隧道测量施工方案

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隧道测量施工方案

⑵郭溪沟中桥平面布网:

在桥墩、台施工测量中,最主要的工作是准确地定出桥梁墩、台的中心位置及墩、台的纵模轴线。墩、台的定位通常都要以桥轴线两岸的控制点及平面控制点为依据,因而要保证墩、台定位的精度,首先要保证桥轴线及平面控制网有足够的精度。

郭溪沟中桥桥区位于“V”形溪沟谷坡地形,地面标高310.02~356.16m,相对高差45.96m,地形起伏大,水江台岸均被崩坡块石土覆盖,埋设控制点比较困难。施工时以设计提供的精密导线点G4、G5作为控制点,采用四等导线测量,在原洞口控制网的基础上,沿两桥梁在线两侧布设加密点DB31/T 540.10-2015标准下载,形成郭溪沟平面控制网,(见图3郭溪沟中桥控制网布置图):

图2:羊角隧道B7合同段洞口控制网图

图3:郭溪沟中桥控制网布置图

⑶隧道洞内控制网布设方案:

由于隧道内施工场地狭小,控制网布设难度较大,为了提高导线端点的精度,在不增加较多工作量的前提下,结合洞内施工条件和以往洞内导线控制网布设经验,我们提出几个方案以便对比选择,并根据实际现场情况进行布控。以期提高导线端点的精度。

a.支导线法(单导线)

传统的支导线布设方案(图4)简单,观测工作量较少,布设灵活,但由于没有多余观测和其他约束条件,在实际工作中即使发生错误也无法检查,同时随导线长度的增加,端点横向误差迅速增大。

图4:单导线法闭合环布置图

单导线法导线网布置对隧道贯通的影响:

结合洞内施工条件,洞内导线平均边长250m,从K24+500~K27+739各洞分别设14个导线点,按四等导线测量技术要求。

1)测角中误差对贯通的影响:

2)测边中误差对隧道贯通的影响:

因为羊角隧道出口为直线隧道,导线基本在隧道中线附近布置,测边中误差对贯通误差的影响极小,以最大影响布设方式:假定导线点交错偏离中线5m,每条边在贯通方面投影长度为最大10m,则:

3)洞内测量误差对贯通误差的影响:

b.(主、副导线法):左右洞各自独立形成闭合导线环,沿隧道中线布设主导线,在其旁布设副导线,构成主、副导线环,并每隔2~3条边组成一个闭合导线环。观测闭合环的所有内角,进行角度检核,只测主导线的边长而不测副导线的边长,通过角度闭合差可以评定角度观测的质量和提高测角的精度,对提高导线端点的横向点位精度有利(见图5主、副导线网布置图)。

图5:主、副导线环导线网布置图

主、副导线环导线网布置对隧道贯通的影响:

结合洞内施工条件,洞内导线平均边长250m,从K24+500~K27+739各洞分别设14个导线点,按四等导线测量技术要求。

1)测角中误差对贯通的影响:

2)测边中误差对隧道贯通的影响:

因为羊角隧道出口为直线隧道,导线基本在隧道中线附近布置,测边中误差对贯通误差的影响极小,以最大影响布设方式:假定导线点交错偏离中线5m,每条边在贯通方面投影长度为最大10m,则:

3)洞内测量误差对贯通误差的影响:

c.(环形导线法):根据隧道实际情况,并在车行通道处左、右洞形成闭合导线环,该方法比较实用,且效率高,并具有相互联测、校核的作用(见图6单导线法布置图)。

环形导线法导线网布置对隧道贯通的影响,测量误差可参照主、副导线控制贯通误差。

图6:单导线法闭合环布置图

d.根据以上综合分析可得出以下结论:

①导线横向误差随导线延伸成递增趋势,导线越长增加速度越快,当采用改进方案时,横向误差明显提高。在上述方案中,支导线的精度最低,主、副导线及环形导线法较高。

     ②在工作量方面,主、副导线法最高,环形导线其次,支导线最小。

综上所述,我们决定在隧道洞内施工控制过程中采用比较适中环形导线法。

⑷导线测量的技术要求:

导线测量应符合以下导线的技术要求规定。

②导线应尽量布设成直伸开状,相邻导线边长不宜相差过大,点位能长期保存。

③水平角观测的各项限差要求

水平角方向观测法的各项限差

一测回中两倍照准差(2c)较差(″)

同一方向各测回间较差(″)

5.2.3贯通误差预计:

在隧道施工中,由于地面控制测量、联系测量、洞内控制测量以及细部放样的误差,使得隧道在贯通过程中产生误差,本隧道拟洞内导线边长250m,计算纵、横向贯通误差,如下:(附图7贯通误差预计图)

测角引起的横向贯通误差:;

测边引起的纵向贯通误差:;

洞外测量引起的横向中误差:;

洞外高程测量误差引起的高程贯通误差:;

洞内高程测贯通中误差:;

隧道贯通综合高程误差:

5.3高程控制网的布设

  5.3.1高程控制网的布设原则

  5.3.2高程控制网的等级及技术要求

  ⑴高程控制网的精度,不低于三等水准的精度。

  ⑵半永久性水准点位处于永久建筑物以外,一律按测量规程规定的半永久.

  ⑶桩的方式埋设,并妥善加以保护。

  ⑷引测的水准控制点,需经复测合格后方可使用。

⑸高程控制网技术要求高程控制网的等级拟布设三等附合水准,水准测量技术要求如下表:

高差偶然误差(mm/km)

高差全中误差(mm/km)

往返较差、附合闭合差(mm)

检测已测段高差之差(mm)

  5.3.3水准点的埋设及观测技术要求

  5.3.3.1水准点的埋设

  水准点选取在土质坚硬,便于长期保存和使用方便的地方。

5.3.3.2水准观测的技术要求见下表:

  6.1隧道施工测量

  6.1.1独立坐标系统

1)由于羊角隧道出口为直线隧道,为了施工的方便,故在左、右洞分别采用独立坐标系系统:

2)计算公式: 旋转角:左洞

        右洞

3)为了减少坐标系统转换过程中产生的累积误差,在实际测量过程中仍然采用大地坐标系统进行测量,然后各埋设桩点分别利用上述公式转换成独立坐标进行使用。

6.1.2隧道开挖测量放样:

⑴洞口开挖:洞口段为V级加强段施工,围岩较差,因此采用上、下导坑开挖方式,测量放样采用支距法(五寸台法)。即先用经纬仪定出开挖中线位置,然后利用水准仪在中线任一位置打一水平线,用钢尺按照事先计算好的尺寸标出各开挖轮廓线的位置。

⑵洞身开挖:可根据现场测量人员的技术水平,测量仪器的选用,采用以下施工放线方法:

a.圆心法:首先用经纬仪标出隧道开挖中线,然后用水准仪找出各(多心圆断面隧道)圆心标高位置,用钢卷尺按各半径长度画出开挖轮廓线。

优点:操作简单,易于掌握,采用时间较短,对测量人员的技术要求较低。

缺点:掌子面倾斜和平整度对半径测量的影响较大,测量精度不高。

优点:操作简单,测量精度高,开挖容易控制,采用时间较短。

缺点:点位修正复杂,对测量人员的技术要求较高。仪器点与开挖面之间的距离一般不易过长。

⑶仰拱开挖:仰拱开挖的控制相对其它开挖控制比较困难,基本上无法一次性开挖成形,一般可采用先在墙上圆心位置画一条腰线,然后计算出每一部位的开挖尺寸,现场人员可以用水准尺直接量取控制。

⑷人行、车行通道开挖:采用左、右洞两头分开掘进,开挖放样可参照洞身开挖进行。通道是否能够正确贯通,决定于开挖控制点的准确性,首先对两端控制点进行复核,待通道贯通后对贯通面中线进行误差修正。

6.1.3隧道结构物测量放样:

⑴仰拱施工:首先对开挖过后的仰拱面进行检查,待满足设计要求后方可立模施工,并在模板上用三角符号标出仰拱顶面标位置,用油漆连接成线,复核无误后交待现场管理人员,方可施工。

⑵仰拱填充与中心水沟施工:仰拱填充采用左、右副分开施工方式,主要控制中心水沟立模及填充顶面标高控制。根据隧道平面控制网,校测轴线控制桩后,使用经纬仪将轴控线引弹到模板外立面,施工人员开始立模,待模板稳定复核无误后,加固模板,并利用水准仪在模板内侧用三角符号标出填充顶面标高位置,用红油漆连接成线,以便控制填充施工。

⑶矮边墙施工:矮边墙是保证隧道净空及二次衬砌台车就位的关键部分,放样之前仍然要对控制点进行复核,对立设好的矮边墙模板进行中线,标高的检查,合格后方可进行施工。

⑷二次衬砌:隧道竣工验收的最终一道工序,是保证净空要求,达到通车运营的关键。测量人员首先对平面控制网及中线进行复核,复核无误后对衬砌台车初步就位,就说位后测量人员对衬砌背后的预留洞室、各种管线埋设,预埋件的定位等一系列的工序,进行检查、放样,无误后台车方可定位、加固。

⑸人行车行通道衬砌:首先测量人员要对洞室的贯通误差进行测量,然后进行合理的误差调整,直到达到设计规范要求。

6.1.4隧道断面控制测量:

在隧道施工过程中,为了保证开挖、初期支护及二次衬砌后的净空满足设计规范要求,必须对已完工的主体工程进行断面检查,常规的检查一般采用水准仪及钢卷尺进行测量,误差比较大,特别是对拱顶部分不易操作。我们在此工程中拟采用目前先进的断面测量系统,首先用一台徕卡智能全站仪在现场采集数据,然后输入电脑,利用软件一次成图,精度可以控制在0.1mm以内。对于测量数掘应及时反馈到现场施工管理人员,以便及时控制开挖及衬砌净空。

6.2郭溪沟中桥施工测量:

6.2.1桥墩、台定位:郭溪沟中桥及渡线桥桥墩桩密集、所处河道狭窄,两岸山坡陡峭,选、埋点非常困难,采用常规的护桩进行施工控制和放样容易出错。因此我们拟在施工范围内布设控制网,采用前方交会法进行施工控制和施工放样测量。

具体施工方法:根据每根桩、墩中心点已知坐标,在施工中根据两适宜控制点的坐标放样图,计算出放样的角度,拨角直接交会出该放样点。为了提高精度,放出位置后可用归化法进行检核,即更换控制点,测出该点的坐标,计算所测坐标值与设计坐标值的差值,在实地上根据该差值将放样点改正到设计点的位置。

在施工放样中,可将控制点进行比较,选择合适的控制点,合理的交会角度,以尽量减小误差。若受到地形条件及其他因素的影响,有时在无法选择理想的交会角度的情况下,只能进行仔细的多测回观测,以求尽量做到更好。

  6.3.1高程控制点的联测:在施工开始之前,首先联测洞口及中桥高程控制网点,以判断场区内水准点是否被碰动,经联测确认无误后,方可向洞内及中桥按三等水准测量的要求引测所需的标高。

  6.3.2在高程传递过程中,要及时对已传递的高程点进行数据登记,并做好标记,标明高程,以防止施工过程中用错。

6.3.3标高校测与精度要求:每次引测标高需要作自身闭合外,应该联测校核,测量偏差不应超过±3mm。

监控量测是对围岩动态监控的重要手段,是新奥法施工的重要组成部分。本隧道也将此项目列入施工组织计划,并在施工中认真执行。

7.1量测内容及方法:

根据设计文件、工程规模及支护类型要求,我们在必测项目和选测项目中先用以下项目测量。

隧道现场监控量测项目及测量方法

每10~50m一个断面

7.2量测测点布置及安装:

当隧道上、下导坑开挖时可只采用一条水平线和拱顶量测,当全断面开挖时用两条水平线及一个拱顶点量测,具体测点布置及预埋件见图8。

图8监控量测测点布置及预埋件图

7.3量测注意事项及要求:

⑴当隧道开挖后,岩体固有的结构被破坏,因此应在开挖后24小时内及时安装测点,并在第二天获得初始读数。

⑵按各项目量测的操作规程安装好仪器、仪表,每测点一般测读三次,三次读数相关不大时,可取算述平均值作为观测值;若读数相差过大时,应检查仪器、仪表安装是否正确,测点是否松动,当确定无误时再进行测试。

⑶每次测试时都要做好记录,并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等,并保持原始记录的准确性。

⑷在现场进行粗略计算,若发现围岩与支护变形较大时,应及时通知现场施工负责人。以提早做好预防方案。

  8.1测量作业的各项技术按《工程施工测量规程》进行。

8.2测量班应及时整理、收集测量过程资料,保证测量成果的“原始性”。

8.3各项测量资料内容填写齐全、整齐、正确、清楚并无涂改现象。

8.4测量资料计算成果要做到依据正确、方法科学、严谨有序、步步校核、结果正确。

8.5测量记录多为保密资料应妥善保管。

8.6测量资料要做好工作记录和台帐,各种测量数据必须经过自检合格后方可交相关人员签字。

8.7测量人员全部取证上岗。

  8.8进场的测量仪器设备,必须检定合格且在有效期内,标识保存完好。

  8.9施工图、测量桩点,必须经过校算校测合格才能作为测量依据。

  8.10所有测量作业完后,测量作业人员必须进行自检,自检合格后,上报现场监理工程师核验,最后向专业监理报验。

  8.11自检时,对作业成果进行全数检查。

  8.12核验时,要重点检查轴线间距、纵横轴线交角以及工程重点部位,保证几何关系正确。

  8.13滞后施工单位的测量成果应与超前施工单位的测量成果进行联测,并对联测结果进行记录。

8.14加强现场内的测量桩点的保护,所有桩点均明确标识,防止用错和破坏。

  9施测安全及仪器管理

  9.1施测人员进入施工现场必须戴好安全帽。

  9.2在基坑边投放基础轴线时,确保架设的测量仪器稳定性。

  9.3桥墩开挖施工时,操作人员不得从轴线洞口上仰视,以免掉物伤人。

  9.4操作仪器时,同一垂直面上其他工作要注意尽量避开。

  9.5施测人员在施测中应坚守岗位,雨天或强烈阳光下应打伞。仪器架设好后须有专人看护。

  9.6施测过程中,要注意旁边的模板或钢管堆,以免仪器碰撞或倾倒。

  9.7所用线锤不能置于不稳定处,以防受碰被晃掉落伤人。

  9.8仪器使用完毕后需立即入箱上锁,由专人负责保管,存放在通风干燥的室内。

  9.9测量人员持证上岗T/ZZB 1818-2020 先张法预应力混凝土管桩.pdf,严格遵守仪器测量操作规程作业。

  9.10使用钢尺测距须使尺带平坦,不能扭转折压,测量后应即卷起。

  9.11钢尺使用后表面有污垢及时擦净,长期贮存时尺带涂防锈漆。

9.12在密林丛草间进行施工测量时,应遵守护林防火规定,严禁烟火,并预防有害动、植物伤人;

9.13测量打桩时要注意周围行人安全,不得对面使锤,其它工具不得随意抛掷;

9.14在桥墩上测量时应系安全带,脚穿软底轻便鞋;

9.15在洞内测量时必须备有足够的照明设备。必须有专人警戒GB/T 37363.1-2019 涂料中生物杀伤剂含量的测定 第1部分:异噻唑啉酮含量的测定,防止车辆出入。

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