港珠澳大橋島隧工程項目測量技術(shù)和控制

（6）測量技術(shù)與控制

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、施工測控關(guān)鍵技術(shù)分析1■\o"CurrentDocument"2、施工測控關(guān)鍵技術(shù)解決方案1■\o"CurrentDocument"3、施工測量控制o3.1施工控制網(wǎng)o1）、首級控制網(wǎng)和首級加密網(wǎng)檢測2-2）、施工加密控制網(wǎng)建立2-3）、施工控制網(wǎng)復(fù)測-4）、GPS參考站系統(tǒng)2-5）、坐標(biāo)及高程系統(tǒng)3-3.2人工島-1）、格型鋼板樁打設(shè)定位控制2）、隧道暗埋段對接基準(zhǔn)面控制"3-3.3隧道基礎(chǔ)3-1）、基槽測量精度控制3-2）、減沉樁測量控制TOC\o"1-5"\h\z-3）、基床施工測量控制-3.4隧道沉管段測控4-1）、管節(jié)控制點標(biāo)定-2）、沉放測量控制-（1）、近岸段沉管定位-（2）、遠岸段沉管定位_-3.5島隧結(jié)合部橋梁測量控制.6-3.6沉降位移測量R6-3.7貫通及竣工測量O-\o"CurrentDocument"4、測量控制管理6_4.1測量組織管理7-4.2測量質(zhì)量控制管理1、施工測控關(guān)鍵技術(shù)分析島隧工程施工質(zhì)量與測量精度密切相關(guān)。有別于一般陸上測控技術(shù)，島隧工程測控主要具有以下四個特點：離岸長基線，測量現(xiàn)場處于海上，常規(guī)測量手段不能滿足測控精度要求；氣象、水文等海上復(fù)雜環(huán)境因素對測量精度影響較大；格型鋼板樁、減沉樁打設(shè)'基槽開挖'基床整平、管節(jié)沉放定位等均為動態(tài)、水下測控目標(biāo)，測控技術(shù)要求高；測控點多面廣、測控技術(shù)應(yīng)用多。針對以上測控特點，島隧工程測控關(guān)鍵技術(shù)及管理歸納為以下四個方面：長基線高精度測控技術(shù)；自動化'智能化高精度測量控制技術(shù)；動態(tài)、水下高精度測量定位技術(shù)；2、施工測控關(guān)鍵技術(shù)解決方案針對測控關(guān)鍵技術(shù)提出有效解決方案，提高測控精度和效率，合理配置高精度鑒定合格的儀器設(shè)備'專業(yè)軟件及技術(shù)人員，確保島隧工程測控質(zhì)量。施工測控關(guān)鍵技術(shù)解決方案見表2-1n表2-1施工測控關(guān)鍵技術(shù)解決方案施工測控關(guān)鍵技術(shù)施工測控關(guān)鍵技術(shù)解決方案儀器設(shè)備標(biāo)稱精度長基線高精度測控技術(shù)加密施工控制網(wǎng)點加密GPS參考站GPS靜態(tài)測量雙頻GPS接收機LeicaGX1230靜態(tài)平面精度：±(3mm+0.5ppmD靜態(tài)周程精度：±(6mm+0.5ppmD自動化、智能化高精度測量控制技術(shù)測量機器人動態(tài)環(huán)境幾何形態(tài)測控自動化、智能化高精度電子水準(zhǔn)儀電子測量采用鑒宗合格的專'II/測量軟件測量機器人LeicaTCA2003測角精度：±0.5”測距精度：±(1mm+1ppmD)蔡司DiNiO3:精度±0.3mm/Km動態(tài)、水I、周精度測量定位技術(shù)CORS系統(tǒng)GPS臺站網(wǎng)技術(shù)高頻率動態(tài)GPS無線網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)多波束測深系統(tǒng)沉管水下定位系統(tǒng)。系統(tǒng)包含拉線單元、陀螺羅經(jīng)、距離傳感器等，精確測量水下沉管相對角度和距離，獲知沉管三維姿態(tài)雙頻GPS接收機LeicaGX1230動態(tài)平面精度：土(10mm+1ppmD)動態(tài)周程精度：土(20mm+1ppmD)挪威EM3002型多波束測深儀測深精度：±)cm沉管水下定位系統(tǒng)拉線精度：±10mm距離傳感器精度：0.02%S大型復(fù)雜海上工程測量技術(shù)與控制管理建立集成化測控技術(shù)與控制管理體系建立完善的測控質(zhì)量保證體系3、施工測量控制3.1施工控制網(wǎng)施工測量遵循“從整體到局部，先控制后施工”的原則。大橋控制網(wǎng)分四級，分期逐級布設(shè)。施工前期利用港珠澳大橋管理局（業(yè)主）提供的一、二等首級控制網(wǎng)和首級加密網(wǎng)進行測量控制，待人工島區(qū)域或防撞墩具備條件時，設(shè)置施工加密控制點，建立三、四等施工加密控制網(wǎng)，由此進行各分項工程測量放樣、定位等工作。1）、首級控制網(wǎng)和首級加密網(wǎng)檢測通過測控中心和監(jiān)理獲取相關(guān)測量技術(shù)資料，并結(jié)合島隧工程測控要求，編制測量技術(shù)設(shè)計書，對施工需用的首級網(wǎng)控制點、首級加密控制點進行檢測。檢測成果與設(shè)計移交控制點成果進行對比分析，編制檢測成果報告?？刂凭W(wǎng)檢測等級基本與原網(wǎng)同等精度。平面采用GPS靜態(tài)測量法，按《全球定位系統(tǒng)（GPS測量規(guī)范》B級精度要求；陸地高程采用電子水準(zhǔn)儀電子測量法，按國家二等水準(zhǔn)測量精度要求。一、二等網(wǎng)檢測主要精度指標(biāo)：相鄰GPS點間基線水平分量中誤差<芳mm垂直分量中誤差<±0mm首級控制網(wǎng)檢測示意圖見圖3.1-1o2）、施工加密控制網(wǎng)建立根據(jù)不同施工階段及精度要求，合理分期、分級布設(shè)施工加密控制網(wǎng)。先后在東、西人工島穩(wěn)定且易于保護區(qū)域布設(shè)施工加密控制點，隧道沉管內(nèi)施工加密控制點按精密導(dǎo)線要求布設(shè)，人工島及島隧結(jié)合部橋梁加密控制點按精密導(dǎo)線或測邊網(wǎng)要求布設(shè)。要求加密控制網(wǎng)圖形強度較好，并至少與3個高等級控制點聯(lián)測。擬布置人工島施工加密控制網(wǎng)平面示意圖見圖3.1-2o施工加密控制網(wǎng)采用GPS靜態(tài)測量技術(shù)、精密導(dǎo)線或三角鎖測邊技術(shù)。三、四等施工加密控制網(wǎng)按照交通部現(xiàn)行《公路勘測規(guī)范》（JTGC10的相關(guān)規(guī)定進行施測。GPS高程擬合法建立四等高程控制網(wǎng)時，采用測控中心確定的擬合模型，進行內(nèi)外符合精度檢驗，同時采用精密水準(zhǔn)儀幾何水準(zhǔn)法或電子水準(zhǔn)儀電子測量法進行檢驗和高程修正。味；香港國際機施工加密控制網(wǎng)主要精度控制指標(biāo)：最弱相鄰點點位中誤差土10mm每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差士3mm3）、施工控制網(wǎng)復(fù)測根據(jù)施工要求，對施工控制網(wǎng)進行不定期或定期復(fù)測。原則上，一、二等首級控制網(wǎng)和首級加密網(wǎng)每年復(fù)測一次，三、四等施工加密控制網(wǎng)每3個月復(fù)測一次。復(fù)測成果與上期成果進行對比分析，判斷點位變化情況，對坐標(biāo)及高程變化較大且不滿足規(guī)范要求的點進行數(shù)據(jù)更新處理，上報監(jiān)理工程師和測控中心審批。4）、GPS參考站系統(tǒng)應(yīng)用大橋GNSSi續(xù)運行參考站系統(tǒng)（HZMB-CORSS行定位測量，應(yīng)符合測控中心制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。根據(jù)測區(qū)情況，按測控中心制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及規(guī)范要求，擬建立GPSto密多參考站。多參考站可避免施工船舶對信號的影響，提高數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定連續(xù)性，同時在減少系統(tǒng)誤差的基WORD格式整理版礎(chǔ)上提高移動站定位精度，監(jiān)測參考站控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性，并實時監(jiān)測東、西人工島基準(zhǔn)基槽開挖過程中，經(jīng)常復(fù)核測量基準(zhǔn)控制點和GPS定位系統(tǒng)，校核基槽定位點沉降、位移，實時修正基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。5）、坐標(biāo)及高程系統(tǒng)GP接收機1Hg平面統(tǒng)一采用施工坐標(biāo)系，主體工程范圍內(nèi)的橋梁、島隧連接段及人工島施工使用橋梁施工坐標(biāo)系，沉管隧道施工使用隧道施工坐標(biāo)系。根據(jù)實際需要建立局部施工坐標(biāo)系，并建立相應(yīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。高程系統(tǒng)采用1985年國家高程基準(zhǔn)。處理好香港1980坐標(biāo)、PD高程與內(nèi)地北京1954坐標(biāo)、國家1985高程及澳門坐標(biāo)、高程的轉(zhuǎn)換關(guān)系。3.2人工島GP接收機2L0標(biāo)定位置人工島分項施工測量主要包括：基礎(chǔ)挖泥清淤、SCP砂樁、格型鋼板樁以及隧道暗埋段施工測量等。L1施工位置1）、格型鋼板樁打設(shè)定位控制在格體上安裝GPS-RT接收系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)傳輸，將GP天線位置的實時坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖矣嬎銠C，通過專用軟件進行數(shù)據(jù)處理，將格體設(shè)計位置、實際位置及扭角在電腦顯示屏以圖形顯示，直觀指導(dǎo)施工。同時在格型鋼板樁上安裝傾斜儀，實時測量傾斜度，及時進行動態(tài)調(diào)整，精確控制格體鋼板樁垂直度。2）、隧道暗埋段對接基準(zhǔn)面控制在島上穩(wěn)固基礎(chǔ)上加密施工控制網(wǎng)，并聯(lián)測首級控制網(wǎng)，采用高精度測量儀器按常規(guī)測量方法進行現(xiàn)澆暗埋段施工放樣定位。圖3.3-1挖泥抓斗船施工測量示意圖2）、減沉樁測量控制減沉樁測量控制采用GPS定位系統(tǒng)。GPS沉樁定位系統(tǒng)雙頻GPS接收機測定船體三維標(biāo)，傾斜儀測定船體縱、橫空間姿態(tài)，免棱鏡全站儀測定船體與沉樁相對位置及貫入度。通關(guān)輔助軟件計算分析處理，實時解算減沉樁樁身位置，并以數(shù)據(jù)與圖形相結(jié)合的形式在輸出中顯示，以便準(zhǔn)確直觀、快速引導(dǎo)打樁船調(diào)整樁位，直至樁位偏差小于允許偏差。GPS沉木位系統(tǒng)平面布置示意圖見圖3.3-2。I---1CPS2柱用樁橢lI---1CPS2柱用樁橢lm■暗埋段施工完成，將結(jié)構(gòu)中線、高程引設(shè)在暗埋段內(nèi)，其內(nèi)分測點的布設(shè)與運營監(jiān)測點統(tǒng)一考慮。3.3隧道基礎(chǔ)1）、基槽測量精度控制測量定位控制是在挖泥船上安放GPS接收機，在挖泥過程中通過GPS-RTI實時差分獲取高精度三維坐標(biāo)。挖泥抓斗船施工測量示意圖見圖3.3-1。采用EM3002型多波束測深系統(tǒng)進行基槽開挖檢測，開挖精度控制標(biāo)準(zhǔn)：0-500mm基槽測量精度控制綜合考慮抓斗尺寸、GPS定位精度'測深精度以及波浪影響，采用潮位實時遙報系統(tǒng)以及抓斗船自定深系統(tǒng)。為避免受潮流影響產(chǎn)生漂斗，精挖施工選擇在平潮'浪高小于0.5m的時段進行。優(yōu)質(zhì).參考.資料圖3.3-2GPS沉樁定位系統(tǒng)平面布置示意圖3）'基床施工測量控制基床整平通過操作整平船供料系統(tǒng)'下料系統(tǒng)'測量監(jiān)控系統(tǒng)及攤鋪系統(tǒng)完成。要求對操作平臺、下料管平面位置、局程及工后碎石面局程進行嚴格控制。平面控制米用局精度GPS定位系統(tǒng)；高程控制擬采用mmGP綜合測量技術(shù)。基床整平測量控制校核示意圖見圖3.3-3。拋石管平面及高程控制采用GPS快速靜態(tài)法，自動跟蹤全站儀進行基準(zhǔn)傳遞。拋石管底部附近設(shè)傾斜儀，進行傾斜管理，主要是檢測拋石管底部因卡住、障礙物等而產(chǎn)生的顯著傾斜。測量潮流速度，當(dāng)拋石管放到施工深度后，進行聲納調(diào)零（修正）。碎石整平施工后，確認成形，并進行檢測。檢測成形后發(fā)現(xiàn)不良地點時再次整平，并再次檢驗。碎石基床整平主要精度指標(biāo)：表面平整度土25mm高程控制土20mm全站儀（檢核）全站便

|GFS參考站求。1）、管節(jié)控制點標(biāo)定管節(jié)按常規(guī)測量方法完成預(yù)制后，精確測定管節(jié)內(nèi)外控制點相對于管節(jié)軸線的三維坐標(biāo)與幾何尺寸，并進行標(biāo)定，主要用于隧道沉管聯(lián)系測量、貫通測量及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。通過管節(jié)頂面標(biāo)定控制點，精確測定測量塔控制點相對于管節(jié)軸線的三維坐標(biāo)與幾何關(guān)系，從而通過測量塔GPS接收機或全站儀精確測定待沉管節(jié)三維坐標(biāo)及空間姿態(tài)。GPSm量塔標(biāo)定控制點及管節(jié)標(biāo)定示意圖見圖3.4-1圖3.4-1GPS測量塔標(biāo)定控制點及管節(jié)標(biāo)定示意圖2）、沉放測量控制管節(jié)沉放前，采用多波束測深系統(tǒng)進行掃床測量；管節(jié)沉放過程中，進行管節(jié)三維姿態(tài)測量；管節(jié)沉放對接后，進行管節(jié)三維姿態(tài)、精密導(dǎo)線、沉降及位移測量；水下最終接頭施工前，圖3.3-3基床整平測量控制校核示意圖3.4隧道沉管段測控沉管隧道地處珠江口通航水域，其水文、氣象、地質(zhì)及環(huán)境條件復(fù)雜，管節(jié)定位精度要求極高。沉管隧道安裝近岸段采用測量塔法（GPS與全站儀）進行定位，遠岸段采用沉管水下定位系統(tǒng)進行對接相對定位，并以管內(nèi)精密導(dǎo)線進行最終絕對定位檢核。為確保隧道定向質(zhì)量，可采用激光經(jīng)緯儀或陀螺經(jīng)緯儀進行初步檢查，將隧道外部坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到隧道內(nèi)布設(shè)的強制對中觀測墩上，使隧道內(nèi)、外坐標(biāo)系統(tǒng)相一致。管節(jié)聯(lián)系測量采用測量機器人、強制對中觀測墩以及照準(zhǔn)裝置，并按精密導(dǎo)線進行測量，以提高測量精度和數(shù)據(jù)采集效率；高程采用電子水準(zhǔn)儀電子測量法，按國家二等水準(zhǔn)精度要對最后沉放的三節(jié)進行聯(lián)系測量；沉管貫通后進行貫通測量。沉管安裝測量定位流程示意圖見圖3.4-2。圖3.4-2沉管安裝測量定位流程示意圖沉管安裝動態(tài)GPSM量是數(shù)據(jù)采集、分析及處理的全過程。動態(tài)GP瞰據(jù)采集流程示意圖見圖3.4-3。通過實時監(jiān)控系統(tǒng)，分析測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并根據(jù)界定參數(shù)，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)可靠性。沉管對接主要精度控制指標(biāo)：管節(jié)豎向偏差：20mm管節(jié)水平(與隧道軸線)偏差：35mm管節(jié)中軸線對接誤差土10mm隨著沉管水下定位系統(tǒng)在近岸段的檢核驗證，在遠岸段采用經(jīng)反復(fù)驗證的沉管水下定位系統(tǒng)實現(xiàn)隧道沉管安裝精確定位，并用管內(nèi)精密導(dǎo)線進行檢核。沉管安裝水下定位系統(tǒng)可精確測量沉管對接端的相對位置，具有相對定位精度極高、易于安裝以及數(shù)據(jù)米集可靠且穩(wěn)定等特點。沉管下放前期，系統(tǒng)拉線測量單元測量的相對角度、距離數(shù)據(jù)及光纖陀螺羅經(jīng)運動傳感

器數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)娇刂剖?，逐步下沉，調(diào)整沉管。沉管下放至已沉沉管40cm時，距離傳感器開始工作，實現(xiàn)沉管精密相對定位。沉管安裝水下定位系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)示意圖見圖3.4-4，沉管安裝水下定位系統(tǒng)連接示意圖見圖3.4-5,沉管安裝水下定位系統(tǒng)設(shè)備安裝位置示意圖見圖3.4-3動態(tài)GP孚攵據(jù)采集流程不意圖圖3.4-6,沉管安裝水下定位系統(tǒng)對接面測量設(shè)備見表3.4-1上下仰俯角水平偏移角圖3.4-4沉管安裝水下定位系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)示意圖圖3.4-3動態(tài)GP孚攵據(jù)采集流程不意圖圖3.4-6,沉管安裝水下定位系統(tǒng)對接面測量設(shè)備見表3.4-1上下仰俯角水平偏移角圖3.4-4沉管安裝水下定位系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)示意圖圖3.4-5沉管安裝水下定位系統(tǒng)連接示意圖近岸段采用GPSM量塔法或自動跟蹤全站儀實現(xiàn)沉管安裝精確定位，并用管內(nèi)精密導(dǎo)線校核，同時對遠岸段沉管水下定位系統(tǒng)進行驗證。、遠岸段沉管定位已頑管自幣沉管圖3.4-6沉管安裝水下定位系統(tǒng)設(shè)備安裝位置示意圖表3.4-1沉管安裝水下定位系統(tǒng)對接面測量設(shè)備沉管A面（已沉沉管）任意位置沉管B面（待沉沉管）距離傳感器防水電纜艙距離傳感器固防水電纜艙拉線測量單元標(biāo)準(zhǔn)化，并建立監(jiān)控量測數(shù)據(jù)庫。3.7貫通及竣工測量貫通測量內(nèi)容包括隧道內(nèi)部、島隧結(jié)合部橋梁及大橋整體貫通測量。首先對加密控制網(wǎng)復(fù)測，并聯(lián)測3個以上大橋首級控制點。隧道內(nèi)部貫通平面測量采用精密導(dǎo)線或邊角線形鎖法，島隧結(jié)合部及整體貫通測量采用GPS靜態(tài)測量，按《全球定位系統(tǒng)（GPS測量規(guī)范》精度要求；高程采用電子水準(zhǔn)儀電子測量法，按國家二等水準(zhǔn)測量精度要求?？⒐y量是評定和衡量施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。按照技術(shù)規(guī)格書和施工驗收規(guī)范的規(guī)定或工程師指示，參照測量控制網(wǎng)要求，布設(shè)滿足工程驗收精度要求的控制網(wǎng)，并進行測量?！炝砍晒?、資料整理和測圖格式、比例符合技術(shù)規(guī)格書和監(jiān)理工程師要求。根據(jù)測量成果編制測量資料，并整理、分類歸檔保存。4、測量控制管理4.1測量組織管理拉線掛環(huán)1個參照板4個3.5島隧結(jié)合部橋梁測量控制1個定板4個1個固定板1個為確保大橋施工測量管理組織有序，協(xié)調(diào)統(tǒng)一，須建立完善的集成化測量組織管理體系加強測量工作科學(xué)組織、系統(tǒng)管理，規(guī)范各分項目部測量工作，確保測量方法及精度滿足設(shè)施工要求。測量組織管理體系見圖4.1-1?；A(chǔ)施工測量主要采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS進行施工控制，輔以徠卡TC1800全站儀和NA2精密水準(zhǔn)儀校核。注意相鄰標(biāo)段各銜接點處控制點坐標(biāo)和高程的復(fù)核，確保銜接點坐標(biāo)和高程—致。承臺上的高程基準(zhǔn)傳遞至立柱、墩身、帽梁以及橋面，其高程基準(zhǔn)傳遞方法以全站儀EDM三角高程對向觀測及水準(zhǔn)儀鋼尺量距法為主，以GPS衛(wèi)星定位靜態(tài)測量法作為校核。采用精密水準(zhǔn)儀幾何水準(zhǔn)法控制支座頂高程，嚴格控制支座縱橫向軸線及扭轉(zhuǎn)。橋面系施