地铁施工测量

一、 工程概况

本标段为昆明市轨道交通首期工程十三标段，包括2座车站和3个盾构区间，分别是金星站、白云路站、北辰小区站～金星站区间、金星站～白云路站区间、白云路站～昆明北站区间。金星站与白云路车站的主体结构采用明挖法施工，围护结构采用地下连续墙+内支撑的支护体系。主体结构外侧设全包防水层，与连续墙一起组成复合墙体系。

本标段工程范围示意见图如下。

二、工程地质与水文地质概况

1）地形地貌

昆明市区内地址构造复杂，但大部分隐伏于盆地松散岩层下，根据基底构造图资料，本区构造地质景观是以经向构造为骨干构造。纬向构造长期活动，受区域构造应力场中南北向力偶的作用，同时发育了北东、北西南构造。

2）地层岩性描述

本次勘察揭露地层最大深度为50m ，按地层沉积年代、成因类型将本工程场地勘察范围内的土层划分为第四系全新人工填土层、第四系全新统冲洪积层、第四系上更新统冲湖层、第四系上更新统坡残积层、更迭系茅口组灰岩五大类。与本站设计相关的土层自上而下依次为：

第①1层杂填土：褐灰、黑灰，稍密～稍湿，表层为沥青混凝土，下含碎石，局部夹有碎砖块等，为路基结构层。分布较连续，厚度1.50～2.40m ，平均厚度1.69m 。

第②1层粘土：褐黄色，湿，中压缩性，含云母、氧化铁，含少许风化碎石。局部为粉质粘土。分布较连续，层顶埋深1.50～1.80m ，厚度0.60～1.50m ，平均厚度0.95m 。

第②3层粘土：褐灰～深灰色，湿，中压缩性，含少量有机质，局部为粉质

昆明北站

北辰小区站

金星站

白云路站

粘土。分布较连续，层顶埋深2.30～3.30m，厚度0.50～3.00m，平均厚度1.45m。

第②4层粉土：褐灰～灰色，稍密，夹粉砂薄层。分布不连续，层顶埋深1.60～4.00m，厚度0.80～2.30m，平均厚度1.55m。

第②5层泥炭质粘土：黑灰～黑，软塑～可塑，高压缩性，有机质含量约12～40％，局部有机质含量大于60％，相变为泥炭。分布较连续，层顶埋深2.20～2.60m，厚度0.50m。

第③1层圆砾：深灰～兰灰、褐黄，中密。圆形及亚圆形，级配较差，砾石成分为砂岩及灰岩，中等风化。20～25m以上为粉土、粉砂为主要填充物，以下以粘性土为充填物。夹卵石、粘性土及粉土夹层，局部夹有胶结块。连续分布，且厚度大，均未揭穿，层顶埋深3.30～5.50m。

第③12层粘土：褐黄、兰灰、灰，硬塑，中压缩性。局部含5～15％砾石，砾石成分为砂岩及灰岩，中等风化。分布不连续，厚度0.40～2.50m，平均厚度0.98m；层顶埋深8.10～37.60m。

第③13层粉土：褐灰、灰、深灰，中密，局部地段相变为粉砂层，含砾，砾石含量3～15％，局部夹腐木。分布不连续，厚度0.30～2.60m，平均厚度1.33m。

3）地下水的腐蚀性评价

据在场地内取地下水样水质分析结果，场地地下水及地表水对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性，在Ⅱ类场地条件下对混凝土结构中钢筋无腐蚀性。

4）不良地质作用

①液化土层

对已收集资料进行分析、整理、判别②4层粉土粉砂层为液化土层，其余各层粉土粉砂层属上更新统地层，判定为不液化土层。

②岩溶

场地环城北路至人民路口下卧二迭系茅口组灰岩。节理裂隙十分发育，并与临近盘龙江有水力联系。具溶孔、溶沟、溶槽及溶洞等形态。多数溶洞、裂隙有充填物冲填，少数为空洞。

5）工程地质总体评价

车站开挖深度范围内的人工填土层密实度差，自稳性能差，开挖过程中易坍塌。②5层软土对基坑支护不利，开挖过程中易发生坍塌及“泥流”现象。②4层

粉土处地下水位以下，开挖过程中易发生流砂、坍塌现象。③1层圆砾均处地下水位以下，以粉土、砂类土及粘性土为主要充填物，受地下水影响，自稳定性差，隧道开挖时极易产生坍塌现象。车站开挖深度范围内中部及中下部以圆砾层为主，其密实度、粒径均匀性差，间夹卵石夹层及胶结块，可能影响支护、防渗及止水、降水方案的选择。

三、现有测量资料情况简介

⑴现有测量资料情况

业主已对昆明市轨道交通首期工程线路GPS平面控制网三维坐标移交给我司，我司对业主移交的该控制网进行复测，复测成果已上报复合要求（已批复）。

⑵地铁测量特点

①地铁建设在城市环境中，其设计全用三维坐标解析法，并根据设计资料以三维坐标放样。

②地铁工程全线分区段施工，而且开工时间、施工方法不同，又分别由不同的承包商施工。

③地下轨道交通工程有严格的限界规定，尤其在弯道地段，施工时应给结构轮廓一定的施工误差裕量，从降低工程成本出发，施工裕量应尽量小，所以对施工测量精度有较高的要求，净空断面测量须用解析测量。

④地铁隧道内轨道结构采用维修量较小的整体道床，铺设轨道一次到位，几乎无调整的余地，所以对铺轨基标的测量精度要求为毫米级。

⑤隧道内及车站上的控制点在各个工序中经常使用，应按照有关细则要求布设足够数量的合格控制点，精心做好标志，要求点位稳定，单一、清晰易找（钢板上嵌入铜心和螺帽）。

四、测量作业技术依据

测量依据

《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）

《城市测量规范》（CJJ8-99）

《工程测量规范》（GB50026-93）

《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）

《国家一、二等水准测量规范》（GB12898-91）

《全球定位系统（GPS）测量规范》（CH2001-92）

昆明市轨道交通首期工程土建施工项目十三标段测量交接桩资料

五、 本次测量坐标、高程系统

由于地铁是修建在城市环境中，不可避免的要与其它市政设施、市政工

程发生关系，另外设计亦使用了与其相关的城市测量资料如地形图资料、地下管线资料等，为保持所有的测量数据在同一坐标系统中，昆明地铁采用地铁专项坐标、高程系统。

六、施测前的准备工作

⑴ 投入的仪器设备必须经过省级合法的测绘器具检验鉴定部门进行有效鉴定，所有仪器设备经检验合格后方可投入使用；并且在作业时应尽量消除作业环境对仪器的影响。

⑵ 对业主提供的控制点成果（GPS 点、水准点）进行现场找点、察看标石完整情况。

⑶ 对业主提供的地铁设计资料进行验算、复核，其边长观测值、固定角观测值或高差观测值与平差值之差不应超过22212m m +± (式中1m 、2m 为相应的检测、原网等级规定的测边、测角或测段高差中误差)。若发现有疑问的地方及时与业主、监理、设计、施工等各方及时联系解决。

⑷ 组织全体测量人员沿线进行现场详细踏勘，熟悉测量环境，把握项目核心。

⑸ 组织全体测量人员认真学习经业主批准的本项目《技术设计书》，统一测量方法、统一测量标准，确保本项目按照既定的技术指标保质、保量、保安全按时完成。

⑹ 制定现场安全预防详细计划，采取切实可行措施，确保本项目安全生产。 ⑺ 利用业主提供的已有的GPS 控制点和精密导线点资料，结合六号线线路走向、六号线地形图以及实际地形情况，进行精密导线网的现场选点和埋点。

七、 地面控制测量

精密导线（网）检测

⑴ 使用仪器：TCA2003 (0.5″,1mm+1ppmD)

⑵ 精密导线（网）检测的内容：

a. 检查导线（网）是否符合规范有关规定的要求，平差计算是否正确，精度是否经过有关方面的检查与验收。

b. 导线点的密度是否满足施工要求，必要时进行加密，以保证施工要求。

c. 检查导线点是否对丢失、移动，并对已经破坏点进行必要的点位恢复工作。

⑶ 精密导线网的检测必须按照原测精度进行，根据招标文件确定原网为三等平面控制网，因此检测原导线网时，采用如下精度要求：

⑷ 外业观测技术要求

① 精密导线点上只有两个方向时，宜按左、右角观测，左、右角平均值之和与3600的较差应小于4″。

② 水平角观测遇到长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。

③ 在附合精密导线两端的GPS 点上观测时，应联测两个高级方向，若只能观测一个高级方向，应适当增加测回数。

④ 附合精密导线或精密导线环的角度闭合差，n W 5±≤β（″）；用精密导线网方位角闭合差计算的测角中误差5.21''±≤??

?

???±

=n f f N M βββ。 ⑤ 精密导线的边长测量，每条导线边应往返观测各二个测回。每个测回应重新照准目标，每测回应三次读数。测距时，一测回三次读数的较差应小于3mm ，测回间平均值的较差应小于3mm ，往返平均值的较差应小于5mm ，气象数据每条边在一端测定一次。边长观测值应进行仪器常数、气象倾斜改正,并进行投影面改正（H=5m ）。

⑸ 内业数据处理的技术要求

① 内业数据处理时，精密导线测距边需要进行高程归化和投影改化改正。高程归化改正是将测距边归化到地铁测区平均高程面上；投影改化是将测距边换算到高斯投影面上。

当导线边倾角在±5°以内时，不进行垂线偏差改正和方向改化。 距离长度的归化投影计算

归算到参考椭球面上的测距边长度，应按下式计算： (

)m

m A m m h H R h H i D +++-

=1

式中：

Ｄ２ ——测距两端点的平均高程面的水平距离（m ）；

y m ——归算到参考椭球面上的测距边长度（m ）； Ｒm ——测距两端的平均高程（m ）；

Δy ——测区大地水准面高出参考椭球面的高差（m ）； R ——参考椭球体在测距边方向法截弧的曲率半径（m ）。

测距边在UTM 投影面上的长度，应按下式计算：

(

)

2

22

242

2121Rm

y

rm Y M

D D ?+

+

=

式中：

D 2 ——测距边在UTM 投影面上的长度（m ）；

y m ——测距边两端点横坐标的平均值（m ）；

R m ——测距边中点的平均曲率半径（m ）； Δy ——测距边两端点近似横坐标的增量（m ）。

② 精密导线的平差处理 a. 角度闭合差的计算

()

1802n ?--=

∑测

β

βf

角度闭合差的分配采用平均分配法将角度闭合差分配到各个右角上，并遵守短边的夹角多分配，长边的夹角少分配的原则。 b.坐标增量闭合差的计算：

坐标增量闭合差： x f =?∑测X 坐标增量闭合差： y f Y =?∑测 导线闭合差： 2

y

2

x f f f += 相对闭合差： f

L L

f K 1=

=

但相对闭合差在限差范围内时，将增量闭合差以相反的符号按边长比例分配到各个边长中，使调整后的代数和等于导线起点和终点已知坐标之差。 c. 以上两点主要针对单导线的情况，对于六号线的精密导线测量的数据处理可以将满足外业观测精度（a 、b 两点，角度闭合差和坐标增量闭合差）的所有导线组成导线网进行严密平差，该法将能够保证整个线网的精度一直性，换乘站不同线路控制点的一直性，同一测点不同导线坐标计算的一直性

⑹ 精密导线检测成果提交

导线的检测，须按业主、要求的时间及时进行，10天内提交成果报告。并提交成果，成果内容包括：

① 外业观测记录和外业计算成果； ② 绘制导线展点图；

③ 导线点点之记及委托保管书； ④ 导线点坐标及精度评定成果表； ⑤ 精密导线测量技术报告。

同时，精密导线检测还要提供对既有控制网现状的评价报告及明确每个控制点的取值。

八、地面高程控制测量

⑴现有水准点情况

现有水准点（QD124、QD137、QD123、QD122、QD121、QD120、QD119、QD155）。原则上每个车站附近设两个水准点，金星站采用QD121与QD123，白云路站采用QD120与QD155.

⑵ 使用仪器：苏州一光 DSZ2+FS1自动安平水准仪一台配测微器。

⑶ 水准点的埋设

精密水准网应沿工程线路布设成附和路线、闭合路线或结点网。车站、隧道洞口或竖井口应设臵2个以上的水准点。

精密水准点应选在离施工场地变形区外的稳固的地方，墙上水准点应选在永久性建筑物上，水准点点位应便于寻找、保存和引测。水准点平均间距300m。

精密水准标石应按照《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308—1999中附录B图规格埋设。

⑷ II等水准网检测的精度要求

按照原测精度进行，即按照二等水准精度要求。

⑸外业观测方法

精密水准网应沿工程线路布设成附合路线、闭合路线或结点网，观测时应加

测微仪。

精密水准测量的观测方法如下：

往测奇数站上为：后—前—前—后

偶数站上为：前—后—后—前

返测奇数站上为：前—后—后—前

偶数站上为：后—前—前—后

每一测段的往测与返测，宜分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。

由往测转向返测时，两根标尺必须互换位臵。

精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高的要求（m）

精密水准测量的测站观测限差（mm）

两次观测高差超限时应重测。当重测成果与原测成果比较，其较差均不超

过限值时，应取三次成果的平均数。

⑹ 精密水准测量的内业数据处理

每千米水准测量的高差偶然中误差应按下式计算：

??

?

?????±

=?

L n M

41 式中 M △——高差偶然中误差（mm ）； L ——水准测量的测段长度（km ）；

△——水准路线测段往返高差不符值（mm ）； n ——往返测的水准路线的测段数。

当附合路线和水准环多于20个时，每千米水准测量高差全中误差应按下

式计算：

??????±

=L WW N M W 1

式中 M W —— 高差全中误差 （mm ）；

W ——附合线路或环线闭合差（mm ）； L ——计算W 时的相应路线长度（km ）； N ——附合路线或闭合路线的个数。

⑺ 精密水准检测结束后应提交下列成果：

高程控制网的检测必须按照业主要求，在一个月内完成并提交成果。 高程成果表和精度评定等资料； 精密水准网展点图； 外业观测手薄；. 精密水准点点之记；.

精密水准测量技术总结，并须有对控制网现状的评价及明确每个控制点的取值。

九、施工控制测量检测

为了确保隧道正确贯通和满足设计的净空限界，必须有严格的检查和检测制度。凡土建承包商的施工控制测量成果，经自检和驻地监理复核，向建设方提出检测申请，安排专业测量队伍去检测。

各项检测点的限差如下：

地上导线点的坐标互差≤±12mm；

地下导线点的坐标互差在井点附近≤±16mm，在贯通面附近≤±25mm；

地上高程点高程互差≤±3mm；

地下高程点高程互差≤±5mm；

地下导线起始边(基线边)方位角的互差≤±16″；

相邻高程点高差的互差≤±3mm；

导线边的边长互差≤±8mm；

经竖井悬吊钢尺传递高程的互差≤±3mm；

十、地面控制点检测

地面施工加密控制点是直接用于施工放样、联系测量等工程而进行的加密测量控制点。因此，其点位必须可靠，且要有足够的精度，满足测量工作需要。

⑴地面控制点外业检测

地面控制点的检测应在GPS网点和精密导线网点的基础上，形成检测控制网。如条件许可，尽可能形成结点网或以原测不同的构网形式进行检测，增加多余观测，这样如双方测量成果一致不但提高了复检测网形的可靠程度，又保证了测量成果的质量。

在直线隧道中，为了减少导线测距误差对隧道横行贯通的影响，应尽可能将导线沿着隧道的中线布设。导线点数不宜过多，以减少测角误差对横向贯通的影响。对于曲线隧道，导线也应沿着两端洞口连线布设成直伸导线，并将曲线的起终点以及曲线切线上的两点包含在导线中。这样，曲线的转折角即可根据导线测量结果计算出来，据此便可以将线路定测时所测得的转折角加以修正，从而获得更为精确的曲线测设元素。在有横洞、斜井和竖井的情况下，导线应经过这些洞口，以减少洞口投点。为了增加校核条件，提高导线测量的精度，一般都是组

成闭合环，也可以组成主副环，副环只观测转折角。为了便于检查，保证导线的测角精度，应考虑增加闭合环个数以减少闭合环中的导线点数，也可以按照闭合环的要求施测全部的边和角，以提高导线的精度。

检测过程中应按四等导线的精度进行测角和测距，使用I 级全站仪测角四测回(左、右角各两测回)，左右角平均值之和与360度的较差小于4″，边长往返观测。应检查地面已知控制点的稳定情况，俯仰角不宜大于30°。测站圆周角闭合差按照下列公式计算：

360-+=?右角均值左角均值

对于二、三、四等导线，?的限差可取0.2''±、5.3''±、0.5''± 导线环闭合差限差：n 2m βω=限

β

m

—测角中误差；

N —导线环内角个数；

导线环的测角中误差：N n f m 2???

?

????±=''ββ

β

f —导线环的角度闭合差；

N —导线环的个数；

n —导线环的内角个数。

⑵ 内业数据处理

外业观测数据满足要求后，对其进行内业数据处理。首先进行测距边的归化改正和投影改正，然后采用带约束的严密平差进行数据处理，其最弱点的点位中误差在±10mm 之内。

十一、 水平位移监测

⑴ 水平位移监测网的布设和监测基点的选择

以每个车站或多个车站的基准点坐标做为起算数据。在每个区间中采用分级布设控制网，首先布设首级控制网，其边长尽量长，控制网采用边角同测，提高控制网精度。在首级控制网的基础上采用小角度观测个水平位移监测点，对于曲线隧道应根据测点所在位臵进行投影变化，将各点每次观测的位移量投影到垂直于隧道方向和平行于隧道方向。

水平位移监测首级控制网的精度估算与精密导线的精度估算相同。 角度闭合差的计算

()

1802n ?--=

∑测

β

βf

角度闭合差的分配采用平均分配法将角度闭合差分配到各个右角上，并遵守短边的夹角多分配，长边的夹角少分配的原则。 坐标增量闭合差的计算

坐标增量闭合差： x f =?∑测X 坐标增量闭合差： y f Y =?∑测 导线闭合差： 2

y

2

x f f f += 相对闭合差： f

L L

f K 1=

=

在外也观测满足精度后，对首级控制导线进行严密平差计算首级控制点各点坐标。

对于各水平位移监测点用小角度法进行观测，其误差来源包含测站点位差、照准误差、仪器对中误差，本工程将使用TC2003全站仪观测，将不在有读数误差。

采用小角度观测水平位移点时，假定各测距边基本不变。 各水平位移点精度分析： 分辨视角：

"

2

30/60==γ

照准误差：

"

8

.22==

γs m

对中误差：206265

.5.0l

m c =

测角误差：

2

2

s

c b m m m +=

P 点的点位精度：

2

2C

A

P

M M

M

+=

A 点精度来源于控制网平差的点位精度。 ⑵ 水平位移监测网的施测 ① 使用仪器

使用的测量仪器为经省以上技术监督局授权的仪器检定单位检定合格的仪器。在使用过程中定期按规范规定的有关检校项目进行自检。使用TC2003(0.5″级)。

② 外业观测

水平角观测采用方向观测法，每角观测6测回。方向数多于3个时应归零。方向数为2个时，应在观测总测回中以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角。左角平均值与右角平均值之和，与360°的差值不大于±3.6″。 在观测时为了减少望远镜调焦误差对水平角的影响，每一方向的读数，正倒镜不调焦完成。

测距应往返观测各两测回，测距作业应符合有关规范的要求，并进行温度、气压、投影改正。

⑶ 成果处理

比较边角观测值，计算各点的位移量，对计算出的位移量应进行变换处理，将各位移量换算到本段隧道的法线方向和切线方向，以此判断隧道的变化情况。

十二、沉降位移监测成果提交

沉降位移监测成果整理，就是通过对每次测量成果比较、分析，并根据变形测量的警戒值来判断在某一地段是否发生了变形（垂直位移、水平位移），并分析发生变形的原因，对重点测点进行回归分析，对变形趋势进行预测、预报。

① 变形测量成果书的组成： ② 变形测量技术总结；

③基准点坐标成果表；

④基准点检测成果表；

⑤全线变形测量点布臵示意图（含基准点）；

⑥垂直位移测量成果表；

⑦水平位移测量成果表；

⑧位移地段变形曲线图；

⑨沉降地段变形曲线图；

⑩沉降变形段重要测点时间～位移曲线图及拟合的曲线方程；

⑩水平位移测量变形段重要测点时间～位移曲线图、拟合的曲线方程；

十三、定测技术要求

定测的目的

⑴依据设计提供的车站站位和线路控制桩坐标及线路平面图，将车站站位和线路放样在地面上，验证设计图上定线的正确性；

⑵提供车站、区间施工图设计所需的站场、线路中线纵、横断面和各桩位坐标、高程资料；提供沿线对线路设计施工有影响的建(构)筑物，桩基等坐标、高程资料。

⑶提供沿线对线路设计施工有影响的建（构）筑物、桩基、架空设施等坐标高程或高度，满足限界和隧道施工对地面进行施工监测的定位需要。

十四、人员及仪器配臵

1、测量人员

2、测量设备

Leica TS06全站仪1台，测角精度2秒

检定证书编号：10-0037 检定日期：2010年01月27日

苏州一光 DSZ2+FS1自动安平水准仪一台配测微器

检定证书编号：275878+107548 检定日期：2010年03月28日后附人员资质及仪器设备鉴定书。