隧道工程測量實施方案以張家界莊塔引水隧道為例開題報告

1、2014屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)材料（二）學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 書課題名稱隧道工程測量實施方案以張家界莊塔引水隧道為例姓 名翟彬彬?qū)W 號1002601-04學(xué) 院市政與測繪工程學(xué)院專 業(yè)測繪工程指導(dǎo)教師曹元志（講師）2014 年 3 月 15 日設(shè)計（論文）題目隧道工程測量實施方案以張家界莊塔引水隧道為例課題的根據(jù)：1）說明本課題的理論、實際意義 2）綜述國內(nèi)外有關(guān)本課題的研究動態(tài)和自己的見解1.本課題研究的理論意義隧道通常指用作地下通道的工程建筑物，一般可分為兩大類。一類是修建在巖層中的，稱為巖石隧道；一類是修建在土層中的，稱為軟土隧道。在很多書籍中均或多或少的闡述了

2、工程施工測量，但是絕大部分均是理論力而的論述，而極為缺少實際的現(xiàn)場可操作反映。正是因為不清楚隧道施工工藝的工序，相當(dāng)一部分的工程測量技術(shù)者在進入崗位后，往往會感覺到無從著手，因而在具體的操作中便出現(xiàn)了顧此失彼的不良情況，甚至還導(dǎo)致了工程的嚴(yán)重浪費。所以，加強隧道工程施工測量，有著十分重要的意義1。由于隧道形式不同，施工方法不同，對測量工作的要求也不同，但總的來說，施工測量一般是包括在地面上建立平而的與高程的控制網(wǎng)，隨著施工的進展，將地而上的坐標(biāo)、方向和高程傳遞到地下。在地下進行平而與高程的控制測量，再根據(jù)地下控制點進行施工放樣、指導(dǎo)開挖、襯砌的施工。進行這些測量工作的目的，就是在地下標(biāo)定出工程

3、設(shè)計中心線與高程，為開挖襯砌指定方向、位置。保證在兩個相向開挖而的掘進中，施工中線及高程能夠正確貫通，符合設(shè)計要求，保證開挖不超過規(guī)定的界線，保證所有的建筑物在貫通前能正確修建，不侵入規(guī)定的界限，并能為各種變形觀測提供方便2。隧道測量屬于地下工程測量的一種，較之于常規(guī)工程測量，隧道測量施工條件差；不便于組織檢核，出現(xiàn)誤差不易發(fā)現(xiàn)；由于作業(yè)環(huán)境的要求，需要一些特殊的作業(yè)方法和儀器。隧道施工測量的工作包括洞外控制測量、隧道進洞測量、隧道洞內(nèi)控制測量、隧道施工測量等幾個主要步驟,其中后兩個是隧道測量的主要內(nèi)容3。通常貫通是同一隧道在不同的地點，以兩個或兩個以上的工作面，分段掘進，然后彼此相通。在掘進

4、施工過程中不可避免地帶有誤差，它們的誤差會對隧道貫通產(chǎn)生豎向誤差、橫向誤差和縱向誤差。由于高程控制誤差對豎向誤差影響的規(guī)律相對簡單，而縱向誤差并不直接影響隧道的貫通，因此施工測量人員最為關(guān)注的是地而控制網(wǎng)誤差對橫向貫通的影響。如果因貫通測量過程中發(fā)生誤差而未能貫通或者貫通處的誤差值超限，將嚴(yán)重影響隧道的質(zhì)量和使用，甚至導(dǎo)致報廢，這會在經(jīng)濟上和時間上給國家和企業(yè)造成不可挽回的損失，所以隧道施工控制測量方案的可行性對隧道施工有著直接的影響。因此，保證隧道的準(zhǔn)確貫通，是施工測量人員最為主要的任務(wù)。為此，設(shè)計一個可行的隧道施工測量方案，就顯得尤為重要4。2.本課題研究的實際意義隧道測量是在隧道工程設(shè)計

5、、施工和運營管理階段所進行的測量工作。隧道施工測量的目的是保證隧道相向開挖時能按規(guī)定的精度正確的貫通，并使各項建筑物按規(guī)定精度和設(shè)計位置修建，以確保運營安全5。為保證隧道的準(zhǔn)確貫通，本著先整體后碎步的原則，在隧道沿線建立精密的控制網(wǎng)，覆蓋所有隧道，使之總體受控，以便根據(jù)它進行隧道的洞內(nèi)控制測量或中線測量。施工前盡快將對業(yè)主所交付的導(dǎo)線網(wǎng)進行復(fù)測并加密到各作業(yè)場地，采用精密水準(zhǔn)測量復(fù)測業(yè)主所交水準(zhǔn)網(wǎng)并延伸至各作業(yè)場地。要堅持各作業(yè)面間的聯(lián)系測量，確保貫通誤差在允許范圍內(nèi)。根據(jù)業(yè)主提供的工程定位資料和測量標(biāo)志資料,對所給導(dǎo)線網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng)及其它控制點進行復(fù)測；同時測設(shè)施工過程中使用的固定樁,并將測量成

6、果書報請監(jiān)理工程師及業(yè)主審查、批準(zhǔn)。利用業(yè)主及工程師批準(zhǔn)的測量成果書由處精測組以最近的導(dǎo)線點為基點，至少引測三個導(dǎo)線點至工地附近，布設(shè)成三角形，形成閉合導(dǎo)線網(wǎng)6。隧道施工及隧道施工測量的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)是橫向貫通誤差。地面控制測量、地下導(dǎo)線測量及聯(lián)系測量的誤差是導(dǎo)致隧道貫通誤差的三個主要因素。為保證貫通誤差小于設(shè)計值，需從貫通誤差的限差出發(fā)，對各階段的精度指標(biāo)進行整體設(shè)計，給出各階段的測量精度要求，從而既能讓各階段的測量工作順利進行，又能保證最終的工程質(zhì)量。如果沒有測量精度的整體分析，則可能由于測量精度要求偏低造成質(zhì)量事故，或是由于測量精度要求過高，使得測量工作量大大增加，造成人力物力的浪費和工期

7、的延誤。因此隧道測量必須以規(guī)定的精度認(rèn)真、慎重的進行，避免產(chǎn)生嚴(yán)重后果，造成資源的浪費和返工橫向貫通誤差是評價隧道工程施工質(zhì)量的重要精度指標(biāo)。合理分配允許貫通誤差并進行相應(yīng)的施測精度方案設(shè)計是隧道工程測量工作的關(guān)鍵。對影響隧道貫通的不同測量階段的精度及其對貫通誤差的影響進行了詳細(xì)分析，提出了基于貫通誤差限差“按需分配”原則進行測量方案設(shè)計的方法。通過必要的數(shù)值計算，為多種隧道工程的測量方案設(shè)計提供比較直觀的理論參考。由于隧道施工的特殊性，測量工作對于保證隧道施工質(zhì)量以及進度都起到十分重要的作用。隧道工程由地上部分及地下部分組成，而且大型隧道工程往往分為不同的標(biāo)段，由多個施工單位在若干個工作面施

8、工完成一個完整的、合理的測量技術(shù)方案，是協(xié)調(diào)施工的各階段、各單位的基本保證7。一套合格的隧道工程控制測量方案是保證隧道工程施工質(zhì)量的前提，對滿足隧道工程施工所必須的準(zhǔn)確定位、實時監(jiān)控、進程監(jiān)控和工程的順利貫通起到了決定性的作用。隧道控制測量的目的即是保證隧道在兩個或兩個以上開挖面的相向施工中，使其中的線形符合線路平面和縱斷面的設(shè)計要求，并在滿足限界要求的條件下、在允許的誤差范圍內(nèi)，使兩個相向施工的開挖面正確貫通8。對隧道貫通，規(guī)范要求貫通精度很高，隧道洞內(nèi)控制測量精度的高低直接影響到貫通的精度，為了保證隧道在允許精度內(nèi)貫通，首先要對洞內(nèi)控制測量進行設(shè)計，在未貫通前對已施測的測量成果進行相應(yīng)的精

9、度估算，為了保證相應(yīng)的控制測量精度還要采取相應(yīng)的測量方案設(shè)計9。3.國內(nèi)外研究動態(tài)數(shù)字化的隧道斷面測量開始于上世紀(jì)的80年代初期，伴隨著計算機技術(shù)和電子測距儀(EDM)的發(fā)展，瑞士安伯格測量技術(shù)公司首先研制出專門針對隧道斷面測量的專用測量儀器AMT PROFILE2000斷面儀，由于這種儀器大大提高隧道斷面測量的工效，一經(jīng)投放市場，受到用戶的熱烈歡迎10。90年代，安伯格測量技術(shù)公司又推出了更新一代的斷面測量產(chǎn)品AMT PROFILE3000和AMT PROFILE4000型。這兩種型號的產(chǎn)品于90年代中期被介紹到中國，在中國的許多重點工程中得到了應(yīng)用，在指導(dǎo)隧道施工和質(zhì)量控制等方面發(fā)揮了重要

10、的作用，如二灘水電站、小浪底水電樞紐工程、秦嶺鐵路隧道、陜西高速公路隧道等。其中二灘水電站和小浪底水電樞紐工程由國外施工企業(yè)負(fù)責(zé)施工總承包，其在對中國分包施工企業(yè)的施工質(zhì)量管理和控制等方面的許多做法給中國企業(yè)留下了深刻的印象。進入21世紀(jì)以后，隨著全自動全站儀技術(shù)的發(fā)展，使得以全站儀為基礎(chǔ)的隧道斷面測量成為可能。一種全新的LEICA TMS隧道測量系統(tǒng)應(yīng)運而生， LEICA TMS隧道測量系統(tǒng)是安伯格測量技術(shù)公司與徠卡測量系統(tǒng)股份公司強強聯(lián)合的結(jié)晶。它吸取了前六代隧道斷面測量的精髓，并賦予全新的設(shè)計理念，以智能化的應(yīng)用軟件配合LEICA TPS1100/1200系列的通用全站儀，實現(xiàn)一機多用，

11、能同時完成隧道斷面測量和施工放樣測量等多種測量任務(wù)。以高速相位式掃描為基礎(chǔ)的隧道測量技術(shù)TMS TunnelScan，每秒測的點云數(shù)量超過50萬個，能夠快速獲得襯砌表面影像與其掃描點三維坐標(biāo)，通過軟件處理可獲得真三維影像，已經(jīng)在瑞士、德國應(yīng)用于隧道測量和竣工驗收測量11。目前，GPS技術(shù)在工程測量中作用愈發(fā)突出。常規(guī)測量控制網(wǎng)在地形地勢條件惡劣時布設(shè)比較困難，通過采用GPS測量技術(shù)，有效解決施工過程中各種難題，保證隧道高精度貫通。一個非常典型的例子，利GPS測量技術(shù)在我國杭州灣跨海大橋中的應(yīng)用也是用GPS技術(shù)布設(shè)首級控制網(wǎng)，可以滿足后續(xù)隧道工程各節(jié)點施工的需要。例如，在我國晉南的云臺山隧道全長

12、8km，施測的GPS控制網(wǎng)同地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)較差小于1Omm。此外，日本山梨大隧道(35km)，英吉利海峽大隧道均施測了GPS控制網(wǎng)12。隧道施工方法主要有以下幾種:1)掘進機法掘進機法是挖掘隧道、巷道及其它地下空間的一種方法。簡稱TBM(tunnel boring manchine）法，是用特制的大型切削設(shè)備，將巖石剪切擠壓破碎，然后，通過配套的運輸設(shè)備將碎石運出。分為全斷面掘進機的開挖施工、獨臂鉆的開挖施工、天井鉆的開挖施工、帶盾構(gòu)的TBM掘進法。隧洞掘進機開挖比鉆爆法掘進速度快，用工少，施工安全，開挖面平整，造價低，但機體龐大，運輸不便，只能適用于長洞的開挖，并且本機直徑不能調(diào)整，對地質(zhì)

13、條件及巖性變化的適應(yīng)性差，使用有局限性13。2)盾構(gòu)法指的是利用盾構(gòu)進行隧道開挖、襯砌等作業(yè)的施工方法。盾構(gòu)機在地鐵隧道施工過程中，其推進方向的測量必須精度高并且有效、可靠。盾構(gòu)機從一個車站(始發(fā)井)精確安裝后，按設(shè)計的線路方向和縱坡掘進，再從另一個車站(接收井)中推出，其貫通誤差就是盾構(gòu)機掘進刀盤中心與預(yù)留洞中心的偏差值。按照城市軌道交通工程施工測量規(guī)范，應(yīng)小于±50mm，否則盾構(gòu)機就不能從接收井洞口推出。隨著盾構(gòu)在國內(nèi)外隧道工程大量使用，盾構(gòu)技術(shù)得到飛速發(fā)展，盾構(gòu)的自動化、系統(tǒng)化有了不同程度的提高14。如果采用盾構(gòu)機掘進，因盾構(gòu)機的鉆頭架是專門根據(jù)隧道斷面而設(shè)計的?？梢员ＷC隧道斷

14、面在掘進時一次成形，混凝土預(yù)制襯砌塊的組裝一般與掘進同步或交替進行，所以不需要測量人員放樣斷面。當(dāng)采用盾構(gòu)法或自動頂管法施工時，可以使用激光指向儀或激光經(jīng)緯儀配合光電跟蹤靶，指示掘進方向。光電跟蹤靶安裝在掘進機器上，激光指向儀或激光經(jīng)緯儀安置在工作點上并調(diào)整好視準(zhǔn)軸的方向和坡度，其發(fā)射的激光束照射在光電跟蹤靶上,當(dāng)掘進方向發(fā)生偏差時，安裝在掘進機上的光電跟蹤靶輸出偏差信號給掘進機，掘進機通過液壓控制系統(tǒng)自動糾偏，使掘進機沿著激光束指引的方向和坡度正確掘進。3)礦山法（鉆爆法）其施工方法是按分部順序采取分割式一塊一塊的開挖，并要求邊挖邊撐以求安全，隨著噴錨支護的出現(xiàn)，使分部數(shù)目得以減少，并進而發(fā)

15、展成新奧法15。這種方法一般適用于基巖中的地下工程，并采用傳統(tǒng)鉆爆法或臂式掘進機開挖。盾構(gòu)法隧道施工經(jīng)常會遇到上軟下硬不均勻地層，此時倘若隧道下穿既有線或建筑物不具備開艙換刀條件，將會導(dǎo)致盾構(gòu)機無法正常掘進。在深圳地鐵5號線盾構(gòu)區(qū)間上軟下硬地層中，局部改用礦山法開挖、初期支護后由盾構(gòu)機拼裝管片通過的施工方法，其經(jīng)驗可供地鐵隧道施工參考。4) 明挖法指的是先將隧道部位的巖（土）體全部挖除，然后修建洞身、洞門，再進行回填的施工方法。明挖法具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟、安全的優(yōu)點，城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術(shù)16。其缺點是對周圍環(huán)境的影響較大。5) 蓋挖法當(dāng)?shù)叵鹿こ堂髯鰰r需要穿越公

16、路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法。蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時，往往占用道路，影響交通當(dāng)?shù)罔F車站設(shè)在主干道上，而交通不能中斷，且需要確保一定交通流量要求時，可選用蓋挖法17。6)淺埋暗挖法淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。繼1984年王夢恕院士在軍都山隧道黃土段試驗成功的基礎(chǔ)上，又于1986年在具有開拓性、風(fēng)險性、復(fù)雜性的北京復(fù)興門地鐵折返線工程中應(yīng)用，在拆遷少、不擾民、不破壞環(huán)境下獲得成功。同時，結(jié)合中國特點及水文地質(zhì)系統(tǒng)，創(chuàng)造了小

17、導(dǎo)管超前支護技術(shù)、8字型網(wǎng)構(gòu)鋼拱架設(shè)計、制造技術(shù)、正臺階環(huán)形開挖留核心土施工技術(shù)和變位進行反分析計算的方法，提出了“管超前、嚴(yán)注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測” 18字方針，突出時空效應(yīng)對防塌的重要作用，提出在軟弱地層快速施工的理念。由此形成了淺埋暗挖法，創(chuàng)立了適用于軟弱地層地下工程設(shè)計、施工方法18。7)沉埋管段法(簡稱沉管法) 即按照隧道的設(shè)計形狀和尺寸，先在隧址以外的干塢中或船臺上預(yù)制隧道管段，并在兩端用臨時隔墻封閉，然后棲裝好拖運、定位、沉放等設(shè)備，將其拖運至隧址位置，一個接一個的沉放到江河中預(yù)先浚挖好的溝槽中，并在水下將其相互連接起來，然后充填基礎(chǔ)和回填砂石將管段埋入原河床中，使

18、這些管段組合體成為連接水下兩端和陸上交通的隧道型交通運輸載體19。8)圍堰明挖法指的是先將隧道部位的巖(土)體全部挖除，然后修建洞身、洞門，再進行回填的施工方法。這是一種較為簡易的工法，主要用于水深不大或有枯水期的水底隧道20。其中，礦山法和掘進機法適用于山嶺隧道，明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法和盾構(gòu)法適用于淺埋及軟土隧道，沉埋管段法、圍堰明挖法和盾構(gòu)法適用于水底隧道。4.本人見解隧道工程測量是在隧道工程的規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工建造和運營管理的各個階段進行的測量。為保證隧道能按規(guī)定的精度正確貫通及相關(guān)的建筑物與構(gòu)筑物的位置正確，從而要求：規(guī)劃階段，提供隧道選線用的地形圖和地質(zhì)填圖所需的測繪資料；勘測

19、設(shè)計階段，在隧道沿線布測測圖控制網(wǎng)，測繪帶狀地形圖，實地進行隧道的洞口點、中線控制樁和中線轉(zhuǎn)折點的測設(shè)，繪制隧道線路平面圖、縱斷面圖、洞身工程地質(zhì)橫斷面圖、正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等工程設(shè)計圖；施工建造階段，根據(jù)隧道施工要求的精度和施工順序進行相應(yīng)的測量，首先根據(jù)隧道線路的形狀和主洞口、輔助洞口、轉(zhuǎn)折點的位置進行洞外施工控制網(wǎng)和洞口控制網(wǎng)的布設(shè)及施測，再進行中線進洞關(guān)系的計算及測量，隨隧道向前延伸而階段性地將洞內(nèi)基本控制網(wǎng)向前延伸，并不斷進行施工控制導(dǎo)線的布測和中線的施工放樣，指導(dǎo)并保證不同工作面之間以預(yù)定的精度貫通，貫通后進行實際貫通誤差的測定和線路中線的調(diào)整，施工過程中進行隧道縱橫斷面測

20、量和相關(guān)建筑物的放樣，以及進行竣工測量；在施工建造和運營管理階段，定期進行地表、隧道洞身各部位及其相關(guān)建筑物的沉降觀測和位移觀測。隧道工程測量主要包括地面控制測量、隧道施工測量、豎井聯(lián)系測量和隧道竣工測量。其中，地面控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。通常，平面控制測量有直接定線法、導(dǎo)線測量法、三角網(wǎng)法、GPS法等方法。隧道施工測量包括隧道掘進的方向、里程和高程測設(shè)、洞內(nèi)施工導(dǎo)線和水準(zhǔn)測量、盾構(gòu)施工測量。其中隧道掘進的方向、里程和高程測設(shè)主要包括掘進方向測設(shè)數(shù)據(jù)計算、洞口掘進方向標(biāo)定、洞內(nèi)中線和腰線的測設(shè)和掘進方向指示；洞內(nèi)施工導(dǎo)線和水準(zhǔn)測量包括洞內(nèi)導(dǎo)線測量和洞內(nèi)水準(zhǔn)測量。課題的主要內(nèi)容:

21、1.張家界莊塔引水隧道工程概況張家界莊塔引水隧道位于張家界慈利縣莊塔鎮(zhèn)東南10km處，該隧道為一引水隧道，主要功能是將莊塔鎮(zhèn)上游一河流水引入莊塔水庫，隧道設(shè)計全長4191.219m。進口段為一直線長2146.617m，里程樁號從k0+000到k2+146.617，設(shè)計坡度為i1=5，中間部分為一圓曲線，R=200m，T=27.099m,L=53.870m,E=1.828，出口段也是直線長1990.732m，里程樁號從k2+200.487到k4+191.219,設(shè)計坡度為i2=2.036 。施工單位是湖南大宇水利水電有限公司，施工時間從2007年6月至2010年12月，工期為3年半。2.張家界莊

22、塔引水隧道洞外控制測量2.1 洞外平面控制測量根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范SL52-93規(guī)定并結(jié)合實際情況應(yīng)該布設(shè)E級GPS網(wǎng)。布網(wǎng)原則：根據(jù)GBT18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范中6、7進行布網(wǎng)，其中G001、G002、E005、E006、E007、E008是張家界市澧水水利水電勘測研究院交付的D級GPS點，增設(shè)“進口”、“出口”、“交點”三個E級GPS點。使用的儀器：中海達新V9 GNSS RTK 系統(tǒng)，其靜態(tài)、快速靜態(tài)精度，平面為±(2.51×10-6D)mm ，高程為±(51×10-6D)mm。觀測方式：該網(wǎng)共9個點，

23、采用5臺套接收機同步觀測，觀測時段為3，每個觀測時段時長為110min，分別在早上、下午、晚上進行?？刂凭W(wǎng)精度：所布控制網(wǎng)應(yīng)該滿足E級GPS控制網(wǎng)的精度及施工精度的要求，相鄰點基線分量中誤差水平分量應(yīng)小于20mm,垂直分量應(yīng)小于40mm，相鄰間平均距離應(yīng)大于3km21。E級GPS網(wǎng)圖如下所示2.2 洞外高程控制測量根據(jù)實際情況利用多面函數(shù)擬合法進行GPS高程擬合。布網(wǎng)原則：本隧道的洞外高程控制點基本沿洞外GPS點的位置布設(shè)。使用儀器：與洞外平面控制相同。觀測方式：與洞外平面控制同步進行?？刂凭W(wǎng)精度：控制網(wǎng)的精度需達到四等水準(zhǔn)測量精度要求，每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差應(yīng)小于5mm，全長中誤差應(yīng)小于1

24、0mm22。網(wǎng)圖與洞外平面控制網(wǎng)圖相同3.張家界莊塔引水隧道洞內(nèi)控制測量3.1 洞內(nèi)平面控制測量根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范SL52-93布設(shè)二級導(dǎo)線布網(wǎng)原則：本隧道的洞內(nèi)控制點，分別在左右洞的進出口投點，做為隧道洞內(nèi)控制的起點，并沿隧道中心布設(shè)，每30150m布設(shè)一個，埋點的規(guī)格嚴(yán)格的要求埋設(shè)。使用的儀器：科維全站儀TKS-302R，其中測角精度為2秒，測距精度為3+2ppm觀測方式：水平角觀測兩個測回，每邊長往返測距四次。導(dǎo)線精度：要滿足二級導(dǎo)線要求，測角中誤差應(yīng)該小于8,測距中誤差應(yīng)小于15mm,測距相對中誤差應(yīng)小于1/14000,方位角閉合差應(yīng)該小于16 n,導(dǎo)線全長相對閉合差小于1/

25、1000023。洞內(nèi)平面導(dǎo)線設(shè)計圖如下所示進口至曲中曲中至出口3.2 洞內(nèi)高程控制測量根據(jù)實際情況采用三角高程代替四等水準(zhǔn)測量布設(shè)原則：本隧道的洞內(nèi)高程控制點基本沿洞內(nèi)導(dǎo)線點的位置布設(shè)使用儀器：科維全站儀TKS-302R觀測方式：采用垂直角中絲觀測法觀測4個測回，每邊長往返測距8次。導(dǎo)線精度：所測數(shù)據(jù)需經(jīng)平差處理，每公里水準(zhǔn)測量偶然中誤差應(yīng)小于5mm，全長中誤差應(yīng)小于10mm24。洞內(nèi)水準(zhǔn)路線設(shè)計圖及各中樁標(biāo)高如下所示4.張家界莊塔引水隧道洞內(nèi)施工測量要對隧道走向和高程進行控制，需對洞內(nèi)施工控制點加密。布設(shè)原則：施工用臨時控制點每5070m 埋設(shè)1個，并在兩側(cè)邊墻上畫出準(zhǔn)確對應(yīng)里程。臨時高程點

26、每5070m 設(shè)置1 對, 在兩側(cè)邊墻下部埋設(shè)短錨桿頭。使用儀器：科維全站儀TKS-302R觀測方式：施工用臨時控制點由最近的導(dǎo)線點按極坐標(biāo)法測設(shè)。臨時高程點, 從最近的高程控制點往返測設(shè)。每次高程放樣觀測次序為: 后視高程點1前視復(fù)視高程點2 , 以檢查可能的錯誤和點位碰動。5. 張家界莊塔引水隧道貫通誤差預(yù)計與分析5.1洞外GPS測量橫向貫通誤差估算GPS控制測量誤差引起的隧道橫向貫通中誤差計算公式如下：式中，后兩項也可由下式算得。式中 、進、出口GPS控制點的Y坐標(biāo)誤差；、進、出口GPS控制點至貫通點的長度；、進、出口GPS聯(lián)系邊的方位角中誤差；、進、出口GPS控制點至貫通點連線與貫通點

27、線路切線的夾角；GPS方向誤差對貫通誤差的影響；GPS測量定向聯(lián)系邊方向誤差()，為隧道設(shè)計時的先驗值；=206265；L相向開挖隧道計算設(shè)計長度，考慮到洞外GPS控制點位(引測邊)布設(shè)離洞口有一定距離的因素，取隧道線路長度加1km。5.2洞外高程貫通誤差估算5.2.1 GPS高程擬合成果外部檢核首先對D級GPS網(wǎng)中的所有點聯(lián)測四等水準(zhǔn)或三角高程，選用其中部分點作為GPS高程擬合的起算點，其它沒有參與GPS高程擬合計算的E級GPS點作為外部檢核點，對GPS高程擬合結(jié)果進行外部檢核，并與水準(zhǔn)成果進行比較。再根據(jù)D級GPS網(wǎng)高程擬合函數(shù)內(nèi)插得到檢核點的高程異常值，通過公式：h=H-求得檢核點正常高

28、h插，然后按照5.2.2進行GPS高程擬合精度等級評定。 5.2.2 GPS高程擬合精度等級評定假定四等水準(zhǔn)測量值h水是真值，通過5.2.1外部檢核方案，對所得到的GPS高程擬合結(jié)果進行精度評定。1) 比較外部檢核點正常高較差值A(chǔ)、各檢核點GPS高程內(nèi)插值h插與其二等水準(zhǔn)聯(lián)測值h水間正常高較差值，的最大值應(yīng)滿足以下關(guān)系： =h插-h水±2±40(mm)B、檢核點的均方差值（中誤差）m應(yīng)滿足以下關(guān)系： m=±20（mm） 2) 比較外部檢核點間內(nèi)插值高差與四等水準(zhǔn)聯(lián)測值高差間的較差 相鄰檢核點GPS高程內(nèi)插值兩兩比較得到高差DH插，與其四等水準(zhǔn)高差DH水應(yīng)滿足以下關(guān)

29、系：四等水準(zhǔn)：D=Dh插-Dh水±20（mm）k為檢核點間基線長度，單位km。3)比較每公里水準(zhǔn)測量全中誤差Mw各相鄰檢核點高差較差D可看作是符合水準(zhǔn)路線的閉合差，按其可計算出每公里水準(zhǔn)測量全中誤差Mw，具體計算公式如下： Mw=±其中：N為高差個數(shù)；F為比較高差的檢核點間距離單位Km；每公里四等水準(zhǔn)測量全中誤差Mw10mm。5.3洞內(nèi)平面貫通誤差估算隧道內(nèi)貫通誤差估算，暫按等邊直伸導(dǎo)線估算。5.3.1洞內(nèi)導(dǎo)線測角引起的貫通誤差式中：直伸導(dǎo)線終點由測角中誤差引起的橫向點位誤差；測角中誤差()；=206265；導(dǎo)線點至導(dǎo)線終點的距離；每條導(dǎo)線邊距離；導(dǎo)線點數(shù)()。5.3.2

30、洞內(nèi)導(dǎo)線測邊引起的貫通誤差隧道投入使用的儀器為科維全站儀，測角精度為2秒，測距精度為3+2ppm，則；隧道內(nèi)導(dǎo)線測角、測距對貫通精度的總影響值為：。5.4洞內(nèi)高程貫通誤差估算洞內(nèi)高程控制測量誤差產(chǎn)生的高程貫通中誤差按下式計算：式中：每千米水準(zhǔn)測量高差中數(shù)的偶然中誤差(mm)；L洞內(nèi)高程路線長度(km) 。5.5洞內(nèi)外綜合貫通誤差分析隧道洞外平面控制橫向貫通中誤差M外，洞內(nèi)平面控制橫向貫通中誤差M內(nèi)，洞內(nèi)外綜合貫通中誤差；洞外高程控制橫向貫通中誤差，洞內(nèi)高程控制橫向貫通中誤差，洞內(nèi)外綜合貫通中誤差。6.結(jié)論綜合橫向貫通中誤差與高程綜合貫通中誤差均滿足規(guī)范對隧道貫通誤差的規(guī)定，測量實施方案可行。研

31、究方法:1.文獻研究法查閱了與隧道施工測量相關(guān)的碩博論文、期刊和相關(guān)書籍36篇，詳見參考文獻。2.實證研究法利用了中海達新V9 GNSS RTK 系統(tǒng)測定洞外平面控制網(wǎng)各網(wǎng)點的坐標(biāo)；利用科維全站儀TKS-302R測定洞內(nèi)控制網(wǎng)各點坐標(biāo)和對施工控制網(wǎng)進行加密。3.經(jīng)驗總結(jié)法通過查閱了與隧道施工測量相關(guān)資料，總結(jié)出課題研究的理論意義、實際意義及國內(nèi)外研究動態(tài)。4.數(shù)學(xué)方法利用科傻GPS軟件對E級GPS網(wǎng)進行坐標(biāo)解算和擬合高程；利用平差易對三角高程測量代替四等水準(zhǔn)進行平差計算；根據(jù)已知圓曲線要素、進出口和交點坐標(biāo)、樁號，推算逐樁坐標(biāo)；根據(jù)設(shè)計坡度和進出口高程推算逐樁的高程。5.思維方法通過對引水隧道

32、貫通誤差預(yù)計與分析，得出張家界莊塔隧道工程測量實施方案可行的結(jié)論。6.系統(tǒng)科學(xué)方法根據(jù)GB50026-2007 工程測量規(guī)范、GBT12898-2009 國家三四等水準(zhǔn)測量規(guī)范、GB/T17942-200國家三角測量規(guī)范、GBT18314-2009 全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范、水利水電工程施工測量規(guī)范SL52-93、測量學(xué)以及控制測量學(xué)等相關(guān)知識，設(shè)計測量實施方案。完成期限和采取的主要措施：序號畢業(yè)論文各階段內(nèi)容起止日期1收集資料、分析整理資料2014年2月12日3月8日2初步方案的設(shè)計(開題)2014年3月9日3月17日3方案設(shè)計調(diào)整（交第一稿）2014年3月18日5月1日4方案修改、完

33、善（交第二稿）2014年5月2日5月14日5論文修改交定稿（交第三稿）2014年5月15日5月27日6論文裝訂、準(zhǔn)備答辯2014年5月28日6月2日主要參考資料：1 徐英杰.隧道工程施工測量之我見J.科技向?qū)? 2013(21):354.2 孫國隆,張立民.隧道工程施工各環(huán)節(jié)測量新理念J.吉林交通科技, 2007, 109(3):51-53.3 李琛.隧道測量技術(shù)與測量的優(yōu)化方案J.技術(shù)與市場, 2013, 20(8):133.4 鐘發(fā)牯.彭武隧道施工控制測量方案設(shè)計J.江西測繪, 2012, 91(1):31-34.5 田偉.淺析隧道工程施工測量J.科技資訊（工業(yè)技術(shù)）, 2012(32):49. 6 孟福新.公路隧道工程施工