澳大海底隧道施工測(cè)量方案分析

1、澳大海底隧道施工測(cè)量方案分析摘要：橫琴島澳門大學(xué)新校區(qū)海底專用隧道工程總長(zhǎng)度為1430米，同時(shí)包含地面與海中段的施工，難度較大。本文首先介紹了澳大海底隧道的工程概況，然后介紹了施工測(cè)量的技術(shù)依據(jù)和原則，最后從隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及隧道主體結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面制定了施工測(cè)量方案。關(guān)鍵詞：澳大海底隧道；施工測(cè)量；全站儀；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；高程該隧道是為橫琴島澳門大學(xué)新校區(qū)師生過(guò)海所修建的專用海底隧道工程，海中段明挖暗埋段施工難度較大。由于對(duì)隧道主體結(jié)構(gòu)的精度要求比較高，因此測(cè)量施工工作需要謹(jǐn)慎進(jìn)行，為隧道的施工提供最為精確的位置信息。為了確保施工的順利進(jìn)行并保證澳大海底隧道的工程質(zhì)量，本文根據(jù)該工程的具體情況制定了施工

2、測(cè)量方案，以期為隧道的建設(shè)工作提供高精度、高質(zhì)量的施工信息。1.澳大海底隧道的工程概況以及所使用的測(cè)量?jī)x器1.1 澳大海底隧道的工程概況橫琴島澳門大學(xué)新校區(qū)海底專用隧道工程從東邊的澳門路環(huán)蓮花海濱大馬路橫跨到西邊的澳門大學(xué)橫琴校區(qū)規(guī)劃環(huán)島路，是為新校區(qū)師生過(guò)海所修建的專用隧道，與上游蓮花大橋之間的距離約為700米，所處河道寬在500米左右，水深在0.7到3.8米范圍內(nèi)。澳大海底隧道工程的總長(zhǎng)度為1430米，其中，橫琴岸上引道U形槽與明挖暗埋段的長(zhǎng)度為510米，海中明挖暗埋段的長(zhǎng)度為530米，澳門岸上明挖暗埋與U形槽段的長(zhǎng)度為390米。隧道的平面線路采用的是Z字形，隧道在穿越十字門水道時(shí)運(yùn)用圍堰

3、明挖法進(jìn)行施工。1.2 隧道施工測(cè)量所使用的儀器該隧道工程所使用的測(cè)量?jī)x器如下表所示：表1 測(cè)量所用儀器及其技術(shù)指標(biāo)儀器名稱儀器廠家儀器型號(hào)數(shù)量標(biāo)稱精度全站儀日本尼康DTM50212；±(22×10-6D)mm瑞士徠卡TC905L12；±(22×10-6D)mmTC80212；±(22×10-6D)mm水準(zhǔn)儀瑞士徠卡NA21±0.7mm/Km經(jīng)緯儀威特T2422.施工測(cè)量的技術(shù)依據(jù)和原則2.1 施工測(cè)量的技術(shù)依據(jù)在澳大海底隧道施工測(cè)量方案的編制過(guò)程中，所參考的依據(jù)主要有該工程的設(shè)計(jì)施工圖紙、招標(biāo)文件、工程的施工組織設(shè)計(jì)以及以

4、往明挖隧道土建項(xiàng)目中總結(jié)出來(lái)的施工測(cè)量經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)。所參照的技術(shù)規(guī)范主要有公路勘測(cè)規(guī)范公路勘測(cè)細(xì)則以及工程測(cè)量規(guī)范。2.2 施工測(cè)量的原則第一，必須首先對(duì)細(xì)部測(cè)量的基線或者控制點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，并按照從整體到局部的順序進(jìn)行測(cè)量；第二，測(cè)量所使用的各項(xiàng)儀器需要符合標(biāo)準(zhǔn)，儀器的限差也要達(dá)到要求；第三，使用全站儀測(cè)量距離時(shí)，需要對(duì)溫度與壓力進(jìn)行修正，丈量所用的鋼尺也需要對(duì)傾斜以及溫度進(jìn)行修正；第四，全站儀和經(jīng)緯儀的對(duì)中誤差不可超過(guò)1毫米，氣泡讀數(shù)較差也不能超過(guò)一格；第五，采用獨(dú)立施測(cè)兩次法進(jìn)行高程測(cè)量，觀測(cè)時(shí)以水準(zhǔn)點(diǎn)作為后視，觀測(cè)完成后需要對(duì)相鄰的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行符合校驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)誤后再轉(zhuǎn)點(diǎn)；第六，使用極坐標(biāo)法進(jìn)行

5、平面放樣的測(cè)量工作。3.澳大海底隧道的施工測(cè)量方案3.1 施工測(cè)量的準(zhǔn)備工作（1）熟悉相關(guān)的文件和資料閱讀該工程的標(biāo)書(shū)，理解施工設(shè)計(jì)圖并核對(duì)資料是否齊全。以線路交點(diǎn)的坐標(biāo)以及隧道的設(shè)計(jì)半徑等相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)終點(diǎn)的里程樁號(hào)以及線路坐標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算。（2）對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察熟悉相關(guān)的資料以后還需要到現(xiàn)場(chǎng)與施工人員對(duì)測(cè)量控制樁、平面和高程控制點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)和測(cè)試，確保其穩(wěn)定性與完好程度。（3）對(duì)控制樁進(jìn)行加密施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察以后發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)之間的距離偏遠(yuǎn)，因此需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密，以施工地段的地勢(shì)情況和挖填情況為基礎(chǔ)對(duì)原有控制點(diǎn)進(jìn)行加密并將加密過(guò)后的控制點(diǎn)分布情況報(bào)送監(jiān)理人員簽字確認(rèn)，作為新的施工測(cè)量依據(jù)。高程

6、控制點(diǎn)大多分布在隧道的構(gòu)筑物周圍，因此其加密需要根據(jù)實(shí)際情況確定并且要進(jìn)行多次加密。3.2 隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工放樣（1）SMW工法樁施工放樣該工程橫琴岸K0+220KO+470段、澳門岸K1+400K1+600段以及隧道人行進(jìn)出口的基坑圍護(hù)采用的均是SMW工法樁結(jié)構(gòu)，并且圍護(hù)段全部處于隧道線路的直線路段，隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量主要包括以下五個(gè)步驟。第一，初放。使用極坐標(biāo)法，以施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況為基礎(chǔ)在10米到20米范圍內(nèi)選擇合適的放樣距離，確定SMW工法樁溝槽中線的具體位置；第二，定位型鋼的放樣。SMW工法樁溝槽的開(kāi)挖和修整工作完成以后，利用全站儀的極坐標(biāo)法在溝槽的圍護(hù)工藝兩側(cè)進(jìn)行定位型鋼的放樣

7、，同樣需要保持在10米到20米范圍內(nèi)；第三，SMW工藝樁樁機(jī)定位。固定好定位型鋼以后，利用全站儀的極坐標(biāo)法在定位型鋼每20米處測(cè)設(shè)一個(gè)溝槽邊線點(diǎn)，然后以SMW工藝樁的對(duì)應(yīng)尺寸用鋼尺和設(shè)計(jì)里程用彈墨線或者紅漆劃線的方式確定樁機(jī)的位置；第四，對(duì)溝槽中心進(jìn)行復(fù)核。三軸水泥攪拌樁樁機(jī)的定位與移動(dòng)工作結(jié)束以后需要再次符合其位置，當(dāng)偏差值小于30毫米時(shí)才可以正式開(kāi)始施工。施工過(guò)程中需要保證樁機(jī)的垂直度，偏差不可超過(guò)百分之一。（2）鉆孔灌注樁施工放樣工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007的8.5章節(jié)有對(duì)橋梁施工測(cè)量中橋梁基礎(chǔ)施工測(cè)量偏差的相關(guān)要求，在此規(guī)范基礎(chǔ)上，該工程鉆孔灌注樁測(cè)量定位中基礎(chǔ)樁中心樁位的偏差

8、需要控制在40毫米內(nèi)。鉆孔灌注樁的施工放樣主要包括以下幾個(gè)步驟：第一，鉆孔灌注樁樁位的測(cè)設(shè)。該隧道工程鉆孔灌注樁維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共有711根灌注樁，樁徑有1000毫米和1200毫米兩種，他們的樁間距不同，分別為1.2米和1.4米。該隧道工程的橫琴岸K0+470K0+730段和澳門岸K1+210K1+400段采用的均為鉆孔樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，前者的K0+470K0+564.53為直線段， K0+564.53 K0+730為曲線段，使用了279根1000毫米樁、133根1200毫米樁，共412根樁；后者的K1+210K1+367.25為曲線段，K1+367.25K1+400段為直線段，使用了141根1000毫

9、米樁、158根1200毫米樁，共299根樁。使用木樁作為樁橛的標(biāo)志，并讓其高出地面3到5米左右的距離，用小鐵釘標(biāo)示木樁的中心位置，樁編號(hào)則在樁側(cè)使用紅油漆標(biāo)示出來(lái)；第二，護(hù)筒中心線以及高程測(cè)量。完成護(hù)筒的開(kāi)挖與埋實(shí)工作后恢復(fù)樁位的設(shè)計(jì)中心，并用十字線將其引測(cè)到護(hù)筒的內(nèi)壁，然后用油漆進(jìn)行標(biāo)記，之后用水準(zhǔn)儀測(cè)出護(hù)筒的頂面高程；第三，復(fù)核鉆孔中心。在鉆孔樁鉆機(jī)工作前需要檢測(cè)其中心，確定偏差小于10毫米才能開(kāi)鉆。鉆進(jìn)過(guò)程中，定期對(duì)鉆桿中心及其垂直度偏差進(jìn)行檢測(cè)并及時(shí)糾正；第四，對(duì)灌注樁鋼筋籠的中心進(jìn)行標(biāo)高與定位。鉆孔完成以后檢驗(yàn)孔的大小并吊放鋼筋籠，根據(jù)護(hù)筒中心線對(duì)籠頂口中心進(jìn)行定位，鋼筋籠的放置高度

10、則通過(guò)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)控制。（3）海中段鋼管樁的施工放樣第一，棧橋的施工測(cè)量。該工程使用422根1.3米的圍護(hù)鋼管樁作為海中段基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。首先進(jìn)行棧橋沉樁施工測(cè)量：利用經(jīng)緯儀使用角度交會(huì)法進(jìn)行棧橋沉樁，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖確定鋼管樁的中心坐標(biāo)，沉樁控制點(diǎn)設(shè)在兩岸。在沉樁范圍內(nèi)確定最佳交角控制點(diǎn)，并以樁中心方位角與控制點(diǎn)之間的距離作為沉樁的參考數(shù)據(jù)；之后對(duì)棧橋的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工測(cè)量：使用全站儀或者水準(zhǔn)儀測(cè)量鋼管樁的設(shè)計(jì)高程，找到樁頂?shù)目v橫軸線，為棧橋上部貝雷片以及工字鋼的安裝提供位置參考。第二，1300毫米圍護(hù)鋼管樁的施工測(cè)量。1300毫米圍護(hù)鋼管樁的陳裝備要求如下表1所示。該工程海中段的K0+730

11、K1+210需要進(jìn)行圍護(hù)鋼管樁施工，其中兩端是曲線段，中間的K0+840K1+084.5是直線段。圍護(hù)鋼管樁的施工測(cè)量主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，導(dǎo)向架定位基準(zhǔn)線的測(cè)設(shè)、導(dǎo)向架樁位的檢測(cè)與沉樁監(jiān)控。導(dǎo)向架定位基準(zhǔn)線的測(cè)設(shè)需要首先在施工棧橋上確定一條基準(zhǔn)線實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)向架安裝的定位控制。曲線段和直線段都可以從1#和8#鋼管樁的設(shè)計(jì)中心坐標(biāo)算起，并沿著設(shè)計(jì)中心點(diǎn)連線的法線方向向隧道的外側(cè)平移3米左右的距離，得到的即為導(dǎo)向架的安裝基準(zhǔn)線。安裝好導(dǎo)向架后就可以運(yùn)用參考線法或極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)1#和8#鋼管樁的設(shè)計(jì)中心位置，以此檢測(cè)導(dǎo)向架的偏位情況并使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)監(jiān)控樁的垂直度。表2 鋼管樁沉樁所能允許的偏差序號(hào)

12、類別允許偏差(mm)1樁位±502樁尖高程滿足設(shè)計(jì)要求3傾斜度5/1000（4）鋼筋混凝土的冠梁以及支撐梁的放線隨著隧道線形的變化，鋼筋混凝土的冠梁可以分為直線梁和曲線梁兩種，在測(cè)設(shè)冠梁中心線并進(jìn)行放樣時(shí)，直線梁在510米范圍內(nèi)測(cè)設(shè)一個(gè)點(diǎn)，曲線梁則在23米范圍內(nèi)測(cè)設(shè)一個(gè)點(diǎn)。該工程使用了較多的抗拔樁、中立樁以及混凝土支撐梁，因此在實(shí)際放樣過(guò)程中，需要根據(jù)施工圖紙明確測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)，確保放樣工作的精度。3.3 隧道主體結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量隧道主體結(jié)構(gòu)的施工需要滿足以下要求：隧道底板高程的偏差不超過(guò)10毫米；底板軸線、中側(cè)墻預(yù)埋鋼筋的位置及其幾何尺寸的偏差不超過(guò)10毫米；隧道軸線的偏差不超過(guò)10毫米；

13、豎向凈空測(cè)量所允許的誤差范圍為020毫米；內(nèi)邊線的測(cè)量誤差不能超過(guò)10毫米。（1）隧道的底板施工放樣隧道的底板施工放樣主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，基坑高程的傳遞、隧道底板的高程測(cè)量以及隧道底板平面位置的測(cè)設(shè)。第一，基坑高程的傳遞。當(dāng)隧道開(kāi)挖到坑底的標(biāo)高位置時(shí)，需要采用在懸吊鋼尺法在將與地面距離為1.8米處的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)邊墻上進(jìn)行標(biāo)記，然后運(yùn)用TC905L全站儀校核引測(cè)的水準(zhǔn)高程，所使用的方法為三角高程法；第二，隧道底板的高程測(cè)量。在引測(cè)基坑水準(zhǔn)點(diǎn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用NA2水準(zhǔn)儀沿縱向?qū)λ淼赖装宓捻斆媾c底面分別進(jìn)行抄平，每隔五米一個(gè)斷面；第三，隧道底板平面位置的測(cè)設(shè)。隧道的底板施工會(huì)遇到大量如側(cè)墻、中墻等預(yù)埋

14、構(gòu)建，并且通視條件也不好，再加上底面導(dǎo)線點(diǎn)與底板之間的高度差比較大，因此隧道底板平面位置的測(cè)設(shè)工作難度比較大。施工過(guò)程中使用參考線法或極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)利用全站儀自由設(shè)站法對(duì)平面位置的測(cè)量進(jìn)行控制。全站儀自由設(shè)站法運(yùn)用儀器程序功能將控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)輸入到全站儀中，然后選取三到五個(gè)控制點(diǎn)并獲取數(shù)據(jù)信息，程序就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行平差運(yùn)算，得到測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。圖1 隧道底板平面位置放樣示意圖（2）隧道中墻、側(cè)墻施工放樣隧道中墻以及側(cè)墻的施工測(cè)量以所得到的第二級(jí)導(dǎo)線加密點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行控制，其中高程測(cè)設(shè)采用的是NA2水準(zhǔn)儀，而平面位置的施工測(cè)量采用的是采用中線法線放樣法或全站儀極坐標(biāo)法。具體做法如下：沿著隧道

15、的線路方向測(cè)設(shè)中墻和側(cè)墻的線點(diǎn)，曲線段的測(cè)設(shè)點(diǎn)間距在2到3米范圍內(nèi)，直線段的測(cè)設(shè)點(diǎn)間距保持在5到10米范圍內(nèi)，使用墨斗連接測(cè)設(shè)點(diǎn)作為模板安裝線。中墻和側(cè)墻的模板安裝好以后必須進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整。該隧道的曲線半徑為150米，在平直線段數(shù)值有相應(yīng)增加，因此在測(cè)設(shè)過(guò)程中需要留意里程橫斷面的變化情況，確保測(cè)量數(shù)據(jù)符合隧道的設(shè)計(jì)要求。（3）隧道頂板的施工放樣首先對(duì)隧道頂板的施工放樣底板的第二級(jí)導(dǎo)線加密點(diǎn)進(jìn)行控制，并利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。在安裝頂板模板的過(guò)程中，需要在模板上將線路的內(nèi)邊線點(diǎn)、中線點(diǎn)以及高程測(cè)設(shè)出來(lái)，為頂板鋼筋的安裝提供依據(jù)。同時(shí)，需要對(duì)模板的高程進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，確保隧道的豎向凈空符合設(shè)計(jì)要求。結(jié)束語(yǔ)本文主要針對(duì)澳大海底隧道的施工測(cè)量進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量以及隧道主體結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量。隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量主要包括四部分內(nèi)容：SMW工法樁的施工放樣、鉆孔灌注樁施工放樣、海中段鋼管樁的施工放樣以及鋼筋混凝土的冠梁以及支撐梁的放線。隧道主體結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量主要包括三部分內(nèi)容：隧道的底板施工放樣、隧道中墻和側(cè)墻施工放樣以及隧道頂板的施工放樣。參考文獻(xiàn)：1劉松喜,張兆軍.盾構(gòu)施工中的測(cè)量手段概述J.廣東科技，2010(08) 2李猛.淺談長(zhǎng)大隧道平面控制網(wǎng)(CP)測(cè)量J.鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì)，2011