广州市轨道交通三号线市番区间测量方案

广州市轨道交通三号线

市番区间盾构法改矿山法段测量方案

一、工程概况

本标段位于广州市番禹区清河路上。本工程ZDK27+605～ZDK28+273段由盾构工法改为矿山法施工。该段左线长668m，右线长662m。该段为左线里程ZDK27+605～ZDK28+273；右线里程YDK27+611～YDK28+273，隧道埋深为28.1～17.4m，在清河东路上设两个施工竖井，1#竖井兼作盾构吊出井使用，位于左线隧道上方，里程为ZDK27+666.00～ZDK27+675.00（左线里程）。2#竖井位于右线隧道上方，里程为YDK28+071.909～YDK28+077.909（右线里程）。 二、本工程测量工作特点、主要任务及基本要求

1、测量工作特点

（1） 首级控制网的控制点间距过大，大多在楼顶上，很难直接利用，

必须进行导线点加密，此外地下有隧道，地面易发生变形，测量点不易保护。

（2） 高程控制基点距施工现场太远，同样需要加密高程控制点。 （3） 隧道利用竖井施工，必须通过井口将平面、高程传递到地下。 （4） 地面交通繁忙，给测量工作带来很大不便，对测量精度也有一

定影响。

（5） 本工程测量等级要求高，测量工作繁锁，难度大。 2、测量工作的主要任务

（1） 对所交接的首级控制网进行复测，并根据井口位置及今后工作

需要进行平面、高程控制加密，已完成上报。 （2） 利用加密点进行井口定位。

（3） 联系测量：将地面上的坐标、方向和高程传递到井下，建立地

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下坐标、高程系统。

（4） 地下控制测量：地下主导线测量、主水准网测量。 （5） 隧道施工测量：根据隧道设计进行放样、指导开挖。 （6） 对井口中心、地面控制点、地下控制点进行周期复测。 （7） 地表、地面建筑、构筑物等的变形观测。 （8） 拱顶下沉、收敛等变形量测。 （9） 隧道贯通测量。 （10） 指导开挖控制点应根据施工进度及线路结构而定，直线段１

０ｍ１个点，曲线段５ｍ１个点，此外每１００ｍ进行控制测量。 （11） 隧道洞内施工测量，桩点必须稳定、可靠且通视良好。水准

点应设在不易损坏处且应加盖处理，妥善保护。测量仪器、工具在使用前应做检核，保证仪器具的技术状态符合要求。 （12） 我方测量成果及时上报。 三、隧道测量的基本要求

1、隧道地面与地下控制测量精度等及指标

（1）平面控制依据精密导线进行其主要技术要求如下表：

导线 测角中测回数平均边测距中误测距相对中方位角全长相对 总长 误差Ⅱ级全长（m） 差（ｍｍ） 误差 闭合差 闭合差 度（km） （″） 站仪 350 3~5

（2）高程控制依据精密水准测量技术要求如下表：

±6 1／60000 ±2.5 6 5√n ≤1／35000 相邻点的相对中误差（mm） ±8 每公里高差中数 中误差（mm） 偶然中误全中误差差MΔ Mw ±2

水准 仪等 级 DS1 水 准 尺 观测次数 往返测较差及附合或环线闭合差（mm） 山 地 2√n ±4 与已知 符合或环线 平 坦 地 点联测 因往返测各一往返测各一8√L 瓦 次 次 精密水准测量的视线长度、视距差、视线高的要求（m）

标 尺 类 型 因瓦

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视 线 长 度 仪器等级 视距 DS1 ≤60 前后视 距 差 ≤1.0 前后视 距累计 差 ≤3.0 视 线 高 度 视线长度 20m以上 0.5 视线长度20m 以下 0.3

精密水准测量的测站观测限差(mm)

基辅分划 读数差 0.5 基辅分划所测 高差之差 0.7 上下丝读数平均值 与中丝读数之差 3.0 检测间歇点 高差之差 1.0 2、贯通面上的贯通中误差，横向不超过±５0ｍｍ，竖向不超过±２５ｍｍ。 四、具体测量方法 1、地面上平面、高程控制加密 由于首级控制点距井口较远，且在楼房顶很难方便利用。为了今后施工需要在井口周围进行平面、高程控制加密。 （1）平面网布设 利用GPS47~ GPS48、GPS47 ~ⅢJ48为基线边形成导线网。具体测量简图如下： 导线复测图（2）高程控制网布设 S2、PS1、PS2、PS3、PS4为已知高程控制点，以上各点的分 3 布完全满足施工要求，只须进行复测即可使用。具体如图。 （3）导线网、高程网的测设 严格遵照《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》标准进行施测。具体测量成果计算见加密控制测量报告。 2、联系测量及井下施工测量 （1）联系测量 平面联系测量采用三角形定向的方法。 A、投点 由于井不深，将垂球放入水桶内使其静止，垂球摆幅不超过0.4mm，认为它是不摆动。当井盖、绞车及出车平台滑轮安装好后，便利用手摇绞车1把钢丝通过导向滑轮2及定向板3放入筒内，在钢丝下端挂一个小垂球5，小垂球放入预定深度时，固定绞车把手，将小垂球换成定向垂球放入水桶6中，同时进行自由悬挂的检查。 B、连接 在投点工作完毕后， 应立即进行上、下连接测量工作。其任务是：在地面上测定两垂球线的坐标及其连线的方向角，根据垂球线的坐标及连线的方位角来测定井下导线起始点的坐标和起始边的方位角。 由于垂球线A、B处不能安置仪器，因此选定井上、下的连 4 接点C和C′，如图，从而在井上、下形成以AB为公共边的三角ABC和ABC′。 ED CBAEC′D′E′δ θφCDβγBAγ′C′D′E′在选择井上、下连接点C和C′时，应满足下列要求： ① CD和C′D′的长度应尽量大于20m； ② 两悬吊钢丝间距不应小于５米； ③ 点C和C′应尽可能地在AB沿长线上，即角γ、α及γ′，β′不应大于３°，以构成最有利三角形； ④ 点C和C，应适当地靠近垂球线，使a/c及ａ′/c′一般应不超过1.5。

连接三角形的外业工作主要包括：

① 在连接点C上用不低于J2级经纬仪全圆测回法测四个测回，测角中误差不应大于４″，当CD边小于20m时，在C点进行水平角观测时，仪器应对中三次，每次对中时转动仪器基座120°。

② 丈量连接三角形的三个边长a、b、c。量边应用检验过的钢尺并施加标准拉力，记录测量时的温度。在垂线稳定情况下，用钢尺不同起点丈量三测回，每个测回往返三次读数，读数估读到0.１mm，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。

③ 各测回测定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。

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在内业计算之前，应对全部记录进行检查，检查无误后，

再开始进行计算，计算分两部分：

① 解算连接三角形各未知数，即两垂球线处的角度α和β及其检验；

② 按照一般导线方法计算各边方位角和各点坐标。两垂球线之间的距离C可按余弦公式计算：C2计=a2+b2-2abcosγ

C计和丈量值C丈之差，在地面上不应超过2mm，在井下连

接三角形中不应超过4mm。井下连接三角形计算时，应用C丈和C计的平均值。经检验合乎要求后，便可按照导线计算方法进行方位角和坐标计算。每次联系定向均应独立进行三次，取三次平均值作为一次定向成果。 今后我部施工中如井口场地布设三角联系测量网困难，我局将进行委托定向。 （2）高程联系测量 用长钢尺导入高程的设备及安装如图：钢尺通过井盖放入井下，到达井底后挂上一个垂球以拉直钢尺，并使其处于自由悬挂状态。垂球以10kg为宜，钢尺稳定后，分别在地面、井下安置水准仪，在A、B两个所立的水准尺上分别读取读数a、b，然后将水准仪照准钢尺，同时读取读数m、n，最后再在A、B水准尺上读数，以检查仪器高度是否n锤球发生变化。同时测定井上、下温度t1、t2依据上述测量数据，可得A、B两点之高差为 h=（m-n）+（b-a）+ΣΔL 其中ΣΔL为钢尺总改正数，包括尺长、温度、拉力和钢尺自重等四项改正数。导入高程需独立进行两次（第二次需移动钢尺，改变仪器高度）加入各项改正数。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、施工测量 6 （1） 直线上临时中线桩的测设：直线上临时中线桩可根据两点成

一线的原理，在开挖面两个临时中线桩处悬挂吊垂球，用眼瞄对，即可定出开挖面中线位置。 因为此方法在其中一垂球位置发生移动时，不能立即发现，从而造成测量方向错误，为此现场采用三个垂球用眼瞄对。

曲线上测量：缓和曲线上5米布设一个点，利用J2经纬仪偏角法找方向。圆曲线上10m布设一个点。在隧道变断面地段加布两个隧道的控制桩。

施工导线一般平均边长30m，角度观测中误差应在±6″之内，边长测距中误差应在±10mm之内。曲线隧道开挖时，施工导线点宜选在曲线的元素点和整里程点上。

（2） 简易水平测量法：根据仪器测量的各点高程进行：A、B、C三

点为用仪器的高程点，设在坑壁上的三点连的直线与隧道纵坡一致，测设时将弦线通过A、B、C连成一条直线，延伸到开挖面D，过D就可以定出拱顶及底部的位置。

（3） 采用弦线支距法测设曲线，弦线与相对应的曲线矢距不超过

下列数值时可用弦线代替曲线：1、混凝土结构施工，矢距不大于10mm。

2、开挖土方和进行导管、管棚、格栅等混凝土支护施工，矢距不大于20mm。

（4） 隧道施工使用的高程点宜利用施工水准点用普通水准测量方

法测定，水准测量应往返或两次仪器高观测，其两次测量的高程较差不应大于10mm。

（5） 用台车浇筑隧道边墙结构二衬，台车长度与其相应曲线的矢

距值不大于5mm时，台车长度可代替该段的曲线长度。台车两端的中心点与线路中心点定位允许误差应在±5mm之内。台车两端隧道结构断面中心点的高程，应采用直接水准测设，与其相应里程的设计高程较差不应于5mm。 4、洞内控制导线测量：

直线隧道掘进大于200米，曲线隧道掘进到直缓点时，应选择稳固、标志完好的施工导线点，组成施工控制导线。洞内导线应根据洞

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内投点向洞内作引伸测量，洞内投点应纳入控制网内，由洞内投点传递进洞方向的连接角测角中误差，不应超过测量等级的要求，后视方向的长度不宜小于300m。导线点应尽量沿隧道中心布设，导线边长在直线地段平均边长150m，特殊情况下，不宜短于100m。曲线隧道施工控制导线点宜埋设在曲线元素点上，一般边长不应小于60m。无闭合条件的单导线，应进行两组独立测量，相互校核。施工控制导线测量宜采用Ⅱ级全站仪施测，左右角各测二测回，左右角平均值之和与360°较差应小于6″，边长往返观测各测二测回，往返观测平均值较差应小于7mm。施工控制导线最远点点位横向中误差应在±25mm之内。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较差小于10mm时，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。

洞内水准路线应由洞口高程点向洞内布设，结合洞内施工情况，高程点间距以200m为宜。地下施工水准测量可采用DS2水准仪和3m木制水准尺进行往返观测，其闭合差应在±20√L mm（L以千米计）之内。

5、隧道一衬与二衬前隧道净空的检查

直线段每20米放样隧道轴线，将隧道定型后挂线检查。曲线段增加测设密度，缓和曲线每5米一个断面，圆曲线每隔10米一个断面。施工允许误差为0~+20mm。变断面地段按实际情况定。 6、贯通误差的测定及调整

（1） 采用精密导线测量时，在贯通面附近一临时点，由贯通的两

方向分别测量该点的坐标，所得闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位贯通误差。

（2） 导线由两端向洞内测，分别测至贯通面附近的同一水准点或

中线点上，所测得的高程差即为实际的高程贯通误差。 7、贯通误差的调整：

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（1） 用折线法调整直线隧道中线；

（2） 采取精密导线法测量时，贯通误差用坐标增量平差来调整。 （3） 通点附近的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。 8、隧道的监测：

依据施工图中监测布点要求，布设监测点，并按变化情况确定观测频率，方案另报。 五、测量机构及测量设备 1、测量机构

项目测量在总工张准领导下，成立测量队队员有：杨军、邓付方、冉国平、邹昌宏。测量队负责整个项目监测、测量及成果上报，对施工队的测量成果进行复核及指导。施工队负责施工测量桩点的保护工作。 2、主要仪器表 序点 1 2 3 4 5 6 仪器名称 全站仪 经纬仪 水准仪 钢尺 铟瓦尺 水准尺 单位 台 台 台 把 把 把 数量 1 1 2 1 2 2 规格型号 TC402（徕卡） J2 DSZ-2、DS3 30m 2m 5m 备注 六、 贯通误差预计

（一）水平方向贯通误差预计

1、隧道施工及控制测量中井上、下控制测量中误差分别暂按规范要求选取为：

（1） 地面控制测量测距中误差为6 m m，测角中误差为2″.5。 （2） 地下导线控制测量测距中误差为6 m m，测角中误差为2″.5。 2、假定井下导线边为等距，利用井上沿隧道方向布设的加密导线网控制。

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3、定向进行两次要求定向测角中误差小于6″。 4、贯通误差预计

以隧道垂直方向为X轴,隧道方向为Y轴,隧道单向掘进最长为400m,即为贯通点。隧道内每100 m布设一个导线点共布设4个导线点。导线点分别在X轴、Y轴上投影，各投影长度及方位角见图中标注,由于井下各导线边的之间夹角大于175°小于180°，因此井下测边在Y轴方向的误差忽略不计。 依据贯通误差预计公式：

M2xk= M2X井上+M2 X井下+ M2X定向

n n

其中M2X井上=m2β上/ρ2∑R2yi+m2l上∑cosαi′

i=1 i=1

n n

M2X井下=m2β下/ρ2

∑R2yj+m2l下∑cosαj′

j=1 j=1

n

M2X定向=m2定向/ρ2∑R2yj

j=1

M2yk= M2y井上+M2

y井下+ M2y定向 n n

其中M2y井上=m2β上/ρ2∑R2xi+m2l上∑cosαi′

i=1 i=1

n n

M2y井下=m2β下/ρ2∑R2xj+m2l下∑sinαj′

j=1 j=1

M2

y定向=0

利用公式中计算得：

2 MX井上=0.000086+0.000006

=0.000092

M2X井下=0.000006

M2X定向=0.00053

M2Xk= M2X井上+M2X井下+M2X定向=0.001466

MXk=0.038288m

M2

井上=0.000032

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1） （2）

（ M2y井下=0.000144 M2yk=0.000176

Myk=0.013266m

则预计贯通误差为fs=√M2Xk+ M2yk =0.040521m=40.52mm

小于广州市地铁三号线施工测量管理细则中的规定:贯通横向误差小于50mm,因此这样进施工控制测量能够满足施工要求。 （二）竖直方向贯通误差预计 1、地面水准测量引起的误差

MH上=±mh√L=±4√1.3=±0.0046m 2、导入高程引起的误差

MH导=±2H*K=±2*井深30*尺丈量较差1/10000=±0.006m 3、井下水准测量引起的误差

MH下=±mh√L=±8√1.3=±0.0092 m 4、贯通在高程上的中误差

MHK=±√（MH上2+MH下2+ MH导2）=±√（0.00462+0.00922+0.0062）=±0.0119mm

5、贯通在高程上的预计误差

MH预=2 MHK=2×0.0119=0.0238mm

小于广州市地铁三号线施工测量管理细则中的规定: 竖向不超过±２５ｍｍ，因此这样进施工控制测量能够满足施工要求。

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M2y井下=0.000144 M2yk=0.000176

Myk=0.013266m

则预计贯通误差为fs=√M2Xk+ M2yk =0.040521m=40.52mm

小于广州市地铁三号线施工测量管理细则中的规定:贯通横向误差小于50mm,因此这样进施工控制测量能够满足施工要求。 （二）竖直方向贯通误差预计 1、地面水准测量引起的误差

MH上=±mh√L=±4√1.3=±0.0046m 2、导入高程引起的误差

MH导=±2H*K=±2*井深30*尺丈量较差1/10000=±0.006m 3、井下水准测量引起的误差

MH下=±mh√L=±8√1.3=±0.0092 m 4、贯通在高程上的中误差

MHK=±√（MH上2+MH下2+ MH导2）=±√（0.00462+0.00922+0.0062）=±0.0119mm

5、贯通在高程上的预计误差

MH预=2 MHK=2×0.0119=0.0238mm

小于广州市地铁三号线施工测量管理细则中的规定: 竖向不超过±２５ｍｍ，因此这样进施工控制测量能够满足施工要求。

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