澳大海底隧道施工測量方案分析

1、澳大海底隧道施工測量方案分析摘要：橫琴島澳門大學新校區(qū)海底專用隧道工程總長度為1430米，同時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，然后介紹了施工測量的技術依據(jù)和原則，最后從隧道圍護結構以及隧道主體結構兩個方面制定了施工測量方案。關鍵詞：澳大海底隧道；施工測量；全站儀；圍護結構；高程該隧道是為橫琴島澳門大學新校區(qū)師生過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。由于對隧道主體結構的精度要求比較高，因此測量施工工作需要謹慎進行，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行并保證澳大海底隧道的工程質量，本文根據(jù)該工程的具體情況制定了施工

2、測量方案，以期為隧道的建設工作提供高精度、高質量的施工信息。1.澳大海底隧道的工程概況以及所使用的測量儀器1.1 澳大海底隧道的工程概況橫琴島澳門大學新校區(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橫琴校區(qū)規(guī)劃環(huán)島路，是為新校區(qū)師生過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度為1430米，其中，橫琴岸上引道U形槽與明挖暗埋段的長度為510米，海中明挖暗埋段的長度為530米，澳門岸上明挖暗埋與U形槽段的長度為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運用圍堰

3、明挖法進行施工。1.2 隧道施工測量所使用的儀器該隧道工程所使用的測量儀器如下表所示：表1 測量所用儀器及其技術指標儀器名稱儀器廠家儀器型號數(shù)量標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水準儀瑞士徠卡NA21±0.7mm/Km經(jīng)緯儀威特T2422.施工測量的技術依據(jù)和原則2.1 施工測量的技術依據(jù)在澳大海底隧道施工測量方案的編制過程中，所參考的依據(jù)主要有該工程的設計施工圖紙、招標文件、工程的施工組織設計以及以

4、往明挖隧道土建項目中總結出來的施工測量經(jīng)驗及技術。所參照的技術規(guī)范主要有公路勘測規(guī)范公路勘測細則以及工程測量規(guī)范。2.2 施工測量的原則第一，必須首先對細部測量的基線或者控制點進行檢驗，并按照從整體到局部的順序進行測量；第二，測量所使用的各項儀器需要符合標準，儀器的限差也要達到要求；第三，使用全站儀測量距離時，需要對溫度與壓力進行修正，丈量所用的鋼尺也需要對傾斜以及溫度進行修正；第四，全站儀和經(jīng)緯儀的對中誤差不可超過1毫米，氣泡讀數(shù)較差也不能超過一格；第五，采用獨立施測兩次法進行高程測量，觀測時以水準點作為后視，觀測完成后需要對相鄰的水準點進行符合校驗，確認無誤后再轉點；第六，使用極坐標法進行

5、平面放樣的測量工作。3.澳大海底隧道的施工測量方案3.1 施工測量的準備工作（1）熟悉相關的文件和資料閱讀該工程的標書，理解施工設計圖并核對資料是否齊全。以線路交點的坐標以及隧道的設計半徑等相關數(shù)據(jù)對終點的里程樁號以及線路坐標進行驗算。（2）對施工現(xiàn)場進行實地勘察熟悉相關的資料以后還需要到現(xiàn)場與施工人員對測量控制樁、平面和高程控制點進行確認和測試，確保其穩(wěn)定性與完好程度。（3）對控制樁進行加密施工現(xiàn)場實地考察以后發(fā)現(xiàn)控制點之間的距離偏遠，因此需要對控制點進行加密，以施工地段的地勢情況和挖填情況為基礎對原有控制點進行加密并將加密過后的控制點分布情況報送監(jiān)理人員簽字確認，作為新的施工測量依據(jù)。高程

6、控制點大多分布在隧道的構筑物周圍，因此其加密需要根據(jù)實際情況確定并且要進行多次加密。3.2 隧道圍護結構的施工放樣（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段以及隧道人行進出口的基坑圍護采用的均是SMW工法樁結構，并且圍護段全部處于隧道線路的直線路段，隧道圍護結構的施工測量主要包括以下五個步驟。第一，初放。使用極坐標法，以施工現(xiàn)場具體情況為基礎在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工法樁溝槽的開挖和修整工作完成以后，利用全站儀的極坐標法在溝槽的圍護工藝兩側進行定位型鋼的放樣

7、，同樣需要保持在10米到20米范圍內(nèi)；第三，SMW工藝樁樁機定位。固定好定位型鋼以后，利用全站儀的極坐標法在定位型鋼每20米處測設一個溝槽邊線點，然后以SMW工藝樁的對應尺寸用鋼尺和設計里程用彈墨線或者紅漆劃線的方式確定樁機的位置；第四，對溝槽中心進行復核。三軸水泥攪拌樁樁機的定位與移動工作結束以后需要再次符合其位置，當偏差值小于30毫米時才可以正式開始施工。施工過程中需要保證樁機的垂直度，偏差不可超過百分之一。（2）鉆孔灌注樁施工放樣工程測量規(guī)范GB50026-2007的8.5章節(jié)有對橋梁施工測量中橋梁基礎施工測量偏差的相關要求，在此規(guī)范基礎上，該工程鉆孔灌注樁測量定位中基礎樁中心樁位的偏差

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步驟：第一，鉆孔灌注樁樁位的測設。該隧道工程鉆孔灌注樁維護結構設計共有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結構，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志，并讓其高出地面3到5米左右的距離，用小鐵釘標示木樁的中心位置，樁編號則在樁側使用紅油漆標示出來；第二，護筒中心線以及高程測量。完成護筒的開挖與埋實工作后恢復樁位的設計中心，并用十字線將其引測到護筒的內(nèi)壁，然后用油漆進行標記，之后用水準儀測出護筒的頂面高程；第三，復核鉆孔中心。在鉆孔樁鉆機工作前需要檢測其中心，確定偏差小于10毫米才能開鉆。鉆進過程中，定期對鉆桿中心及其垂直度偏差進行檢測并及時糾正；第四，對灌注樁鋼筋籠的中心進行標高與定位。鉆孔完成以后檢驗孔的大小并吊放鋼筋籠，根據(jù)護筒中心線對籠頂口中心進行定位，鋼筋籠的放置高度

10、則通過臨時水準點來控制。（3）海中段鋼管樁的施工放樣第一，棧橋的施工測量。該工程使用422根1.3米的圍護鋼管樁作為海中段基坑圍護結構。首先進行棧橋沉樁施工測量：利用經(jīng)緯儀使用角度交會法進行棧橋沉樁，并根據(jù)施工設計圖確定鋼管樁的中心坐標，沉樁控制點設在兩岸。在沉樁范圍內(nèi)確定最佳交角控制點，并以樁中心方位角與控制點之間的距離作為沉樁的參考數(shù)據(jù)；之后對棧橋的上部結構進行施工測量：使用全站儀或者水準儀測量鋼管樁的設計高程，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毫米圍護鋼管樁的施工測量。1300毫米圍護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需要進行圍護鋼管樁施工，其中兩端是曲線段，中間的K0+840K1+084.5是直線段。圍護鋼管樁的施工測量主要包括兩個方面的內(nèi)容，導向架定位基準線的測設、導向架樁位的檢測與沉樁監(jiān)控。導向架定位基準線的測設需要首先在施工棧橋上確定一條基準線實現(xiàn)對導向架安裝的定位控制。曲線段和直線段都可以從1#和8#鋼管樁的設計中心坐標算起，并沿著設計中心點連線的法線方向向隧道的外側平移3米左右的距離，得到的即為導向架的安裝基準線。安裝好導向架后就可以運用參考線法或極坐標法測設1#和8#鋼管樁的設計中心位置，以此檢測導向架的偏位情況并使用兩臺經(jīng)緯儀實時監(jiān)控樁的垂直度。表2 鋼管樁沉樁所能允許的偏差序號

12、類別允許偏差(mm)1樁位±502樁尖高程滿足設計要求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，在測設冠梁中心線并進行放樣時，直線梁在510米范圍內(nèi)測設一個點，曲線梁則在23米范圍內(nèi)測設一個點。該工程使用了較多的抗拔樁、中立樁以及混凝土支撐梁，因此在實際放樣過程中，需要根據(jù)施工圖紙明確測設數(shù)據(jù)，確保放樣工作的精度。3.3 隧道主體結構的施工測量隧道主體結構的施工需要滿足以下要求：隧道底板高程的偏差不超過10毫米；底板軸線、中側墻預埋鋼筋的位置及其幾何尺寸的偏差不超過10毫米；隧道軸線的偏差不超過10毫米；

13、豎向凈空測量所允許的誤差范圍為020毫米；內(nèi)邊線的測量誤差不能超過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方面的內(nèi)容，基坑高程的傳遞、隧道底板的高程測量以及隧道底板平面位置的測設。第一，基坑高程的傳遞。當隧道開挖到坑底的標高位置時，需要采用在懸吊鋼尺法在將與地面距離為1.8米處的圍護結構內(nèi)邊墻上進行標記，然后運用TC905L全站儀校核引測的水準高程，所使用的方法為三角高程法；第二，隧道底板的高程測量。在引測基坑水準點基礎上，運用NA2水準儀沿縱向對隧道底板的頂面與底面分別進行抄平，每隔五米一個斷面；第三，隧道底板平面位置的測設。隧道的底板施工會遇到大量如側墻、中墻等預埋

14、構建，并且通視條件也不好，再加上底面導線點與底板之間的高度差比較大，因此隧道底板平面位置的測設工作難度比較大。施工過程中使用參考線法或極坐標法進行測量，同時利用全站儀自由設站法對平面位置的測量進行控制。全站儀自由設站法運用儀器程序功能將控制點的三維坐標輸入到全站儀中，然后選取三到五個控制點并獲取數(shù)據(jù)信息，程序就會自動進行平差運算，得到測站點的三維坐標。圖1 隧道底板平面位置放樣示意圖（2）隧道中墻、側墻施工放樣隧道中墻以及側墻的施工測量以所得到的第二級導線加密點對其進行控制，其中高程測設采用的是NA2水準儀，而平面位置的施工測量采用的是采用中線法線放樣法或全站儀極坐標法。具體做法如下：沿著隧道

15、的線路方向測設中墻和側墻的線點，曲線段的測設點間距在2到3米范圍內(nèi)，直線段的測設點間距保持在5到10米范圍內(nèi)，使用墨斗連接測設點作為模板安裝線。中墻和側墻的模板安裝好以后必須進行檢測，然后根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)對模板進行調(diào)整。該隧道的曲線半徑為150米，在平直線段數(shù)值有相應增加，因此在測設過程中需要留意里程橫斷面的變化情況，確保測量數(shù)據(jù)符合隧道的設計要求。（3）隧道頂板的施工放樣首先對隧道頂板的施工放樣底板的第二級導線加密點進行控制，并利用地面控制點進行檢測。在安裝頂板模板的過程中，需要在模板上將線路的內(nèi)邊線點、中線點以及高程測設出來，為頂板鋼筋的安裝提供依據(jù)。同時，需要對模板的高程進行重點檢測，確保隧道的豎向凈空符合設計要求。結束語本文主要針對澳大海底隧道的施工測量進行了方案設計，設計思路主要包括兩個方面的內(nèi)容：隧道圍護結構的施工測量以及隧道主體結構的施工測量。隧道圍護結構的施工測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。隧道主體結構的施工測量主要包括三部分內(nèi)容：隧道的底板施工放樣、隧道中墻和側墻施工放樣以及隧道頂板的施工放樣。參考文獻：1劉松喜,張兆軍.盾構施工中的測量手段概述J.廣東科技，2010(08) 2李猛.淺談長大隧道平面控制網(wǎng)(CP)測量J.鐵道勘測與設計，2011