专项施工方案-隧道测量
G205五里亭至桃林公路改建工程 TJ-01标(K21+609.209~K26+059)
隧道测量施工专项方案
编制人: 王政
2017年 03 月 19 日
审核人: 丁士国
2017年 03 月 20 日
审批人:
年 月 日
安徽省公路桥梁工程有限公司
G205五里亭至桃林段改建工程TJ-01标
隧道测量施工专项方案审批表
隧道测量施工专项方案报审表
工程名称:G205五里亭至桃林公路改建工程
目 录
第一章 编制说明 .......................................... 1
1编制原则 ........................................... 1
2编制依据 ........................................... 2
3编制范围 ........................................... 2
第二章 工程概况 .......................................... 3
1工程简介 ........................................... 3
2主要工程量 ......................................... 6
3隧道平面设计 ....................................... 6
4隧道纵面线形设计 ................................... 6
5隧道横断面设计 ..................................... 6
第三章 施工方案及技术措施 ................................ 7
1测量作业任务及内容 ................................. 7
2施工测量技术方案 ................................... 7
3控制测量 ........................................... 7
4控制网贯通精度预算 ................................ 17
5隧道施工放样测量 .................................. 20
6爆破测量 .......................................... 24
7隧道竣工测量 ...................................... 26
第四章 质量保证措施 ..................................... 27
第五章 安全保证措施 ..................................... 29
第一章 编制说明
1编制原则
1.1安全第一的原则
施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案,特别是断层等不良地质地段的隧道施工安全等。在安全措施落实到位,确保万无一失的前提下组织施工。
1.2优质高效的原则
加强领导,强化管理,优质高效。根据我们在施工组织设计中明确的质量目标,贯彻执行ISO9001质量体系标准,积极推广、使用“四新”技术,确保创优规划和质量目标的实现。施工中强化标准化管理,控制成本,降低工程造价。
1.3方案优化的原则
科学组织,合理安排,优化施工方案是工程施工管理的行动指南,在施工组织设计编制中,对不同围岩级别的爆破掘进、不良地质条件的处理、二次模筑衬砌等关键工序进行多种施工方案的综合比选,在技术可行的前提下,择优选用最佳方案。
1.4确保工期的原则
根据招标文件对本合同段的工期要求,编制科学的、合理的、周密的施工方案,采用信息化技术,合理安排工程进度,实行网络控制,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足业主要求。
1.5科学配置的原则
根据本合同段的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织中
实行科学配置,选派有丰富施工经验的管理人员,上专业化施工队伍,投入高效先进的施工设备,确保流动资金的周转使用,并做到专款专用。选用优质材料,确保人、财、物、设备的科学合理配置。
1.6合理布局的原则
从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发,合理安排生产及生活场地、房屋布局,做好环境保护。工程完成后,及时平整场地,恢复植被。
2编制依据
(1) 施工图设计文件;
(2)《公路隧道施工技术细则》(JTG/T F60-2009);
(3)《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009);
(4)《工程测量规范》(GB50026—2007);
(5)《公路勘测规范》(JTG C10);
(6)《公路勘测细则》(JTG/T C10);
(7)相关法律、法规;
(8)本企业编制的《质量手册》、《程序文件》、《安全操作规程》;
(9)工程招标文件和施工合同;
(10)各级部门颁发的与建筑施工有关的有效文件等;
(11)根据施工现场实地考察情况和多年的施工经验,初步编制。 3编制范围
编制范围为“G205五里亭至桃林段改建工程”TJ-01合同段,贺溪隧道K21+561~K26+059,全长约498m 。
第二章 工程概况
1工程简介
1.1地理位置及地形地貌
贺溪隧道位于安徽省黄山市休宁县境内,该隧道呈两边低中间高,地形起伏较大,其中海拔最高的为535米左右。地貌以中低山为主。沿线植被多以幼树、灌木、杂草为主,生长茂密。耕地以冲田为主,间有少量旱地。
1.2地层岩性
隧址区地层属扬子地层区江南地层分区,基岩岩性为青白口系井潭组凝灰岩,分部薄层第四系全新统残坡积粉质黏土和第四系全新统冲洪积粉土岩土工程特征如下:
粉土(1层):灰褐色、青灰色,很湿、稍密,含少量角砾,土石等级为III 类,土石类别为硬土,层厚4.5米,承载力容许值100kPa 。
粉质黏土(2层)灰黄色、青灰色,可塑,含少量角砾,土石等级为III 类,土石类别为硬土,层厚2.2米,承载力容许值200kPa 。
强风化凝灰岩(3-1层)青灰色,凝灰质结构,层状构造,岩性较软,节理裂隙发育,岩芯呈块状、短柱状。强风化土石等级为IV 级,土石类别为软石,层厚9.3~14米,承载力容许值600~800kPa 。
中风化凝灰岩(3-2层)青灰色,凝灰质结构,层状构造,岩性较硬,节理裂隙发育,岩芯完整性较好,呈节长20~40厘米柱状、长柱状。岩石为坚硬石。岩石饱和单轴抗压强度为38.5MPa ,该层的土石等级为VI 级,土石类别为坚岩。层厚4.6~89.5米,承载力容许值1200~2000kPa 。
1.3地质构造
隧址区所处大地构造位置为中国扬子板块下扬子台块南缘与江南陆缘隆起带的过渡部位。区内断裂构造发育。路线走廊带主要断裂按其走向可分为北东向断裂、北西向断裂及南北向断裂,部分北东向断裂与北西向形成“X ”共轭关系。
1.4不良地质现象
地表与路线相较于K25+740处,与隧洞相交于K25+720处。该断层发育有硅化破碎带,石英脉,非活动断层。受该断层影响,隧道洞身处中风化岩体破碎,围岩稳定性差。断裂通过处往往是地下水富集带,也是地下水的排泄通道,隧道施工时易产生突水、涌水。
1.5水文概况
隧址区地下水主要为基岩裂隙水,水量受大气降水影响,呈季节性变化。
基岩裂隙水赋存于岩体构造节理裂隙中,接受大气降水补给,顺风花裂隙、构造裂隙等沿强、风化界面汇集、运动,在斜坡坡脚及冲沟沟口等局部地势相对较低处以下降泉的形式排泄出露,具进源补给,就近排泄特点,由于含水层受强风化层厚度制约,地下水富水性属贫~弱含水,故地下水流量很小。
1.6隧道工程地质评价
1.6.1隧道洞口稳定性评价
隧道进口穿越低山的东北坡。进洞口山坡地形陡,自然坡度约55°,洞口位于一梯田处,形较平缓,未见滑坡、坍塌等不良地质现象,自然
边坡稳定。进洞口基底地层为强风化凝灰岩,承载力容许值600kPa ,可作为洞门明挖基础持力层。
隧道出口穿越低山的西南坡,出口山坡地形较缓,自然坡度约36°,出洞段主要为残坡积粉质黏土和强风化凝灰岩,未见滑坡、坍塌等不良地质现象,自然边坡稳定。
1.6.2隧道洞身工程地质评价
(1)K25+561~K25+750(V 级围岩189米)
围岩主要为残坡积粉质黏土、强、中风化凝灰岩及断层破碎带,粉质黏土工程性质差,强风化凝灰岩岩性较软,中风化岩岩性较硬,受断层影响,岩体破碎~极破碎,地下水类型主要为基岩裂隙水,水量贫乏,受大气降水补给,断层破碎带导水。隧道埋深浅,稳定性差,雨季施工可能出现淋雨状出水,断层破碎带可能出现涌水、突水。该段洞身围岩定为V 级。
(2)K25+750~K25+930(IV 级围岩180米)
围岩主要为中风化凝灰岩,岩性较硬,岩体较破碎。地下水类型主要为基岩裂隙水,水量贫乏,受大气降水补给。雨季施工可能出现淋雨状出水。该段洞身围岩定为IV 级。
(3)K25+930~K26+059(V 级围岩129米)
隧道穿越强、中风化凝灰,强风化岩性软,中风化岩性较硬,岩体破碎。地下水类型主要为基岩裂隙水,水量贫乏,受大气降水补给。隧道埋深浅,稳定性差,雨季施工可能出现淋雨状出水。该段洞身围岩定为V 级。
2主要工程量
贺溪隧道起讫桩号K25+561~K26+059,全长498米。净宽10米,车行道净高5米,人行道净高2.5米。挖方约5.1万m ³;φ108超前管棚0.22万米、φ42超前小导管1.55万米、φ25超前中控注浆锚杆0.98万米;初期支护工字钢约447.1吨、C25早强喷射混凝土0.3万m ³;二次衬砌钢筋399.3吨、C30模注防水混凝土约0.8万m ³。 3隧道平面设计
贺溪隧道为单洞双向行车隧道,隧道位于直线段,隧道设2%的人字坡。
4隧道纵面线形设计
隧道纵断面设计综合考虑了隧道的长度、主要施工方向、通风、排水、洞口位置以及隧道进、出口接线等因素。本隧道纵面线形设置在直线上,洞内外纵面线形满足3s 行程要求。 5隧道横断面设计
隧道横断面尺寸按二级公路60km/h标准设计。主洞采用三心圆断面形式,双侧检修通道,各横断面组成具体如下:
主洞限界净宽:10m=1m左侧人行道+0.5m左侧向宽度+2x3.5m行车道+0.5m右侧向宽度+1m右侧人行道;
限界净高:行车道净高5m ,人行道净高2.5m 。 内轮廓形式:三心圆,半径为5.25m/7.65m; 内轮廓尺寸:总高度7.03m, 总宽度10.22m 。
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第三章 施工方案及技术措施
1测量作业任务及内容
测量工作是建设工程的重要组成部分,为工程施工提供准确的定位信息、实时监控量测施工进程地面、隧道相关变化量及周围构筑物、管线等的影响变化,为工程施工提供必要的测量数据,根据测量数据适当调整作业进度和措施方法,确保工程顺利准确进行,确保施工安全。
在本次工程项目中,测量作业的任务主要分为两大部分:隧道控制、施工放样。
隧道施工测量包含以下内容: (1)洞外测量控制网的检测; (2)施工平面控制网的加密测量; (3)施工高程控制网的加密测量;
(4)地下施工控制测量、放样,隧道掘进测量; (5)隧道贯通测量;
(6)竣工测量,包含线路中线测量、隧道静空断面测量; 2施工测量技术方案
隧道平面控制测量应结合隧道长度、平面形状以及线路通过地区的地形和环境条件等,采用GPS 测量、导线测量、三角形网测量及其综合测量方法。高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量。 3控制测量
3.1洞外控制测量方案
根据洞外导线控制测量设计方案和GPS 控制测量设计方案的对比,
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拟定最终确定采用GPS 控制测量的布设方案。 3.1.1GPS 平面控制测量
建立隧道GPS 控制网的基本要求
(1)建立GPS 隧道控制网同样关注网内控制点间相对精度,虽然GPS 测量本身不要求点间相互通视,但部分点需用常规仪器施工引测故仍然要求某些点间布测相互通视,如洞口需布设至少3个控制点,并至少两方向通视 。
(2)隧道进行GPS 控制网施测前应进行网形设计即GPS 控制网设计和GPS 观测网设计GPS 控制网设计系根据工程控制及施工测量要求特点、测区实际情况(线路形状、洞口及地貌特点、测站道路交通及通讯状况等) 、点间基线长度、控制区域等因素布设控制点位,把所选定的控制点以环形网(大地四边形、三角形、多边形) 结构确定后进行同步环观测,同步观测环路之间以接边或接网的方式扩网,从而形成封闭式的整体GPS 观测网;GPS 观测网设计则是在GPS 控制网设计后进行,其结合观测所用接收机的性能及台数、测站交通及站问通讯联络情况、测站处可视卫星数量及分布时段等因素来所设计如何完成控制网的观测。其中包括按星历编制测前卫星预报计划及观测时段选择、编制作业观测时刻调度计划。
(3)GPS 网的基准设计
GPS 测量的直接观测量不是测点问的边长和角度,且其直接观测成果是属于WGS-84系下的,施工实用的坐标系统一般为地方坐标系的坐标值,因此GPS 网平差后需要把GPS 网成果转化为地方坐标系中的坐标成果。GPS 网应明确其所用位置基准(起算点坐标) 、方位基准(已知边方位角)
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和尺度基准(已知边距离及统一的距离度量单位) ,且同测区实际相符。
(4)隧道控制网坐标系统
可以是国家高斯平面坐标系统或任意经度的中央子午线高斯平面坐标系统,但一般仍较多采用独立坐标系统。同常规测量网一样为了施工方便,常以隧道主轴线进口至出口方向为X 轴正向,隧道的某一线路中线里程为X 坐标起算值,右旋90。确立y 坐标轴,坐标原点处y 坐标值可以为正常数也可为0。取隧道设计路面的平均高程面为坐标系统投影面 。
(5)为保证观测值成果精度及质量可靠性,GPS 工程网选点及布网需要遵循原则
①GPS 网点尽量选在交通方便地方,边长大于800 m ,主要控制点间距应大于1000 m。
②GPS 网点应尽量设在视野开阔地带,同时站点周围视场角应不低于15°。
③隧道GPS 网洞口控制点应进行同步观测,同步观测的卫星颗数>4,越多越好且PDOP
④GPS 网点避开强反射地面如水域、平滑地面及强反射环境(斜面山坡、漏斗形谷地等) 以减少多路径影响,应避开高压输电、变电及大功率发射台如电视转播、通讯基站等强电磁设施以防防止信号干扰。
⑤为减少垂线偏差对方位传递的影响(GPS为法线系统,而常规仪器为垂线系统) ,各洞口的进洞方向点位应尽量在同一高程面上。
⑥为使隧道控制系统与线路设计关系完好吻合且坐标便于统一,直
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线隧道或曲线隧道切线上布设2个GPS 控制点。
(6)为确保GPS 外业观测成果的精度及成果质量可靠性,观测时应准确量取仪器天线高度,同时应检核同步闭合、环闭合差和异步环闭合差,检核基线边复测互差;当GPS 网中有已知基线时,应与已知基线边比较检查。公式如下:
Wx =∑ΔXi ≤0. 2`δn
i =1n
Wy =∑ΔYi ≤0. 2δn
i =1
n
Wz =∑ΔZi ≤0. 2δn
i =1
n
(7)隧道GPS 控制网基线处理及网平差的基本方法
①建立项目及坐标系统(选择参考椭球参数,确定中央子午线经纬度) ,确定位置及方位、长度基准。
②导入GPS 采集数据,检查基线观测数据及预处理,利用基线处理软件进行基线向量计算,删除基线处理中残差较大时段或有问题基线,直至基线计算合格通过。
③在WGS-84坐标系下进行三维无约束平差,平差时最好在网中选择一具有已知高精度WGS-84三维坐标的点作为固定点(参考点) 并作为起始坐标进行控制网的位置定位,如此提高基线精度。三维无约束平差评估基线精度及控制网内符合精度。
④三维无约束平差合格通过后,整个GPS 网在空间的相对定位已经确定,只不过其参考坐标系体系、长度基准及方位基准并不与隧道施工控制测量所要求的坐标系统一致。为此通过引人已知的控制点(精度可靠
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时) 进行约束平差转换得到投影转换后的施工控制网坐标系统或建立新的工程椭球进行坐标系统的旋转变换及投影改正计算,得到施工控制网坐标系统。因此GPS 网的数据后处理即基线解算、网平差计算及坐标系统投影转换在长大隧道GPS 控制网成果的质量控制中占据重要地位。GPS 观测采用静态相对定位模式,严格按《公路勘测规范》要求执行,其GPS 控制网观测基本技术指标如下:
a 、GPS 基线测量的中误差应小于下式计算的标准差,各等级控制测量固定误差a 、比例误差系数b 的取值应符合下表的规定。计算GPS 测量大地高差的精度时,a 、b 可放宽至2倍。
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式中:σ——标准差(mm ) a——固定误差(mm ) b——比例误差系数(mm/km) d——基线长度(km ) GPS 测量误差的要求
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GPS 观测的主要技术要求
3.1.2高程控制测量
洞外高程控制测量,是按照设计精度施测各开挖洞口附近水准点之间的高差,以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内,以保证在高程方向按规定精度正确贯通,并使隧道各附属工程按要求的高程精度正确修建。
高程控制方法:1)常采用水准测量方法;2)四、五等高程控制亦可采用光电测距三角高程的方法进行。(但当山势陡峻采用水准测量困难时)
高程控制路线:应选择连接各洞口最平坦和最短的线路,以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一个洞口应埋设不少于2个水准点,以相互检核;两水准点的位置,以能安置一次仪器即可联测为宜,方便引测并避开施工的干扰。
高程控制水准测量的精度:一般参照下表的洞外部分即可。
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等级水准测量的技术要求
注:L 为返测段、附合或环线的水准路线长度,n 为测站数。 3.2进洞控制测量
洞内外两者的坐标系不一致,应首先把洞外控制点和中线控制桩的坐标纳入同一坐标系统内,即必须先进行坐标转换。一般在直线隧道以线路中线作为X 轴。用控制点和隧道内待测设的线路中线点的坐标,反算两点的距离和方位角,从而确定进洞测量的数据。把中线引进洞内,可按下列方法进行:
1.直线隧道进洞
直线隧道进洞计算比较简单,采用拨角法。
如下图所示,A 、D 为隧道的洞口投点,位于线路中线上,当以AD 为坐标纵轴方向时,可根据洞外控制测量确定的A 、B 和C 、D 点坐标进行
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坐标反算,分别计算放样角β1和β2。测设放样时,仪器分别安置在A 点,后视B 点;安置在D 点,后视C 点,相应地拨角β1和β2,就得到隧道口的进洞方向。
B
3.3洞内控制测量
在隧道施工中,随着开挖的延伸进展,需要不断给出隧道的掘进方向。为了正确完成施工放样,防止误差积累,保证最后的准确贯通,应进行洞内控制测量。此项工作是在洞外控制测量和洞、内外联系测量的基础上展开的,包括洞内平面控制测量和洞内高程控制测量。 3.3.1洞内平面控制测量
隧道洞内平面控制测量应结合洞内施工特点进行。由于场地狭窄,施工干扰大,故洞内平面控制拟采用中线法形式。
中线法( 适用于<500 m的曲线隧道和<1000 m的直线隧道) 中线法是指采用直接定线法,即以洞外控制测量定测的洞口投点为依据,向洞内直接测设隧道中线点,并不断延伸作为洞内平面控制。这是一种特殊的支导线形式,即把中线控制点作为导线点,直接进行施工放样。一般以定测精度测设出待定中线点,其距离和角度等放样数据由
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理论坐标值反算。
若将上述测设的中线点,辅以高精度的测角、量距,可以计算出新点实际的精确点位,并和理论坐标相比较,根据其误差,再将新点移到正确的中线位置上,这种方法也可以用于较长的隧道。
本工程拟沿隧道轴线方向布设控制支导线。进行水平方向角及边长的测量,水平方向角按导线量测时的前进方向观测左右角,奇数站测左角,偶数站测右角;边长进行对向量测,计算时对观测值进行仪器加、乘常数改正。控制导线观测技术要求见下表
DJ2级仪器水平角方向观测法技术要求
Ⅱ级测距仪边长测距作业技术要求
导线测量的主要技术要求
3.3.2洞内高程控制测量
洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内, 作为洞内高程控制和隧道构筑物施工放样的基础, 以保证隧道在竖
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直方向正确贯通。
洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同,但有以下特点:
(1)隧道贯通之前,洞内水准路线属于水准支线,故需往返多次观测进行检核。
(2)洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量,进行往返观测;
四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法,应进行对向观测。
(3)洞内应每隔200~500m 设立一对高程控制点以便检核. 为了施工便利, 应在导坑内拱部边墙至少每100m 设立一个临时水准点。
(4)洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前,注意检查前一水准点的稳定性,以免产生错误。
(5)因洞内施工干扰大,常使用挂尺传递高程,如图所示,高差的计算公式仍用hAB=a-b,但对于零端在顶上的挂尺,读数应作为负值计算,记录时必须在挂尺读数前冠以负号。
B 点的高程: HB=HA+a-(-b )=HA+a+b
水准高程控制点布设在平面控制导线点上,按四等水准规范精度要求进行往返观测,水准高程测设随工程施工的进度及时跟进,并定期进行复测检核。
等级水准测量的技术要求
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4控制网贯通精度预算
根据《工程测量规范》及《公路勘测规范》等中对隧道施工贯通中误差估算的规定,隧道相向开挖长度在4Km 内的贯通中误差分配值见下表。隧道进洞口至出洞口长度为498米,隧道为单向纵坡,i=2。因纵向贯通误差对计算直线型隧道只影响中线方向的里程桩号而不影响隧道贯通,所以本次对隧道贯通面就不进行纵向贯通中误差的估算。
隧道相向掘进开挖长度小于4Km 时贯通中误差分配值
4.1洞外、内控制导线网点和边长投影到贯通面上的相对坐标系确定
根据隧道施工方案的施工进度计划安排,隧道掘进开挖计划由隧道进、出口对向掘进施工,即隧道进口方向施工450米即K25+561~K26+011段,隧道出口方向施工48米即K26+059~K26+011段。因此,本隧道进洞口点至隧道贯通面K26+011的洞内施工控制导线总长度为450米,出洞口点至隧道贯通面K26+011的洞内施工控制导线总长度为48米。
根据该隧道施工方案,隧道掘进开挖由隧道进、出口对向掘进施工,因此,隧道掘进开挖施工只有1个贯通面。纵坐标X 轴为过隧道洞外GPS 控制点GP01并平行于线路交点JD1至JD2连线(即隧道轴线)方向的射线;横坐标 Y轴为过洞外GPS 控制点GP01与纵坐标X 轴垂直的射线。
4.2控制网测量对横向贯通中误差的估算
4.2.1导线网方式洞内横向贯通精度估算
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根据《公路隧道施工技术细则》贯通误差调整条线参数示例表
本工程取4倍中误差为测量限差,设隧道总的横向贯通限差为△q ,则贯通中误差的限差为M q =∆q *4。
根据导线测量特点,其观测量分别为边长和角度,观测精度以边长相对中误差m/s及测角中误差m β/p分别表示其观测精度,应用误差传播定律,得到单导线测量误差引起的横向贯通影响值的估算公式为Mq =(m /s ) 2∑∆y
i =1n 2i +(m β/p ) 2∑i =1n -1(x E 贯-x i ) =(m /s ) 22∑dy i =1n 2i +(m β/p ) 2∑i =1n -1Ry 2
注:式中m β/p为2′06" ~2′35" ;dy 为第i 条边在贯通面上的投影长度;Ry 为不包括导线环起、终点的各i 点向贯通面方向作的垂线长度。
根据上式计算出地面导线网对横向贯通影响值m q 外,再依据
22m q 内=m q -m 总q 外计算出洞内测量误差对横向贯通误差影响值m q 内值。
结合隧道内布网特点及所用仪器标称测距精度、隧道施工情况,先设定洞内测距相对精度,长大隧道洞外及洞内可设m/s=1/50000~1/100000,中短隧道1/20000~1/50000 。隧道形状确定后,一般dy 、
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Ry 亦随之可确定并计算获得,(注:对于近似直线延伸布设的洞内导线闭合环网,dyi 近似为零,则式中主要Ryi 数值计算) ,这样在已知了m/s、Σdyi 、ΣRyi 后,将其值代人式中即可反求出洞内所需的m β/p测角精度值。
依据m β/p求算值以及m/s设计值,结合测量规范确定洞内导线网的施测等级、测角等级及测距精度标准。若得出测距、测角精度太高难以施测,则需重新设计网形结构和导线边长并按照以上顺序重新计算各要素,直至既满足洞内贯通误差的精度要求,测角和测距精度及导线边长又较易于按要求顺利实施。
4.2.2洞外横向贯通精度估算
GPS 控制网点位测量误差对横向贯通精度影响值估算利用隧道两端洞口处的GPS 控制引测入洞起算点(洞口投点) 的点位误差、洞口GPS 定向边的方向测量误差、起算点距隧道洞口轴线的垂距及其GPS 边长相对精度分别计算GPS 控制网投点误差影响Mt 、定向边方向误差影响值Ma 、边长误差影响值Mys ,按照误差传播定律计算其总影响值。此3项影响值的平方和即为洞外GPS 网测量误差对横向贯通精度影响值的平方。公式表示为
M q 外=Mt 2+Ma 2+Mys 2 利用上式计算GPS 控制网地面测量误差对横向贯通精度影响值。
根据式4.2.1洞内测量误差对横向贯通误差影响值m q 内值,计算洞内
需要达到的测角精度、测距精度同上述导线控制网中的相应计算方法(此处略) 。
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依据M q 外求算值以及m/s设计值,结合测量规范确定洞内导线网的施
测等级、测角等级及测距精度标准。
4.2.3水准高程测量对竖向贯通中误差的估算
设隧道地面与地下按等影响分配,若设隧道总的高程贯通允许中误差为M h ,则地面高程贯通中误差的允许值为:m h =M h /2 每公里高差中数的中误差由后式计算:m km =m h /S
注:S 以km 单位。
根据踏勘确定得出的地面设计路线长度或已知的地下测量路线长度,据上式计算出地面或地下的m km 值,比照国家行业各等级水准测量规
范决定地面或地下高程水准测量等级并进行测量仪器的选型,从而完成了高程控制测量的设计。确定高程测量的等级后,选取经济合理,又能保证高程传递精度的测量方法,如水准测量、三角高程测量,并严格按相应的技术要求进行施测。
根据《工程测量规范》规定,竖向贯通中误差M h <±25mm ,其计算
公式为:M h =±m △(L)1/2,m △=±5mm/Km。分别根据洞口两端洞外水准点
到洞口水准点的距离以及洞口水准点到贯通面水准点的计算洞外、洞内水准点对隧道贯通面的竖向贯通误差。并计算总竖向贯通误差。
5隧道施工放样测量
隧道超欠挖对隧道整体施工质量影响很大,应加强开挖断面测量放样工作,开挖前在开挖断面上准确标出设计断面尺寸线 ,开挖工作完成后及时测量超欠挖并绘出断面图。
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隧道衬砌, 不论任何类型均不得侵人隧道建筑限界,因此各个部位的衬砌放样都必须在线路中线、水平测量正确的基础上认真做好,使其位置正确,尺寸和高程符合设计要求,具体做法分述如下:
5.1拱部衬砌放样
拱部衬砌是在安装好的拱架模型板上来完成的,拱架架立是在开挖断面符合净空要求及中线水平桩点正确无误的基础上进行。拱架制作是根据设计的拱架图,在放祥台上按1:1的 比例尺放出大样,按, 大样制作构件拼装而成。立架间距应根据地质情况、衬砌厚度、拱架质量、模板厚度等因素决定,一般为0.6~1.5m 。拱架在受力后可能发生下沉或向内挤,影响隧道净空,因此必须根据地质情况预留加宽和沉落量,一般方法是在制作拱架或拼装梳形木时,将拱圈半径加大2~5cm ;若地质松软,沉落值可达10~20cm(如湿砂、砂黏土之类) ,遇此情况必须提高起拱线和拱顶高程,但边墙基底高程应固定不变,砌筑边墙时,应以此不变高程控制,加上提高起拱线的数值。
立架之前应详细检查拱架是否变形,必要时应在大样台上校正后再用。采用先拱后墙法施工时的拱架架立方法和步骤如下:
①丈量开挖断面,欠挖部分应清楚。
②复核中线水平,放出垂直中线的十字线,标出拱架顶及起拱线高程。
③拱架拼装就位,按照规定间距用横撑固定(注意曲线上内外侧弧长之差) 。
④将首尾两排拱架按中线位置定位,在直线段时,将拱架上的中点21
与线路中线重合。
⑤将首尾两排拱架的拱脚处用双木楔调整高度,使拱架顶与抄平标出之拱顶高程一致(包括提高的预留沉落值在内)。
⑥重复检查和调整首尾拱架左右两侧位置及拱架顶高度,使之按中线水平正确定位。
⑦首尾两排拱架定位后,在拱顶及拱脚左右处用此麻线拉紧,中间各排拱架以此麻线为准,按 ④、⑤两步骤使拱架达到要求为止,用木撑抵紧于岩壁上,稳妥固定。
采用先墙后拱法施工时,拱架架立的方法是相同的,不同的是架立拱架承台,其方法有边墙预留丁石、边墙留孔、立柱支撑等。
在拱圈衬砌之前还必须检查拱架和模型板的安装质量及净空尺寸、中线水平是否都合乎要求。在衬砌过程中,应随时检查模型板及拱架的状态,发现变形或走动,应停止灌注,立即纠正,以保证净空要求。
5.2边墙衬砌放样
边墙衬砌有混凝土浇筑和料石或预制块砌筑;边墙型式有直线型和曲线型。
用混凝土灌筑时,直线型边墙的模板系根据支撑立柱间距、边墙高度分块制成;曲线型边墙模板,则需要预先按1:1的比例画出衬砌模型大样图,按图制作模型架和模型板。立模之前,必须检查线路中线、墙基高程、断面净空,符合设计要求后才能据此安装,中线到边墙模板各点的宽度(设计净空宽+预留宽) ,可以用坐标法测定。
用料石或预制块砌筑边墙时,在起拱线外,根据隧道净空宽度及施
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工误差的加宽,立固定垂直方木以掌握砌筑边墙的垂直坡度,基础四角按坐标法测定砌筑基准石,而后挂线控制填腹砌筑。当砌筑曲线边墙时,须将料块根据大样图编号,严格按照编号规定砌筑,曲线弧形用模型控制。
5.3仰拱及铺底的施工放样
仰拱断面系与隧道拱圈成反方向弧形, 检查断面开挖是否准确和仰 拱模板安装都可用样板法。样板是在大样台上制成,以路面高程为根据,按仰拱面计算的坐标值放样,用5cm ×5cm 方木钉成。检查开挖后的断面时,将样板横木上口与边墙上路面线比平,样板上划的路线中线与地面中线桩对准,此时量取弧形木下口至开挖面的距离,即可算出其开挖数值。安装仰拱模型板时,注意将样板平行提高一个模型板厚度,使模板背紧贴样板弧形木,这时模板面(即衬砌面) 就符合设计高程。检查衬砌后的仰拱面是否准确时,可将样板上面的横木下口比平边墙上的路面线,这时样板弧形木下口距离衬砌面应该是5cm ,检查数点即可知拱面准确程度。
不设仰拱的隧道应做铺底,但在围岩坚硬不易风化、干燥无水时,可以不做铺底,但应整平。
欠挖部分的个别坚硬岩石允许侵人铺底5cm ,超挖部分应用浆砌片石铺平。
5.4洞门砌筑放样
隧道洞门是保证行车和施工安全、防止洞顶坍塌的重要建筑物。洞门砌筑之前应做结构放样,如端墙坡度为1:0时,其位置与洞门设计里
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程一致,可根据洞门里程的中线桩,用经纬仪作隧道中线的垂直线(曲线上作该点中线的切线垂直线) ,标出端墙在平面上的位置;若端墙有坡度时,按设计坡度求出端墙基底里程:端墙基底里程=洞门里程±H*m
再根据此里程设中线桩,作中线的垂直线,定出端墙位置。
端墙若有扩大基础,则襟边部分尺寸需同时放线。在平面上根据经纬仪放出的纵横十字线量出襟边尺寸,用麻线绷紧定位;在立面上根据端墙坡度立坡度尺加以控制,或者下部以基底里程放的十宇线为准,上部求出端顶墙部位置的里程,在此里程上放出十字线与端墙顶高程相交于两边边坡上,用麻线将这两点绷紧,即得端墙坡度。
若采用先拱后墙砌筑时,应注意端墙坡度,求出起拱线及拱顶的里程,用上述方法放样,使洞门外露面的坡度与洞门端墙坡度衔接一致。 6爆破测量
在隧洞爆破作业的掘进中,对爆破技术诸要素如钻眼大小、孔深、间距、药量、钻眼分布与起爆顺序等慎重研究、严格控制。
钻爆作业按照钻爆设计进行。当开挖条件出现变化时,爆破技术随围岩条件的变化而作相应改变。
6.1测量布眼
钻炮眼前绘出开挖断面的中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼的位置,经检查符合设计要求后钻眼。洞内控制测量采用导线、中线双控法控制,高程控制采用水准测量。控制测量采用全站仪作导线控制网,施工测量采用全站仪。用全站仪、钢卷尺等准确绘出开挖轮廓线及周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置,并用红油漆标出炮眼,严格控制
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开挖边线。距开挖面50m 处埋设中线桩,每100m 设临时水准点。
每次放线时,对上次爆破效果检查一次,并及时将结果告知技术主管和爆破人员,技术人员对测量数据进行计算分析,修正爆破参数,以达到最佳爆破效果。
6.2钻孔测量
钻孔由专业钻孔工班承担,严格按照钻爆设计图进行钻孔作业,特别是周边眼和掏槽眼位置、间距和数量,未经主管工程师许可不得随意改动。各钻手分区、分部位定人定位施钻,实行严格的钻手作业质量经济责任制。风枪手做到二定三保,即定人定位,保质保量保安全。炮眼要“准、平、齐”:“准”是指炮眼位置要准,周边眼口全部在设计轮廓线内5cm 的连线上,眼底全部在设计较廓线外5cm 的连线上终止,其作炮眼定位误差不超过10cm 。只有这样才能达到两排炮之间错台不大于10cm ;“平”是要求炮眼方向和隧洞中线平行,两侧边墙要顺帮水平打眼,各排炮相同位置的炮眼平行,爆破后各排同位炮眼连成一条线;“齐”,主要是眼底要齐,要在一个垂面上,才能保证良好的爆破效果。
6.3爆破监控测量
对爆破振动的量测:首先根据被保护结构特点确定控制振动速度,采用爆破振动测试仪进行爆破振动量测。将速度传感器布设在被保护目标的测试部位,测量爆破引起的测点实际振动数据,然后进行数据分析,计算出爆破振动与地形、地质条件有关的系数和衰减指数,并据此检算和控制每次爆破允许最大一段装药量,确保爆破振动不超过规定的范围,保护被保护目标。监测并记录每次爆破的震动情况及空气增压情况,做
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好震动记录资料,及时反馈信息。调整爆破作业装药量、炸药品种、装药及爆破方式,使震速不超过允许值,并防止开挖面失稳。具体操作见爆破专项方案。
7隧道竣工测量
隧道竣工后,为了检查主要结构物及线路位置是否符合设计要求并提供竣工资料,为将来运营中的检修工作和设备安装等提供测量控制点,应进行竣工测量。
7.1竣工测量任务
①首先检测中线点,从一端洞口至另一端洞口。检测闭合后,应在直线上每200~250 m、各曲线主点上埋设永久中线桩;
②洞内高程点应在复测的基础上每公里埋设一个永久水准点。永久中线点、水准点经检测后,除了在边墙上加以标示之外,需列出实测成果表,注明里程,必要时还需绘出示意图,作为竣工资料之一。
③测绘隧道的实际净空断面(主要内容),应在直线地段每50 m、曲线地段每20 m 或需要加测断面处施测。净空断面测量应以线路中线为准,测量拱顶高程、起拱线宽度、轨顶面以上1.1、3.0、5.8m 处的宽度。
7.2竣工测量后一般要求提供下列图表
隧道长度表、净空表、隧道回填断面图、水准点表、中桩表、断链表、坡度表。
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第四章 质量保证措施
为确保施工测量严格按设计要求施工,加强施工测量质量管理,提高施工测量质量。对此要求从以下几个方面着手:
1、严格按照规范要求进行图纸、文件的管理及上下之间的传递。严格按设计图纸、修改通知、技术要求、合同要求、规程、规范的要求进行施工放样作业。
2、根据《施工测量控制程序》(ZLCX824.2B1),按照合同的技术要求和监理工程师批准的施工测量技术方案进行测量作业。
3、由业务全面、工作经历丰富的专业技术人员担任各项作业组的负责人,另配备敬岗、业务熟练的员工参与作业。
4、作业人员实行“岗位责任制”,作业过程实行“工序管理”,重视施工的各个环节之间的相互配合和衔接。主要技术人员及作业组负责人要熟悉现场施工的所有情况,确保测量成果质量优良。
5、日常维护和保养、安全防护工作,保证仪器设备的良好工作状态,一旦发现仪器出现异常情况,立即送检和维修。
6、确保所用台帐,仪器设备挂牌使用。在此使用的每台仪器设备都需送检。每台套仪器年检合格后方可使用。
7、高度重视质量体系的有效运行和质量管理工作,进一步增强对质量重要性的认识。
8、满足“过程受控”和各项检查规定:①已知数据的正确性检查;②测站点正确性检查;③观测员报观测值、记录员回报;④点、线与已有结构轮廓线的检查;⑤离开作业部位前逐一检查校对标注数据;⑥记
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录员自检、观测员复检、测量组长终检后提供测量成果资料。
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第五章 安全保证措施
技术人员在测量工作开始前,应熟知工程测量作业内容和测量工作程序,按方案要求作业、按操作规程操作仪器并服从指挥。因现场情况的不确定性,需要技术人员集中精力,安全第一!为保证人身安全,特列出以下注意事项:
1、在总工程师的领导下,制定该项目的施工测量方案,并对参与该项目施工的测量工作人员进行技术交底,明确该项目的施工测量任务。
2、测量工程师负责该项目的具体施工测量,根据制定的施工测量方案进行施工,及时解决施工中出现的问题。
3、对施工测量的仪器必须进行检校工作,对不合格的仪器必须严禁使用,并在施工过程中注意仪器的保养及定期的检查,发现问题及时向总工程师报告。
4、做好对图纸的审查工作,严格复核图纸有关数据。熟悉图纸,弄清各结构物位置、尺寸,把握设计意图。
5、参与施工测量人员必须熟练掌握所使用到的仪器的性能、使用方法。
6、进入施工现场,必须配戴安全帽,穿塑胶底鞋,禁止穿凉鞋、拖鞋等,遵守施工现场的安全管理制度。
7、进入洞内之前,要排除安全隐患,对高出松动的石块进行清除,方可进入洞内;
8、使用监测仪器设备,不得用望远镜瞄准太阳。如果现场有焊接操作,切勿直视焊接光源,避免被灼伤眼睛。在高压电缆区作业时,不得
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将仪器直接架设在强电磁场区,避免高压击伤,应及时和工程主持人汇报,由工程主持人协调解决。
9、施工现场严禁吸烟,严禁酒后进入施工现场,监测过程中不得从事与工作无关的活动;
10、积极配合业主测量中心、测量监理工程师及项目各个部门工作,完成项目领导交办的其他工作。
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