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1、重庆轨道交通6号线TBM试验段区间隧道施工测量方案编制：刘亚东 审核：伍志勇 批准：叶康慨 中铁隧道集团有限公司重庆轨道交通6号线TBM试验段项目经理部一编制依据（1）城市测量规范（CJJ8-99）；（2）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB503082008）；（3）工程测量规范（GB50026-2007）；（4）三、四等水准测量规范（GB1289891）国家技术监督局颁布；二编制原则（1）严格执行基本建设程序，认真贯彻国家和重庆市关于地铁建设方面的有关方针、政策和规定；（2） 严格遵守行业现行施工规范、规程和技术标准；（3） 深入理解招标文件，全面响应招标文件，满足业主对工程质量、工期等的
2、要求；（4） 以设计为依据，结合单位以往的施工经验，选择最优施工方案；（5） 按照轻重缓急、合理安排施工计划，尽力做到均衡生产。既要突出重点，也要兼顾一般。三工程概况3.1 工程位置重庆轨道交通六号线五里店站（含）山羊沟水库节点工程（TBM试验段工程）线路位于江北区、渝北区、北部新区三大主城区境内，主要沿主干道五红路、红石路和龙山大道地下敷设，贯穿三大行政区主客流方向。与规划的一期工程线路方向一致，即呈东南西北方向走向。设计起点位于江北区的五里店站，出站后沿五红路和城市供电高压线走廊敷设，与三号线相交于红旗河沟站，后又经松树桥立交后转向北，沿龙山大道向北进入北部新区，到达设计终点山羊沟水库敞开
3、段。五里店大龙山山羊沟水库红旗河沟冉家坝光电园花卉园黄泥磅红土地工程地理位置示意其中五里店站为明挖车站。线路途径红土地站、黄泥滂站、红旗河沟站、花卉园站、光电园站五个暗挖车站和大龙山站、冉家坝站两个明挖车站，均为地下站3.2 工程范围本项目主要为重庆交通轨道六号线一期工程五里店站（含）山羊沟水库节点工程（TBM试验段工程）的施工及两台敞开式TBM设备采购。标段全长约11.690KM（含五里店车站、五里店车站大里程端环线区间隧道约100米），起点位于五里店站始端K17438，终点为山羊沟水库敞开段K29128。我单位在美国罗宾斯公司定制2台6.36敞开式TBM，与重庆市永川设备公司签订了合同，承
4、担TBM设备及辅助设备的组装生产和长期维护工作。四施工测量施工测量主要包括TBM始发井（五里店车站），采用明挖法施工和TBM区间隧道掘进施工测量段。（含联络通道，中间电井等）4.1施工测量顺序在本工程中，我单位将完成对业主所提供的GPS点、水准点等控制桩点和测量资料进行复测，并在始发场地做加密点。本工程主要包括八个区间隧道，TBM掘进为主要施工环节，TBM掘进测量以PPS导向系统为主，辅以人工测量校核。同时，严格贯彻测量复核制度，即由隧道股份公司测量队复核并交桩于工地项目部测量组，工地项目部测量组再行复核并负责施工放样测量，确保隧道精确贯通和各项建筑物按照设计位置准确修建。其主要测量程序如图所
5、示：报请监理、业主审核贯通测量、竣工测量洞内导线延伸、高程传递TBM始发段测量始发井联系测量控制网复测及加密接收业主所交控制点隧道股份公司测量队、项目部测量组二级复测隧道股份公司测量队、项目部测量组二级复测贯通前50m、200m报监理、业主审核掘进50m、200m报监理、业主审核报监理、业主审核每掘进500m复测一次隧道股份公司测量队、项目部测量组二级复测主要测量程序图4.2主要测量技术措施（1）地面控制测量接到中标通知书后，我部立即组织了股份公司精测队，根据业主提供的工程测量资料，对所给平面控制点、高程控制点按照地下铁道、轻轨交通工程测量规范中精密导线的要求进行复测，同时增设施工过程中使用的
6、加密桩点，并密切与监理工程师配合，严格遵守城市轨道交通工程测量规范，将测量成果书报请监理工程师及业主审查、批准。 a.引测车站导线点利用业主批准的测量成果书由公司精测队以最近的导线点为基点，采用导线方式引测至少三个导线点至每个车站附近，形成闭合导线网。至车站的平面过渡点不可超过两个，过渡点必须为固定观测平台，相邻点垂直角30，相对点位中误差10mm。b.引测车站水准点利用业主批准的水准网，由子公司精测队以最近的精密水准点为基点，将水准点引测至车站附近并附合在地面精密水准点上，测量等级达到国家二等。每车站附近至少布设两个埋设稳定的水准点，以便相互校核。水准点应埋设混凝土普通水准标石。（2）车站联
7、系测量在本工程施工过程中，需多次进行联系测量，包括红土地站、黄泥滂站、红旗河沟站、花卉园站、光电园站五个暗挖车站和大龙山站、冉家坝站两个明挖车站。联系测量按照以下优先顺序选择测量方法：导线直接传递； 边长尽量加大，注意仪器、棱镜的对中精度。根据区间隧道长度，一般应保证最短边长大于50米，否则采用其他办法。双井定向： 两井距离越远越好，可利用车站两端，根据区间隧道长度，双井定向点位距离一般应大于60米。单井联系三角形定向：（冉家坝、大龙山） 钢丝间距越大越好。陀螺仪、投点仪（钢丝）联合定向。投点仪（钢丝）传递坐标，陀螺仪传递方位。a、定向测量首先利用经检测合格的地面控制点采用导线定向测量将坐标方
8、位传递到地面近井导线点上，然后从地面近井导线点向地下采用导线测量的方法进行定向。其垂直角应小于30导线边长不短于50米。以上条件不能满足时，则需采用联系三角形测量或者陀螺仪+投点仪进行测量。联系三角形测量方法如下：地面趋近导线按精密导线测量的精度进行。联系测量时，水平角内外角分别观测三测回，共六测回；距离观测时每条边均往返观测，各测两测回，每测回读数两次，并测定温度和气压，现场输入全站仪进行气压改正，仪器的加乘常数也同时自动改正。现场测出11、12、13、14、TF、T1F1、CB、DE的边长及1、2、3、4的角度。利用几何关系计算出井下D、E两点的坐标，以D、E两点作为井下导线的起始边。在整
9、个施工过程中，坐标传递测量至少进行三次，定向测量时向井下传递至少3个导线点，以利于相互校核。测量示意图如下：竖井联系三角形测量示意图b、高程传递传递高程测量采用悬吊钢尺法。首先，将地面高程传递到近井水准点上，然后在竖井内悬吊钢尺进行高程传递。用检定后的钢尺，挂重锤10kg用两台水准仪在井上下同步观测，将高程传至井下固定点。整个区间施工中，高程传递至少进行三次，传递高程时每次应独立观测3测回，每测回应变动仪器高度，3测回测得地上、地下水准点的高程较差应小于3mm。井下高程测量及地面趋近水准测量均使用铟钢尺按按城市二等水准精度指标要求，进行往返测量。联系测量往井下传递水准点不少于2个，以利于相互校
10、核。 高程传递示意图见下图高程传递图。高程传递图五井下控制测量地下控制测量采用光电精密导线，测角精度达到2.5，边长相对中误差高于1/60000;在隧道直线段，主导线边长不短于250m，曲线上边长不短于70m。如洞内通视条件许可，在保证前后视距离大致相等的前提下，边长尽量加长，以提高贯通精度;TBM始发井投点测量，按照现场实际情况确定，最短边长不小于100m，采用三联脚架进行测量，以减少仪器和棱镜的对中误差;对地表控制点经常校核，确保所使用控制点的准确无误。（1）井下平面控制测量地下施工控制导线是TBM机掘进的依据，在隧道底部的相应位置埋设洞内导线控制点，以始发井联系测量的井下起始边为支导线的
11、起始边，沿隧道设计方向布设导线，直线段导线边长250m，曲线段导线边长70m布设一点。导线测量采用I级全站仪施测，左、右角各测三测回，左、右角平均值之和与360 较差应小于4，边长往返观测各三测回，往返观测平均值较差应小于4 mm，每次延伸施工控制导线测量前，应对已有的施工控制导线前三个点进行检测。检测点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行施工控制导线延伸测量。施工控制导线在隧道贯通前应测量三次，其测量时间与竖井定向同步。重合点重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm ，应采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。施工控制导线如果1000m，应该布设施工控制导线网，
12、以满足TBM施工的需要。（2）井下水准测量地下高程控制测量起算于地下近井水准点，洞内水准点也可以利用地下导线点作水准点，沿隧道直线段每200m左右布设一固定水准点，曲线段每100m 左右布设一个。按国家二等水准测量规范施测，相邻测点往返测闭合差3mm，全程闭合差11 mm，闭合差在8mm（L为全程长度，单位：km）之内。地下控制水准测量应在隧道贯通前独立进行三次，并与地面向地下传递高程同步。重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于5mm，并应采用逐次水准测量的加权平均值作为下次控制水准测量的起算值，地下控制水准测量的方法和精度要求同地面精密水准测量相同。六PPS导向系统PPS导向系统是TBM自
13、备的导向系统，它是由德国PPS隧道导向公司研制的。它能全天候的动态测量TBM的里程、姿态、掘进趋势、滚动角、俯仰角。TBM操作人员可根据显示的偏差及时调整TBM的掘进姿态，使得TBM能够沿着正确的方向掘进。PPS导向系统的工作原理：通过固定在隧道比较稳定的岩壁左上方的专用托架（坐标高程已知）上的全自动全站仪，以一定的时间间隔实时测量出两个控制点(马达棱镜)坐标高程，同时安装在TBM前部的双轴倾斜传感器确定出TBM的俯仰角和滚动角数据，分别经无线信号传输 (或控制电缆)输入位于主控室中的工业电脑，再经过计算机专用的隧道掘进软件计算和整理，对TBM当前实际位置和相应里程的设计位置的综合比较，TBM
14、的位置和姿态就以数据和模拟图表两种形式显示在控制室内的电脑屏幕上，TBM司机以此为准操纵TBM保持沿隧道设计轴线掘进。PPS导向界面图七PPS组件阐述 PPS主要由马达全站仪、倾斜仪、系统计算机、马达棱镜、数据传输电缆组成。7.1 马达全站仪本套全自动的系统功能需要一个马达全站仪，这个马达全站仪在系统计算机的控制下自动测量安装在TBM上面的两个马达棱镜和定期的检查后视棱镜。7.2倾斜仪在TBM前部还有一个高精度的倾斜仪用来检测TBM的倾斜和滚动。7.3系统计算机系统计算机通过马达全站仪传输的测量数据和倾斜仪的读数，自动的计算准确的地球坐标、方位和TBM的倾斜和滚动，并将TBM姿态实时显示给TB
15、M操作人员。7.4马达棱镜为了防止由于两个目标棱镜之间相互干扰而产生测量错误，本系统软件的采用的两个马达棱镜，在软件的控制下它能交替的打开和覆盖，这样能确保无论什么时候只能单独测量一个棱镜，从而避免了由于二者相互干扰产生的测量错误。 7.5数据传输电缆包括各仪器与系统计算机的连接线，还有洞外监控系统与主机操作系统的连接电缆。马达全站仪在系统程序的控制下，将自动跟踪马达棱镜，还定期的检查后视棱镜，以便检查和更正全站仪的定向，这项功能也包括全站仪测站的稳定性检查，当发生围岩变形较大时，也能检测出来，告诉给TBM操作人员，需对点位进行复测。无论何时一组数据被收集（两个目标棱镜的测量结果和读取的倾斜仪
16、的数据），系统将会自动计算一个新的TBM方向和位置，所有的信息将以图像和数据形式的显示给TBM操作人员。组件连接示意图八TBM始发前准备工作8.1 布置人工测量点本台TBM人工测量点位共设置6个，在TBM没有步进之前，由厂家在TBM上选择通视较好的位置布置点位，通过建立独立坐标测量出这些点与TBM轴线的位置关系。此后，可以通过测量这些点位的三维坐标进行计算，复核PPS导向系统自动测量的结果。点号TBM独立坐标(m)XYZP1-0.7279-2.09852.3539P2-0.7077-3.7192.251P3-0.7799-3.73331.6672P4-1.2531-4.40472.3011P5
17、1.3092-4.42342.3034P60.0267-12.94581.7056MP10.9036 3.592 2.3024MP20.8145 1.97632.4508人工测量点位与TBM轴线关系表8.2 常规测量隧道设计轴线数据（DTA）必须进行复核计算，安放在托架上的徕卡TPS1200全站仪和后视棱镜点的坐标、高程必须预先测量。该测量使用仪器为徕卡TCA1202+全站仪及DSZ2自动安平水准仪。角度测量采用正倒镜观测六测回的方法；距离观测时每条边均往返观测，各测两测回，并进行气象改正和仪器加乘常数改正；高程测量采用单程双置镜法。计算结果由监理工程师书面确认。以下为隧道设计轴线数据（DTA
18、）文件：隧道设计轴线文件8.3 TBM始发定位由于PPS组件倾斜仪在TBM上安装的过程中，不可避免存在安装误差，从而自动读取出滚动角、俯仰角不准，所以必需对这个值进行校正。通过测量出对人工测量点位的三维坐标，计算TBM目前的姿态，在此的同时可以计算出TBM滚动角和俯仰角。依据人工测量的成果加以改正倾斜仪常数，使PPS导向系统显示的结果与人工测量成果相符。九、测量吊篮和TBM姿态复测9.1 测量吊篮在TBM的配置中，用于掘进方向控制的主要为导向系统（PPS）来控制，在TBM左上方岩壁处安装吊篮，吊篮用钢板制作，其底部加工强制对中螺栓孔，用以安放全站仪和后视棱镜。由于随着TBM掘进的距离增长，全站
19、仪和后视参考点也跟随移动，因围岩可能存在变形，所以最多连续移动两站后，应采用隧道内地面上的导线点和水准点进行复核。9.2 TBM姿态复测为了保证导向系统的准确性、确保TBM沿着正确的方向掘进，需周期性的对PPS导向系统的数据进行人工测量校核。TBM掘进人工测量就是利用人工直接采用控制导线的测量办法详细测出这些测点中的部分点位的绝对坐标，然后根据测点与刀盘中心的空间关系，反算出刀盘中心坐标，最后根据设计线路参数与刀盘中心的绝对坐标、测点坐标推算出TBM的三维控制姿态。精确测定人工测量点位相对于TBM的相对位置关系。每次人工测量最少应测量一个特征点和一个特征轴，一般应选择其切口中心为特征点，纵轴为
20、特征轴，所用仪器为我单位常规测量仪器徕卡TCR402全站仪，可以检测TBM导向系统的使用情况；人工检测频率根据推进的情况调整，一般为每周检测一次，对导向系统结果存在疑虑时，应及时进行人工测量。采用此方法进行人工测量，测量精度可以达到如下标准：平面偏离值 5mm；高程偏离值 5mm；纵向坡度 1；TBM旋转角 3；TBM切口里程偏差 10mm。十辅助测量（1）调查测定在施工影响范围内的建(构)筑物、地下管线的确切位置，做出这些建(构)筑物、地下管线与设计隧道的平面位置关系图。（2）按施工场地平面布置图，对临时设施的位置准确放样。10.1测点的安置原则与保护 （1）测点选在通视良好、不受施工扰动的
21、地方；（2）导线和水准控制点用不锈钢或铸铁制作，导线点有明显的十字标志，水准点表面为圆球状；（3）在软土中，做为钢钉的测量标志应嵌入大小合适的混凝土块中，并保证永久固定；（4）临时的测量标志，经监理工程师同意后，用钢管或木桩制做；（5）测量标志旁作出明显持久的标记或说明；（6）埋设在地下的测量标志用混凝土管或框架保护，并加盖防止泥土和雨水弄脏的装置；（7）测量标志如有损坏，应立即恢复。10.2测量精度控制措施（1）严格执行股份公司、项目部二级测量复核制度；（2）项目部测量组由经验丰富、有合格资格的技术人员担任，并配备足够数量、符合精度要求的测量仪器；（3）所使用的测量仪器要定期到国家计量局授权
22、的测量仪器鉴定单位检定。并将有关资料和检定报告报监理工程师；（4）测量放样的有关数据及成果要有专人保管，并要记录完整、清晰，及时上报监理工程师核对。十一、测量仪器配备11.1测量仪器Leica TC1800全站仪 测角精度1，测距精度1+2ppm(一台，控制测量用)Leica DNA03 0.3mm/km（一台，控制测量用）Leica TCR 402 （2，2mm+2ppm）（一台）Leica TCA 1202+ （ 2，2mm+2ppm）（两台）苏光DSZ2水准仪 （ 3mm/km）（一套）11.2测量人员配置本工程测量人员有高级工程师1人、工程师 2人 、助工3人 、测工 6人，人员名单见下表。其中高级工程师王建林为我股份公司精测队队长，兼任本工程的测量技术指导，测量高级技师1人，测量技师1人，测量高级工2人； 职 称姓 名高级工程师王建林工 程 师肖红渠、闫清玉助 工张仕勇、张帅军、刘亚东、测 工段文堂、刘伟、凡松林、郭兵、周小利、陈勇附件一：相关人员证书附件一：相关人员证书
