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1、 山西中南部铁路通道ZNTJ-9标段一分部 小水头1号隧道施工测量方案 1、编制依据(1) 铁路工程测量规范TB10101-2009；(2)全球定位系统（GPS）铁路测量规程（TB10054）；(3)全球定位系统（GPS）测量规程（GB/T183142001）；(4)国家三、四等水准测量规范（GB12898-1991）；(5)新建山西中南部铁路通道小水头1号隧道设计图（参考图）。2、工程概况新建山西中南部铁路通道小水头1号隧道位于山西省古县并侯村附近隧道起止里程DK384+125-DK385+075,全长950米，为单洞双线有碴隧道，隧道处于中低山丘陵区，进口位于浅埋黄土段，洞口紧贴一条黄土冲
2、沟，稳定性差，存在黄土偏压现象。洞身为厚层砂岩和泥岩为主，局部夹薄层泥岩，出口段位于浅埋黄土段，隧道最大埋深20米，最浅洞口埋深仅为2.7米，本隧道位于直线段上，为5.7的上坡，线路高程采用1985年国家高程基准，坐标采用1954年北京坐标系112带，隧道投影面高700m，平面控制采用设计院提供CP控制点，洞口加密点采取聘请中铁三局测量公司采用GPS进行CP控制点加密，高程点采用中铁三局测量公司提供四等水准加密控制点。开挖采用从进口向出口方向独头掘进方式。3、测量人员及仪器保障3.1 测量人员项目部组织具有多年隧道测量经验的测量工程师负责测量工作，一般测量工作由具有测量资质的技术人员完成；建立
3、和完善测量工作规章制度和复核流程，测量技术人员对测量资料进行整理归档。3.2 测量仪器项目部根据测量要求，配置一定数量、精度高、技术性能稳定的仪器。仪器在进场前必须检定合格方可使用；在测量过程中如发现仪器出现异常情况，须经检定后可再次投入使用；测量仪器指定专人管理，定期进行检定校核。测量仪器配置表序号类别名称及厂家规格型号数量（套）产地检定日期有效日期1全站仪徕 卡TCR12021瑞士2010年6月10日2011年6月20日2全站仪徕 卡TC4021瑞士2009年9月30日2010年9月30日3水准仪莱卡NA22瑞士2010年6月5日2011年6月5日4、控制测量方案4.1 洞外控制测量小水头
4、1号隧道全长950米，开挖采用由进口向出口方向独头开挖掘进方案，洞外控制测量采用CPGPS测量方法，测量采取聘请中铁三局测量公司进行GPS加密测量，在隧道进出口分别布设三个的GPS控制加密点和两个四等水准点，经测量公司测量平差，其精度合格后，可以作为小水头1号隧道控制和施工测量的依据。4.2洞口投点观测注意事项1）因洞口投点距贯通点最远,测角误差对贯通的影响值最大。2）洞口投点应布设在便于施工放样、联测洞外控制点以及向洞内测设导线之处。向洞内传算方位的起算边长度不宜小于300米。投点桩的埋设高程应与施工底面高程相适应，桩点应稳固可靠。3）每个洞口应测设不少于3个平面控制点和两个高程控制点。4）
5、为减小洞口投点测角误差的影响，投点时选在气温稳定的阴天或夜晚进行。4.3洞内平面控制测量4.3.1洞内控制测量的特点1）受洞内地形条件限制，场地狭窄。控制时只能以导线形式布设。2）导线在洞内是随着隧道的开挖逐渐向前延伸，是分期逐次测量到最后贯通形成导线，不可能一次将导线全部测完，是由多个小的闭合导线环组成。3）洞内测量是在施工条件下进行的，因此洞内行车、通风排烟和照明等外界环境因素对测量结果的影响比较大。4）由于洞内施工等机械设备长期来回行驶，使原有埋设的控制点容易发生位移，因此在导线点引伸前都需要检测以前控制点是否发生位移现象。5）受场地和观测条件、通风排烟及照明等影响，导线边长一般不可能较
6、长。有时难免采用短边和特殊短边。在有条件时须及时改善短边条件并加以补测，以避免方位角误差过大对贯通精度的影响。4.3.2导线布设方案的确定在进行洞内控制时，根据具体情况布设不同的导线网形，在测量计算方面施以不同的方案。一般采用多边形闭合导线。单线缺乏必要的检核和评定测量精度的条件，故生产上一般不采用，多边形闭合导线既测角又量边，有闭合条件检核，可以防止粗差及用于评定精度。小水头1号隧道洞内导线点控制采用闭合导线环作为洞内导线布设形式，前后视边长比例不能小于1/3。施工导线暂按每隔200米在左右侧边墙边布设一组导线点。导线要及时成环，经过严密平差计算，检验导线网精度，检查隧道中线准确性，指导下一
7、步隧道洞身开挖、衬砌。导线布置详见下图。4.3.3洞内控制测量精度设计根据铁路工程测量规范TB101012009上的规定：相向开挖隧道长度L4，隧道的贯通限差为100mm。按测规规定的分配原则，分配给洞外贯通中误差为30mm，洞内贯通中误差为40mm。小水头1号隧道洞内控制测量导线按三等导线要求布设。其精度分别达到如下要求：1）考虑到隧道内施工干扰大、能见度低、外部环境对测角误差的影响值较大，欲达到土1.3测角精度比较困难，故在实际计算时按三等导线测量的测角精度按1.8为准。2）边长精度，在直线段隧道贯通精度与边长精度的影响较小，主要是测角精度。因此边长的长短也主要是影响测角精度的因素，在直线
8、段的导线边长一般为270米。3）测量方法及作业要求，洞内导线测量已选定用徕卡TCRA1202全站仪，其标称的测角精度为2，测距精度（2mm+2ppm）。仪器的精度完全满足三等导线测量的要求。测量时，测角采用方向观测法，角度4个测回，其中左角、右角各2个测回，照准同一目标观测时，调整测微轮，两次照准，两次读秒。每一次左右角之和在3605内，左角平均值与右角平均值之和也控制在3602内，同一个左角或右角互差不大于5。水平方向观测法每个测回的零方向读数均匀分配在度盘和测微器的不同位置上。每测回间零方向读数的变动值应以下式为准：180/m+i/2+i/m式中：m-测回数 i-度盘最小分划值（2级仪器为
9、20） i-测微器秒格的全分划数（2级仪器为600）4.3.4洞内控制导线布点与施测洞内导线的主要用途是保证隧道在平面位置上按规定的精度贯通和测设中线点，以便施工放样。洞内埋设的每一个导线点，以混凝土包埋钢桩，钢桩长度为3040cm间，并打入地面10cm，外露1cm。埋设时四周用30cm30cm的木板作支撑，以做到平整，上面再加护盖，护盖背面写上导线点相对应的线路里程及点号。埋设点位距旁构筑物至少在0.3m以上。以减少旁折光对测量的影晌。并在不受重物的受力之下。在直线段，导线段导线沿边墙平行布设，每270m设一个导线点，控制点距旁构物不小于0.3m,以减少旁折光影响及便于置镜。中线以导线控制点
10、放样，中线上每100m设置一组，以便于施工放样所用，在中线距开挖面一定距离后，可间隔跳开一点，以加长导线边长，减小测角误差影响。当隧道延伸至导线设计边长的23倍时，进行一次导线引伸测量，利用原控制点（含中线控制点）作第二次设站观测或根据原控制点增设新点时，必须对原控制点的相邻边和水平角进行检测,检测精度不低于原测精度。检测结果与原测结果之差不应超过按下式计算值：2M12+M22式中M1、M2一分别为检测原测的实际测边或测角中误差（）测边、测角中误差按洞外导线控制测量的方法计算。当超限时，则应从相邻点逐点检测至符合要求的点时为止，并应分析超限原因。发现点位位移，则应按重测的合格结果计算成果资料。
11、当不超限时，进行新点测设，并放样新的中线点。正式中线点由邻近的导线点以极坐标法测设在地面上之后，应在中线点上安置仪器，以任何两个已知其坐标的点为目标测其角度。以实测角值与坐标反算出的角值比较，以检查中线点测设的正确性。4.3.5洞内控制测量注意事项1）洞内导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠的地方，点间视线应离开洞内设施0.3米上。2）洞内导线边长应尽量形成长边，前后视边长比例不得小于1/3。3）因洞内导线边长较短，仪器和目标的对中误差对水平角观测的影响较大，为减小此项误差影响，洞内的测角宜在测回间采用仪器和目标多次置中的方法，并采用双照准法观测（即两次照准、两次读数）4）洞内多边形闭合导线宜采
12、用按角度条件严密平差法，其坐标与方位角传算与洞外控制点一致。5）洞内导线测边时，应将全站仪和反射器镜面的水汽必须擦拭干净后才宜测距。4.4洞内高程控制测量铁路工程测量规范TB10101-2009规定各种长度的隧道，在每个贯通面处的高程贯通限差为50mm，其值分配给洞外和洞内18mm和17mm。平面高程控制是经对测量公司所交的水平桩点复测后进行的。复测采用四等水准测量和三角高程测量相结合的方法进行，实测误差应在允许误差的范围内。经复测与测量公司的水准点均正确无误。4.4.1洞内高程控制测量设计洞外高程控制测量完成后，精度满足要求，可以进行洞内高程测量。由于本隧道为有碴道床，洞内高程测量地形比较平
13、坦，根据工程类比法采用NA2带测微器精密水准测量，完全可满足贯通高程要求。为提高洞内的高程测量精度，洞内采用四等水准测量，其作业方法与要求按四等水准测量规范进行。1）在洞内依据洞外高程控制点进行往返观测,在洞口处埋设两个永久性水准点作为向洞内传递高程的依据。2）洞内每隔300m设立一对高程控制点，采用往返观测，其精度应满足规范要求，否则应重测。3）洞内高程点必须定期复测。5、控制测量数据处理1.在测距时，距离的气象改正采取直接输入大气温度和气压使全站仪进行自动改正，而加、乘常数改正可根据仪器检定常数进行改正，然后进行归算到隧道统一高程面改正计算，计算公式为: 式中 L改正前距离（mm）; H0
14、隧道统一投影面距离面高程（本隧道为700m）； H所测距离的平均高程（m）； RA地球曲率半径，采用6371km.2.导线闭合环闭合差的限值，应小于下式计算值： W闭合环=2mn式中 m=设计所需的测角中误差（）； n=导线环内的个数。 导线环的测角中误差可按下式估算： 式中 f各导线环内的角度闭合差（）； N导线环的个数。3.当导线数量达到测量设计闭合条件时，应及时应对闭合环进行闭合测量，并对闭合环进行平差计算：首先对单个闭合环进行简易平差，当形成两个以上闭合环时，再采用电算程序对整个环网进行严密平差计算，以减少测量误差的积累。6、施工测量控制方案6.1施工测量方法和日常测量流程施工放样工艺流程图如图1。6.2施工测量放样作业方法及要求6.2.1施工测量放样要求，各类工程及同一工程的不同阶段、不同部位对放样点的精度要求不同，所以对测站点和放样点的精度要求也不相同。测量时严格按照执行标准中规范规定的执行。限差指规范要求的限差，如果设计上有特殊要求，按设计要求执行。放样通知单放样数据准备计算程序准备测放建筑物轮廓点线交样施工控制资料绘制交样单检核检核检核读审设计图纸和技术文件测站点测量检校仪器资料归档有问题有问题题材有问题图1 施工放样工艺流程图6.2.2测量资料收集与放样方案制定测量放样前，应从合法、有效途径获取施工
