湯村隧道測(cè)量控制方案

1、湯村隧道貫通、竣工測(cè)量方案 （金溫四項(xiàng)目部 朱森） 摘要 研究目的：以金溫?cái)U(kuò)能改造工程湯村隧道為例，湯村隧道全長(zhǎng) 9645m屬典型長(zhǎng) 大隧道,對(duì)隧道的控制測(cè)量進(jìn)行設(shè)計(jì) ,以確保隧道的貫通精度與誤差滿足后期無(wú) 砟軌道施工要求。 研究結(jié)果：長(zhǎng)大隧道的施工必須充分考慮后期施工精度的要求， 特別是無(wú)砟軌道 CPIII 測(cè)量精度，需要充分考慮傳統(tǒng)計(jì)平面控制網(wǎng)的精度與無(wú)砟軌道精度的對(duì) 接，確保后期施工的需要。關(guān)鍵詞 ：隧道；測(cè)量；設(shè)計(jì) ;控制一、工程簡(jiǎn)介金華至溫州鐵路擴(kuò)能改造工程全長(zhǎng) 188.812km ，四經(jīng)理部承建的 I 標(biāo)湯村隧道全長(zhǎng) 9645m ，內(nèi)設(shè)有圓曲線段、加寬段、下錨段 .本管段內(nèi) 地形、

2、地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道共設(shè) 3 座斜井，其中 2斜井至 3# 斜井段 正線長(zhǎng) 3080m, 兩斜井間導(dǎo)線長(zhǎng)度在 5km 左右，特別是 2 斜井位于楊 梅峽峽谷中，峽谷場(chǎng)地窄小，曲折，圖形條件十分不理想。二、測(cè)量依據(jù)高速鐵路測(cè)量暫行規(guī)定TB10601 2009國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB12898-91設(shè)計(jì)院控制樁表三、測(cè)量?jī)x器及人員導(dǎo)線測(cè)量采用 LEICA2003 全站儀，水準(zhǔn)測(cè)量采用 TOPCON 電子水 準(zhǔn)儀。測(cè)量由一名測(cè)量高級(jí)技師和二名測(cè)量技師組成 .洞外控制測(cè)量前， 應(yīng)根據(jù)本規(guī)范表 規(guī)定的隧道的洞外控制測(cè)量貫通誤差進(jìn)行洞外控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。四、隧道洞外控制測(cè)量4.1 洞外平面控制測(cè)量洞外平面控

3、制測(cè)量（導(dǎo)線測(cè)量）精度：對(duì)長(zhǎng)度小于 8 20km 的隧道 ,洞外、洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量按二等精度 ,邊長(zhǎng)相對(duì)誤差不大于 1/20000 ， 測(cè)角中誤差為1.0 ，因此湯村隧道按二等精度控制。4。1.2 隧道洞外控制網(wǎng)布設(shè)：根據(jù)金溫鐵路測(cè)量暫行規(guī)定中 規(guī)定： 洞外平面控制測(cè)量，結(jié)合隧道長(zhǎng)度、平面形狀、線路通過(guò)地區(qū)的 地形和環(huán)境 ,宜采用 GPS 測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量。湯村 隧道洞外控制網(wǎng)采用附 合導(dǎo)線，在入口和出口處，用加密 GPS點(diǎn)作為附合邊（GPS點(diǎn)精度為 一等導(dǎo)線點(diǎn)）由入口和出口處的加密 CPI011-1 點(diǎn) CPIII074 、CPIII076 、 CPI010 、CPI011 和 GPS001 、G

4、PS002、CPI102-4 、CPI102 3 相連 形成附和導(dǎo)線，采用 LEICA2003 全站儀，用測(cè)回法按四個(gè)測(cè)回進(jìn)行測(cè) 量,對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)易平差，平差時(shí)將閉合差平均分配在各個(gè)水平角 中。取平差后的結(jié)果做為最終結(jié)果。隧道洞外控制網(wǎng)計(jì)算 :附表一 :導(dǎo)線計(jì)算表 附表二 :導(dǎo)線平面圖個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途導(dǎo)線計(jì)算表里程：DK19+204 DK24+025點(diǎn)名觀測(cè)角度(dms)改正數(shù)(s)方位角(dms )觀測(cè)邊長(zhǎng)(m )改正數(shù)(mm )邊長(zhǎng)平差值(m)XYCPI102-4236。53513212886.208489697.3671CPI102 173.20370-0.19243。331

5、4402.601.0。004402.6053212666 。489360.1105GPS002321.021000。102。886.3910.002886。3933212053.554489123 。GPS001152.10350-0。19130.2009666.7660。003666。7693211996 。489111 。CPIII074214。-0。1995。 31426596。542-0。008596。5343208963.683491470.4709CPIII076148.501100。126。417。381-0.007417.3733208928 。491832.2817CPI01

6、1 1254.30020-0。1952.1116550.236-0。 005550。2313208678.406492166 。CPI01127。 0348-0。19205.072943209016 。492601 。CPI0103208193 。492216.0485角度閉合差w = -1.2(s )縱坐標(biāo)差fx =0.021橫坐標(biāo)差fy=-0.011全長(zhǎng)閉合差fs = 0.023相對(duì)閉合差 k = 1/153039 V 1/200000導(dǎo)線全長(zhǎng)s= 35199。170測(cè)角中誤差m=0。5(s )v 1 (s)符合鐵路二等導(dǎo)線精度要求5。2洞外高程控制測(cè)量：根據(jù)金溫高速鐵路測(cè)量暫行規(guī)定：隧

7、道四等高程控制測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量，也可采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量。 湯村隧道高程控制使用 DSZ2水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)尺，按三等水準(zhǔn)測(cè)量的 規(guī)范要求進(jìn)行施測(cè)。在入口處加密水準(zhǔn)點(diǎn)，從三等水準(zhǔn)點(diǎn)CPI011出發(fā)， 按閉合導(dǎo)線進(jìn)行往返測(cè)量。測(cè)量結(jié)束后，按(式4.2。1)測(cè)段高差不符值 計(jì)算偶然中誤差M,規(guī)范要求三等水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差 M 總。0M = v1/4n XA/R4.2。1 式式中測(cè)段高差不符值(mm)n測(cè)段數(shù)R地球曲率半徑，采用6371000(m )在四等水準(zhǔn)測(cè)量中，往返測(cè)高差不符值的限差為2.4 vfT (n為測(cè)站 數(shù))。對(duì)測(cè)量結(jié)果，則按與距離成正比的原則，將高差閉合差反其符合進(jìn) 行分配，以改

8、正水準(zhǔn)路線上每?jī)牲c(diǎn)間的高差，最后按改正后的高差計(jì)算出 加密水準(zhǔn)點(diǎn)的高程.山區(qū)水準(zhǔn)測(cè)量平均每千米單程測(cè)站大于 25站時(shí)，測(cè)段往返測(cè)高差 不符值應(yīng)符合表5 1的規(guī)定。表5 1往返測(cè)高差不符值的限差單位:mm水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)測(cè)段往返測(cè)高差不符值限差(mm )二0.8三2。4 vb注:表中n為兩水準(zhǔn)點(diǎn)間單程測(cè)站數(shù)六、隧道洞內(nèi)控制測(cè)量6。1洞內(nèi)平面控制測(cè)量：隧道洞內(nèi)控制測(cè)量由于受環(huán)境條件的限制，一般采用導(dǎo)線測(cè)量湯村隧道長(zhǎng)度為9。7km，中間還有出口 200m的明挖地段，線路較短，因 此采用雙導(dǎo)線進(jìn)行布設(shè)，為了確保測(cè)量結(jié)果的可靠性，在施測(cè)時(shí)必須進(jìn)行 往返測(cè)量或獨(dú)立進(jìn)行兩次以上的測(cè)量。導(dǎo)線角采用左右角觀測(cè)法，測(cè)

9、角中誤差為1.0 ，測(cè)回?cái)?shù)為4測(cè)回。測(cè)角精度評(píng)定：m尸士" d/4n式中d b導(dǎo)線角兩次測(cè)量或左、右角的差值；n導(dǎo)線角的測(cè)站數(shù)洞內(nèi)導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量作業(yè)方法、精度要求和洞外相同隧道施工每進(jìn)洞 200m時(shí)，洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)同洞口導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。同時(shí)在每一次建立新 導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)，對(duì)起算的原有導(dǎo)線點(diǎn)必須進(jìn)行復(fù)核.6.2洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的埋設(shè)： 洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)由于受施工影響比較大，應(yīng) 埋設(shè)在坑道底板以下10 20cm處，上蓋以鐵板，并在邊墻上用紅油漆 注明點(diǎn)號(hào)和里程，用箭頭指示樁位。6.3洞內(nèi)高程控制：洞內(nèi)高程控制按三等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求施測(cè)， 觀 測(cè)方法和洞外相同。洞內(nèi)高程控制點(diǎn)的密度一般不大于 200m,布設(shè)于導(dǎo)

10、 線控制點(diǎn)上。七、隧道貫通誤差分析7.1貫通誤差精度要求：對(duì)長(zhǎng)度小于 10km的隧道，洞外、洞內(nèi)控制測(cè)量對(duì)貫通面的貫通誤差影響分別為 37mm、66mm ;高程中誤差分別為 38mm、34mm。7.2洞外導(dǎo)線控制測(cè)量對(duì)橫向貫通誤差的影響：mq= 士*hy 儼+ myL 2（7。2-1 ）（7-2-1）式中my p測(cè)角誤差所引起隧道橫向貫通誤差;myL -測(cè)邊誤差所引起隧道橫向貫通誤差；my B按(7.2-2 )式計(jì)算:myl按(7.2-3 )式計(jì)算:(7。2 3)式中 my p測(cè)角誤差影響在貫通面上的橫向中誤差（mm ）; myl 測(cè)邊誤差影響在貫通面上的橫向中誤差（ mm ）;m p控制網(wǎng)設(shè)

11、計(jì)的測(cè)角中誤差（）；Rx-控制網(wǎng)各點(diǎn)至貫通面的垂直距離（m ）;ml/l 控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差；dy-控制網(wǎng)各邊在貫通面上的投影長(zhǎng)度（m ）附：貫通誤差計(jì)算圖z_0I/IIIC/6由于測(cè)角誤差而產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差為my B= m 制 pXVRx2=0。5/206265 X 辺135。37=5。2mm由于量長(zhǎng)誤差而產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差為myL =m l/L xVIdy2 =1/153039 x"28634.54=4。3mmmq= ±5.22+ 4。32=6。7mm 37 mm 符合精度要求7.3洞外高程控制測(cè)量對(duì)貫通誤差的影響：洞外高程控制測(cè)量在隧 道貫通

12、面上所產(chǎn)生的高程中誤差按下式計(jì)算：m =M avL式中M 每千米水準(zhǔn)測(cè)量的偶然中誤差（mm ）L 洞內(nèi)相鄰兩開挖洞口間高程路線長(zhǎng)度（km ）m 彷=5.0 xv9o 645=15。53mm <38mm符合精度要求結(jié)論：洞外平面控制測(cè)量、高程測(cè)量的精度能滿足隧道貫通測(cè)量的要求。7.4洞外控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1洞外平面控制網(wǎng)應(yīng)沿兩洞口連線方向布設(shè)成多邊形組合圖形， 構(gòu)成閉合檢核條件。2 控制點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在視野開闊、通視良好、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、不易破壞的 地方。3 視線應(yīng)離開旁遮障礙物1m以上，通過(guò)水田、沙灘時(shí)，應(yīng)適當(dāng) 增加視線高度。4 隧道進(jìn)、出口的中線控制樁或 CPI、CPII應(yīng)納入隧道控制網(wǎng)

13、。7.5洞口控制點(diǎn)布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1每個(gè)洞口平面控制點(diǎn)布設(shè)不應(yīng)少于 3個(gè)，水準(zhǔn)點(diǎn)不少于2個(gè)。2 用于向洞內(nèi)傳遞方向的洞外聯(lián)系邊不宜短于500m.3洞口平面控制點(diǎn)應(yīng)便于向洞內(nèi)引測(cè)導(dǎo)線4 GPS控制網(wǎng)進(jìn)洞聯(lián)系邊最大俯仰角不宜大于 5。，導(dǎo)線網(wǎng)、三角 形網(wǎng)的不宜大于15 ° .5洞口 GPS控制點(diǎn)應(yīng)方便用常規(guī)測(cè)量方法檢測(cè)、加密、恢復(fù)和向 洞內(nèi)引測(cè)。洞口子網(wǎng)各控制點(diǎn)間應(yīng)盡量通視。6洞口附近的水準(zhǔn)點(diǎn)宜與隧道洞口等高，兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差以水準(zhǔn) 測(cè)量12站即可聯(lián)測(cè)為宜。7。6利用原控制點(diǎn)增設(shè)新點(diǎn)時(shí)，應(yīng)對(duì)原控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè) ，檢測(cè)精度不 應(yīng)低于原測(cè)精度，檢測(cè)與原測(cè)較差應(yīng)符合下列規(guī)定 ：1平面控制點(diǎn)角度、邊長(zhǎng)檢測(cè)較差的限差應(yīng)按式（6。4.9）計(jì)算:(649)式中 ml、m2 分別為原測(cè)、檢測(cè)的測(cè)邊或測(cè)角中誤差。2利用原水準(zhǔn)點(diǎn)增設(shè)新點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢測(cè)相鄰測(cè)段高差或相鄰水準(zhǔn)點(diǎn) 間的高