走马岗隧道测量工作报告

从莞高速公路东莞段（含清溪支线）工程第9合同段
施
工
测
量
报
告
山东省公路建设(集团)有限公司从莞高速公路东莞段施工
第九合同段项目经理部
2012年2月5日
一、工程概况
二、测量依据
三、准备工作四、测量总体组织
五、测量控制内容六、隧道衬砌位置的施工控制
七、导线点、水准点实施控制
八、隧道贯通误差的测定与调整
九、监控量测十、2011年度测量工作小结
一. 概况
•走马岗隧道为施工第9合同段的施工项目，起止桩号为YK21+170～YK24+305,路线长度为3135.0m，本隧道沿线
地形为山岭重丘区，地形陡峻，沿线林木较多，路线主要经走马岗、下跨东深供水隧道。

•由于隧道两端间山高林密，平面与高程控制用全站仪与水准仪连接加密难度大，为保证隧道两端顺利连接，我项目部聘请广州地质测绘院专业测量队在洞口处测设一级GPS 点及拟合高程。

二. 测量依据
•（1）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF81-2004）；•（2）《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）；•（3）《公路桥涵施工设计规范》(JTJ 041-2000)；•（4）《公路工程施工安全技术规程》(JTJ 076—95)；•（5）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）。

•（6）《工程测量规范》（GB50026-2007）。

三. 准备工作
•（1）中标进场后，根据设计单位交桩的导线点和水准点，
立即组织测量人员用全站仪和高精度自动安平水准仪进行
导线点(一级)和水准点复测，水准点测量采用三等标准测量。

根据需要对导线点和水准点进行了加密，建立隧道施工导
线和水准控制网。

测量成果资料上报监理工程师审核签认后，已可使用。

•（2）测量队对所有测量进行记录并整理所有资料，测量记
录以及成果资料及时提交监理工程师审查后签字认可，作
为原始资料记录，统一归到项目经理部内业资料组进行归档，工程竣工后作为竣工资料归业主所有。

四测量总体组织
•（1）测量人员组织
•项目部以总工为总负责人，测量工程师为负责人，成立现场测量小组管理模式。

用来保正控制测量和施工测量顺利进行。

•（2）测量工艺流程图
•3）测量仪器配备
•隧道测量要求精度高，测量误差应控制在规范范围内，配备主要测量仪器如下：
主要测量工
仪器品牌型号精度单位数量具
全站仪索佳SET250RX2”台1
水准仪索佳C3201mm台2
板尺3m对1
五. 测量控制内容
•（一）隧道施工测量
•1、洞外平面坐标导线测量：
•因为走马岗隧道进出口绕行路线十多公里，用全站仪测量不便且误差大，采用当前先进的GPS测量，聘请广州地质测绘院专业测量工程师对走马岗隧道洞外导线点进行一级导线精度测量，根据要求每年重测检查一次。

2011年10月测设了GD101、GD102、J8、GD141、GD143、
GD25、A002.平差精度如下：
•重复基线长度较差最大值0.57cm小于限差3.14cm,边长482.109m.环全长闭合差最大值为2.17cm,环（G141、
A002、GD25、G141）长1215.3673m，限差为6.47cm。

无约束平差最弱点（GD143）点位中误差为1.02cm，限差为±5cm。

约束平差后最弱点（A002）点位中误差为0.43cm，限差为±5cm；最弱相邻点（A002、GD141边长189.2885m）边长相对中误差为
1:80580,小于限差1：20000。

该一级GPS控制网符合工程测量规范（GB50026-2007）要求，测
量精度良好，可以使用。

2)洞外高程控制测量用精密水准仪将水准控制点引测至洞口仰拱砼上。

走马岗隧道洞外水准点进出口按工程测量规范采用三等水准测量已进行了联测，从进口方三等水准点GD100经东深公路转
莞惠公路附合至出口方三等水准点BMC007,附合误差-6mm,按工程测量规范三等水准限差45mm，符合要求。

•3）洞内平面和高程控制测量
•由于本隧道有人行和车行横洞，在洞内将左右洞按一级闭合导线测量，洞内中线点根据洞内平面控制点来测定；在洞内曲线要素、直线150m，特殊时不小于100m、曲线通
视情况不小于70m 须设立一个导线点，水准点每120m 设
立一个。

•隧道开挖深入洞内后，先建立指导开挖的临时中线。

当开挖一定长度后，即建立洞内导线点，根据导线点再测设标定中线点。

•洞内采用全站仪从洞外GPS点经洞口点进入隧道，出口从右洞CY0经洞内各导线点通过横洞从左洞口点CZ0闭合到洞外GPS点GD141。

闭合角误差-17”，限差26”，全长相对
闭合差为1/59287，限差为1/15000，本闭合导线精度良好，可以使用。

洞内水准点进口由GD100闭合测量至进口左右洞口，出口由BMC07闭合测量至出口左右洞口，再由左洞测量通过横洞贯穿至右洞口，出口水准左右洞连测闭合误3mm,限差8mm.
按导线点及水准点对洞内进行施工放样，以指导隧道的正确开挖、衬砌与施工。

经过2011年所做的效果来看，开挖、支护、二衬都能达到设计要求。

六，隧道衬砌位置的施工控制。

•1、拱部初衬砌放样
•拱部衬砌是在安装好的拱架模型板上来完成的，拱架必须架立在开挖断面附合净空要求及中线水平桩点正确无误的基础上，拱架在受力后可能发生下沉及向内挤压，影响隧道净空，在制作拱架时，将拱圈半径加大8～15cm；边墙基底标高应固定不变。

立架之前详细检查拱架是否变形，必要时应事先在大样台上校正。

采用先拱后墙法施工时，其拱架架立方法和步骤如下：
•
a）丈量开挖面，欠挖部分应清除；
b）复核中线水平，放出垂直中线底十字线，标出拱架顶
及起拱线标高；
c）拱架拼装就位，按照规定间距用横撑固定；
d）将首尾两排拱架按中线位置定位，曲线段位置，则按
初、衬砌中线与路线中线之差距d进行校核，使拱架中点与线路中线之差等于d值，如图：
•5）将首尾两排拱架的拱脚处用钢板调整高度，使拱顶与抄平标出的拱顶标高一致（包括提高的预留沉降值在内）；•6）重复检查和调整首尾拱架左右两侧位置及拱架顶高度，使之按中线水平正确定位；
•在拱圈衬砌之前，必须检查拱架和模板的安装质量及净空尺寸、中线水平是否符合要求。

在衬砌过程中，应随时检查模板及拱架的状态，发现变形和走动，应停止灌注，进行校正，以保证净空要求。

•2、衬砌边墙放样
•立模之前，必须检查线路中线、墙基标高、断面净空是否符合设计要求，中线到边墙模板各点的宽度（设计净空宽＋预留宽），本工程采用坐标法测定。

3、仰拱及铺底施工放样
仰拱断面系与隧道拱圈成相反方向的弧形，检查断面开挖是否正确，安装仰拱模板使用样板法，如图所示
以路面高程为依据，按仰拱面计算的坐标值放样。

4、隧道开挖断面施工测量
隧道开挖之前，在开挖断面标出设计断面尺寸线，在隧道施工钻爆作业前，定出路线中线的位置AB竖向中轴线，如示图：
按设计断面尺寸从中线及拱顶外线高程，自上而下每隔0.5m 向中线左右测量L1 、L2、L3…….并在开挖土石掌子面上标出
1 、
2 、3……等点，便得到开挖面轮廓线。

再根据轮廓线和开挖断面的中线布置炮眼。

隧道衬砌前，进行断面测量，检查净空以及超、欠挖情况，以便及时进行调整和处理。

七、导线点、水准点实施控制。

1、施工中线的测设，用2″全站仪。

在隧道开挖初期，以洞口控制点为依据，放样临时隧道中线，指导隧道的开挖方向。

当隧道掘进到一定距离，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。

由于隧道位于平曲线上，临时中线点每5-10m设一点，正式中线点每50m设一点。

中线的测设用全站议测坐标进行。

2、隧道中线和高程在使用中须定期进行复测检查。

检查中线
点时，其点位横向较差不得大于5mm；检查高程点时，往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。

3、洞内平面控制点的选点、埋设
洞内控制点选在通视良好，顶板或底板岩石坚固的地方，以使工作安全和控制点便于保存，埋设点用钢筋头上刻十字丝。

洞内导线点兼作水准点使用，埋设方法、要求与洞外导线点相同。

由于洞内施工和运输特别繁忙，光线较差，露出地面的标志易被破坏，导线点选择在左右两侧，钢筋头顶面应埋入砼下10～20cm处，以坚固稳定、便于利用为原则，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要压在金属标志上。

埋设后，在边墙上以红油漆作为标志，标明点号、里程等，并以箭头指明埋点位置。

4、洞内导线测量注意
洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同，但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行，测站和目标都要严格对中，同时可以采用两次照准，两次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

4、洞内导线测量注意
洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同，但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行，测站和目标都要严格对中，同时可以采用两次照准，两次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

5、洞内高程控制测量
A、洞内水准测量精度
地面与地下控制测量对贯通误差的影响，采取等影响分配原则，公路隧道的贯通限差为70mm，其中误差为25mm，由于水准线路小于6Km，采用四等水准测量满足精度要求。

B、洞内水准测量施测
洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点，施工导线点设置为临时水准点。

洞内水准点在隧道未贯通之前，通过横洞贯穿布设左右洞闭合水准线路，采用四等水准测量。

随着隧道的掘进和水准点的延长，为满足施工放样和贯通精度的要求，先设置较低精度的水准点在施工导线点上，然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。

由于洞内通视条件差，仪器到水准尺的距离不应超过50m。

6、洞内其它结构物的测设洞内水平横洞、排水沟及其它结构物的测量放样，可根据这些结构
物与中线的相对位置和设计高程进行测设。

八、隧道贯通误差的测定与调整
•当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、量距、水准
测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产
生实际贯通误差。

为了保证线路中线平顺、断面尺寸与衬
砌准确以及行车安全，必须进行贯通误差调整。

•①、隧道贯通误差的测定
•在隧道贯通面任取一临时点E，分别由相向的两条导线附近的控制点测定该点的坐标，得两组坐标值（XE1，YE1），（XE2，YE2），由两边水准点测定E点高程为HE1，HE2。

由此△S=[（XE2-XE1）2+（YE2-YE1）2]1/2即为平面实际贯通误差。

导线点N左β导线点N右
临时点E
贯
通
面
•设贯通面的方位角为αF，则实际横向贯通误差为
│△S.Cos△α│,实际纵向贯通误差为│△S.Sin△α│,其中
△α=α F-arctg[(YE2-YE1)/(XE2-XE1)],而HE2-HE1为实际竖向贯通误
差.
•②、隧道贯通误差的调整
•A、平面位置调整
•隧道位于直线加曲线段上，因此，调整只能在未二次衬砌段且
在直线段的时候比较好进行，调整长度将由未衬砌段长度确定, 一般取100m。

•B、高程调整
•隧道贯通点附近水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平
均值作为调整后的高程，其它各点按水准线路的长度比例分配，调整后作为施工放样的依据。

九、监控量测
•走马岗隧道岩层主要为中元古代变质岩系（Pt2）变质混合岩、混合花岗岩、花岗片麻岩，受断层影响，节理裂隙较发育，断层造成岩层破碎并产生大面积较厚的残坡积层，降低隧道围岩级别，影响围岩的稳定性。

现场监控量测是新奥法复合式衬砌施工的核心技术之一，通过施工现场监测可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保障施工安全，为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据。

我测量组配合业主请的第三方中交第一公路勘察设计研究院科研试验检测中心合作进行隧道的监测工作。

本隧道工程施工中进行以下量测项目：
（1）量测的内容及方法见下表：
•结合设计规范要求及我单位施工经验，本隧道监控量测必测项目为：a)、地质和支护状况观察；b)、水平净空收敛；c)、拱顶下沉；d)、地表下沉；e)、地质超前预报。

•（2）、量测方法
•①、地质素描
•A、爆破后立即进行工程地质、水文地质状况的观察和记录，并进行地质素描，地质变化处和重要地段要有照片记录•B、代表性测试断面的位置形状、位置、尺寸及编号；•C、岩石名称、结构、颜色；
•D、层理、片理、节理裂隙、断层等各种软弱面的产状、宽度、延伸情况、连续性、间距等；各结构面的成因类型、力学属性、粗糙程度、充填的物质成分和泥化、软化情况；•E、岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度及破碎程度；
•F、岩石风化程度、特点、抗风化能力；
•G、地下水的类型、出露位置、水量大小及锚喷支护施工的影响等；
•H、施工开挖方式方法、锚喷支护参数及循环时间；
•I、围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块、坍塌的位置、规模、数量和分布情况、围岩的自稳时间等；
•J、溶洞等特殊地质条件描述；
•K、喷层开裂、起鼓、剥落情况描述
•②、水准仪测拱顶下沉或地表下沉
•在地表稳定处设一固定点并引入高程，即可进行地表下沉的观测（具体式样见附图）。

水平净空收敛值用收敛仪进行测量，拱顶下沉、地表下沉的量测使用精密水准仪测量，读数精确到
0.1mm。

•③、收敛仪测坑道周边相对位移
•A、隧道开挖后，围岩向坑道方向的位移是围岩动态的最显著表现，最能反映出围岩的稳定性。

因此对周边位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济的量测项目。

坑道周边位移用收敛仪量测其中两点之间的相对位移值，来反映围岩的动态。

•B、测试方法及注意事项
•开挖完成后尽快埋设测点，并测取初读数，要求在24小时内完成。

•测点要尽量靠近开挖断面，要求在2m以内。

•整个过程做好记录，并随时检查有无错误。

记录内容应包括断面位置、测点编号、初始读数、各次测试读数、当时温度、以及开挖面距量测断面距离等。

•C、数据整理
•量测数据整理包括数据计算、列表或绘图表示各种关系。

•坑道周边相对位移计算式为
•μi=Ri-R0
•式中：R0－初始观测值
•Ri－第i次观测值
•μi－第i次观测时，该两点间的相对位移
•测尺为普通钢尺时，要消除温度影响，当温度变化大时，应进行温度改正，其计算式为：
•μit=αL(ti-t0)
•μi=Ri-R0-△μit
•式中：α-钢尺的线膨胀系数，一般取α＝12×10-6／℃
•L－测量基线长
•ti-t0－测量时与初测的温度差
•绘制位移μ－时间t关系曲线图或位移速度v－时间t关系曲线。

•④、地质超前预报另单独列出，对其详细阐述，在此就不细表。

•⑤、测点测设频率见下表。

•位移量测频率表
⑥、结束量测的时间
考虑到本隧道监控量测的实际操作目的和意义，本隧道的监控量测的结束时间定为：当围岩达到基本稳定后，以1次/3天的频率量测2周，若发觉无明显变形，便结束该点的量测工作。

⑦、洞内、外监控量测点测点的加工
A、地表下沉点，采用长度为40cm的φ12圆钢，在地表同一截面处埋设砼包铁芯桩，编号。

（具体式样见附图）
B、洞内观测点，统一采用40cm长Φ22螺纹钢，在端头处焊接三角形挂钩，便于准确测量。

样式如下：
•（3）、测试断面、测线、测点、测孔的布设
•①、测试断面的布置
•本工程测试断面采用单一测试断面，即把单项测量内容布设在一个测试断面，了解围岩和支护在这个断面的动态变化情况。

•隧道工程现场测量的单一测试断面沿隧道纵向间隔布置，分以下两种情况：
•拱顶下沉和周边位移布设在同一断面，断面间距规定见下表
•地表下沉量测与埋深关系很大，其测试断面间距见下表
•②、周边位移的测线布置
•隧道设计图纸中给出了参考测线布置，具体测点、测线见设计图。

•地表、地中沉降的测点布置详见设计图纸
•③、地表、地中沉降观测点，主要布置在洞室中轴线上方的地表或地中，在主点的横轴上也布置了必要数量的点，另外，在沉降区以外还设置测点作为参照。

（4）、量测期间的确定
•理论上讲这个期间是从开挖后开始到围岩或围岩加支护完全进入稳定状态为止，从变形来看就是到变形收敛为止。

不同的围岩地质条件，从开挖到变形收敛所需时间各不相同，因此，量测时间就有长有短，在稳定好的围岩中，其变形收敛快，一般量测七天就可以判断围岩稳定状态；在塑性流变性岩体中，其收敛时间长，有时可达两个月以上。

•初始读数的测取，在开挖后24小时内完成，且在下一循环开挖前完成。

（5）、量测频率的确定，见下表
（6）、周边位移分析与反馈•以围岩的位移来判断其稳定状态，关键是确定一个“判断标准”（或称为收敛标准），即是判断围岩稳定与否的界限。

包括三个方面：位移量、位移速度、位移加速度。

•我国《公路隧道施工技术规范》（JTGF60－2009）规
定了以下几项允许值作为围岩位移收敛标准。

见下表净空位移和拱顶下沉的量测频率（按位移速度）
位移速度（mm/d）量测频率
≥52～3次/d
1～51次/d
0.5～11次/2～3d
0.2～0.5＜0.21次/3d
＜0.21次/3～7d
允许相对
位移值围岩级别覆盖层厚度
＜地段
覆盖层厚度
～300
地段
覆盖层厚度
＞
地段
II 0.1～0.30.2～0.50.4～1.2
IV 01～0.301～0.30.15～0.5
V 01～0.30.6～1.6 1.0～3.0
注：A、收敛率指两测点的水平相对位移与该两点间距离之比；
B、脆性围岩的隧道取表中较小值，塑性则取较大值；
C、对不
同级别的围岩，适用的坑道跨度高跨之比为：
Ⅳ级围岩B≤15m H/B=0.8～
1.2 Ⅴ级围岩B≤10m
H/B=0.8～1.2 D、拱顶下沉也可参照执行。

②、允许位移速度，规定为周边位移0.1mm/日～0.2mm/日；拱顶下沉速度0.01mm/日～0.15mm/日。

③、位移加速度，如果位移速率呈典型的蠕变曲线特征，即先减速，后等速或明显的加速趋势，
则表明围岩正向不稳定方向发展或已出现破坏。

根据以上判断标准，如果围岩不超过①、②两项允许值，即不出现蠕变趋势，则可认为围岩是稳定的，初期支护是成功的。

如果表现稳定性好，则可以加大循环进尺。

（10）、监控量测管理
•①、成立了隧道现场监控量测小组，受项目总工领导并配齐必须的检测仪器、设备、用品，明确工作职责和标准，承担量测任务。

•②、量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器设备的保养维修工作，并及时将量测信息反馈于施工和设计。

•③、现场监控量测按制定的量测工作计划认真组织实施，并与其它施工环节紧密配合，不间断的贯穿于整个施工过程中。

•④、各预埋测点埋设要牢固可靠，易于识别并妥善保护，不能任意撤换和避免破坏。

•⑤、按现场监控量测计划，在做好现场量测工作的同时，及时分析整理内业资料并分类归档，按规范要求做好量测竣工文件。

•监控量测流程隧道围岩开挖后
•24小时埋设量
测点
隧道围岩开挖后按照规定项目，频率进行围岩监
控量测隧道围岩开挖后按照规定项目，修改支护参数，加强初期支护紧跟衬砌作仰拱
隧道围岩开挖后
按照规定项目，
量测数据回归分
析
隧道围岩开挖后
按照规定项目，
变形速率是否逐
渐下降
否隧道围岩开挖后
按照规定项目，
变形速率或总变
形达到规定数值后作二次衬砌
十、2011年度测量工作小结
•在上级领导的指导、支持下，走马岗隧道测量组团结合作，测量导线及水准点符合规范要求，能满足施工需要，各项资料及时齐全，配合监理单位和监控量测第三方中交第一公路勘察设计研究院科研试验检测中心合作进行隧道的监测工作，监测工作到位，每月出具监测报告及时报告上级领导。

隧道没有发生测量事故，有力地支持了走马岗隧道的施工进行，今年按照广东省的工程质量“双标”管理要求，争取隧道的早日贯通。