2、隧道洞内测量.docx

隧道洞内测量QB/ZTYJGYQF-SD-0402-2011第五工程有限公司谯生有1前言1.1 工艺工法概况洞内测量的主要目的是使隧道各开挖面之间正确贯穿，洞内各结构物建筑界限满意规范要求，主要测量内容有洞内限制测量、贯穿测量、施工测量。70年头以前，洞内限制测量多采纳钢尺量距导线，中线测量多采纳偏角法、正倒镜穿线法，断面测量一般采纳皮尺花杆进行测量。70年头以后，随红外测距仪、全站仪广泛应用于测量领域，洞内限制测量采纳光电测距导线，中线放样多采纳极坐标法，断面测量采纳全站仪极坐标法进行测量。1.2 工艺原理在隧道洞内布设导线点，自洞外限制网向洞内导线点引测坐标、高程，保证洞内外导线点成果为统一的坐标系统，利用洞内导线点成果指导隧道的开挖、衬砌，确保相邻贯穿面正确贯穿，隧道几何尺寸满意界限要求。2工艺工法特点应用全站仪导线测量测设洞内限制点坐标，水准测量或者光电测距三角高程测量测量洞内水准点高程，采纳全站仪极坐标法进行施工放样和断面测量，利用常规测量仪器即可完成洞内测量任务，测量原理简洁，测量工艺经济合理。3适用范围适用于铁路、马路、地铁、水利、水电、矿山等隧道工程洞内测量。4主要引用标准铁路工程测量规范TB10101高速铁路工程测量规范TB10601城市轨道交通工程测量规范GB50308马路勘测规范JTGClO水利水电工程测量规范（规划设计阶段）S1.197工程测量规范GB50026洞内限制测量采纳闭合环导线施测，导线环边数为46条,导线环随开挖向前推动,对中短隧道洞内导线布设为平面、高程三维网，对于特长隧道，洞内高程采纳高精度几何水准测量施测，中线放样和断面测量采纳全站仪极坐标法施测，贯穿误差的调整采纳导线平差法或中线调整法进行调整。6工艺流程及操作要点6.1洞内测量工艺流程洞内测量主要包含洞内限制测量、贯穿测量、施工测量三大部分，测量流程如下图。图1洞内测量工艺流程图6.2操作要点收集资料应收集与洞内限制测量、施工放样有关的规范、标准、作业指导书等，作为测量工作的技术依据。另外还应收集隧道平面图、纵断面图、隧道所在曲线要素、各协助导坑几何形态及平面位置设计图、隧道断面及细部设计图纸、计单位的洞外限制点成果、隧道限制测量成果报告、施工单位编制的施工组织设计等，作为洞内限制测量精度估算和施工放样数据计算的依据。6.1.2洞内限制测量方案设计隧道长度大于1500m时，应依据横向贯穿中误差进行平面限制网设计，估算洞外限制测量产生的横向贯穿误差影响值，并进行洞内测量设计。水准路途大于500Om时，应依据高程贯穿中误差进行高程限制网设计。1洞内限制网技术设计内容1）依据洞外平面限制测量精度估算贯穿误差，验算洞外限制网测量的横向贯穿误差影响值。2）依据洞口不同限制点组合估算的横向贯穿误差，选择引测进洞联系边。3）依据洞内允许横向贯穿误差设计洞内导线测量精度。4）洞外高程限制测量施测后，按洞外高程测量平差精度验算高程贯穿误差影响值，设计洞内高程限制测量精度等级。2洞内平面限制网设计要素表1洞内平面限制网设计要素测量部位测量方法测量等级适用长度（km）测角中误差（"）边长相对中误差洞内导线测量二9201.01/100OOO隧道二等691.31/100000三361.81/50OOO四1.532.51/50OOO一级<1.54.01/20OOO3洞内高程限制网设计要素表2洞内高程限制网设计要素测量部位测量等级两开挖洞口间高程路途长度(km)每千米高程测量偶然中误差(mm)洞内二>321.0三11323.0四5115.0五<57.5洞内导线限制测量1选点埋桩洞内导线边长应依据测量设计确定，导线边长在直线段不宜短于200m,曲线段不短于70m,在条件许可的状况应尽量设置长边，导线点布设在施工干扰小、稳固牢靠、便于设站的地方，视线应旁离洞内设施0.2m以上。洞内水准点应每200500m设置一对点，点位设置在洞内不易被碾压破坏的地方。限制点可采纳混凝土现场浇注的方法埋设。2洞内导线施测1)洞内导线的布设形式洞内导线应布设为多边形闭合环，每个导线环由46条边构成，如图2所示，长隧道宣布设为交叉双导线。当采纳协助平行导坑进行施工时，平行导坑方案的主要特点是平行导坑相向独头掘进先于正洞贯穿，在平行导坑中形成多个工作面进行正洞的开挖，从而达到正洞快速施工的目的。平行导坑与正洞长度相当，最终将导坑扩挖与正洞形成双线。由于平导独头掘进，便于在平导内布设高精度的导线网，导线网随施工的掘进不断向前推动，平导贯穿后，可对平导高精度导线进行统一平差及贯穿误差调整，由于平导须要二次扩挖，采纳平差法调整贯穿误差既可以提高洞内精密导线网的整体精度，又不会对平导扩挖造成影响，贯穿误差调整后的导线网成果可指导正洞开挖和平导的扩挖。由于先调整贯穿误差，后指导平导的二次扩挖和正洞的后续开挖，贯穿误差的调整对隧道建筑界限的影响相对较小。这种施工模式限制网一般按图3布设。平行导坑内导线布设为多边形闭合环，正洞导线由平导经横通道向内引测，采纳主副导线进行测量，各横通道间分段贯穿。平导独头相向贯穿后贯穿误差采纳导线平差法进行调整，采纳调整误差后的平导导线成果指导正洞未贯穿段的施工中线。2）洞内导线测量留意事项I洞内导线测角、测距技术要求可参照洞外限制导线测量的相关要求。II洞内导线应尽量沿线路中线布设或与线路中线平移一适当距离左右交叉布设,边长要接近等边。III对于大断面的长隧道，可布设成多边形闭合导线环。有平行导坑时，平行导坑的单导线应与正洞导线联测，以资检核。IV长边导线的边长应按贯穿要求进行设计，当导坑延长至两倍洞内导线设计边长时，应进行一次导线引伸测量。每测定一个新导线点时，都需对以前的导线点作检核测量。V进行角度观测时，应尽可能减小仪器对中和目标偏心误差的影响。一般在测回间采纳仪器和觇标重新对中，在观测时采纳两次照准两次读数的方法。若照准的目标是垂球线，应在其后设置光明的背景，建议采纳对点器觇牌照准，用较强的光源照准标记，以提高照准精度。VI边长测量中，当采纳电磁波测距仪时，应防强灯光干脆射入照准头，应常常拭净镜头及反射棱镜上的水雾。Vn凡是构成闭合图形的导线网（环），都应进行平差计算，以便求出导线点的新坐标值。当隧道全部贯穿后，应对地下长边导线进行重新平差，用以最终确定隧道中线。VIII对于大断面的长隧道的地下导线，由于采纳全站仪测距，地下导线在布设上有较大的变更，例如不再是支导线而成环状，导线点不再严格地布设在隧道中线上，而是布置在便于观测，干扰小、通视好且坚实稳定的地方。IX对于短边（斜井平坡段），宜采纳强制对中的三联脚架法测角测边，以提高精度。X洞口进洞边引测时，应选择阴天或者夜间气象稳定的时间段进行观测，避开阳光照耀、洞内外光线和温度变更猛烈的时间段。XI单口掘进导线长度较长时，应加测不低于6的陀螺定向边。刈洞内四等及以上导线平差应采纳严密平差法进行平差计算。6.1.4洞内高程限制测量洞内高程一般采纳水准测量进行来回观测，依据测量设计要求的精度施测，其技术指标及观测限差参照洞外测量对高程测量的技术要求。隧道较短时可采相应水准测量等级要求的光电测距三角高程施测。洞内水准点应定期复测，水准点向前沿伸测量时，应复核起算点高程无误后方可进行。6.1.4施工测量1施工放样洞内施工放样时，可在主控导线基础上布设边长50150m的施工导线，用于进行洞内施工放样测量，可采纳全站仪极坐标法进行放样。采纳导线测设的中线点，一次测设不少于3个，并相互进行复核。2断面测量每次钻爆前，应在开挖断面上标示隧道中线，轨顶高程线和开挖轮廓线。断面测量可采纳自动断面仪法，或采纳具有无接触目标测量功能的全站仪配置相应的软件进行测量，还可以采纳全站仪极坐标法或者断面支距法进行测量。6.1.5贯穿测量1贯穿误差测定1）采纳中线法测量的隧道，贯穿之后，应从相向测量的两个方向各自向贯穿面延长中线，并各钉一临时中桩，丈量出两临时中桩之间的距离，即得隧道的实际横向贯穿误差，两临时桩的里程之差，即为隧道的实际纵向贯穿误差。2）采纳导线作洞内限制的隧道，可由进测的任一方向，在贯穿面旁边钉设一临时桩点，然后由相向的两个方向对该点进行测角和量距，各自计算临时桩点的坐标。其Y坐标的差数即为实际的横向贯穿误差，其X坐标之差为实际的纵向贯穿误差。在临时桩点上安置经纬仪测出角度，以便求得导线的角度闭合差（也称方位角贯穿误差）。3）由两端的水准点分别测出贯穿面旁边的临时点的高程，其高程差即为实际的高程贯穿误差。2贯穿误差调整调整贯穿误差的工作，原则上应在隧道未衬砌地段上进行，不再牵动已衬砌地段的中线，以防减小限界而影响行车。在中线调整之后，全部未衬砌地段的工程，均应以调整后的中线指导施工。对于用地下导线精密测得实际贯穿误差的状况，当在规定的限差范围之内时，可将实测的导线角度闭合差平均安排到该段贯穿导线各导线角，按简易平差后的导线角计算该段导线各导线点的坐标，求出坐标闭合差。依据该段贯穿导线各边的边长按比例安排坐标闭合差，得到各点调整后的坐标值，并作为洞内未衬砌地段隧道中线点放样的依据。高程贯穿误差调整时候，贯穿误差采纳高程平差法进行调整。7劳动力组织洞内测量内容主要有洞内导线测量、高程测量、施工测量，应依据不同测量内容进行劳动力组织，各工序一个作业组劳动力组织见下表3、表4、表5。7.1洞内导线测量劳动力组织表3洞内导线测量劳动力组织序号工作项目主要作业内容人数测量技术员测量工1全站仪观测操作全站仪、全面协调12记录记录观测数据、量仪器高13前视点找点、安置对点器、量仪器高114后视点安置对点器、量仪器高13小计237.2洞内水准测量劳动力组织表4洞内水准测量劳动力组织序号工作项目主要作业内容人数测量技术员测量工1水准仪观测操作水准仪、全面协调12前尺扶尺、照明23后尺扶尺、照明24记录记录观测数据15小计157.3洞内施工测量劳动力组织表5洞内施工测量劳动力组织序号工作项目主要作业内容人数测量技术员测量工1全站仪观测操作全站仪、全面协调12记录计算记录观测数据、量仪器高13放点放样点位、照明24小计138主要机具设备一个开挖作业面须要的测量机具见下表6：表6洞内测量主要测量机具序号机具设备名称规格型号单位数量用途1全站仪2"级或以上导线测量、施工放样2对点器对中相对精度1/3000套2导线测量、对后视点3对中杆付1施工放样4水准仪DS3台1高程放样5塔尺对1高程放样6精密水准仪DSl或以上台1水准测量7水准尺因瓦对1水准测量8尺垫5kg只2水准测量9钢卷尺3m把3丈量尺寸、量仪器高9质量限制9.1 易出现的质量问题洞内导线闭合差超限。洞内导线点发生位移或沉降。洞内水准点来回闭合差超限。洞内中线放样错误造成隧道超欠挖。贯穿误差超限。9.2 保证措施9.2.1 2.1测量运用的仪器必需经法定计量检定单位检定合格，并在检定有效期内，运用过程中应刚好进行校正，使仪器设备处于良好的工作状态。9.2.2 洞内导线测量测量前应对隧道内进行通风，确保观测视线清楚，并应用碘鸨灯对觇牌对称照明，提高水平角观测精度。9.2.3 限制点埋设时，应尽量避开施工车辆常常碾压的地方，限制点埋设时混凝土没有完全凝固时，应对限制点做好防护标记，确保限制点埋设稳固，不得将限制点埋设在虚磴上。洞内导线点每次运用前应对导线点稳定性进行检测，掌子面距离最近导线点的距离大于洞内导线设计边长的2倍时，应对原导线点进行复测，并对导线网进行延长测量。洞内导线点经复测发生位移或沉降时，应刚好与洞内限制测量单位联系解决，由限制测量单位对位移或沉降导线的成果进行再次确认和修正。9.2.6 洞内水准测量时，四周施工机械应停止施工，防止机械振动影响观测精度。9.2.7 洞内施工测量放样时，放样计算资料及放样点必需经过复核，点位放样完后应重新后视进行复核，或者置镜不同导线点进行检核。9.2.8 导线点运用前应采纳检测相邻导线点之间的角度、距离，高程限制点应检测相邻高程点之间的高差，当发觉导线点发生位移或者高程点发生沉降，应逐站检测至稳固牢靠的限制点上，重新计算发生位移和沉降的限制点成果，避开因限制点位移或沉降造成测量误差过大造成贯穿误差超限。10平安措施10.1 主要平安风险分析洞内测量作业过程中，对测量人员和测量设备可能造成损害的风险因素主要有高空坠物、触电、围岩坍塌及隧道内的施工车辆碰撞等。10.2 保证措施应加强测量人员的平安教化。测量人员进洞作业必需戴平安帽。测量作业时，测量人员或设备上空的其他高空施工作业应停止。量测过程中应随时保持警惕，留意视察作业面旁边的围岩稳定状况，一旦有塌方迹象，应马上将人员和设备撤离至平安地带。测量作业时,应设置灯光警戒,防止测量施工车辆对测量人员和测量设备造成损害。加强洞内电力、通风、排水管线路的管理，防止漏电、漏风伤人。11环保措施隧道内进行测量作业时，不乱丢弃杂物，不得对施工通风、排水等设施造成影响和破坏。12应用实例12.1工程简介西安一安康线秦岭特长隧道11线全长18.456km,采纳常规的钻爆法施工，全隧仅中间一个贯穿面，工程设计要求横向贯穿中误差为±10Omnb远远高于现行新建铁路工程测量规范中规定的1720km隧道贯穿中误差±25Onim的规定。并且H线隧道超前I线隧道贯穿，为I线首次运用TBM掘进机供应牢靠的测量数据，而洞内限制测量的精度又是确定全隧能否按规定限值正确贯穿的关键。因此，II线隧道洞内限制测量精度的好坏对整个工程的意义将非常重大。长大隧道洞内施工作业繁忙，循环紧凑，工程工期紧，没有多余时间用于限制测量；洞内机动柴油车运输对测量工作干扰；通风只能保证齐头的通视条件良好，而隧道中部烟尘较大。这些不仅给测量工作增加了难度，相应地也提出了很高的技术要求。12.2施测状况秦岭隧道洞内导线测量按一等导线布设，设计测角中误差±0.7，测边相对中误差:1/200000,洞内导线布设为6边形闭合环，导线平均边长800m,测量采纳碘鸨灯照明，导线网图形如图2所示，每次导线沿伸后，与前面已经施测的导线网观测数据统一平差，导线测量运用的仪器为徐卡TC2002全站仪，标称测角精度±0.5，测距精度ImIn+lppm.高程采纳二等水准测量施测，每80Onl设置一对二等水准点，水准测量采纳蔡司NlO07自动安平水准仪施进行来回观测，水准标尺立于打入隧底的尺桩上。每150m加密一个施工导线点，施工导线点采纳四等导线施测，每20Om加密一个施工水准点，加密施工水准点采纳四等水准测量施测，中线测量、断面测量采纳极坐标法。12. 3工程结果评价秦岭洞内导线共形成6个闭合环，两个三角形，按菲列罗公式计算的测角中误差为土0.,平差后的单位权中误差为±0.34。不考虑洞外起始方位角、起算点坐标误差，则靠近贯穿面的导线点ID25相对于Jl的横向位差为m=±30mm.测量精度满意一等导线技术要求，隧道贯穿后，横向贯穿误差为121111（限差为20Onlm）,高程贯穿误差为Imm（限差为5011m）,贯穿精度远高于限差要求，取得了良好的经济和社会效益。12.4测量效果及施测图片图8隧道断面测量图9中线放样运用的对中杆