港珠澳大桥岛隧工程项目测量技术与控制

（6）测量技术与控制目录1、施工测控关键技术分析 (1)2、施工测控关键技术解决方案 (1)3、施工测量控制 (2)3.1施工控制网 (2)1)、首级控制网和首级加密网检测 (2)2)、施工加密控制网建立 (2)3)、施工控制网复测 (2)4)、GPS参考站系统 (3)5)、坐标及高程系统 (3)3.2人工岛 (3)1)、格型钢板桩打设定位控制 (3)2)、隧道暗埋段对接基准面控制 (3)3.3隧道基础 (3)1)、基槽测量精度控制 (3)2)、减沉桩测量控制 (3)3)、基床施工测量控制 (4)3.4隧道沉管段测控 (4)1)、管节控制点标定 (4)2)、沉放测量控制 (4)(1)、近岸段沉管定位 (5)(2)、远岸段沉管定位 (5)3.5岛隧结合部桥梁测量控制 (6)3.6沉降位移测量 (6)3.7贯通及竣工测量 (6)4、测量控制管理 (6)4.1测量组织管理 (6)4.2测量质量控制管理 (6)1、施工测控关键技术分析岛隧工程施工质量与测量精度密切相关。

有别于一般陆上测控技术，岛隧工程测控主要具有以下四个特点：①离岸长基线，测量现场处于海上，常规测量手段不能满足测控精度要求；②气象、水文等海上复杂环境因素对测量精度影响较大；③格型钢板桩、减沉桩打设、基槽开挖、基床整平、管节沉放定位等均为动态、水下测控目标，测控技术要求高；④测控点多面广、测控技术应用多。

针对以上测控特点，岛隧工程测控关键技术及管理归纳为以下四个方面：①长基线高精度测控技术；②自动化、智能化高精度测量控制技术；③动态、水下高精度测量定位技术；④大型复杂海上工程测量技术与控制管理。

2、施工测控关键技术解决方案针对测控关键技术提出有效解决方案，提高测控精度和效率，合理配置高精度鉴定合格的仪器设备、专业软件及技术人员，确保岛隧工程测控质量。

施工测控关键技术解决方案见表2-1。

3、施工测量控制3.1 施工控制网施工测量遵循“从整体到局部，先控制后施工”的原则。

大桥控制网分四级，分期逐级布设。

施工前期利用港珠澳大桥管理局（业主）提供的一、二等首级控制网和首级加密网进行测量控制，待人工岛区域或防撞墩具备条件时，设置施工加密控制点，建立三、四等施工加密控制网，由此进行各分项工程测量放样、定位等工作。

1)、首级控制网和首级加密网检测通过测控中心和监理获取相关测量技术资料，并结合岛隧工程测控要求，编制测量技术设计书，对施工需用的首级网控制点、首级加密控制点进行检测。

检测成果与设计移交控制点成果进行对比分析，编制检测成果报告。

控制网检测等级基本与原网同等精度。

平面采用GPS静态测量法，按《全球定位系统（GPS）测量规范》B级精度要求；陆地高程采用电子水准仪电子测量法，按国家二等水准测量精度要求。

一、二等网检测主要精度指标：相邻GPS点间基线水平分量中误差≤±5mm，垂直分量中误差≤±10mm。

首级控制网检测示意图见图3.1-1。

图3.1-1 首级控制网检测示意图2)、施工加密控制网建立根据不同施工阶段及精度要求，合理分期、分级布设施工加密控制网。

先后在东、西人工岛稳定且易于保护区域布设施工加密控制点，隧道沉管内施工加密控制点按精密导线要求布设，人工岛及岛隧结合部桥梁加密控制点按精密导线或测边网要求布设。

要求加密控制网图形强度较好，并至少与3个高等级控制点联测。

拟布置人工岛施工加密控制网平面示意图见图3.1-2。

施工加密控制网采用GPS静态测量技术、精密导线或三角锁测边技术。

三、四等施工加密控制网按照交通部现行《公路勘测规范》（JTGC10）的相关规定进行施测。

GPS高程拟合法建立四等高程控制网时，采用测控中心确定的拟合模型，进行内外符合精度检验，同时采用精密水准仪几何水准法或电子水准仪电子测量法进行检验和高程修正。

施工加密控制网主要精度控制指标：最弱相邻点点位中误差±10mm，每千米水准测量偶然中误差±3mm。

图3.1-2 拟布置人工岛施工加密控制网平面示意图3)、施工控制网复测根据施工要求，对施工控制网进行不定期或定期复测。

原则上，一、二等首级控制网和首级加密网每年复测一次，三、四等施工加密控制网每3个月复测一次。

复测成果与上期成果进行对比分析，判断点位变化情况，对坐标及高程变化较大且不满足规范要求的点进行数据更新处理，上报监理工程师和测控中心审批。

4)、GPS 参考站系统应用大桥GNSS 连续运行参考站系统（HZMB-CORS ）进行定位测量，应符合测控中心制定的标准规定。

根据测区情况，按测控中心制定的标准规定及规范要求，拟建立GPS 加密多参考站。

多参考站可避免施工船舶对信号的影响，提高数据采集稳定连续性，同时在减少系统误差的基础上提高移动站定位精度，监测参考站控制网络系统稳定可靠性，并实时监测东、西人工岛基准点沉降、位移，实时修正基准数据。

5)、坐标及高程系统平面统一采用施工坐标系，主体工程范围内的桥梁、岛隧连接段及人工岛施工使用桥梁施工坐标系，沉管隧道施工使用隧道施工坐标系。

根据实际需要建立局部施工坐标系，并建立相应坐标转换。

高程系统采用1985年国家高程基准。

处理好香港1980坐标、PD 高程与内地北京1954坐标、国家1985高程及澳门坐标、高程的转换关系。

3.2 人工岛人工岛分项施工测量主要包括：基础挖泥清淤、SCP 砂桩、格型钢板桩以及隧道暗埋段施工测量等。

1)、格型钢板桩打设定位控制在格体上安装GPS-RTK 接收系统，无线数据传输，将GPS 天线位置的实时坐标数据传输到控制室计算机，通过专用软件进行数据处理，将格体设计位置、实际位置及扭角在电脑显示屏以图形显示，直观指导施工。

同时在格型钢板桩上安装倾斜仪，实时测量倾斜度，及时进行动态调整，精确控制格体钢板桩垂直度。

2)、隧道暗埋段对接基准面控制在岛上稳固基础上加密施工控制网，并联测首级控制网，采用高精度测量仪器按常规测量方法进行现浇暗埋段施工放样定位。

暗埋段中心轴线、平整度、高程以及倾斜度对测量精度要求较高，必须进行多余观测，形成检核条件，确保隧道沉管对接基准面的可靠精确性。

暗埋段施工完成，将结构中线、高程引设在暗埋段内，其内分测点的布设与运营监测点统一考虑。

3.3 隧道基础1)、基槽测量精度控制测量定位控制是在挖泥船上安放GPS 接收机，在挖泥过程中通过GPS-RTK 实时差分获取高精度三维坐标。

挖泥抓斗船施工测量示意图见图3.3-1。

采用EM3002型多波束测深系统进行基槽开挖检测，开挖精度控制标准：0～-500mm 。

基槽测量精度控制综合考虑抓斗尺寸、GPS 定位精度、测深精度以及波浪影响，采用潮位实时遥报系统以及抓斗船自定深系统。

为避免受潮流影响产生漂斗，精挖施工选择在平潮、浪高小于0.5m 的时段进行。

基槽开挖过程中，经常复核测量基准控制点和GPS 定位系统，校核基槽定位。

图3.3-1 挖泥抓斗船施工测量示意图2)、减沉桩测量控制减沉桩测量控制采用GPS 定位系统。

GPS 沉桩定位系统双频GPS 接收机测定船体三维坐标， 倾斜仪测定船体纵、横空间姿态，免棱镜全站仪测定船体与沉桩相对位置及贯入度。

通过相关辅助软件计算分析处理，实时解算减沉桩桩身位置，并以数据与图形相结合的形式在输出设备中显示，以便准确直观、快速引导打桩船调整桩位，直至桩位偏差小于允许偏差。

GPS 沉桩定位系统平面布置示意图见图3.3-2。

标定位置L 0LH gGPS接收机1挖泥船GPS接收机2图3.3-2 GPS沉桩定位系统平面布置示意图3)、基床施工测量控制基床整平通过操作整平船供料系统、下料系统、测量监控系统及摊铺系统完成。

要求对操作平台、下料管平面位置、高程及工后碎石面高程进行严格控制。

平面控制采用高精度GPS 定位系统；高程控制拟采用mmGPS综合测量技术。

基床整平测量控制校核示意图见图3.3-3。

抛石管平面及高程控制采用GPS快速静态法，自动跟踪全站仪进行基准传递。

抛石管底部附近设倾斜仪，进行倾斜管理，主要是检测抛石管底部因卡住、障碍物等而产生的显著倾斜。

测量潮流速度，当抛石管放到施工深度后，进行声纳调零（修正）。

碎石整平施工后，确认成形，并进行检测。

检测成形后发现不良地点时再次整平，并再次检验。

碎石基床整平主要精度指标：表面平整度±25mm，高程控制±20mm。

图3.3-3 基床整平测量控制校核示意图3.4 隧道沉管段测控沉管隧道地处珠江口通航水域，其水文、气象、地质及环境条件复杂，管节定位精度要求极高。

沉管隧道安装近岸段采用测量塔法（GPS与全站仪）进行定位，远岸段采用沉管水下定位系统进行对接相对定位，并以管内精密导线进行最终绝对定位检核。

为确保隧道定向质量，可采用激光经纬仪或陀螺经纬仪进行初步检查，将隧道外部坐标系统传递到隧道内布设的强制对中观测墩上，使隧道内、外坐标系统相一致。

管节联系测量采用测量机器人、强制对中观测墩以及照准装置，并按精密导线进行测量，以提高测量精度和数据采集效率；高程采用电子水准仪电子测量法，按国家二等水准精度要求。

1)、管节控制点标定管节按常规测量方法完成预制后，精确测定管节内外控制点相对于管节轴线的三维坐标与几何尺寸，并进行标定，主要用于隧道沉管联系测量、贯通测量及坐标转换。

通过管节顶面标定控制点，精确测定测量塔控制点相对于管节轴线的三维坐标与几何关系，从而通过测量塔GPS接收机或全站仪精确测定待沉管节三维坐标及空间姿态。

GPS测量塔标定控制点及管节标定示意图见图3.4-1。

图3.4-1 GPS测量塔标定控制点及管节标定示意图2)、沉放测量控制管节沉放前，采用多波束测深系统进行扫床测量；管节沉放过程中，进行管节三维姿态测量；管节沉放对接后，进行管节三维姿态、精密导线、沉降及位移测量；水下最终接头施工前，对最后沉放的三节进行联系测量；沉管贯通后进行贯通测量。

沉管安装测量定位流程示意图见图3.4-2。

图3.4-2 沉管安装测量定位流程示意图沉管安装动态GPS测量是数据采集、分析及处理的全过程。

动态GPS数据采集流程示意近岸段安装定远岸段安装定位测量塔GPS系统定位测量准备管内精密导线检测，沉管安装微调沉管安装定监控复核，监理检查、验GPS定位系统动态监动态GPS-RTK粗定沉管安装水下定位沉管水下定位系统沉管标定位数据计算，监理审核图见图3.4-3。

通过实时监控系统，分析测量数据的准确性，并根据界定参数，实现测量数据可靠性。

沉管对接主要精度控制指标：管节竖向偏差：20mm；管节水平（与隧道轴线）偏差：35mm；管节中轴线对接误差±10mm。

图3.4-3 动态GPS数据采集流程示意图(1)、近岸段沉管定位沉管浮运至预安装位置及沉管初期的沉放由沉管头尾两端的测量塔GPS接收机、自动跟踪全站仪及数据显示设备来完成。