地铁测量方案

地铁车站、区间某某线第四合同段土建工程

测量实施方案

地铁测绘有限公司

2015年9月17日

目录第一章．工程概况

第二章．测量作业任务和内容

第三章．作业依据

第四章．施工测量技术方案

第五章．施工动态分析与监控量测技术方案第六章．测量人员组织

第七章．使用仪器设备

第八章．测量精度质量保证措施

第九章．费用预算

第一章、工程概况

1.1工程简介：

1.1.1地铁车站、区间某某线工程起自南四环北侧马家楼，向北沿马家堡西路、

菜市口大街、宣武门外大街、宣武门内大街、西单北大街、西四南大街、西四北大街、新街口南大街至新街口，由新街口向西，沿西直门内大街、西直门外大街至首都体育馆后转向北，沿中关村大街至清华西门，之后向西进入颐和园路，经圆明园、颐和园，终至龙背村，线路全长28.14km，共设24座车站。1.1.2某某线第四合同段工程包含两个区间和一座车站，即角门北站-地铁南站区间、地铁南站-陶然亭站区间及地铁南站的土建工程（含降水工程），不含建筑装修和设备安装工程，各部工程简况如下：

1、角门北站-地铁南站区间

设计起止里程为：K2+408～K3+480，区间全长1595.5m，含联络通道2座、区间风井1座，采用盾构法施工。

区间线路南起角门北站，沿马西路下穿马草河后向东偏移，经南三环、万芳亭公园、凉水河到达地铁南站。隧道所处地层主要为第四纪土层，地层为圆砾、卵石、粉土层；无承压水，仅凉水河见潜水层。

2、区间线路从地铁南站出发，下穿既有线，由南向北从马家堡西路北过幸福里东路，沿工地行进，下穿南护城河后沿菜市口南大街北行至陶然亭站。线路两侧地面上既有建筑密集，地下各种公用管线密布。

3、地铁南站

车站全长193.2m，为地下二层单柱双跨岛式明挖车站（直线车站），站台宽10m，有效站台长120m，共布臵有三个出入口（独立有盖式）。车站西北端布臵①号出入口，西南端布臵②号出入口，东北端布臵③号出入口。在车站北端向东布臵了一组新风道和排风道，在车站南端向东也布臵了一组新风道和排风道。车站覆土平均为3.1米左右。

站区东侧是进出地铁南站（火车站）的京山铁路，西侧为翠林小区、亚林小区、宏泰家园、中房鼎立家园、祥和苑等居住小区，站址周边无重要高大建筑，房屋多为民房。车站西边规划为一般居住用地，东北角规划为绿地，东南角为京山铁路，其出入口和风亭在红线外出地面。

地铁南站所处位臵的地下管线共有8条（包含燃气管、中水管、电缆线等），部分管线需永久改移。车站范围内地下土层主要为粉土层、粉质粘土层夹杂卵石圆砾层构成，车站主体结构下有承压水含水层。

1.2工程环境：

1.2.1既有建筑物

1、角门北站-地铁南站区间

线路沿马家堡西路下方布设，道路两侧主要为住宅小区。沿线主要建筑物有马草河桥、南三环立交桥、京山与永丰铁路立交桥、凉水河桥，为确保安全，盾构穿越各段时，必须控制好开挖面的土压平衡，把握好注浆时间和方法，加强对该桥梁与地表沉降监测，根据监测结果，调整盾构施工参数，必要时可以采用旋喷桩通过地面对桥梁桩基周围土体加固，确保桥梁安全。考虑到马草河、凉水河流量较大，为确保安全，视下一阶段河水渗流情况，必要时施工期间对该段河水实施导流。

2、地铁南站-陶然亭站区间

线路沿道路布设，线路两侧地面上既有建筑密集，地下各种公用管线密布，本区间邻近的主要建(构)筑物如下：

①南护城河跨河桥：右线中心距桥基边缘4.79m。

②南二环立交桥：右线中心距桥墩桩基边缘10.077m，左线中心距桥墩桩基

15.724m。

③菜市口南大街一号过街人行天桥：距桥基边缘净距5.4m。

④菜市口南大街二号过街人行天桥：距桥基边缘净距3.134m。

⑤南护城河：河床距隧道顶部约8m。

⑥管线：K4+180、K4+265处的污水管标高较低，距隧道顶部约0.96m和

1.925m。

⑦线路周边的低矮房屋。

盾构在曲线推进过程中，应调整掘进速度与正面土压，达到减少对地层的扰动度和减少超挖的效果，从而减少地层的变形。盾构暂停推进时，可能会引起盾构后退，而使开挖面松弛造成地表沉陷，此时应作好防止盾构后退措施，并对开挖面及盾尾采取封闭措施。对于菜市口南大街一号、二号过街人行天桥可在桥墩处做临时支撑，同时加强监控量测。待盾构通过沉降稳定后，拆除临时支撑。

3、地铁南站

站区东侧是进出地铁南站（火车站）的京山铁路，西侧为翠林小区、亚林小区、宏泰家园、中房鼎立家园、祥和苑等居住小区，站址周边无重要高大建筑，房屋多为民房。基坑范围邻近除道路西侧有几幢永久性建筑，车站东侧为京山铁路，因此，在结构施工期间应加强监控量测，以有效的控制变形。

1.2.2地下管线

站区所处位臵的各类地下管线情况为：马家堡西路由西向东共敷设有各类地下管线共8条，依次为：燃气管1条、中水管1条、电信电缆2根条、雨污水管2根条、给水管1根条。各种管线的避让、改移施工严格按照设计图纸进行，当各类临时迁移的地下管线处于车站出入口及风道处时，采取支托、悬吊措施，其中市政污水管线应局部更换为钢管。在不影响使用功能的前提下，部分支管与主管道合为一根，永久性改移的给排水、煤气管道覆土厚度不小于0.70m。

1.3工程特点：

1.3.1采用的施工技术、施工方法多。

本标段包括一站两区间，全长3001m。地铁南站主体采用明挖顺作法施工，

出入口过路段辅以暗挖法施工；两区间采用盾构施工，区间联络通道使用暗挖法施工。

1.3.2施工干扰多，施工配合要求高。

地铁南站地处交通枢纽，人流大，车辆多，施工场地狭小，施工交通干扰大。车站周围房屋密布，且大多为民房，扰民和民扰问题突出。

盾构施工从陶然亭车站进入，从角门北站推出，和相邻标段的施工配合、施工协调要求高，同时相互间的施工干扰问题多。盾构通过地铁南站，要求地铁南站提供条件，同时对地铁南站的施工造成一定影响。

1.3.3工程量大，工期短。

区间线路3001m，施工工期529天；地铁南站施工工期592天，同时须为区间施工创造和提供条件。对标段的工期压力非常大，要求较高的设备完好率和施工组织生产能力。

1.3.4管网改移及建、构筑物监测工作量大。

地铁南站范围内地下管线密布，大部分为市政主干线，数量多、种类多、涉及的管线管理单位多、牵涉面广，大部分需要改移，协调难度大。区间沿线穿越居民住宅楼、桥梁、河道多，对地表沉降控制要求高，监控量测工作量大。

第二章、测量作业任务和内容

测量工作是土建工程的重要组成部分，为工程施工提供准确的定位信息、实时监控量测施工进程地面、隧道相关变化量及周围构筑物、管线等的影响变化，为工程施工提供必要的测量数据，根据测量数据适当调整作业进度和措施方法，

确保工程顺利准确进行，确保施工安全。

在本次工程项目中，测量作业的任务主要分为两大部分：土建工程施工放样和施工监控量测。

土建工程施工放样包含以下内容：

●地面测量控制网的检测；

●施工平面控制网的加密测量；

●施工高程控制网的加密测量；

●地面至隧道的联系测量，包括竖井定向测量、高程传递测量；

●地下施工控制测量、放样，盾构机始发相关测量、掘进测量；

●隧道贯通测量；

●竣工测量，包含线路中线测量、隧道静空断面测量。

施工监控量测包含：

●地面变形监测；

●地面建筑物、构筑物变形监测；

●地下管线变形测量；

●地中土体分层垂直位移监测；

●盾构隧道洞室收敛变形监测；

●盾构隧道拱底下沉监测；

●地下水位观测；

●桩结构钢筋应力测量；

第三章、测量作业依据

1、《地下铁道、轻轨交通工程规范》(GB50308-1999)；

2、《城市测量规范》(GJJ8-99)；

3、《新建铁路工程测量技术规范》(TB10101-99)；

4、《工程测量规范》(GB50026-93)；

5、《全球定位系统（GPS）测量规范》(GH2001.92)；

6、《地铁车站、区间新建线路控制测量总体技术要求》（试行本）（地铁车站、区间建设管理公司工程部，2002.11）

7、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）

8、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-9）

9、《地下铁道设计规范》（GB50299-1999）

10、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）

11、《地铁车站、区间4号线施工设计施工图》

12、地铁车站、区间四号线第四合同段沿线建筑调查资料、沿线市政管线调

查资料

第四章、施工测量技术方案

施工测量是标定和检查施工中线、测设坡度和放样建筑物，测量是施工的导向，是确保工程质量的前提和基础。地铁工程施工测量的施测环境和条件复杂，要求的施测精度又相当高，必须精心施测和进行成果整理，工程测量成果必须符合相关规范的要求。

地铁车站、区间工程隧道开挖的贯通中误差规定为：横向±50mm、竖向±25mm，极限误差为贯通中误差的2倍，即纵向贯通误差限差为L/5000（L为贯通距离, 以km计）。地铁车站、区间工程平面与高程贯通误差分配如下表所示。

地铁车站、区间工程平面与高程贯通误差分配

4.1测量控制网的检测

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±10㎜，±8㎜和±

8L mm（L为线路长度，以km计）（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：检测相应精密导线点，检测高程控制点等。

4.2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，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有顺利进行。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±10㎜。

（2）施工高程控制网加密测量

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±8L㎜（L为水准路线长，以km 计）的精密要求进行施测。

4.3联系测量

联系测量是将地面测量数据传递到隧道内，以便指导隧洞道施工。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精密导线点上。近井点与GPS 点或精密导线点通视，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±10㎜。

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±8√L㎜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，采用投点仪和陀螺仪定向方法或吊钢丝联系三角形法为主要手段进行定向。

如利用竖井倒入，则采用竖井联系三角形测量，如图4.3-1所示，即通过竖

递，如图4.3-2所示。

经竖井传递高程采用悬吊钢尺（经检定后），井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3～5cm，施测三次，高差较差不大于3mm时，取平均值使用，当测深超过20m时，三次误差控制在±5mm以内。

地下施工控制水准点，可与地下导线点合埋设于一点，亦可另设水准点。水准点密度与导线点数基本相同，在曲线段可适当增加一些。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。

地下施工水准测量可采用S3水准仪和5m塔尺进行往返观测，其闭合差应在±

4.4地下施工控制导线测量

地下导线测量按Ⅰ级导线精度要求施测。测角中误差≤±5″，导线全长闭合差≤1/15000。

在隧道未贯通前，地下导线为一条支导线，建立时要形成检核条件，保证导线的精度。地下施工控制导线是隧道掘进的依据，每次延伸施工控制导线前，应对已有的施工控制导线的前三个导线点进行检测。地下导线点布设成导线锁的形式，形成较多的检核条件，以提高导线点的精度。导线点如有变动，应选择另外稳定的施工控制导线点进行施工导线延伸测量。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测量同步进行。重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于±10mm时，应采取逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。

曲线段施工控制导线点宜埋设在曲线五大桩（或三大桩）点上，一般边长不应小于60m，导线测量采用全站仪施测，左、右角各测二测回，左、右角平均值之和与360°较差小于6″，边长往返观测各二测回，往返观测平均值较差应小于7mm。

4.5施工放样测量

施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。为了加强放样点的检核条件，可用另外两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放样点正确与否，或利用全站仪的坐标实测功能，用另两个已知导线点来实测放样点的坐标，放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±3mm以内，可用这些放样点指导隧道施工。也可用放线两个点，用尺子量测两点的距离进行复核，距离相差在±2mm以内，可用这些点指导隧道施工。

暗挖隧道施工放样主要是控制线路设计中线、里程、高程和同步线。隧道开挖时，在隧道中线上安置激光指向仪，调节后的激光代表线路中线或隧道中线的切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。每个洞的上部开挖可用激光指向仪控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制。施工期间要经常检测激光指向仪的中线和坡度，采用往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在隧道初支过程中，架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线，其中格栅中线和同步线的测量允许误差为±20mm，格栅垂直度允许误差为3°。

4.6 盾构机始发的相关测量和掘进测量

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。

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貌岸然的两侧墙壁上，采用强制对中标志，在通视条件允许和情况下，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式传递水准点为起算依据，采用二等精密水准测量方法和±8L mm的精密要求进行施测。

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。

4.7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。

4.8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 。

中线点组成的导线就采用Ⅰ级全站仪，左、右角各测一测回，左、右角平均值之和与360°的较差应小于5″，测距往返观测各二测回。

（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±50㎜，断面测量精度允许误差为±10㎜。

第五章、监控分析与监控量测技术方案

施工过程的动态分析，其主要目的是在施工之前了解车站明挖深基坑与暗挖隧道施工过程中所可能产生地层变位和应力的影响，明确这种影响的大小量级和范围，明确危险可能发生的部位、方式及应采取的施工对策，同时为现场监控量测提供管理基准和依据。

5.1监测项目

根据招标文件、设计资料以及现场实际情况，本标段施工过程中需对场区内及周围环境进行日常的常规监测主要有：地表沉降、地面建筑物沉降、倾斜及裂缝、地下管线沉降、隧道拱顶下沉及水平收敛、桩顶位移、衬砌结构内力、临时支护内力、墙背土压力、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移等。各种观测数据相互印证，确保监测结果的可靠性，为确保周围建筑物的安全，合理确定施工参数提供依据，达到反馈指导施工的目的。

监测项目及仪器详见表3.5.2-1。

5.2监测测点布臵

监测测点布置原则为：观测点类型和数量的确定结合本工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑，并能全面反映被监测对象的工作状态。

为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利位置和断面上，为结合施工而设计的测点，布置在相同工况下的最先施工部位，其目的是及时反馈信息、指导施工。

表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定的工作状态。如果测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。

盾构区间隧道以洞内、地表、管线和房屋监测为主布点；车站以地表、管线、房屋和基坑变形监测为主布点。

测点布置见图5.2-1～图5.2-3。