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广州地铁2号线（赤岗至鹭江段)隧道盾构施工测量方案院长:副总工程师:主任工程师:审核人:编制人:北京市城建勘测设计研究院有限责任公司二零零一年六月广州地铁二号线(赤岗至鹭江段)隧道盾构施工测量方案一、工程概况广州地铁2号线(赤岗至鹭江段)隧道盾构施工，包括赤岗至客村，客村至鹭江两个区间，三个车站（赤岗、客村、鹭江），左、右线四条隧道。左线：赤岗―客村1095.4m,客村―鹭江979.6m；右线：赤岗—客村1321.0m，客村—鹭江729.4m。全线地平标高：赤岗—客村区间由8.20m～13.60m不等变化；客村～鹭江区间由15.31m～18.37m～14.40m不等变化。隧道埋深：赤岗—客村区间由7.4m～13.60m不等，客村～鹭江区间由10.0m～16.80m不等.本区段车站已经提前施工，在始发、接收井已经安装洞门预埋件。区间隧道全线采用土压平衡盾构法施工，隧道开挖面直径6.0m，环片长度1.5m。隧道盾构施工选用德国Herrenknecht公司生产的复合盾构机作为隧道掘进设备。该设备配有德国VMT公司生产的SCS-T隧道导向系统，需定期对导向系统进行定位并由人工测量对盾构机的掘进姿态和环片安装状态进行检查和核准。二、技术依据1.《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》(GB50308-1999);2.《工程测量规范》(GB50026-93)；3.《广州地铁二号线工程施工测量管理细则》（2001/6/4颁发）三、技术方案1.地面控制网的检测为满足盾构施工的需要,应检测业主提供的首级GPS控制点、精密导线点及精密水准点，保证上述各级控制点相邻点的精度分别小于±10mm，±8mm和±8Lmm(精密水准路线闭合差)作为盾构测量工作的起算依据。地面控制网是隧道贯通的依据，由于受施工和地面沉降等因素的影响，这些点有可能发生变化，所以在测量时和施工中应先对地面控制点进行检测，确定控制网的可靠性。工作内容包括：检测相应平面及高程控制点。2.施工控制网布设在地面控制网检测无误后，依据检测的控制点，再进行施工控制网的加密，以保证日后的施工测量及隧道贯通测量的顺利进行。施工控制网的加密分两方面内容：(1)施工平面控制网加密测量通常地面精密导线的密度及数量都不能满足施工测量的要求，因此根据现场的实际情况，进一步进行施工控制网的加密，以满足施工放样、竖井联系测量、隧道贯通测量的需要。施工平面控制网采用Ⅰ级全站仪进行测量，测角六测回(左、右角各三测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据处理，每边测距中误差±6mm，测距中误差1/60000，测角中误差±2.5″，方位角闭合差5″n，全长相对闭合差1/35000，相邻点点位中误差小于±8mm。(2)施工高程控制网的加密测量根据实际情况，将高程控制点引入施工现场，并沿线路走向加密高程控制点。水准基点(高程控制点)必须布设在沉降影响区域外且保证稳定。水准测量采用二等精密水准测量方法和±8Lmm(L为水准路线长，以km计)的精度要求进行施测。3.联系测量联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧道施工。具体方法是将施工控制点通过布设趋近导线和趋近水准路线，建立近井点，再通过近井点把平面和高程控制点引入竖井下，为隧道开挖提供井下平面和高程依据。联系测量是联接地上与地下的一项重要工作，为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通应根据工程施工进度，应进行多次复测，复测次数应随贯通距离的增加而增加，一般1KM以内取三次。其主要内容包括：(1)趋近导线和趋近水准测量；地面趋近导线应附合在GPS点或施工控制点上。近井点应与GPS点或施工控制点通视，并应使定向具有最有利的图形。趋近导线测量用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回，用严密平差进行数据处理，点位中误差小于±10mm。测定趋近近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻的精密水准点上。趋近水准测量采用二等精密水准测量方法和±8Lmm的精密要求进行施测。(2)竖井定向测量为保证盾构施工基线边方向的准确性，采用吊钢丝联系三角形法或投点仪和陀螺仪定向方法为主要手段进行定向。1)联系三角形定向a.联系三角形定向均应独立进行三次，取三次的平均值作为一次的定向成果。b.井上、井下联系三角形应满足下列要求：①两悬吊钢丝间距不应小于5m。②定向角α应小于3°。③α/c及α′/c′的比值应小于1.5倍。c.联系三角形边长测量应采用检定过的钢尺，并估读至0.1mm。每次应独立测量三测回，每测回往返三次读数，各测回较差在地上应小于0.5mm，在地下应小于1.0mm。地上与地下测量同一边的较差应小于2mm。d.角度观测应采用Ⅱ级全站仪，用全圆测回法观测四测回，测角中误差应在±4″之内。e.各测回测定的地下起始边方位角较差不应大于20″，方位角平均值中误差应在±12″之内。2)投点仪和陀螺经纬仪定向a.定向应满足下列要求：①全站仪标称精度不应低于2”，3mm+2PPm②陀螺经纬仪一次定向精度应小于20”③铅垂仪投点中误差应在±3mm之内④全站仪测定铅垂仪纵轴坐标的中误差应在±3mm之内。⑤从地面近井点通过竖井定向，传递到地下近井点的坐标相对地面近井点的允许误差应在±10mm之内b.铅垂仪投点应满足下列要求：①铅垂仪的支承台(架)与观测台应严格分离，互不影响作业。②铅垂仪的基座或旋转纵轴应与棱镜旋转纵轴同轴，其偏心误差应小于O．2mm。③全站仪独三测回测定铅垂仪的纵轴坐标互差应小于3mmc.陀螺经纬仪定向应符合下列规定：①独立三测回零位较差不应大于0.2格，绝对零位偏移大于0.5格时，应进行零位校正，观测中的零位读数大于0.2格时应进行零位改正。②测前、测后各三测回测定的陀螺经纬仪两常数平均值较差不应大于15”。③三测回间的陀螺方位角较差不应大于25”。④两条定向边陀螺方位角之差的角值与全站仪实测角较差应小于10。⑤每次独立三测回测定的陀螺方位角平均值较差应小于12”。e.独立三次定向陀螺方位角平均值中误差应在±8之内。(2)高程传递测量1)采用检定过的钢卷尺，吊10公斤重锤，井上井下两台水准仪同时读数，将高程传递至井下的水准控制点，在井下建立2～3个固定水准点。2)传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。3)三测回测定的高差应进行温度、尺长改正。4.盾构机始发的相关测量盾构机始发前应进行下列测量(1)盾构机始发设施的定位测量，其中包括盾构导轨安装测量和盾构机拼装测量等项工作；(2)盾构机内参考点复测，指盾构机拼装竣工后，应进行的测量工作，其主要测量工作应包括盾构机各主要部件几何关系测量等；(3)SLS-T导向系统的正确性与精度复核，主要包括对SLS-T导向系统中的TCA仪器和棱镜位置测量；(4)盾构机始发位置及姿态测量。5.掘进测量掘进测量工作包括：(1)洞内平面控制点测量洞内控制导线点应布设在隧道的两侧墙壁上，采用强制对中标志，在通视条件允许的情况下，每100米布设一点。以竖井定向建立的基线边为坐标和方位角起算依据，观测采用Ⅰ级全站仪进行测量，测角四测回(左、右角各两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″)，测边往返观测各二测回。(2)洞内高程控制测量洞内水准测量以竖井高程传递水准点为起算依据，采用二等精密水准测量方法和±8Lmm的精度要求进行施测。(3)盾构机姿态测量，提供瞬时盾构机与线路中线的平面、高程偏离值，盾构机的旋转角度等；(4)施工中对SLS-T导向系统的检核测量，保证衬砌环的环中心偏差和环片在竖直和水平两个方向的姿态；(5)施工中的成环管片环位置和姿态测量。6.隧道贯通测量隧道贯通前约50米左右要增加施工测量的次数，并进行控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。贯通后，应进行横向贯通误差，纵向贯通误差及高程贯通误差测量。7.竣工测量竣工测量包括：(1)线路中线测量以施工控制导线点为依据，利用区间施工控制中线点组成附合导线。中线点的间距直线上平均150m，曲线上除曲线元素点外不应小于60m。中线点组成的导线应采用Ⅰ级全站仪，左、右角各测一测回，左、右角之和与360°之差应小于5″，测距往返各二测回。(2)隧道净空断面测量。以测定的中线点为依据，直线段每6m，曲线上包括曲线元素点每5米应测设一个结构横断面，结构断面可采用全站仪进行施测，测定断面里程误差允许为±50mm，断面测量精度允许误差为±10mm。四、测量仪器为保证盾构施工测量准确可靠，拟采用先进的测量仪器和设备。1.LeicaTC1800全站仪一套，测角精度1″，测距精度2mm+2ppm，配套光学对中觇板二套；2.LeicaTC1100全站仪一套，测角精度3″，测距精度3mm+2ppm，配套光学对中觇板二套；3.NA2+GPM3自动安平水准二套，每公里高差中误差±0.7mm，配套铟钢水准尺2付，鉴定钢尺2把；4.LeicaGAK1陀螺经纬仪一套；5.LeicaNL1/20万自动安平投点仪二台；6.计算机一台、计算器二台。北京城建勘测设计研究院有限责任公司二零零一年六月