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1、 实施性施工组织设计第11章 施工测量与监测11.1 施工测量11.1.1 编制依据1、工程测量规范（GB5002693）2、建筑工程施工测量规程（DBJ01-21-95）3、地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）4、石家庄地铁新建线路控制测量总体技术要求5、新建铁路工程测量技术规范6、石家庄地铁施工监控量测技术要求7、设计图纸根据以上规范、规程关于隧道工程设计施工验收对施工精度的有关要求，本着“技术先进，确保质量”的原则，制定本施工测量方案，确保圆满完成本工程的施工测量任务。11.1.2 测量准备 施工测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节，包括图纸的审核，测
2、量定位依据点的交接与校核，测量仪器的检定与校核，测量方案的编制与数据准备，施工场地测量等。 1、首先对照业主提供的精密导线点及精密水准点等交桩资料，对现场桩位进行复测，及时将复测结果报业主和监理工程师。2、对所有进场的仪器设备及人员进行初步调配，并对所有进场的仪器设备重新进行检定。3、由主管工程师进行技术交底。4、根据图纸条件及工程结构特征确定平面控制网形式。11.1.3 控制测量控制测量分地上控制测量和地下控制测量。11.1.3.1地上控制测量选择甲方所交的精密导线点作为依据，首先对其进行复测，逐个进行导线点方位角及距离测量，所测结果是否与交桩结果相符。最后精密导线点作为依据加密导线点。高程
3、控制网的建立采用和导线控制网相同的点位，由一已知水准点开始进行闭合水准测量，最后回到另一个已知水准点上。闭合水准满足要求后，进行平差处理，让各水准点归算于同一高程系统，作为控制整个工程的标高依据。在施工车站附近至少布设两个水准点，且要在同一水准路线内，以便于施工测量时有多个水准参考点。11.1.3.2地下控制测量地下平面控制网采用导线控制，分为施工控制导线和施工导线。联系测量到竖井的点为起始点，随隧道的不断延伸布设施工控制导线点；直线段控制导线的边长一般150m左右，在特殊情况下不小于100m。曲线段施工控制点应尽量设在曲线元素点上，其边长不应小于60m。随着隧道的推进，通过施工导线点每30m
4、布设一个施工导线点；导线点布置在稳固牢靠、易保护、便于通视的地方，并做上明显标记。导线点测设用 级全站仪施测，左、右角每次测2个测回，左右角平均值之和于360较差应小于6，边长往返观测各二测回，往返观测平均值较差应小于7mm。导线最远点点位横向中误差应在25mm之内。为保证贯通精度，导线要定期检测，一个月复测一次，隧道进入一半和盾构机出洞前50m时，要联系地面各重新复测一次。地下高程控制测量采用几何水准测量方法，地下施工控制水准点每200m设置一个地下施工水准点，沿隧道50m布设一点，点位最好与导线点联测，精度要求按二等水准测量。每布设一点，测量时都要往返到井下的起始点上，地下水准点测量应在隧
5、道贯通前独立进行三次，并与地面向地下传递高程同步，重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于5mm。地下水准点要经常进行复测，根据复测的结果及时修正水准点的高程。11.1.4 施工测量在施工控制网建成后，接下来的工作就是放线与验线。其工作步骤分为：地面控制点的坐标、高程传递到竖井内、隧道中线定位与复核等各项工作。测量的技术要求应参照地下铁道、轻轨交通工程测量规范的有关规定执行。施工中为保证放样精度，避免误差的积累，隧道中线应以不同控制点测设的两个点来确定。放样的要素必须用坐标反算法来计算，用极坐标法来测设已知角和距离。11.1.5 联系测量当车站底板完成后，为保证地面控制和地下控制系统的统一，需
6、将地面控制点的坐标、高程传递到始发井内，使地下控制和地面建立一定的几何联系。11.1.5.1平面网的联系测量平面的联系测量是通过联系三角形法传递，本工程的盾构始发井深17米，并且精度要求很高，故选用联系三角法。因井较深，通过竖井附近的导线点往井下传递，共向井下传递四个点。在盾构基座安装前，在竖井隧道中线上投放两点，控制基座安装；考虑到通视要求，在盾构机井下组装前，把点投放到竖井长边同侧的两个角上。井下作业点要牢固不易遮挡，点位做法是在竖井底板钻孔嵌铜芯，并做好标识。角度观测采用全圆测回法观测，测角误差应在4之内，重复观测，一般应进行三组投点，每组投点独立观测三次，独立计算有关数据，然后取其加权
7、平均值作为观测结果，通过观测的边角数据，推算出竖井下点的坐标及方位，作为地下平面控制的起始点。11.1.5.2高程联系测量通过始发井附近事先设好的水准点将高程从始发井传到地下结构中。传递高程采用悬挂钢尺法，使用的钢尺事先经过检定，钢尺悬吊的重锤重量必须与检定时所施加的拉力相同。传递的时间宜选在井上井下气温相差不大的时候进行。如果传递时气温与检定时的标准温度相差过大，要对传递结果进行温度改正。钢尺应悬挂在龙门吊的适当位置，固定要牢固。引测高程时，电葫芦不能工作，以保证引测的精度。传递高程作业时，地面上应选两个水准点，井上井下应同时进行，每次3个测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准
8、点的高差较差应小于3mm。井下水准基准点布置两个，一个布置在始发井一角，另一个布置在洞内，基准点应采用型钢或预埋铁件，埋深大于50cm。洞内水准点最好与中线点预埋铁板放在一起，即在铁板上加一条螺栓，作为水准点。水准点做好后应在边墙上做标记，以便于保护。站内水准基点应选取在变形基本稳固的底板或柱子结构上，点数不少于3个，以便于相互较测。11.1.6 洞内施工测量11.1.6.1盾构机的掘进测量为控制盾构机沿设计方向前进，在隧道施工前要准确测量盾构机的三维位置。通过联系测量得到的竖井下的控制点进行隧道中线定位和盾构安装时所需要的测量控制点，测设值和设计值较差应小于3mm。中线至少定出两点，洞内中线
9、点应作在不易松动的地方。测点的间隔一般为30m，向前移设测点时，应对后方的几个点进行复测后再决定新的位置。由于盾构机上配备较先进的测量指向系统，只需要将激光经纬仪所在点的坐标和后视的坐标输入系统程序里，激光经纬仪将会按设计线路方位指导盾构前进。为确保线路方位正确，每天根据需要复测一次激光经纬仪及后视点坐标，其精度符合规范要求，同时通过盾构机上留好的参考点校核盾构自动测量系统的准确性。随盾构机的不断掘进，激光经纬仪也得随之向前移动，直线段施工每50m移动一次；隧道曲线段施工时每30m移动依一次。为避免误差的积累，每一中线点采用极坐标法通过隧道内导线点测定。每点必须有两个测回，测角采用全圆法，角度
10、观测应在6之内，边长中误差应在10mm之内。盾构掘进要适时姿态测量，其技术要求要满足【表11-1盾构机姿态测量误差技术要求】规定。表11-1 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横向偏转角（）3切口里程（mm）1011.1.6.2衬砌环片的测量要定期对已拼衬砌环片中心偏差、环的椭圆度和环的姿态进行测量。衬砌环片一般不少于4环测量一次，测量时每环都应测量，并测定待测环的前端面。相邻衬砌环片测量时应重合测定23环环片。11.1.7 工程自动测量系统1、使用前将隧道中线坐标数据的输入。2、开始使用自动测量系统之前要输入盾构机的初始状态值。
11、3、人工测量激光经纬仪的位置并将数据输入PC内 。4、随着盾构的推进，开始自动测量的导向工作（每5s测一次），在该过程中根据工程进度及线路情况前移激光经纬仪并根据需要进行人工复核测量工作。5、及时整理各项测量数据，填写好每一表格及绘制盾构机的状态图，及时反馈，其结果将作为盾构机施工指令调整的主要依据。11.1.8 贯通误差测量 隧道贯通后利用贯通面两侧的平面和高程控制点，进行贯通误差测量，贯通误差包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。隧道的纵向、横向贯通误差测量时，根据两侧控制导线测定的贯通面上同一临时点的坐标闭合差确定。方位角贯通误差测量利用两侧控制导线测定与贯通面相
12、邻的同一导线的方位角较差确定。隧道高程贯通误差由两侧控制水准点测定贯通附近同一水准点的高程较差确定，测定结果作好记录并保存。11.2 监测方案设计盾构法隧道施工中进行监控量测，对施工顺利进行有着十分重要的意义。通过监控量测可以判断出施工因素对地层变形的影响，提供改进盾构机施工参数、减少地面沉降的依据。根据前一步的观测结果，预测下一步的地表沉降和对周围建筑的影响，以合理的代价采取保护措施。通过对已建成隧道结构的监控量测，可以及时采取有效措施，保证隧道的顺利贯通。 盾构法隧道的监控量测主要有地面沉降监测、隧道变形监控量测和地下水土压力和变形的监测。11.2.1 设计原则1、本工程项目监测方案以确保
13、安全、保证施工精度为目的，根据不同的工程项目如（盾构隧道、联络通道）确定监护对象（隧道及围岩、临近构筑物和建筑物、地下管线、地下水、地表等），针对监测对象安全稳定的主要指标进行方案设计。2、本工程项目监测点的布置能够全面地反映监测对象的工作状态。3、采用先进的仪器、设备和监测技术，如计算机技术、遥测技术等。4、各监测项目能相互校验，以利数值计算，故障分析和状态研究。5、方案在满足监测性能和精度的前提下，可适当降低监测频率，减少监测元件，以节约监测费用。11.2.2 测点布设原则1、观测点类型和数量的确定应结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑。2、为验证设计数据而设的测点布置
14、在设计中最不利位置和断面，为结合施工而设的测点布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。3、表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观察，还要有利于测点的保护。4、埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。5、在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。6、深层测点应在施工前30天布置好，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。7、测点在施工过程中遭到破坏时，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该点观测数据的连续性。
15、11.2.3 盾构法隧道施工监测1、监测内容及目的见下【表11-2 盾构法隧道监测项目表】：表11-2 盾构法隧道监测项目表项次监测项目监测目的1地面沉降监测了解盾构施工不同阶段引起的地面沉降情况，结合盾构推进参数和地质情况指导施工2地面建（构）筑物调查及沉降监测由于隧道下穿建筑物，且建筑物大多稳定性较差，施工前必须对沿线建筑物的现状进行调查， 施工过程中进行沉降监测，确保施工期间，地面房屋和地下管线的安全。3隧道收敛变形监测了解隧道变形，判断隧道受力状态及稳定性，反馈信息，优化设计。4地中位移监测了解盾构施工对地层的扰动情况以及地中地层的沉降关系5管片内力监测了解管片衬砌的实际受力状态6地层接触应力量测了解管片与地层的关系和相互作用，逐步掌握石家庄地层与管片的相互作用规律7地下水位观测了解地下水的存在对盾构隧道施工相关要素的影响，如地面沉降等。8隧道内降沉观测了解隧道修建后的降沉情况9不同地层施工参数统计了解不同地层中盾构掘进的适应性2、施工监测手段与频率见【表11-3 盾构法隧道项目与频率表】表11-3 盾构法隧道项目与频率表量测项目常用工具
