回之间,仪器和目标都应重新对中,以减少此项误差的影响。为了减小照 准误差和读数误差,在观测时瞄准两次,读数两次的方法。 ③洞内导线测角应用灯直接照射前、后视棱镜觇牌。

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④洞内进行导线测量前必须通风排除烟尘和水气,等成像清晰后进行观测。 (3)洞内导线的平差 洞内导线的平差与一般导线的平差相同,在盾构推进中,凡是己构成闭合图 形的导线环,都应进行平差计算,算出导线点的平差坐标值,以平差后的坐标值 指导盾构推进和管片的组装。 (4)洞内导线的检测 洞内导线延伸前,对己有的施工控制导线前三个点进行检测。检测点如有变 动,应选择另外稳定的施工控制导线点进行施工控制导线的延伸测量,洞内施工 控制导线应经常与地面导线控制点联测,确保洞内导线点的正确性。

6.2 洞内水准测量
(1)洞内水准点布设在施工控制导线点附近,并做好明显的标记加以确认 并定期复测。 (2)水准点测量按二等水准技术要求进行,水准线路往返较差、附和或闭 合差限差满足小于±8 L mm (L 以公里计算)。 (3)盾构推进至隧道全长的 1/3,2/3 和距离贯通面 50~100m 时,分别对 地下水准按二等水准精度要求复测,确认成果正确或采用新成果,保证高程的贯 通精度。 (4)重复测量的高程点间的高程较差应小于 5mm,满足要求时,应取逐次 平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。 (5)相邻竖井间或相邻车站间隧道贯通后,地下高程控制点应构成附和水 准路线。

7、盾构机始发托架及反力架安装测量
在盾构机始发托架安装前, 利用井下控制点精确在地面标定出隧道设计中心 线及盾构托架支撑导轨的中心线, 利用井下高程控制点放样出导轨在盾首和盾尾 处的设计高程,确定出盾构机和反力架的倾角,作为盾构托架和反力架的安装、 调整的依据。 在始发托架、基准环以及反力架安装完毕后,对安装结果进行检查。检查结 果满足以下条件时,方认为安装合格,否则重新进行调整。
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①基准环和反力架的倾角应与隧道的中心轴线的法线平行; ②基准环和反力架的中心线应与隧道的轴线一致; ③始发托架中心线与线路中心一致。 图 7.1 托架示意图

8、施工放样测量
8.1 盾构下井测量
采用通过竖井的联系三角形定向测量或其他测量方法将测量控制点传递到 端头井内。并测放出盾构托架及反力架的中心位置,测设值与设计值较差小于 3mm。

8.2 盾构拼装测量
安装盾构导轨时,测设同一位置的导轨方向、坡度和高程设计值较差小于 2mm。盾构机组装完成后,进行盾构纵向轴线和径向轴线测量,主要有刀口、机 头与盾尾连接中心、盾尾之间的长度测量;盾构外壳长度测量;盾构刀口,盾尾 和支撑环的直径测量。

8.3 盾构姿态测量
(1)盾构姿态人工测量概述 在盾构施工的过程中,为了保证导向系统的正确性和可靠性,在盾构机掘进
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一定的长度或时间之后,应通过洞内的独立导线监测盾构机的姿态,即进行盾构 姿态的人工检测。监测标准按下表评定: 8.1 盾构机姿态测量误差技术要求 测量项目 测量误差 平面偏离值(mm) ±5 高程偏离值(mm) ±5 纵向坡度(%) 1 横向旋转角(′) ±3 切口里程(mm) ±10 (2)平面偏离测量 测定轴线上的前后坐标并归算到盾构轴线切口坐标和盾尾坐标, 与相应设计 的切口坐标和盾尾坐标,进行比较,得出切口平面偏离和盾尾偏离,最后将切口 平面偏离和盾尾偏离加上盾构转角改正后,就是盾构实际的平面姿态。 (3)高程偏离测量 测定轴线上的前后高程并归算到盾构轴线切口高程和盾尾高程, 与相应设计 的切口高程和盾尾高程,进行比较,得出切口高程偏离和盾尾高程偏离,最后将 切口高程偏离和盾尾偏离加上盾构转角改成后,就是盾构实际的垂直姿态。 (4)盾构姿态计算 应用井下导向成果计算出盾构标志的坐标,即前标和后标的坐标(并进行转 角改正),再算出切口和盾尾的坐标与设计坐标进行比较,计算出切口和盾尾的 平面偏离值。 测出前标中心的天顶角计算出前标高程, 再以盾构纵坡计算出切口、 盾尾的高程,经与设计高程比较后,计算出切口和盾尾的偏离值。 在盾构机内布设合适的目标靶(监测点), 在盾构机组装阶段测量出目标靶与 盾构机前后盾体中心坐标的几何关系。在施工测量阶段,在盾构机后面的管壁上 固定一个自动全站仪,对目标靶进行连续、实时监测,并把采集的数据传回中央 控制室,在控制屏上实时显示盾构机轴线与设计轴线的偏差。由于自动全站仪操 用简单,测量精度高,可以实时动态监测,通过软件处理可以得到盾构姿态的实 时状态画面,而且不影响施工。 图 8.1 盾构姿态测量

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8.4 管片测量
(1)管片测量概述 由于在盾构掘进过程中,刚拼装的管片还没有来得及注入双液浆加固,因此 还不稳定,经常发生管片位移现象。有时位移量很大,特别是上浮,位移量大常 常引起管片限界超限。因为地铁施工中规定,拼装好的管片允许最大限界值是± 10cm。为了防止管片的侵限,我们首先是提高控制测量的精度外,其次是提高导 线系统的精度,最后就是通过每天的管片测量,实测出管片的位移趋势,采取措 施尽量减小位移量。当然,管片测量还起到复核导向系统的作用。 (2)管片测量方法及精度 衬砌管片测量包括管片拼装的水平和竖直直径、环的椭圆度、环片中心的偏 差及高程偏离、环片前沿里程。管片 3~5 环测量一次,测量时每个管片都进行测 量。管片平面和高程测量允许误差为±15mm、管片的椭圆度误差为±30cm。 根据管片的内径是 2.7 米,采用铝合金制作一铝合金尺,铝合金尺长 3.8 米 (可根据实际情况调整长度)。测量时,首先用水平尺把铝合金尺精确整平,中 心立小棱镜然后用全站仪测量出小棱镜中心的三维坐标, 就可以推算出实际的管 片中心的三维坐标。每次管片测量时,应重叠 5 环已经稳定了的管片,这样就可

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以避免测错的可能。 图 8.2 管片姿态测量

(3)管片姿态计算 将测得的三维坐标导出来编辑成 cad 脚本,然后用 cad 自动画出来。这样水 平和高程偏差就可以一目了然了。

9、贯通测量
9.1 水平贯通测量
在隧道贯通面处,用坐标法从两端测定贯通点坐标差,并归算到预留洞门的 断面和中线上, 求得横向贯通误差和纵向贯通误差; 进行评定, 其评定标准按 《城 市轨道交通工程测量规范》平面与高程贯通误差限差进行评定。 《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)中规定暗挖隧道横向贯通 中误差应在±50mm,所以满足规范要求,在洞内布设的是四等导线网,使其有足 够的精度来保证线路的横向贯通。 在隧道贯通面处,用坐标法从两端测定贯通点坐标差,并归算到预留洞门的 断面和中线上,求得横向贯通误差和纵向贯通误差;进行评定,其评定标准按南 京地铁工程平面与高程贯通误差限差进行评定。 纵、横向贯通误差的测定 具体测设方法为:在实际贯通面附近设临时桩点 M,如下图所示,分别用贯 通面两侧的导线点测出其坐标,由进洞一侧测得的 M 点坐标为 XJ,YJ ;由出洞 一侧得的 M 点坐标为 XC,YC,则实际贯通误差为:
( X C ? X J ) 2 ? (YC ? Y J ) 2

f=

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贯 通 面

导线点

出洞侧导线

进洞侧导线

本工程三个区间左线和右线贯通面都在直线上,此时横向及纵向贯通误差分别 为: f 横=YC-YJ f 纵= XC-XJ ⑵ 方位角贯通误差的求取: 如上图所示,将全站仪安置在 M 点上,测出转折角β,将进出口两边导线连 通,就能求出导线的角度闭合差,即为方位角贯通误差。它表示测角误差的总影 响值。

9.2 高程贯通测量
用水准仪从贯通面两端测定贯通点高程,其误差即为竖向贯通误差。 洞内控制网平差和中线调整: (1)隧道贯通后,地下导线则由支导线与另一端基线边联测变成附合导线 或闭合导线,支水准路线也变成了附合水准路线,当闭合差不超过限差规定时, 进行平差计算。 (2)按导线点平差后的坐标值调整线路中线点,改点后再进行中线点的检 测,直线夹角不符值≤±6″,曲线上折角互差≤±7″高程采用平差后的成果。 (3) 隧道贯通后导线平差的新成果将作为净空量测,调整中线,测设铺轨 基标及进行变形监测的起始数据。 《城市轨道交通工程测量规范》 (GB50308-2008)中规定的隧道高程贯通中 误差±25mm。 高程控制点亦要用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数 据,并报监理工程师审查批准后方可使用。

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10、竣工测量
10.1 线路中线调整测量
以地面和地下控制导线为依据,组成附合导线或闭合导线,并进行左右线的 附合导线测量。中线点间的间距,直线上平均为 150m,曲线除曲线元素外不小 于 60m。 对中线点组成的导线采用 1 级全站仪徕卡 TS-09 型全站仪在左右角各测两测 回,左右角平均值之和与 360°较差小于 4″,测距往返各两测回,往返二测回 平均值较差小于 5mm。经平差后线路中线依据设计坐标进行归化改正。

10.2 断面测量
利用全站仪进行断面测量,步长按设计要求或按规范执行。根据测量结果确 定盾构管片是否侵限。

11.自动导向系统
盾构安装了一套自动导向系统。本系统能够对盾构在掘进中的各种姿态、以 及盾构的线路和位置关系进行精确的测量和显示。 操作人员可以及时的根据导向 系统提供的信息,快速、实时地对盾构的掘进方向及姿态进行调整。 自动导向系统特点: 无线缆作业模式:采用专业设计的 R 型控制箱进行全站仪的通讯和电源管 理,真正的无线缆作业。 先进的设计理念:科学的数学建模方法,模块化设计软件设计理念;基于 Geocom 指令的人机对话,基于数据库的数据管理模式,人性化的界面设计。 先进的硬件基础:系统采用由瑞士徕卡生产的 TS15-A 型全站仪,更稳定的 自动功能,更宽阔的工作温度。 全面的信息显示: 盾构的位置和偏差以数字和图形的形式实时显示在工业电 脑上,并且盾构司机还可以实时了解系统运行的工作状态。基于数据库的管理模 式,对所有测量和计算数据都进行了备份,便于后继数据查询和分析。

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12、组织机构设置、仪器设备配置
12.1 组织机构设置
在实际施工过程中,项目经理部总工程师总体规划和管理,工程管理部负责 测量队工作的总体调配和规划;测量队长直接管理测量队的全面工作;技术副队 长负责施工测量的技术工作;测量队下设测量员,负责具体的施工控制测量、施 工放样;内业资料整理及测量管理工作。其组织机构框图如下图: 图 11.1 测量管理机构框图 工程管理部

测 量 队

队长、主测

测量员

表 12.2 测量队人员组成
职 务 学 历 本科 本科 本科 本科 本科 本科 姓名 刘志杰 刘哲 朱长新 刘龙展 杨自生 王民鹏 工作年限 4年 3年 2年 1年 1年 1年

测量工程师 助理工程师 助理工程师 测量员 测量员 测量员

12.2 测量仪器设备配置
表 12.2 主要仪器设备配置表
仪器种类 全站仪 电子水准仪 水准仪 数显收敛仪 品牌型号 徕卡 TS09 天宝 DINI03 苏一光 DSZ2 JSS30A 型 21 精度 1″ 0.3mm 1mm 0.1mm 数量 3 1 2 1

长沙市城市轨道交通 3 号线一期工程 SG-9 标盾构测量技术施工方案 游标卡尺 0.02mm 1

13、安全保证措施
(1)对所有参加地铁施的测量工作人员进行不间断的安全教育,做到“不 参加安全培训,不允许上岗作业”,提高全员的自我安全意识及团队安全意识。 (2)指定专门安全监督作业员,对每天各组的安全进行提醒及监督。高度 重视测量人员及仪器设备的安全,深入辨识各种重大危险源,并制订针对性安全 措施,将危险消灭在萌芽状态,以保证各道工序的正常工作。 (3)在市区道路上作业时,测量人员必须按照规定穿反光背心,仪器旁必 须放置施工警戒专用的防护墩等,配备对讲机。严禁穿着拖拉、服装不整。 (4)外出作业及内业生产人员严禁酒后参加生产作业。 (5)注意用电安全,各种电器不得违章使用。同时注意防火防盗。 (6)外业作业时,相关人员要相互提醒,提高注意力,时刻注意人员自身 及仪器设备的安全问题,养成安全生产的习惯。 (7)按照公司职业健康安全体系有关规定执行,针对深圳特殊的地理、气 候环境,配备必要的防中暑、防蚊虫药品,保证职工的身体健康。

14、质量保证措施
(1)开工前对测量人员进行工程情况、技术要求、测量规范、测量仪器设 备的操作、测量方案、测量基本知识和测量重要意义的培训。 (2)测量仪器要建立检定台帐,定期校核,妥善保管,定期把测量和监测 仪器设备送到有检定资格的单位检较,确保仪器设备的精度。 (3)所有重要测量及放样的内业计算以及外业测量和放样工作,都必须做 到换手复核,换不同的人换不同的方法来复核,确保无误;现场必须做好详细记 录;每天写好施工日志。 (4)加强对导线点、水准点、中线点等关键控制点的保护,经常复核地面 特别是洞内的导线点、水准点、中线点等,随时掌握其准确性及可靠性。一经发 现点位变化,及时准确地改正并上报监理,确保万无一失。 (5)测量报验资料应及时上报,做好收发文登记,并应定期整理交给施工 技术科统一归档留存,重要资料和测量数据应留有备份,以防丢失和意外事故发
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生,造成不必要的损失。 (6)测量记录要详细、完整,测量资料的传递必须以书面形式进行,并严 格履行签字手续,做到“有据可查,责任到人”。 (7)积极与测量监理工程师联系、沟通、相互配合。满足测量监理工程师 提出的合理技术要求和意见。 车站梁板柱结构等重要部位的测量工作要请测量监 理工程师旁站监理,并把测量结果和资料及时上报监理,测量监理工程师复核合 格后方可进行下步工序的施工。 (8)定期请监控测量队对加密控制点进行复查。 (9)用于测量的图纸资料,测量技术人员必须认真核对,必要时应到现场 核对,确认无误无疑后,方可使用。如发现疑问作好记录并及时上报,待得到答 复后,才能按图进行测量放样。 (10)外业前,测量技术人员对内业资料进行检查,所采用的测量方法、测 量所用桩点以及测量要达到的目的向测工进行交底,做到人人明白;外业中,中 线和高程测量要形成检核条件,满足校核条件要求的测量才能成为合格成果,否 则返工重测;外业后,应检查外业记录的结果是否齐全、清晰、正确,由另一人 复核结果无误后,向工区技术主管交底。 (11)测量过程中,必须消除干扰,需停工的停工,以保证测量精度。各种 建筑物放样时应和施工人员密切配合,避免出现不必要的偏差。 (12)工区所用的导线点、水准点、轴线点(或中线点)要设置在工程施工 影响范围之外、坚固稳定、不易受破坏且通视良好的地方。定期对上述各桩点进 行检测,测量标志旁要有明显持久的标志或说明。经常复核洞内有变形地方附近 的水准点、 导线点, 随时掌握控制点的变形情况, 关注量测信息。 在测量工作中, 随时发现点位变化, 随时进行测量改正。 严格遵守各项测量工作制度和工作程序, 确保测量结果的准确性。 (13)建立测量复核制度,按“三级复核制度”的原则进行施测。

15、环境保证措施
按照环境管理体系有关规定执行。充分了解周边环境,制定相应的保护措施 及实施细则。 对作业范围内的环境进行充分的调查了解, 征求当地环境主管部门的特殊要
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求。同时按有关文明施工的管理规定,制定相应可行的保护措施。 施工人员不得在居住地及测量现场乱丢垃圾, 倾倒污水, 做好周围环境卫生。 使用的废旧电池、废弃纸张、打印机墨盒等必须按照院环境管理体系进行处 理,严禁乱扔。 居住地点各种测量设备不得随处乱放。 标石埋设尽量不破坏、少破坏现有草坪、植被等。

16、工程测量仪器管理制度
16.1 仪器设备使用
仪器的开箱、入箱及安置 (1)仪器开箱前,应将仪器箱平放在地上,严禁手提或怀抱着仪器开箱, 以免仪器在开箱时仪器落地损坏。 (2)仪器在箱中取出前,要用手托住仪器的基座,另一手握持支架,将仪 器轻轻取出,严禁用手提望远镜和横轴。仪器及所用部件取出后,应及时合上箱 盖,以免灰尘进入箱内。仪器箱放在测站附近。 (3)安置仪器时根据控制点所在位置,尽量选择地势平坦,施工干扰小的 位置,安置仪器时一定要注意仪器,检查仪器脚架是否可靠,确认连接螺旋连接 牢固后,方可松手。

16.2 仪器设备管理制度
(1)各种测量仪器应符合 5 公司关于监视和测量的管理规定。 (2)测量设备应按照国家规定的检定周期送到经国家认可的法定计量部门 检定,并将检定认证保存。 (3)新购、维修和经搬运重新安装的设备在使用前必须经过检定或校准, 否则不得使用。 经检定和校准合格的监视和测量设备由设备管理人员按规定给予 状态标识,注明有效期限,以确保测量的准确和精度。 (4)各种光电类、激光类仪器必须定期送到具有资质的部门进行鉴定。鉴 定时间不宜超过规定时间,以确保测量的准确和精度。 (5)严禁使用未经检验和鉴定、校正不到出厂精度、超过鉴定周期,以及 零配件缺损和示值难辩的仪器。
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(6)使用全站仪,水准仪时,在无滤光片的情况下禁止将望远镜直接对准 太阳,以免伤害眼睛和损害测距部分发光二级管。 (7)在强烈阳光、雨天或潮湿环境下作业,务必在伞的遮掩下工作。 (8)对仪器要小心轻放,避免强烈的冲击震动,安置仪器前应检查三脚架 的牢固性,整个作业过程中工作人员不得离开仪器,防止意外发生。 (9)转站时,即使很近也应取下仪器装箱。测量工作结束后,先关机装箱, 长途运输要提供合适的减震措施,防止仪器受到突然震动。 (10)测量仪器要设置专库存放,环境要求干燥、通风、防震、防雾、防尘、 防锈。仪器应保持干燥,遇雨后将其擦干,放在通风处、晾干后再装箱。各种仪 器均不可受压、受冻、受潮或受高温,仪器箱不要靠近火炉或暖气管。 (11)仪器长途运输时,应切实做好防震、防潮工作。装车时务必使仪器正 放, 不可倒置。 测量人员携带仪器乘汽车时, 应将仪器放在防震垫上或腿上抱持, 以防震动颠簸损坏仪器。 (12)对测量仪器的管理,因使用不当、保管不良造成仪器损坏,应及时追 究责任,根据情况给予处罚。 (13)当测量仪器,工具出现下列情况为不合格已经损坏;过载或误操作; 功能出现了可疑;显示不正常;超过了规定的周检确认时间间隔;仪表封缄的完 整性已被破坏;光电类、激光类仪器超过使用寿命,零点漂移严重,测量结果不 稳定,测量结果可靠性低时,必须申请报废;常规仪器损坏后无法修复,或仪器 破旧、示值难辩、性能不稳定,影响测量质量时,必须申请报废。 (14)测量资料由专人负责管理,各次测量司镜、计算、记录、复核等签字 一步到位,做到资料齐全、规范、一目了然。严格执行测量成果的计算、复核程 序,并按时报监理复核。

17、附件
仪器检定报告 人员配备证书

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