工程測(cè)量課程設(shè)計(jì)

1、梅子嶺隧道工程課程設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)： 測(cè)繪工程 任 課 教 師： 日期： 目錄一、 工程概況二、 二 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求概述三、 作業(yè)依據(jù)四、 關(guān)于橫向貫通誤差的求解及其允許誤差分配的設(shè)計(jì)五、 五、地面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)六、 六、地下控制網(wǎng)設(shè)計(jì)七、 七 貫通測(cè)量方案的最終確定梅子嶺隧道工程課程設(shè)計(jì)一、工程概況在廣東省境內(nèi)的三明市與佛崗市之間修筑“三佛”鐵路,全長(zhǎng)310km,該線在穿越梅青嶺地區(qū)時(shí),需修建梅子嶺隧道。（見(jiàn)1:10000設(shè)計(jì)圖）梅子嶺隧道北接水口鎮(zhèn)直通三明市,南經(jīng)鐵路橋與大青隧道相連,通往佛崗市,由于本地區(qū)地質(zhì)條件好（多為花崗巖結(jié)構(gòu)）故兩鐵路之間的一段線路采用明挖路塹。梅

2、子嶺隧道是直線隧道,洞口點(diǎn)O、N在定測(cè)階段已在實(shí)地標(biāo)出,其里程分別為DK213555.39及DK218161.39,全長(zhǎng)4606m；兩洞口高程分別為501.28m及500.67m,采用全斷面法,相向開(kāi)挖方式開(kāi)挖,其貫通面在中央（見(jiàn)紙上定線地形圖）。（地形圖比例尺1：10000）二 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求概述2.1 地面控制網(wǎng)應(yīng)采用三角網(wǎng)形式,并根據(jù)設(shè)計(jì)圖和三角網(wǎng)等級(jí)在地形圖上布設(shè)一個(gè)三角網(wǎng),選點(diǎn)時(shí),應(yīng)將O、N兩點(diǎn)納入三角網(wǎng)中。2.2 為確保三角點(diǎn)之間不建覘標(biāo)能直接通視,對(duì)所布設(shè)的三角網(wǎng)的各邊應(yīng)作斷面檢查,繪制斷面圖。由于地形條件限制,采用測(cè)距儀測(cè)量基線長(zhǎng)度。2.3 對(duì)所設(shè)計(jì)之三角網(wǎng),當(dāng)將其一端點(diǎn)N對(duì)應(yīng)

3、于另一端點(diǎn)O的位置橫向誤差視作三角網(wǎng)對(duì)隧道貫通誤差的影響,為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm,估計(jì)三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)。2.4 若既考慮洞口點(diǎn)的點(diǎn)位橫向誤差又考慮進(jìn)洞時(shí)后視方向的誤差對(duì)隧道橫向貫通誤差的影響時(shí),為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm, 試估計(jì)三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)。2.5 若取三角鎖中最靠近隧道中線的一條線路為支導(dǎo)線,按三角測(cè)量相應(yīng)等級(jí)的測(cè)角中誤差為導(dǎo)線測(cè)角中誤差,取相應(yīng)等級(jí)之最弱邊中誤差為導(dǎo)線邊長(zhǎng)丈量精度,估算簡(jiǎn)化導(dǎo)線測(cè)量的誤差在貫通面上所引起的橫向中誤差。2.6 為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm,當(dāng)?shù)叵聦?dǎo)線測(cè)量采用測(cè)角中誤差為1.8時(shí),確定地下布設(shè)導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)。

4、三、作業(yè)依據(jù) 1. 鐵路勘測(cè)規(guī)范JTJ061-992. 鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ042-943. 工程測(cè)量規(guī)范GB500262007四、關(guān)于橫向貫通誤差的求解及其允許誤差分配的設(shè)計(jì)地下工程的平面誤差一般包括地面控制測(cè)量、井上下聯(lián)系測(cè)量、以及地下導(dǎo)線測(cè)量三個(gè)方面的誤差而引起。但由于本隧道工程中無(wú)聯(lián)系測(cè)量，故只考慮地面控制測(cè)量和地下導(dǎo)線測(cè)量對(duì)貫通誤差的影響。 根據(jù)實(shí)際工作中地面和地下的測(cè)量誤差，由誤差傳播律可估算橫向貫通誤差。 由于地面控制測(cè)量的條件優(yōu)于井下，故應(yīng)對(duì)地面測(cè)量的精度要求高一些。而井下條件較差可適當(dāng)放松。設(shè)該隧道工程的橫向貫通極限誤差為，則對(duì)沒(méi)有聯(lián)系測(cè)量工作的本工程，地面控制測(cè)量允許

5、的測(cè)量誤差為： 五、地面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)5.1 地面三角網(wǎng)的布設(shè)根據(jù)要求，地面控制網(wǎng)采用三角網(wǎng)形式,選點(diǎn)時(shí),盡可能將O、N（洞口點(diǎn)）兩點(diǎn)納入三角網(wǎng)中。另外，三角網(wǎng)應(yīng)該盡可能的沿隧道中線方向發(fā)展。根據(jù)以上相關(guān)要求，在1:10000設(shè)計(jì)圖上進(jìn)行了三角網(wǎng)的布設(shè)（見(jiàn)梅子嶺隧道設(shè)計(jì)圖），具體布網(wǎng)形式如下：5.2 三角網(wǎng)各邊斷面檢查 為確保三角點(diǎn)之間不建覘標(biāo)能直接通視,對(duì)所布設(shè)的三角網(wǎng)的各邊應(yīng)作斷面檢查。根據(jù)隧道設(shè)計(jì)地形圖及各邊上對(duì)應(yīng)的里程和高程，繪制縱斷面圖，各邊斷面圖如下：以上對(duì)可能不通視的邊進(jìn)行了斷面檢查，通過(guò)斷面檢查發(fā)現(xiàn)，各邊通視良好，證明了圖上布網(wǎng)的合理性。5.3 地面三角網(wǎng)等級(jí)的確定根據(jù)上述布網(wǎng)結(jié)果

6、，計(jì)算所需的必要數(shù)據(jù)如下表：、值統(tǒng)計(jì)表(單位:m)點(diǎn)號(hào)邊號(hào)O1990OB172A875OA659B605AB831C100BC881D975AC50E1135BD242N1990CD1130DE865CE263DN428EN415說(shuō)明：為各個(gè)點(diǎn)到貫通線的垂直距離；為各邊在貫通線上的投影距離。說(shuō)明：為各個(gè)點(diǎn)至貫通面的垂直距離；為各邊在貫通面上的投影距離。（1）對(duì)上面所設(shè)計(jì)的三角網(wǎng),當(dāng)將其一端點(diǎn)N對(duì)應(yīng)于另一端點(diǎn)O的位置橫向誤差視作三角網(wǎng)對(duì)隧道貫通誤差的影響,為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm,估計(jì)三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)。 若只考慮洞口點(diǎn)的點(diǎn)位橫向誤差，對(duì)三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)估算采用如下公式： （公

7、式1）但對(duì)設(shè)計(jì)的三角網(wǎng)采用簡(jiǎn)化導(dǎo)線的算法，根據(jù)簡(jiǎn)化導(dǎo)線算法，取最靠近隧道中線的一條線路，將其作為導(dǎo)線，即O-B-D-N。通?？紤]測(cè)量誤差與設(shè)計(jì)中誤差的關(guān)系為：。則導(dǎo)線測(cè)量引起的橫向貫通誤差為： （公式2）利用等影響原則，即由測(cè)角引起的橫向誤差與量邊引起的橫向誤差相等。由公式2得：再由公式1得： （公式3） 代入計(jì)算得m=4.6 ，根據(jù)工程測(cè)量規(guī)范有2.5m=4.65，地面三角網(wǎng)等級(jí)應(yīng)選用一級(jí)小三角網(wǎng)。（2）若既考慮洞口點(diǎn)的點(diǎn)位橫向誤差又考慮進(jìn)洞時(shí)后視方向的誤差對(duì)隧道橫向貫通誤差的影響時(shí),為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm, 試估計(jì)三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)。對(duì)于此種情況，三角網(wǎng)應(yīng)采用的等級(jí)估算公

8、式如下： （公式4）對(duì)設(shè)計(jì)的地面三角網(wǎng)同樣采用簡(jiǎn)化導(dǎo)線的算法，根據(jù)簡(jiǎn)化導(dǎo)線算法，取最靠近隧道中線的一條線路，將其作為導(dǎo)線，即O-B-D-N。同樣采用等影響原則經(jīng)計(jì)算得m=3.7。根據(jù)工程測(cè)量規(guī)范有2.5m=3.75，固地面三角網(wǎng)等級(jí)依然選用一級(jí)小三角網(wǎng)。至此，地面三角網(wǎng)的等級(jí)已經(jīng)確定，即地面三角網(wǎng)采用一級(jí)小三角網(wǎng)。5.4 簡(jiǎn)化導(dǎo)線測(cè)量誤差在貫通面上所引起的橫向中誤差的估算 取三角鎖中最靠近隧道中線的一條線路為支導(dǎo)線,按三角測(cè)量相應(yīng)等級(jí)的測(cè)角中誤差為導(dǎo)線測(cè)角中誤差,取相應(yīng)等級(jí)之最弱邊中誤差為導(dǎo)線邊長(zhǎng)丈量精度。則簡(jiǎn)化導(dǎo)線測(cè)量的誤差在貫通面上所引起的橫向中誤差采用下面公式推算： (公式5) 三角網(wǎng)采

9、用一級(jí)小三角，帶入數(shù)據(jù)的，簡(jiǎn)化導(dǎo)線測(cè)量誤差在貫通面引起的橫向中誤差mu=44mm對(duì)簡(jiǎn)化導(dǎo)線作精度估算的看法： 因?yàn)槭前凑罩?dǎo)線推導(dǎo)的，而在此工程中布設(shè)的是三角網(wǎng)，通過(guò)平差，測(cè)角量邊精度都會(huì)有所增益，故按上式進(jìn)行橫向貫通誤差的估算將偏于安全。因此可以放心使用簡(jiǎn)化導(dǎo)線的算法來(lái)推算地面三角測(cè)量誤差對(duì)橫向貫通誤差的影響。六、地下控制網(wǎng)設(shè)計(jì) 6.1. 地下導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)、測(cè)角精度、導(dǎo)線長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 為了確保隧道橫向貫通中誤差不大于75mm,當(dāng)采用測(cè)角中誤差為1.8時(shí),地下布設(shè)導(dǎo)線的設(shè)計(jì)平均邊長(zhǎng)可由下式計(jì)算： 經(jīng)計(jì)算得到地下導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)s=705m。隧道總長(zhǎng)4606m，無(wú)聯(lián)系測(cè)量工作，且可視為直線，并考慮到

10、進(jìn)洞和出洞口導(dǎo)線點(diǎn)，離開(kāi)洞口有一定的距離，而且導(dǎo)線不能完全達(dá)到直伸。故導(dǎo)線全長(zhǎng)度應(yīng)該略大于隧道的總長(zhǎng)4606m。6.2角度觀測(cè)中對(duì)儀器對(duì)中、目標(biāo)偏心誤差的限值及角度觀測(cè)中注意事項(xiàng)6.2.1 儀器對(duì)中值得說(shuō)明的是：在地下工程中儀器的對(duì)中有其自身的特點(diǎn)，由于在地下工程中，導(dǎo)線點(diǎn)一般選在頂板上，故應(yīng)選則向上對(duì)中器對(duì)中或使用礦山測(cè)量?jī)x器觀測(cè)。 6.2.2 偏心改正為把觀測(cè)方向值歸算到標(biāo)石中心的方向值，必須將觀測(cè)方向值加上測(cè)站點(diǎn)歸心改正和照準(zhǔn)點(diǎn)歸心改正，計(jì)算公式為：測(cè)站點(diǎn)歸心改正公式： (公式7)照準(zhǔn)點(diǎn)歸心改正公式： (公式8)式中為測(cè)站點(diǎn)至照準(zhǔn)點(diǎn)間的距離，抄自近似邊長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果,以km為單位。分別為測(cè)站

11、點(diǎn)和照準(zhǔn)點(diǎn)的歸心元素，為測(cè)站上觀測(cè)方向值。該項(xiàng)改正也在表格上進(jìn)行，歸心改正計(jì)算到，取至（若三、四等則計(jì)算至，取至）。計(jì)算歸心改正數(shù)時(shí)，應(yīng)特別注意： 測(cè)站點(diǎn)歸心改正數(shù)是改正本測(cè)站觀測(cè)各照準(zhǔn)點(diǎn)的方向值；而照準(zhǔn)點(diǎn)歸心改正數(shù)是改正周?chē)鳒y(cè)站觀測(cè)本點(diǎn)的方向值；當(dāng)觀測(cè)的零方向和偏心角所量的零方向不一致時(shí)，應(yīng)化成測(cè)站零方向后再計(jì)算； 特別注意的正負(fù)號(hào)； 對(duì)于大偏心，應(yīng)采取更嚴(yán)密的公式進(jìn)行計(jì)算。歸心改正數(shù)計(jì)算完后,將分別填入水平方向表,并取的代數(shù)和，然后化算歸零值，即得到歸零后的歸心改正數(shù)；將其加到觀測(cè)值上,即得歸心改正后化至標(biāo)石中心的水平方向觀測(cè)值。6.2.3 角度觀測(cè)角度觀測(cè)的注意事項(xiàng)保證測(cè)角的精度，滿(mǎn)足

12、測(cè)量的要求:觀測(cè)前應(yīng)先檢驗(yàn)儀器，發(fā)現(xiàn)儀器有誤差應(yīng)立即進(jìn)行校正，并采用盤(pán)左、盤(pán)右取平均值和用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)等方法，減小和消除儀器誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。安置儀器要穩(wěn)定，腳架應(yīng)踏牢，對(duì)中整平應(yīng)仔細(xì)，短邊時(shí)應(yīng)特別注意對(duì)中，在地形起伏較大的地區(qū)觀測(cè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格整平。目標(biāo)處的標(biāo)桿應(yīng)豎直，并根據(jù)目標(biāo)的遠(yuǎn)近選擇不同粗細(xì)的標(biāo)桿。觀測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)定。例如：照準(zhǔn)時(shí)應(yīng)消除視差；水平角觀測(cè)時(shí)，切勿誤動(dòng)度盤(pán)；豎直角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)在讀取豎盤(pán)讀數(shù)前，顯示指標(biāo)水準(zhǔn) 管氣泡居中等。水平角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)以十字絲交點(diǎn)附近的豎絲照準(zhǔn)目標(biāo)根部。豎直角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)以十字絲交點(diǎn)附近的橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)頂部。讀數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確，觀測(cè)時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄和計(jì)算。各項(xiàng)誤

13、差應(yīng)在規(guī)定的限差以?xún)?nèi)，超限必須重測(cè)。選擇有利的觀測(cè)時(shí)間避開(kāi)不利的外界條件。七 貫通測(cè)量方案的最終確定7.1貫通設(shè)計(jì)限差及有關(guān)技術(shù)要求根據(jù)JTJ061-99鐵路勘測(cè)規(guī)范及JTJ042-94鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范，其貫通極限誤差、貫通中誤差分別要求如下：貫通極限誤差類(lèi)別兩開(kāi)挖洞口間長(zhǎng)度（m）貫通極限誤差（mm）橫向6000300高程不限70貫通中誤差測(cè)量部位兩開(kāi)挖洞口間長(zhǎng)度（m）高程中誤差（mm）6000貫通中誤差（mm）洞外45609025洞內(nèi)608012025全部隧道7510015025 根據(jù)JTJ061-99鐵路勘測(cè)規(guī)范，隧道貫通測(cè)量對(duì)平面、水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求如下：平面控制測(cè)量等級(jí)等級(jí)橋梁橋位控

14、制測(cè)量隧道洞外控制測(cè)量二等三角5000m特大橋6000m特長(zhǎng)隧道三等三角、導(dǎo)線20005000m特大橋40006000m特長(zhǎng)隧道四等三角、導(dǎo)線10002000m特大橋20004000m特長(zhǎng)隧道一級(jí)小三角、導(dǎo)線5001000m特大橋10002000m特長(zhǎng)隧道二級(jí)小三角、導(dǎo)線500m大中橋1000m特長(zhǎng)隧道三級(jí)導(dǎo)線-水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)測(cè)量項(xiàng)目等級(jí)水準(zhǔn)線路最大長(zhǎng)度（km）4000m以上特長(zhǎng)隧道、2000m以上特大橋三等5010002000m特大橋、20004000m長(zhǎng)隧道四等161000m以下橋梁、2000m以下隧道五等10水準(zhǔn)測(cè)量精度等級(jí)每公里高差中數(shù)中誤差（mm）往返較差、附和或環(huán)線閉合差（mm）檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差（mm）偶然中誤差M全中誤差Mw平原微丘區(qū)山嶺重丘區(qū)三等36123.5或1520四等510206.0或2530五等8163045407.2平面控制測(cè)量施測(cè)方案平面控制測(cè)量設(shè)計(jì)是在當(dāng)?shù)販y(cè)繪部門(mén)提供的高等級(jí)控制點(diǎn)（洞口點(diǎn)O、N）的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件并協(xié)同監(jiān)理部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘選點(diǎn)，并進(jìn)行控制測(cè)量。結(jié)合上述規(guī)范相關(guān)技術(shù)要求，最終方案如下：1. 洞外控制測(cè)量方案洞外控制測(cè)量分別在老屋山、梅子嶺、楊家山、疏嶺、銀花山五個(gè)山頭上布設(shè)了A、B、C、D、E五個(gè)控制點(diǎn)，并納入了O、N點(diǎn)，共計(jì)9個(gè)地面控制