天津地铁2号线测量检测技术方案

天津地铁二号线工程测量技术方案
二零一四年四月
目录
一、工程概况 (3)
1.1 线路概况 (3)
1.2 工程范围 (3)
二、测量作业技术依据 (3)
三、测量坐标系统 (4)
四、测量检测方案 (4)
4.1 地面控制网复测及维护 (4)
4.2 施工控制测量检测 (11)
4.3 贯通测量检测 (19)
4.4 地下控制网平差和中线调整测量 (20)
4.5 净空断面测量检测与限界测量 (21)
4.6 铺轨控制基标检测 (22)
4.7 竣工测量 (23)
4.8 其它相关测量工作 (25)
五、技术难点及解决方法 (25)
六、测量检测工期安排及检测计划 (27)
6.1 地面控制网复测工期安排及检测计划 (27)
6.2 施工测量检测工期安排 (27)
七、人员组织结构及仪器设备 (28)
7.1 项目部组织机构 (28)
7.2 仪器设备 (28)
八、工程质量保证措施 (31)
8.1 本工程质量管理体系 (31)
8.2 本工程项目质量方针和质量目标 (33)
8.3 管理职责 (33)
8.4 资源管理 (35)
8.5 产品实现 (36)
8.6 测量分析和改进 (37)
九、安全保证措施 (38)
9.1 安全管理目标与方针 (38)
9.2 主要安全影响因素 (38)
9.3 安全生产管理组织机构 (39)
9.4 测量作业安全保证措施 (40)
一、工程概况
1.1 线路概况
天津地铁2号线是天津市快速轨道交通线网中的东西骨干线，本工程西起中北镇曹庄，东至李明庄。

途径阜盛道一广乐道（规划）一黄河道一南马路一通南路一铁路天津站后广场一华昌大街一卫国道；经过西南角、南市、天津站、万新村及丽苑居住区等大的客流集散点。

线路贯穿了西青区、南开区、和平区、河北区、河东区和东丽区等六个行政区。

地铁2号线将丽苑居住区、万新村居住区以及顺驰太阳城大型居民社区等新建城市居民区与市中心连成一线，沿线经过天津商场、东方商厦、新安购物广场、古文化街等市商业中心区，以及长虹公园等文化娱乐场所。

连接天津市最大的交通枢纽-铁路天津站。

地铁2号线与地铁1号线在西南角站交叉换乘，与3、2号线在天津站换乘。

与规划的4、5、6、7、8号线交叉处，均留下了换乘条件，与部分线路还预留了联络线的设置条件。

线路正线全长22.657Km,其中地下线21.641Km，敞开段及地面线1.016Km。

全线设站19座，其中地下车站17座，半地下站1座，地面站1座，地铁2号线的东西两端分别设置了李明庄车辆段和曹庄停车场。

本线东端李明庄站预留了去天津市滨海国际机场的接轨条件。

在西端的曹庄停车场与国铁津浦线设置了联络线。

地铁2号线工程于2006年4月开始动工，于2012年7月1日东西分段试运营（西段为曹庄～东南角区间，东段为天津站～空港经济区区间），于2013年8月28日开通全线试运营（即东南角～天津站区间正式开通试运营）
1.2 工程范围
北京城建勘测设计研究院有限责任公司（以下简称我院）受天津市地下铁道集团有限公司委托承担2号线控制测量及施工测量检测工作。

工作内容包括2号线全线GPS控制网检测维护、精密导线网检测及维护、精密水准网检测维护、施工控制测量检测、贯通测量检测、断面及限界测量检测、铺轨控制基标检测、全线各车站及区间竣工测量。

二、测量作业技术依据
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008
《工程测量规范》GB50026-2007
《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2009
《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006
《城市测量规范》CJJ/T8-2011
《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）
《新建铁路工程测量技术规范》TB10101-2009
《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）
《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003年版）
《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356-2009）
《测绘作业人员安全规范》(CH1016-2008)
《中华人民共和国测绘法》
其它与土建、设备安装、装修相关的施工质量验收规范
国家其它相关技术规范
三、测量坐标系统
本控制测量及施工测量检测工程项目采用的坐标、高程系统为：
平面：1990天津市直角坐标系；
高程：1972年天津市大沽高程系统，2002年高程。

四、测量检测方案
地铁工程建设是一项工序繁杂、精度要求较高、参建单位众多、时间跨度长的综合性工程。

测量工作是地铁建设施工质量保障的一项重要工作，贯穿工程建设的始终。

本着先整体后局部的测量原则，天津地铁2号线工程测量基本按“地面控制网复测及维护→施工控制测量检测→贯通测量→断面限界测量→铺轨基标测量→竣工测量”的顺序完成的。

4.1 地面控制网复测及维护
天津地铁2号线工程控制网测量包括地面平面控制网复测和地面高程控制网复测两部分。

地面控制网在开工之前进行第一次全面检测，平面控制网测量首先对首级GPS控制网进行复测，按C级技术要求执行，然后在GPS网基础上测量精密导线网，按照《城市轨道交通工程测量规范》精密导线要求执行。

高程控制网按国家二等水准测量方法和
精度要求进行测量。

为确保全线各标段（车站、区间及停车场）施工的顺利开展，定期对GPS控制网、精密导线网、高程控制网进行全面复测，对缺失或变动的局部网点进行及时补测、更新等。

根据控制点使用情况，对局部控制点变动的区域，及时进行修测维护。

首级GPS控制网、精密导线网及高程控制网复测的观测方法及技术要求与首次测量时保持一致，并且尽量以原网的布网结构进行观测，避免因网形结构的改变导致控制点成果的较大变化。

复测结束后，通过对原、复测成果的对比和稳定性分析，提出控制网点的使用结论。

我院每年进行一次地面平面控制网复测，两次地面高程控制网复测，复测精度指标均满足《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)中相关精度要求。

此外，加强对控制网的巡视，并与使用单位进行及时沟通，了解控制网点的现状，及时对被破坏的控制点进行同精度恢复，及时提供更新成果。

4.1.1 GPS控制网检测
4.1.1.1 GPS网检测的精度指标
GPS网按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008中的相关要求施测，GPS 控制网数据处理严密平差后最弱点点位中误差应满足≤±12mm，相邻点位相对中误差应
满足≤±10mm，最弱边相对中误差应满足≤1/100000，与原有控制点的坐标较差≤±50mm。

4.1.1.2 GPS控制网布设与实施
根据天津市地下铁道集团有限公司的要求，我院对首级GPS控制网进行复测、检测。

检测时在保持原网完整性及精度的前提下，根据原测GPS控制网点、加密GPS控制网点及精密导线网点的点位，在线路沿线选择一些构成网形结构强度高、便于施工放样的加密GPS控制网点和重要部位的精密导线点，共同构成检测GPS控制网。

依据原网布设情况，选择距离线路较近可以直接利用的GPS控制点，并与新测加密GPS控制点形成控制边。

通过加密GPS测量以控制导线的长度。

下图为GPS复测网的布网形式：
4.1.1.3 外业观测
观测前，根据布网情况制定详细作业时间计划表（附外业观测施测方案表），外业观测过程中，观测时间、采样频率、卫n星高度角、有效同步观测卫星个数等技术指标严格按照规范的规定执行。

GPS外业的技术要求：
（1）测前对GPS接收机进行必要项目的检验测量，以保证GPS接收机在良好状态下工作；
（2）观测前编制GPS卫星可见性预报表，其内容包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组的最佳观测时间、点位几何图形强度因子（PDOP）等，根据星历预报确定最佳观测时间和时段，编制观测计划并严格执行；
（3）外业开机前检查设备的各种连接是否正确。

观测过程中，作业人员不应离开GPS接收机，不得使用手机、对讲机等对信号有干扰影响的电磁器具。

（4）精确地进行天线整平、对中，对中误差不大于1mm。

（5）每时段观测前、后量取天线高各一次，两次互差小于2mm，取两次均值作为最终成果。

（6）按《城市轨道交通工程测量规范》附录A表A.0.5的规定逐项填写外业观测手薄，外业收机前检查各种记录是否齐全正确。

每一时段观测结束前，及时检查资料是否齐全。

当天作业完成后，将存储介质上的数据进行拷贝保存，以防资料有误和丢失，并及时进行数据处理。

按计划时段分四组同步观测，观测者进行观测记录。

4.1.1.4 GPS控制网平差计算及精度评定
每天外业观测完成后，及时将当日观测数据输入电脑，按照记录表检查和修改点名、天线高等数据，并对当日观测数据进行基线解算，内业计算采用随机配套Leica SKI-Pro 商业软件进行GPS控制网基线解算，GPS控制网平差使用武汉测绘科技大学的CosaGPS 软件。

基线解算以卫星广播星历坐标值作为基线解算的起算数据，采用双差相位观测值。

控制网由独立基线边组成，控制网平差以二等平面控制点作为起算点，GPS控制网平差全部采用独立基线进行整体平差。

检查GPS测量精度，对于不符合技术要求的点进行分析，必要时需进行补测和复测。

4.1.1.5 提交资料
GPS控制网测量检测，按业主要求的时间及时进行，在一个月内提交成果报告，其内容包括：
（1）技术设计书；
（2）技术说明（其中包括文字说明、控制网测量精度情况等，报告中对控制网现状进行分析评价，明确每个控制点的取值，提出控制网成果使用建议及注意事项）；
（3）起算控制点成果表；
（4）GPS控制点检测成果表；
（5）检测网图、埋点示意图、点之记；
（6）全套成果的电子文档。

4.1.2 精密导线的控制网检测
4.1.2.1 精密导线网的主要精度指标
（1）平均边长350m；导线附（闭）合长度3～5km；测距中误差≤±6 mm；
（2）测距相对中误差≤1/60000；测角中误差≤±2.5″；
（3）方位角闭合差≤5n ″；导线全长相对闭和差≤1/35000；
（4）最弱点点位中误差≤±15mm；相邻点的相对点位中误差≤±8″。

4.1.2.2 施测主要技术要求及质量保证措施
4.1.2.2.1 精密导线施测主要技术要求
测站点只有两个方向时，采用左右角各两测回观测，左右角平均值之和与360°之差小于4″；多于两个方向时用全圆法观测4测回，测回间方向值之差小于6″。

测回间应按
180°／n×（J-1）（n----测回数J—测回序号）变换度盘；
与GPS控制点连接测量时，联测方向应多于1个，最好两个方向。

在倾角大于15°时，水平角6测回，每两测回将仪器旋转120°重新对中整平，以减小仪器竖轴不竖直对水平角测量的影响
前后视距离相差较大时，应注意调焦对测量成果的影响，采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺进行观测；
每条边均应往返测距各两测回，每测回间应重新照准目标，四次读数，读数较差小于3mm，测回间平均值的较差小于3mm，往返平均值的较差小于5mm；
距离测量时，仪器加乘常数及气象改正根据全站仪的性能，现场给仪器输入气压、温度等相关资料使仪器在测距时直接改正。

4.1.2.2.2 精密导线外业施测中采取的质量保证措施
本工程中，凡与高低点相关的测站（楼顶点与地面点、高楼点与低楼点即视线倾角大于1°的测站，均采用三次对中（重新对中整平时，仪器基座旋转120°），并加测两测回水平角的方法以保证测量精度；
水平角观测左右角平均值之和与360°之差大于3.5″的测站及三个以上方向测站测回差接近6″的站点加测两测回水平角；前后视距离相差较大需要调焦的测站，采用后后—前前的测量方法施测并加测两测回水平角；
边长测量，往返测距互差根据测距边的长短控制，200m以下的短边控制在3mm以内，200m～500m以下边长控制在4mm内；500m以上的边长往返互差尽可能控制在5mm 内，个别超过5mm的边长补测两测回并根据实际情况分别取中；往返测均采用正倒镜测距；大倾角边长另测两测回垂直角和斜距；
最大限度的增加多余观测，提高整个控制网的结构强度，以保证测量精度满足要求。

4.1.2.3 精密导线测量数据处理
（1）所有测量记录均100%复核，检查无误后进行下道工序；
（2）导线边长除进行仪器加乘常数及气象改正外，还进行高程归化和投影改化；
（3）平差处理使用清华山维控制网平差软件用不同平差方法（纯迭代法、验后定权法）计算机全网整体平差处理。

对平差结果进行分析比较，各项指标均满足规范要求
后，取其各项指标最好的平差成果作为本工程的测量成果提交业主。

4.1.2.4 提交资料
精密导线网测量工作按业主要求及时进行，10天内提交成果报告，具体内容包括：（1）技术设计书；
（2）起算控制点成果表；
（3）精密导线控制点测量成果表（含新旧成果对比表）；
（4）精密导线控制网示意图；
（5）精密导线补测控制点点之记；
（6）技术总结报告和成果验收报告。

报告对控制网现状进行分析评价，明确每个控制点的取值，提出控制网成果使用建议及注意事项。

（7）全套成果的电子文档。

4.1.2.5 精密导线网维护
精密导线网测设完成后，受城市建设和施工的影响，个别点位难免受到影响，造成控制点间不通视、点位有位移或被破坏，影响施工单位的使用。

因此，必须定期、不定期地对控制网进行检测及维护，确保控制网在整个建设过程中的完整和测量成果的正确。

精密导线网检测可根据工程需要分段进行，以满足施工要求。

检测技术要求及精度指标按原测各项指标进行，并按业主要求及时进行检测、及时提交成果报告，并对控制网现状进行评价，明确每个控制点的可用程度。

精密导线网的维护与Ⅱ等水准网一同进行，对受到破坏的控制点与施工单位及时沟通，商讨处理措施，及时进行恢复测量，及时提供测量数据。

4.1.3 高程控制网复测
4.1.3.1 水准路线布设
地面高程控制网在首次复测前进行网点的现状调查工作，对水准点是否丢失、稳定进行调查，查看其能否按原测网形构网。

废弃不稳定的水准点，并及时补点，保持精密水准网的完整。

新增控制点应遵循原控制网的线路布设，在已有高等级水准点间布设成附合、闭合路线或结点网。

车站、竖井及车辆段附近水准点布设数量不少于2个。

在高程控制网施测时将具备条件的地面精密导线点纳入水准线路进行观测，统一平
差，增加水准点密度，方便施工放样使用。

高程控制网复测拟以地铁二号线的专用深桩水准点S201、S202、S203、S204、S205、
S206、S207为起算点，与待检测水准点组成附合水准路线或闭合水准路线，按精密水准
的要求对全线各精密水准点进行复测。

4.1.3.2 观测方法及技术要求
对地面高程控制网进行观测应采取以下技术要求：
（1）采用不低于DS1级水准仪，铟钢水准尺进行往返观测。

作业前，对使用的水准测量仪器和标尺进行常规检查与校正。

水准仪i角检查，在作业第一周内每天检查一次，稳定后半月1次。

（2）观测前先检测点位的稳固情况，观测固定仪器、固定观测人员、固定路线三固定原则；
（3）城市轨道交通水准网测量的观测方法符合下列规定：
往测奇数站上：后—前—前—后
偶数站上：前—后—后—前
返测奇数站上：前—后—后—前
偶数站上：后—前—前—后
每测段的往测和返测的测站数为偶数。

由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并重新整置仪器。

（4）视距不大于60米，前后视距差不大于1米，前后视距累计差不大于3米。

（5）观测前使仪器与外界气温趋于一致，白天观测用太阳伞遮光；
（6）在连续各测站上安置水准仪三脚架时，使用其中两脚与水准路线的方向平行，
而第三脚架轮换置于路线方向的左侧与右侧；
4.1.3.3内业数据处理及平差精度要求
水准网的数据处理采用测量控制网平差软件进行严密平差，二等水准网往返较差附合或环线闭合差≤±8L mm(L为往返测段、附合或环线的路线长度，单位为km)，水准网每公里偶然中误差≤±2mm，全中误差≤±4mm。

4.1.3.4 提交资料
测量完成后及时提交水准网测量成果。

测量成果包括：
（1）技术说明；
（2）起算控制点成果表；
（3）水准点检测成果表（含新旧成果对比表）；
（4）水准网示意图；
（5）补测水准点点之记；
（6）补点埋点示意图；
（6）全套成果的电子文档。

4.1.3.5 水准网的维护
由于城市建设速度日新月异，而地铁建设的工期又较长。

因此，所建控制网难免受
到市政建设的影响或破坏，造成控制点移动、丢失等。

因此对控制网的维护，我院除定期进行检测外，还不定期对控制网的现状进行巡视，与使用单位进行信息沟通，了解控制点的现状，综合分析及时处理，保证控制网的稳定性、可用性。

4.2 施工控制测量检测
天津地铁2号线工程参建单位多，施工周期长，工序复杂。

施工控制测量工作内容多，各环节间联系密切，因此须对地铁工程施工测量的关键环节、关键部位进行检测，
以确保测量数据准确可靠，避免因测量问题而引发工程质量事故。

施工测量检测的主要内容包括：地面加密控制网检测，施工围护结构控制点检测，联系测量检测，地下施工检测，车站及区间控制点检测，地面过渡段施工测量检测等。

在该工程测量检测过程中，我院严格执行测量报验流程，及时完成测量检测任务400多项，测量精度均满足《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）相关要求，保障了地铁施工的顺利进行。

4.2.1 施工测量检测的精度指标
施工测量检测，即对施工单位的加密控制测量成果及与线路相关的重点部位，按照地铁相关规范及甲方代表审核的施工单位报验资料进行施工过程中的控制点的检测，并对施工单位的测量成果作出评定，定期进行稳定性检测。

施工测量检测主要技术要求：
（1）地上导线点的坐标互差≤±12mm；
（2）地下导线点的坐标互差在近井点附近≤±16mm；在贯通面附近≤±25mm；
（3）地上高程点的高程互差≤±3mm；
（4）地下高程点的高程互差≤±5mm；
（5）地下导线起始边(基线边)方位角互差≤±12″；
（6）相邻高程点的高差互差≤±3mm；
（7）导线边的边长互差≤±8mm；
（8）检测隧道中线点的坐标互差≤±16mm；
（9）经竖井悬吊钢尺传递的高程互差≤±5mm。

4.2.2 地面施工加密控制点检测
地面施工加密控制点是直接用于施工放样、联系测量等工程的加密测量控制点。

因此，其点位必须可靠，且要有足够的精度，满足测量工作需要。

（1）加密平面控制点检测
检测加密平面控制点，应按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008中精密导线的要求进行。

起闭于GPS点或精密导线点。

导线应尽量布设成附合导线，以提高检测成果的精度和可靠性。

当布设附合导线困难时，如布设闭合导线必须三点起算，不能采用支导线进行检测。

作业时应按要求必须对已知点进行检核。

边角观测值满足有关要求后，进行边长投影改正，严密平差求算各点的坐标。

（2）加密高程控制点检测
检测加密水准点，按《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008中精密水准测量要求进行。

起闭于Ⅱ等水准点或精密水准点。

水准路线应尽量布设成附合水准路线，以提高检测的精度和可靠性。

当布设附合路线困难时，如布设闭合路线必须联测另一个Ⅱ等水准点或精密水准点。

计算采用严密平差。

4.2.3施工围护结构、主体结构控制点检测
施工围护结构、主体结构控制点检测包括施工围护结构控制点、主体结构控制点、中线控制点、轴线控制点、洞门中心等的检测，检测按《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）中的相关要求实施。

4.2.3.1围护结构控制点检测
车站、施工竖井、风井、出入口、明挖区间等施工时，大多要进行围护结构施工。

围护结构的定位放样也是轨道交通测量检测工作中的重要组成部分，检测比例不小于30%，待抽检测点中必须包括地连墙的角点、拐点以及围护桩的角桩、拐点桩。

以极坐
标法或双极坐标法进行检测，使用控制点必须为附（闭）合导线点。

4.2.3.2主体结构控制点、中线控制点、轴线控制点检测
主体结构控制点、中线控制点、轴线控制点检测，应按轨道交通精密导线对测角量距的要求进行作业，起闭于GPS控制点或精密导线点。

导线最好布置成附合导线，布置成附合导线有困难时可布置成闭合导线，作业时应按要求对已知点进行检核。

边角观测值满足有关要求后，进行严密平差求算各点的坐标。

4.2.3.3洞门中心检测
每个盾构始发预埋钢环或接收预埋钢环的检测须进行两次。

第一次检测是在埋设钢环之前施工单位根据设计图纸将盾构钢环中心位置放样到盾构开挖面上，钢环中心检测以其附近的控制点为起算依据，对施工单位放样的中心点进行三维坐标测量，并与设计数据进行对比，确认中心点位准确无误后方可进行预埋钢环的安装和浇筑工作。

第二次检测是在盾构钢环浇筑完成后盾构始发之前进行，此时由于钢环已安装完毕，其中心位置较难确定，故盾构预埋钢环中心检测以解析法进行测量。

在始发预埋钢环或接收预埋钢环上均匀地采集钢环上测点的三维坐标（测点数量至少8个以上，以增加检核条件），通过专用数据处理软件处理观测数据解析求得钢环中心的三维坐标，以检核预埋钢环安装的正确性。

4.2.4 联系测量
在地铁施工中，联系测量是为暗挖隧道传递方向、坐标、高程的测量方式，一般在车站、竖井内进行。

联系测量传递的方向、坐标、高程均是隧道施工的依据，联系测量的质量好坏将直接关系到隧道的贯通质量，是隧道贯通的基础。

天津地铁2号线联系测量根据施工现场具体条件，平面分别采用投点定向、一井定向、两井定向、导线定向及“铅锤仪/钢丝”和“陀螺经纬仪”联合定向的方法，高程采用悬吊钢尺方法。

4.2.4.1平面联系测量
平面联系测量主要包括地面近井导线、地下近井导线和投点与定向(联系测量)三部分。

地面、地下近井导线测量观测技术要求同精密导线。

投点与定向方法如下：（1）两井定向
本检测区段内各竖井的联系测量检测主要采用两井定向的方法（如图4..2.4.1-1），在具备投点或悬挂钢丝的两竖井中（相距不小于30m）各投测一个坐标点，井上井下将投点用导线连接，构成两井定向图形。

连接导线测量观测技术要求同精密导线。

图4.2.4.1-1 两井定向方法示意图
（2）导线定向（导线直接传递测量）
通过车站开挖基坑、竖井、通道向隧道内传递坐标和方位时，可采用导线定向方法。

导线定向测量观测技术要求同精密导线。

导线直接传递测量应独立测量两次，地下定向边方位角互差应小于12″，平均值中误差应小于±8″。

导线直接传递测量应符合下列要求：
a.采用具有双轴补偿的全站仪，无双轴补偿时应进行竖轴倾斜改正；
b.垂直角宜小于30︒；
c.仪器和觇牌安置采用强制对中或三联脚架法；
d.测回间检查仪器和觇牌气泡的偏离，必要时重新整平。

（3）铅垂仪（钢丝）+陀螺经纬仪组合定向
投点仪+陀螺经纬仪定向比较灵活，不受施工现场客观条件的制约。

方法如图
4..2.4.1-2。