隧道施工测量方案.

吉图珲客运专线JHSK-Ⅰ标四工区
隧道工程施工测量方案
（DK191+000～DK206+715.4）
编制：
复核：
审核：
中铁隧道集团有限公司吉图珲客专JHSK-Ⅰ标项目经理部四工区
2012年5月 28 日
目录
1 工程概况 (1)
1.1坐标系统、高程系统及控制网概况 (1)
1.2依据的规范及既有成果 (2)
2 测量人员组织机构及仪器配置 (3)
2.1测量人员配备及分工 (3)
2.2测量仪器及设备 (4)
3 洞外平面及高程控制测量 (4)
3.1洞外平面控制网测量方案 (4)
3.2洞外高程控制网测量方案 (6)
4 洞内平面及高程控制测量 (7)
4.1洞内平面控制网测量方案 (7)
4.2洞内高程控制测量方案 (9)
4.3洞内外综合贯通误差分析 (9)
5 隧道施工测量 (10)
5.1隧道洞口施工测量 (10)
5.2洞内开挖测量 (10)
5.3隧道衬砌位置控制测量 (12)
1工程概况
隧道工程：本标段共有12条隧道，分别为哈尔巴岭2号隧道（DK191+000-GDK193+664，设计长度2601m）、南沟1号隧道（GDK194+467-GDK195+445,设计长度978m）、南沟2号隧道（GDK195+800-DK196+815,设计长度1014.74m，短链:0.2605m）、北屯1号隧道（DK196+939-DK198+903,设计长度1964m）、北屯2号隧道（GDK198+250-GDK199+220,设计长度970m）、北屯3号隧道（DK200+058-DK202+214,设计长度2156m）、亮兵1号隧道（GDK202+422-GDK202+687,设计长度265m）、亮兵2号隧道（GDK203+056-DK204+028,设计长度971.566m,短链:0.4337m）、亮兵3号隧道（DK204+155-DK204+531,设计长度376m）、凤西1号隧道（DK204+809-DK204+950,设计长度141m）、凤西2号隧道（DK205+000-DK205+386,设计长度386m）、凤西3号隧道（DK205+479-DK206+659,设计长度1180m），隧道总设计长13003.306m。

其中有2条隧道长度在2000m以上、3条隧道长度在1000m以上、7条隧道长度在1000m以下；
1.1 坐标系统、高程系统及控制网概况
平面坐标系统采用2000国家大地坐标系基本椭球参数，椭球参数为：长半轴a=6378137m，扁率f=298.257222101；高程系统采用1985国家高程基准。

现有平面控制网概况：
哈尔巴岭2号隧道进口处有CPI控制点2个(CPI5032、CPI5033)；
哈尔巴岭2号隧道出口及南沟1号隧道进口处有CPII控制点1个(CPI5034)；
南沟1号隧道出口及南沟2号隧道进口处有CPII控制点1个，CPI控制点1个(CPII5056、CPI5036)；
南沟2号隧道出口北屯1号隧道进口处有CPI控制点1个(CPI5037)；
北屯1号隧道出口及北屯2号隧道进口处有CPI控制点2个(CPI5038、CPI5039)；
北屯2号隧道出口及北屯3号隧道进口处有CPI控制点2个（A2、CPI5041）；
亮兵1号隧道出口及亮兵2号隧道进口处有CPI控制点1个（CPI5042、）；
亮兵3号隧道出口及凤西1号隧道进口处有CPI控制点2个（CPI5044、CPI5045）；
凤西3号隧道出口处有CPII控制点1个（CPII5057）
现有高程控制网概况：
二等水准点7个(CPI5032、CPI5034、CPI5036、CPI5038、CPI5042、CPI5044、CPII5057)。

1.2 依据的规范及既有成果
1 《铁路工程卫星定位测量规范》(TB 10054-2010)
2 《工程测量规范》(TB 10101-2009)
3 《国家一、二水准测量规范》(GB-T12879-2006)
4 《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)
5 《新建吉林至珲春铁路JHSK-Ⅰ标段精密控制网复测及加密成果报告》(中铁隧道集团工程测量总队)
6 隧道设计图纸
2 测量人员组织机构及仪器配置
2.1 测量人员配备及分工
局经理部设精测组，工区设测量组，各工点隧道架子队设测量小组。

为做到测量成果的准确无误，本工程测量工作执行三级复核制度，配备测量经验丰富的技术人员和先进测量仪器。

各工点测量组进行日常的施工放样与自检工作；工区测量组对各工点测量小组工作进行复检、校核、监督和控制，并形成资料；局经理部精测组负责布置、测量加密控制点，复测控制点与终检验收工作。

在工程的各个施工阶段，严格执行测量三级复核制度。

图2-1 隧道主要测量人员组织机构图
2.2 测量仪器及设备
3 洞外平面及高程控制测量
3.1 洞外平面控制网测量方案
3.1.1 洞外平面控制网设计
洞外平面控制网测量前，要根据隧道贯通误差规定和平面控制测量设计要素进行洞外控制网设计。

隧道贯通误差规定和平面控制测量设计要素详见表3-1、表3-2。

表3-1 隧道贯通误差规定
表3-2 平面控制测量设计要素
3.1.2 洞外GPS 测量横向贯通误差估算
GPS 控制测量误差引起的隧道横向贯通中误差计算公式如下：
2
2
2
22cos cos ⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛⨯+⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛⨯++=ρϕρθααC C J J C J m L m L m m M
式中，后两项也可由下式算得。

L m 22G ⋅⋅=
ρ
洞外定向m 式中 J m 、C m ——进、出口GPS 控制点的Y 坐标误差；
J
L 、C L ——进、出口GPS 控制点至贯通点的长度； J
m α、C m α——进、出口GPS 联系边的方位角中误差；
θ、ϕ——进、出口GPS 控制点至贯通点连线与贯通点线路切线
的夹角；
洞外定向
m ——GPS 方向误差对贯通误差的影响；
G
m ——GPS 测量定向联系边方向误差(″)，为隧道设计时的先验
值；
ρ=206265″；
L ——相向开挖隧道计算设计长度，考虑到洞外GPS 控制点位(引测边)布设离洞口有一定距离的因素，取隧道线路长度加1km 。

3.2 洞外高程控制网测量方案
3.2.1 洞外高程控制网设计
由CPII5057采用二等水准进行闭合往返测量引至JY07；由JY07采用二等水准进行闭合往返测量引至CPII5057。

3.2.2 洞外高程贯通误差估算
洞外高程控制测量误差产生的高程贯通中误差按下式计算：
L m M h ⨯=∆∆
式中：∆m ——每千米水准测量高差中数的偶然中误差(mm)；
L ——洞外高程路线长度(km)，取隧道长度加1km 计算；
h
M ∆——受洞外或洞内高程控制测量误差影响，产生在贯
通面上的高程中误差。

4 洞内平面及高程控制测量
4.1 洞内平面控制网测量方案
4.1.1 洞内平面控制网设计
对隧道洞内导线进行设计，主要为保证隧道最终贯通误差能满足规范要求，同时也为洞内测设中线提供依据。

按铁路工程测量规范中隧道贯通误差规定，对隧道进洞导线进行设计，洞内导线按四等导线测量精度施测。

在洞内埋设两排控制桩点，一排点沿中线四周设立或者直接用中线控制点，另一排点沿隧道边墙设立(考虑架设一起和防止破坏)，如下图：
图4-1 洞内导线设计示意图
4.1.2洞内平面贯通误差估算
隧道内贯通误差估算，暂按等边直伸导线估算。

1 洞内导线测角引起的贯通误差
⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅+⋅=
=
∑)12()1(6122222
22n n n S m R m m x
q
ρρβ
β
式中：
q
m ——直伸导线终点由测角中误差引起的横向点位误差；
β
m ——测角中误差(″)；
ρ=206265″；
2
x R ——导线点至导线终点的距离；
S ——每条导线边距离；
n ——导线点数(S L =)。

2 洞内导线测边引起的贯通误差
隧道投入使用的仪器为莱卡TS02，仪器测距标称精度为
ppm mm 65.042.0+，则2
2出进m m m l +=；
隧道内导线测角、测距对贯通精度的总影响值为：
2
2洞内测边洞内测角内m m M +=
4.2 洞内高程控制测量方案
4.2.1 洞内高程控制设计
洞内高程控制点有洞口高程控制点引入洞内，每隔100～150m 埋设一个水准点，也可与现有洞内平面控制点共点，采用二等水准测量方法进行测段间往返测量。

洞内高程控制点随着隧道施工进度逐渐引入洞内，建立新一期高程控制点钱应检查起算高程控制点。

检测已测测段高差之差应满足规范要求。

4.2.2洞内高程贯通误差估算
洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差按下式计算：
L m M h ⨯=∆∆
式中：∆m ——每千米水准测量高差中数的偶然中误差(mm)；
L ——洞内高程路线长度(km)
4.3 洞内外综合贯通误差分析
隧道洞外平面控制横向贯通中误差M 外，洞内平面控制横向贯通
中误差M 内，洞内外综合贯通中误差22内外M M M +=；洞外高程控制
横向贯通中误差外h M ∆，洞内高程控制横向贯通中误差内h M ∆，洞内外综合贯通中误差22内外h h h M M M ∆∆∆+=。

横向综合贯通中误差与高程综合贯通中误差均满足规范对隧道贯通误差的规定，设计方案可行。

5 隧道施工测量
5.1 隧道洞口施工测量
1 隧道进出口处的原地面测量，刷坡检查测量；
2 隧道门端墙和翼墙、挡土墙的基坑开挖测量。

5.2 洞内开挖测量
每次断面掘进前，应根据设计的断面类型和尺寸放样出断面。

常用的方法有：台阶法（断面支距法）、大样法、三角高程法等。

5.2.1台阶法（断面支距法）
图5-1 台阶法示意图
如图5-1所示，根据中线及拱顶外线高程，从上而下每0.5m(拱部和曲线段)和1.0m（边墙）向中线左右量出两侧的横向支距（量测支距时，应考虑施工的预留宽度），所有支距端点的连线即为断面开挖的轮廓线，用以指导开挖及检查断面，并作为安装拱架的依据。

仰拱断面应由中线起向左右每隔0.5m量出路面高程向下的开挖深度。

此种方法最常用，适用于全断面开挖或上下导坑开挖施工的隧道。

此
种方法的作业程序如下：
鉴于此种方法简单方便，本工程所有隧道洞内开挖都采用此种方法，以下方法作为参考。

5.2.2 放大样法
对于一种类型尺寸的开挖断面，提前在地面上放出大样（1:1），用木板或金属条作出大样，测量时放出拱顶中点及两侧起拱点的位置，往上套上大样，在周边画点即可，此种方法是用于全断面开挖或上下导坑开挖及预留核心土的施工的隧道。

5.2.3 三角高程法
将仪器至于里程处的中线上，一次放样出掌子面的各个轮廓线。

此方法特点是：速度快、要求的条件高、计算量大，放样前须提前计算出所有须放样点的数据。

且对掌子面的平整度有较高要求，对于有
激光导向及免棱镜的仪器尤为方便，但受掌子面平整度精度影响较大。

5.2.4 激光断面仪法
激光断面仪法的测量原理为极坐标法。

以水平方向为起算方向，按一定间距（角度或距离）依次一一测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径（或距离）矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。

现在免棱镜技术仪器较为普遍，这样就可以采用一些仪器自带或别的软件来直接测量断面，给施工分析提供科学准确的数据。

5.3 隧道衬砌位置控制测量
1 两侧衬砌放样
以中线点和水准点为依据，控制其平面位置和高程。

放样建筑物的部位分别有边墙角、边墙基础、边墙身线、起拱线等位置。

拱顶内沿、拱脚、边墙脚等设计高程均应用水准仪放出，并加以标注。

边墙衬砌的施工放样，若为直墙式衬砌，从校准的中线按规定尺寸放出支距，即可安装模板；若为曲墙式衬砌，则从中线按计算好的支距安设带有曲面的模板，并加以支撑固定，即可开始衬砌施工。

2 拱部衬砌放样
拱部衬砌的放样是将拱架安装在正确的空间位置上，拱架定位并固定好后，即可铺设模板、灌注砼等。

3 模板安装完成后，检查基础边缘位置，边墙拱脚、端翼墙顶面。