橋隧選修8隧道控制測(cè)量

1、隧道控制測(cè)量隧道控制測(cè)量梁建昌梁建昌橋隧控制測(cè)量橋隧控制測(cè)量p 洞外控制測(cè)量洞外控制測(cè)量p 洞內(nèi)控制測(cè)量洞內(nèi)控制測(cè)量p 貫通測(cè)量貫通測(cè)量一、洞外控制測(cè)量一、洞外控制測(cè)量4貫通和貫通誤差類型貫通和貫通誤差類型u鐵路隧道洞外控制測(cè)量目的：在各開挖洞口之間建立一精密的控制網(wǎng)，以便據(jù)此精確地確定各開挖洞口的掘進(jìn)方向和開挖高程，使之正確相向開挖，保證準(zhǔn)確貫通；u分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量?jī)刹糠郑?.洞外控制測(cè)量的任務(wù)洞外控制測(cè)量的任務(wù)u任務(wù)任務(wù)根據(jù)隧道工程特點(diǎn)和需要，在地面布設(shè)一定形狀的控制網(wǎng)，并以適當(dāng)精度測(cè)定其平面位置和高程。u作用作用控制全局，限制測(cè)量誤差的傳遞和積累，保障測(cè)量工作的相對(duì)精度。一

2、、任務(wù)、特點(diǎn)和布設(shè)原則一、任務(wù)、特點(diǎn)和布設(shè)原則2. 洞外控制測(cè)量的特點(diǎn)洞外控制測(cè)量的特點(diǎn)1）控制網(wǎng)的大小、形狀、點(diǎn)位分布，應(yīng)與隧道工程的大小、形狀相適應(yīng)，點(diǎn)位布設(shè)要考慮施工放樣的方便。 如：隧道控制網(wǎng)一定要保證隧道兩端有控制點(diǎn)。2）洞外控制網(wǎng)的精度，不要求網(wǎng)的精度均勻，但要保證某一方向和某幾個(gè)點(diǎn)的相對(duì)精度高。 如：隧道控制網(wǎng)要能保證貫通的橫向貫通的準(zhǔn)確性。3）坐標(biāo)系宜采用獨(dú)立坐標(biāo)系，投影面的選擇應(yīng)滿足“控制點(diǎn)反算的兩點(diǎn)間長(zhǎng)度與實(shí)地兩點(diǎn)間長(zhǎng)度之差盡可能小”的要求。 如：隧道施工控制網(wǎng)投影到隧道貫通面上3.洞外控制測(cè)量的布設(shè)步驟洞外控制測(cè)量的布設(shè)步驟1）搜集資料 初步設(shè)計(jì)控制網(wǎng)精度等級(jí)和網(wǎng)的類型3

3、）控制網(wǎng)優(yōu)化 確定網(wǎng)點(diǎn)和網(wǎng)形4）制定實(shí)施方案。2）現(xiàn)場(chǎng)踏勘、交樁 初步選點(diǎn)，確定控制網(wǎng)方案4 .洞外控制網(wǎng)的布設(shè)原則洞外控制網(wǎng)的布設(shè)原則1）網(wǎng)形、網(wǎng)的大小主要取決于隧道工程的形狀、規(guī)模、施工方法，以及確保進(jìn)洞附近有足夠的控制點(diǎn)。 如，山嶺隧道兩端控制點(diǎn)密度較大，中間過渡點(diǎn)相對(duì)較少。2）控制網(wǎng)必需具備必要的精度。 當(dāng)前測(cè)量手段能達(dá)到的； 根據(jù)隧道工程要求所確定。3）投影面的選擇應(yīng)滿足控制點(diǎn)反算的兩點(diǎn)間長(zhǎng)度與實(shí)地兩點(diǎn)間長(zhǎng)度之差盡可能小。4）地面高程控制網(wǎng)盡量采用幾何水準(zhǔn)方法，高程控制點(diǎn)可與平面控制點(diǎn)共用同一標(biāo)石，也可單獨(dú)設(shè)置。5）點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)穩(wěn)定可靠，方便放樣，不易被破壞。1.GPS網(wǎng)網(wǎng)二、洞外網(wǎng)形

4、式二、洞外網(wǎng)形式 GPS控制測(cè)量在隧道施工控制測(cè)量中已得到廣泛的應(yīng)用，而且取得優(yōu)于常規(guī)控制測(cè)量的結(jié)果。 GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則同于常規(guī)的平面控制網(wǎng)。應(yīng)在洞口處設(shè)點(diǎn)給出精確的進(jìn)洞方向以指導(dǎo)隧道開挖，確保貫通質(zhì)量。平面控制網(wǎng)的布網(wǎng)方案有中線法、精密導(dǎo)線法、三角鎖網(wǎng)法、GPS測(cè)量。1）網(wǎng)點(diǎn)密度按工程需要確定）網(wǎng)點(diǎn)密度按工程需要確定 根據(jù)工程的大小、范圍、精度和點(diǎn)位密度的要求布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)，不過分地要求點(diǎn)位均勻，平均邊長(zhǎng)從幾百米到幾公里不等，以滿足工程需要為原則。2）網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)滿足一定的精度要求）網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)滿足一定的精度要求 合理地確定施測(cè)精度標(biāo)準(zhǔn)，既能保證當(dāng)前工程的需要，又留有適當(dāng)?shù)挠嗟兀瑫r(shí)考慮今后其他工程的可能需

5、要。3）遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范、按等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和作業(yè)）遵循統(tǒng)一的測(cè)量規(guī)范、按等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和作業(yè)（1）GPS控制網(wǎng)布設(shè)的基本原則控制網(wǎng)布設(shè)的基本原則（2）網(wǎng)形設(shè)計(jì)）網(wǎng)形設(shè)計(jì)（3）保證）保證GPS工程控制網(wǎng)質(zhì)量的主要措施工程控制網(wǎng)質(zhì)量的主要措施1)減小天線相位中心變化和多路徑的影響2)防止接收信號(hào)受到電干擾3)大氣層折射影響的改正4)保證衛(wèi)星星座質(zhì)量和不丟失衛(wèi)星信號(hào)2.導(dǎo)線網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng) 導(dǎo)線測(cè)量是洞外控制的一種主要方法，在隧道的洞外控制中廣泛應(yīng)用。 隨著全站儀精度的提高，給導(dǎo)線測(cè)量提供了十分方便的條件。 導(dǎo)線測(cè)量相對(duì)于三角測(cè)量布設(shè)靈活，作業(yè)方便、計(jì)算簡(jiǎn)單， 導(dǎo)線測(cè)量的不足之處就是檢核條件遠(yuǎn)不如三角測(cè)量。

6、形式：導(dǎo)線網(wǎng)、主副導(dǎo)線、單導(dǎo)線等。l 導(dǎo)線網(wǎng)方案導(dǎo)線網(wǎng)方案1）盡量沿中線布設(shè)成直伸型；2）布設(shè)為閉合環(huán)，盡可能增多環(huán)數(shù)，減少各環(huán)中導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)；3）導(dǎo)線邊邊長(zhǎng)盡量均勻；4）可布設(shè)成單導(dǎo)線、單閉合導(dǎo)線和狹長(zhǎng)多環(huán)導(dǎo)線鎖狹長(zhǎng)多環(huán)導(dǎo)線鎖；5）用全站儀時(shí)主、副導(dǎo)線環(huán)意義不大。隧道較短（1.7km），洞外直接采用一級(jí)導(dǎo)線控制測(cè)量方法1）一般地，2km以下的短隧道均可采用單閉合導(dǎo)線；2）當(dāng)兩端洞口控制點(diǎn)與國(guó)家三角點(diǎn)方便聯(lián)測(cè)時(shí)，可采用單附合導(dǎo)線；3）除復(fù)雜的長(zhǎng)大曲線隧道要采用GPS網(wǎng)、邊角網(wǎng)或混合網(wǎng)外（不多見），幾乎所有的中長(zhǎng)隧道均可采用狹長(zhǎng)的多環(huán)導(dǎo)線l 導(dǎo)線適用性導(dǎo)線適用性大瑤山隧道（14.295km）大秦線軍

7、都山隧道（8.46km）朔石線雁門關(guān)隧道（10.764km）候月線云臺(tái)山隧道（8.147km）橫南線分水關(guān)隧道（7.228km）南昆線米花嶺隧道（8.654km）湘黔復(fù)線新雪峰山隧道（3.693km）1）導(dǎo)線網(wǎng)包含四個(gè)閉合環(huán)；2）兩洞口點(diǎn)進(jìn)1(TC2)和出1 (TC8)納入主網(wǎng)，進(jìn)2 和出2為插點(diǎn)。 3）主網(wǎng)平均邊長(zhǎng)617.9m，最短邊長(zhǎng)315m，最長(zhǎng)邊1173m。洞口點(diǎn)至后視點(diǎn)（定向點(diǎn)）的最短邊長(zhǎng)(進(jìn)2-TC1)為301.6m，導(dǎo)線邊最大傾角24，平均傾角815。 4）由TCl610全站儀施測(cè)，測(cè)距標(biāo)稱精度為2mm+2ppm，測(cè)角精度1.5。水平角觀測(cè)12測(cè)回，豎直角觀測(cè)3測(cè)回，邊長(zhǎng)觀測(cè)3測(cè)

8、回。5）估算的橫向貫通誤差為11.7mm。實(shí)際為5.9mm，限差為55mm。實(shí)例：實(shí)例：3.三角網(wǎng)（三角鎖）三角網(wǎng)（三角鎖） 三角鎖相對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)而言，檢核條件多、精度可靠。 三角鎖的布設(shè)最好在垂直于貫通面的方向直伸，圖形最好以單三角形組成，宜簡(jiǎn)不宜繁； 角鎖形狀與大小應(yīng)與工程大小直接對(duì)應(yīng)； 可加測(cè)邊長(zhǎng)，組成邊角網(wǎng)。 點(diǎn)不要布設(shè)在由于開挖而可能產(chǎn)生地表變形的地區(qū) 在隧道的每一個(gè)入口處都要布設(shè)一個(gè)三角點(diǎn)，該點(diǎn)最好納入同級(jí)網(wǎng)。如無法納人主網(wǎng)內(nèi)，也可以是低一級(jí)插點(diǎn)，但當(dāng)洞內(nèi)有重要工程時(shí)，一般不宜采用插點(diǎn)插網(wǎng)形式。 隧道三角鎖的觀測(cè)精度，應(yīng)根據(jù)貫通誤差的允許值和布設(shè)圖形確定。精度要求不宜太高，但應(yīng)留有一定

9、的余地。 缺點(diǎn)是測(cè)角工作量大，受圖形傳距角大小的限制。l 以前多三角鎖以前多三角鎖 上世紀(jì)80年代前，80以上采用三角鎖控制。成昆鐵路隧道共427座中，123座實(shí)施了控制網(wǎng)，其中90使用三角鎖形式。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 圖形結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)，精度高； 多余觀測(cè)數(shù)多（益處：發(fā)現(xiàn)粗差和系統(tǒng)誤差；缺點(diǎn)，外業(yè)強(qiáng)度大）；l 現(xiàn)多采用邊角網(wǎng)現(xiàn)多采用邊角網(wǎng)（全部角和部分或全部邊） 可以放寬對(duì)傳距角大小限制，對(duì)曲線隧道尤為合適。 1）利用歸化中線利用歸化中線方法：方法：1.將隧道中線的平面位置，測(cè)設(shè)在地表上;2. 反復(fù)核對(duì)改正誤差.把洞口控制點(diǎn)確定下來，施工時(shí)就以這些控制點(diǎn)為準(zhǔn)，將中線引入洞內(nèi)。4.中線法中線法2）現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法

10、）現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法 設(shè)A、D兩點(diǎn)為隧道中線在洞口處的已知點(diǎn)，且不通視。按設(shè)計(jì)圖紙求得AD的概略方位角，然后在現(xiàn)場(chǎng)按此方向以正倒鏡延長(zhǎng)直線的方法，將中線從A點(diǎn)延長(zhǎng)至B 、C，最后至D 點(diǎn)，并量出DD間的距離。 用下式求得CC的距離，完成對(duì)C點(diǎn)的改正。將經(jīng)緯儀移到C，后視D點(diǎn)，再用上法延長(zhǎng)直線至A，若直線不通過A點(diǎn)，再按上述方法計(jì)算在B點(diǎn)的偏距，并改正B點(diǎn)；依此方法，直至使B、C二點(diǎn)都在AD直線上為止。最后將B、C二點(diǎn)在地面上標(biāo)定出來，作為向洞內(nèi)引線的依據(jù)。歸化中線法、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法的優(yōu)缺點(diǎn)歸化中線法、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可以不建立地面與洞內(nèi)的控制網(wǎng)，測(cè)量和計(jì)算工作比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：隧道都位于山

11、嶺地區(qū)，地面起伏大、障礙物多，不論是放樣工作還是測(cè)量工作，采用這種方法都很困難，且不易達(dá)到較高的精度，只適用于長(zhǎng)度較短或貫通精度要求不高的隧道。 高程控制測(cè)量的任務(wù)是在各洞口（或井口）附近設(shè)立23個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，以便于向洞內(nèi)或井下傳遞高程之用。 可采用等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量、光電測(cè)距三角高程測(cè)量。 對(duì)于礦山工程來講，水準(zhǔn)基點(diǎn)的精度應(yīng)達(dá)到國(guó)家四等高程控制點(diǎn)的要求。 對(duì)于一些大型隧道工程而言，其水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)的確定，一方面應(yīng)視隧道的長(zhǎng)度而言，另一方面應(yīng)視地形起伏情況而定。即要滿足相應(yīng)等級(jí)水準(zhǔn)對(duì)兩洞口間水準(zhǔn)線路長(zhǎng)度的要求。5.隧道工程的高程控制測(cè)量隧道工程的高程控制測(cè)量37u如線路平面控制網(wǎng)（CP、CP）精度能夠滿

12、足隧道平面控制測(cè)量要求，應(yīng)在線路平面控制網(wǎng)草礎(chǔ)上擴(kuò)展加密，建立隧道平面控制網(wǎng)；u如線路平面控制網(wǎng)精度不能滿足要求或者隧道洞口兩端線路平面控制網(wǎng)點(diǎn)不在一個(gè)投影帶內(nèi)，應(yīng)建立隧道獨(dú)立平面控制網(wǎng)，并與隧道洞口附近線路平面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)；u獨(dú)立的隧道平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系宜采用以隧道平均高程面為基準(zhǔn)面，取隧道工程中心的經(jīng)線作為坐標(biāo)投影的中央子午線；以隧道長(zhǎng)直線或曲線隧道切線為坐標(biāo)縱軸（X）的施工獨(dú)立坐標(biāo)系；u隧道高程系統(tǒng)應(yīng)與線路高程系統(tǒng)相同。三、鐵路隧道洞外控制網(wǎng)布設(shè)要求三、鐵路隧道洞外控制網(wǎng)布設(shè)要求在每個(gè)洞口應(yīng)測(cè)設(shè)不少于3個(gè)平面控制點(diǎn)（包括洞口投點(diǎn)及其相聯(lián)系的三角點(diǎn)或?qū)Ь€點(diǎn)）2個(gè)高程控制點(diǎn)。直線隧道上，兩端洞口

13、應(yīng)各確定一個(gè)中線控制樁，以兩樁連線作為隧道的中線；在曲線隧道上，應(yīng)在兩端洞口的切線上各確定兩個(gè)間距不小于200 m的中線控制樁，以兩條切線的交角和曲線要素為依據(jù)，來確定隧道中線的位置。洞口傳算方位角的邊長(zhǎng)不宜小于300m;多采用直伸型，避免使用高標(biāo)；1. 一般鐵路隧道洞外網(wǎng)要求一般鐵路隧道洞外網(wǎng)要求平面控制網(wǎng)應(yīng)盡可能包括隧道各洞口的中線控制點(diǎn)，即可以在施工測(cè)量時(shí)提高貫通精度，又可減少工作量。同時(shí)進(jìn)行高程控制測(cè)量,聯(lián)測(cè)各洞口水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，以便引測(cè)進(jìn)洞，保證隧道在高程方向準(zhǔn)確貫通。隧道長(zhǎng)度大于1500 m時(shí)，應(yīng)根據(jù)橫向貫通誤差進(jìn)行平面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)，估算洞外控制測(cè)量產(chǎn)生的橫向貫通誤差影響值，并進(jìn)行洞內(nèi)

14、測(cè)量設(shè)計(jì)。水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度大于5000m時(shí)，應(yīng)根據(jù)高程貫通中誤差進(jìn)行高程控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。例：例：為保證工程的貫通精度，應(yīng)將隧道兩洞口點(diǎn)，對(duì)于曲線隧道還應(yīng)將兩切線上的點(diǎn)ZD1、ZY、ZD3及ZD4包括在控制網(wǎng)內(nèi)（見下圖）。精確地測(cè)定兩條切線的交角，從而精確地確定曲線元素。洞外平面控制網(wǎng)應(yīng)沿兩洞口連線方同布設(shè)成多邊形組合圖形，構(gòu)成閉合檢核條件。每個(gè)洞口平面控制點(diǎn)布設(shè)不應(yīng)少于3個(gè)，便于向洞內(nèi)引測(cè)導(dǎo)線。視線應(yīng)離開旁遮障礙物1 m以上，通過水田、沙灘時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加視線高度。用于向洞內(nèi)傳遞方向的洞外聯(lián)系邊不宜短于500 m。隧道進(jìn)、出口的中線控制樁或CP、CP應(yīng)納入隧道控制網(wǎng)。2. 高鐵洞外網(wǎng)要求高鐵洞外網(wǎng)要求G

15、PS控制網(wǎng)應(yīng)由各洞口子網(wǎng)聯(lián)結(jié)組成，應(yīng)控制全隧道（包括各種輔助坑道）的長(zhǎng)度和方向，并將標(biāo)定隧道中線（包括與隧道相關(guān)的線路中線）的控制點(diǎn)納入控制網(wǎng)。各控制點(diǎn)至少應(yīng)有2條GPS基線向量的觀測(cè)值，多數(shù)點(diǎn)應(yīng)有3條以上GPS基線向量的觀測(cè)值。洞口子網(wǎng)一般應(yīng)布設(shè)成三角形或大地四邊形，各控制點(diǎn)間應(yīng)盡量通視。進(jìn)洞聯(lián)系邊應(yīng)為直接觀測(cè)邊，最大俯仰角不宜大于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)。當(dāng)洞口采用GPS測(cè)量特別困難時(shí)，可以只布設(shè)一條GPS定向聯(lián)系邊，然后選設(shè)兩個(gè)輔助導(dǎo)線點(diǎn)一起構(gòu)成洞口施工控制網(wǎng)。洞外導(dǎo)線網(wǎng)應(yīng)沿隧道兩洞口連線方向布設(shè)成多邊形閉合環(huán)，每個(gè)導(dǎo)線環(huán)由46條邊構(gòu)成。導(dǎo)線邊

16、長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度和輔助分坑的分布情況，結(jié)合地形條件和儀器測(cè)程確定，宜采用長(zhǎng)邊。三角形網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成線形三角鎖或大地四邊形，宜采用邊角網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)。導(dǎo)線網(wǎng)、三角形網(wǎng)進(jìn)洞聯(lián)系邊最大俯仰角不宜大于15。控制網(wǎng)觀測(cè)應(yīng)在成像清晰穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。地形和地面條件復(fù)雜、旁折光影響較大的地方，應(yīng)選擇最有利的觀測(cè)時(shí)間觀測(cè)。3.鐵路隧道洞外高程控制測(cè)量方法鐵路隧道洞外高程控制測(cè)量方法（1）任務(wù)）任務(wù)按照設(shè)計(jì)精度施測(cè)各開挖洞口附近水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，以按照設(shè)計(jì)精度施測(cè)各開挖洞口附近水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，以便將整個(gè)隧道的統(tǒng)一高程系統(tǒng)引入洞內(nèi)，以保證在高程方向按便將整個(gè)隧道的統(tǒng)一高程系統(tǒng)引入洞內(nèi)，以保證在高程方向按規(guī)定精度正確貫通

17、，并使隧道各附屬工程按要求的高程精度正規(guī)定精度正確貫通，并使隧道各附屬工程按要求的高程精度正確修建。確修建。（2）高程控制測(cè)量方法：）高程控制測(cè)量方法：1）常采用水準(zhǔn)測(cè)量方法）常采用水準(zhǔn)測(cè)量方法2）光電測(cè)距三角高程）光電測(cè)距三角高程 當(dāng)山勢(shì)陡峻采用水準(zhǔn)測(cè)量困難時(shí)，四、五等高程控制亦可當(dāng)山勢(shì)陡峻采用水準(zhǔn)測(cè)量困難時(shí)，四、五等高程控制亦可采用光電測(cè)距三角高程的方法進(jìn)行。采用光電測(cè)距三角高程的方法進(jìn)行。（3）高程控制路線：）高程控制路線： 應(yīng)選擇連接各洞口最平坦和最短的線路，以期達(dá)到設(shè)站少、應(yīng)選擇連接各洞口最平坦和最短的線路，以期達(dá)到設(shè)站少、觀測(cè)快、精度高的要求。觀測(cè)快、精度高的要求。 每一個(gè)洞口應(yīng)埋

18、設(shè)不少于每一個(gè)洞口應(yīng)埋設(shè)不少于2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，兩水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，兩水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，以能安置一次儀器即可聯(lián)測(cè)為宜，方便引測(cè)并避開施工的干擾。以能安置一次儀器即可聯(lián)測(cè)為宜，方便引測(cè)并避開施工的干擾。3.控制網(wǎng)等級(jí)控制網(wǎng)等級(jí)4.控制網(wǎng)的等級(jí)確定控制網(wǎng)的等級(jí)確定根據(jù)地面、洞內(nèi)控制網(wǎng)測(cè)量的一般情況，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、有效等原則，選擇儀器和作業(yè)方法，計(jì)算所能達(dá)到的精度指標(biāo)，制定控制網(wǎng)的等級(jí)。由于測(cè)量手段的進(jìn)步，高鐵測(cè)量規(guī)范對(duì)貫通限差進(jìn)行了修改。5.洞內(nèi)外貫通限差的分配洞內(nèi)外貫通限差的分配p 洞外、聯(lián)系測(cè)量、洞內(nèi)各占1/3,聯(lián)系測(cè)量歸為洞內(nèi)部分。洞外平面控制測(cè)量誤差產(chǎn)生的橫向中誤差為：洞內(nèi)平面控制測(cè)量誤差產(chǎn)生的橫

19、向中誤差為：p 洞外、洞內(nèi)一端、洞內(nèi)另一端各占1/3。洞外平面控制測(cè)量誤差產(chǎn)生的橫向中誤差為：洞內(nèi)平面控制測(cè)量誤差產(chǎn)生的橫向中誤差為：6.隧道洞外控制網(wǎng)坐標(biāo)系和投影面的選定隧道洞外控制網(wǎng)坐標(biāo)系和投影面的選定 1 1）洞外網(wǎng)坐標(biāo)系可選定任意平面直角坐標(biāo)系）洞外網(wǎng)坐標(biāo)系可選定任意平面直角坐標(biāo)系 因洞內(nèi)坐標(biāo)系通常為一軸（X軸）平行于隧道方向，故須將洞外坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至該坐標(biāo)系中。 隧道方向：直線為進(jìn)出洞口點(diǎn)連線；曲線取進(jìn)、出洞口點(diǎn)的切線方向。該方向平移后作坐標(biāo)軸時(shí)顧及不使坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值。cos-sinsincosxxxyyy oo3、8為洞口點(diǎn)，2、8為曲線兩側(cè)切線上的點(diǎn)，4為交點(diǎn)JD2xy ：xy ：地面

20、坐標(biāo)系洞內(nèi)坐標(biāo)系在新坐標(biāo)系中的方位角x: :選取隧道地面設(shè)計(jì)高程的平均高程面。通常取進(jìn)、出洞口點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程的平均高程面平均高程面。洞外網(wǎng)平差時(shí)，應(yīng)把所有的已知邊和觀測(cè)邊長(zhǎng)化算到這一平面上。因洞外網(wǎng)的角觀測(cè)值化算到該平面上時(shí)改正數(shù)較小，可認(rèn)為洞外的角觀測(cè)值即為該投影面上的角觀測(cè)值。2 2）洞外網(wǎng)投影面選擇）洞外網(wǎng)投影面選擇秦嶺特長(zhǎng)鐵路隧道控制網(wǎng)秦嶺特長(zhǎng)鐵路隧道控制網(wǎng) 我國(guó)隧道修建技術(shù)上臺(tái)階的標(biāo)志性工程； 我國(guó)首座一次建成基本平行的兩座單線隧道所組成； 最大埋深1600m，長(zhǎng)全長(zhǎng)18.448 km； 我國(guó)第一條采用GPS全球定位儀定位； 全隧道僅中間一個(gè)貫通面，實(shí)際貫通水平偏差12mm，高差2mm

21、。典型的洞外控制網(wǎng)介紹典型的洞外控制網(wǎng)介紹（1）測(cè)量影響測(cè)量影響1）要求橫向貫通中誤差小于100 mm，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的250mm的要求。2）測(cè)區(qū)內(nèi)相對(duì)高差約2 000 m；山徒林密，地形復(fù)雜，通視和交通條件極差，氣候變化無常，晝夜溫差懸殊，測(cè)量工作難度極大，不便于布設(shè)常規(guī)的三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)。（2）平面）平面GPS測(cè)量測(cè)量p B級(jí)網(wǎng)。p 全網(wǎng)由12個(gè)控制點(diǎn)組成，隧道兩端各有六個(gè)控制點(diǎn)。p 采用異步環(huán)相連，并組成三角形和大地四邊形；p 采用三臺(tái)W i1d200 GPS接收機(jī),相對(duì)靜態(tài)定位的方法；p 觀測(cè)執(zhí)行全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范B級(jí)網(wǎng)規(guī)定。p 水準(zhǔn)路線全長(zhǎng)120多公里；p 采用一等精密

22、水準(zhǔn)測(cè)量、加密重力點(diǎn)級(jí)重力測(cè)量；p 水準(zhǔn)外業(yè)采用兩臺(tái)自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀Zeiss Ni002及其配套的銦鋼水準(zhǔn)標(biāo)尺，由兩個(gè)外業(yè)小組同向進(jìn)行；p 采用相對(duì)重力儀Lacoste對(duì)水準(zhǔn)路線上每個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)按加密重力點(diǎn)要求，分三條測(cè)線進(jìn)行重力測(cè)量。（3）高程測(cè)量）高程測(cè)量二、洞內(nèi)控制測(cè)量二、洞內(nèi)控制測(cè)量l 洞內(nèi)高程控制測(cè)量的目的洞內(nèi)高程控制測(cè)量的目的 在洞內(nèi)建立一個(gè)與地面統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，確定各種隧道工程在豎直方向的位置及相互關(guān)系，保證隧道在豎直方向的正確貫通。l 洞內(nèi)平面控制測(cè)量的目的洞內(nèi)平面控制測(cè)量的目的 以必要的精度，按照與洞外控制測(cè)量統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，建立洞內(nèi)的控制系統(tǒng)，保證隧道工程在所要求的精度范圍

23、內(nèi)貫通。一、洞內(nèi)控制測(cè)量概述一、洞內(nèi)控制測(cè)量概述1.目的目的洞內(nèi)控制測(cè)量包括洞內(nèi)平面控制測(cè)量、洞內(nèi)高程控制測(cè)量。1）洞內(nèi)平面控制測(cè)量實(shí)際上是導(dǎo)線測(cè)量；）洞內(nèi)平面控制測(cè)量實(shí)際上是導(dǎo)線測(cè)量；洞內(nèi)平面控制測(cè)量由于受隧道工程條件的限制，使得測(cè)量方法較為單一，只能敷設(shè)導(dǎo)線。導(dǎo)線在施工期間，只能布置成支導(dǎo)線的形式；2.特點(diǎn)特點(diǎn)（1）洞內(nèi)平面控制測(cè)量的特點(diǎn)）洞內(nèi)平面控制測(cè)量的特點(diǎn)2）只能按隧道的開挖形狀布設(shè)只能按隧道的開挖形狀布設(shè)，通常形成延伸狀；，通常形成延伸狀；3）隨著坑道的開挖而逐漸向前延伸，不能一次布設(shè)完成；）隨著坑道的開挖而逐漸向前延伸，不能一次布設(shè)完成；5）洞內(nèi)洞內(nèi)導(dǎo)線必須與導(dǎo)線必須與洞外控制洞

24、外控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)一致網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)一致；洞內(nèi)導(dǎo)線起始邊長(zhǎng)、起始方位角和起始點(diǎn)坐標(biāo)都必須由洞外控制網(wǎng)傳遞。設(shè)在洞口的洞外控制點(diǎn)同時(shí)是洞內(nèi)導(dǎo)線的起始點(diǎn)，在導(dǎo)線進(jìn)洞之前，必須對(duì)洞口控制點(diǎn)的坐標(biāo)和進(jìn)洞聯(lián)系方向做檢核。4）洞內(nèi)工作環(huán)境較差，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量干擾較大；）洞內(nèi)工作環(huán)境較差，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量干擾較大；7)布設(shè)布設(shè)洞內(nèi)控制洞內(nèi)控制導(dǎo)線，既要考慮導(dǎo)線，既要考慮到到貫通誤差，又必須考慮貫通誤差，又必須考慮放樣精度及測(cè)設(shè)方便放樣精度及測(cè)設(shè)方便；9）一般先）一般先敷設(shè)敷設(shè)施工導(dǎo)線，施工導(dǎo)線，指示坑道的掘進(jìn)，指示坑道的掘進(jìn)，當(dāng)隧道開當(dāng)隧道開挖到一定長(zhǎng)度后才布置主要控制導(dǎo)線。挖到一定長(zhǎng)度后才布置主要控制導(dǎo)線。6)對(duì)于布

25、設(shè)在兩平行隧道中的支導(dǎo)線，宜利用對(duì)于布設(shè)在兩平行隧道中的支導(dǎo)線，宜利用橫洞橫洞進(jìn)行進(jìn)行連測(cè)連測(cè)；當(dāng)平行掘進(jìn)兩個(gè)隧道時(shí)，隔一段距離有橫向隧道相連。經(jīng)橫洞連測(cè)，平差求出精確坐標(biāo)和方位角之后，再向前開挖并傳遞坐標(biāo)和方位角。1）高程測(cè)量線路一般與洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的線路相同；）高程測(cè)量線路一般與洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的線路相同； 通常利用洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)作為高程點(diǎn)。高程點(diǎn)可埋設(shè)在頂板、底板或邊墻上。2）在坑道貫通之前，高程測(cè)量線路均為支線；）在坑道貫通之前，高程測(cè)量線路均為支線； 需要往返觀測(cè)及多次觀測(cè)進(jìn)行檢核。3）一般低等級(jí)高程測(cè)量給出坑道在豎直面內(nèi)的掘進(jìn)）一般低等級(jí)高程測(cè)量給出坑道在豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向，然后再進(jìn)行高等級(jí)

26、的高程測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)。方向，然后再進(jìn)行高等級(jí)的高程測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)。 每組永久高程點(diǎn)應(yīng)設(shè)置三個(gè)，永久高程點(diǎn)的間距一般以300500m為宜。（2）洞內(nèi)高程控制測(cè)量的特點(diǎn)）洞內(nèi)高程控制測(cè)量的特點(diǎn)常采用: 中線法 或 導(dǎo)線法兩種形式。 1.中線法中線法 （新建鐵路測(cè)量規(guī)范，以6“儀器為依據(jù)）適用于小于500 m的曲線隧道和小于1 000 m的直線隧道。 （高鐵測(cè)量規(guī)范，以2“儀器為依據(jù)）適用于小于1500 m的曲線和直線隧道。 以洞外控制測(cè)量定測(cè)的洞口投點(diǎn)為依據(jù)，向洞內(nèi)直接測(cè)設(shè)隧道中線點(diǎn)，并不斷延伸作為洞內(nèi)平面控制。 這是特殊的支導(dǎo)線形式，即把中線控制點(diǎn)作為導(dǎo)線點(diǎn)。 若將測(cè)設(shè)的中線點(diǎn)，輔以高精度的測(cè)角、量

27、距，可以計(jì)算出新點(diǎn)實(shí)際的精確點(diǎn)位，并和理論坐標(biāo)相比較，根據(jù)其誤差，再將新點(diǎn)移到正確的中線位置上，這種方法也可以用于較長(zhǎng)的隧道。二、洞內(nèi)平面控制測(cè)量二、洞內(nèi)平面控制測(cè)量1）施工導(dǎo)線、基本導(dǎo)線、主要導(dǎo)線）施工導(dǎo)線、基本導(dǎo)線、主要導(dǎo)線 邊開挖，邊設(shè)置，精度低，邊長(zhǎng)短（2050m）。 由基本導(dǎo)線或主要導(dǎo)線點(diǎn)控制，以準(zhǔn)確地指導(dǎo)開挖。 它的一部分點(diǎn)將作為后續(xù)的基本導(dǎo)線點(diǎn)。l 施工導(dǎo)線：施工導(dǎo)線：隧道施工中，為了方便的進(jìn)行放樣和開挖而布設(shè)的一種導(dǎo)線。2.導(dǎo)線導(dǎo)線 主要任務(wù)是檢查和發(fā)現(xiàn)施工導(dǎo)線的粗差，糾正開挖的方向偏差，保證隧道按預(yù)計(jì)精度正確貫通。 邊長(zhǎng)為100200 m，通常利用施工導(dǎo)線點(diǎn)，并與之重合，這祥

28、到檢核和糾正的目的。 當(dāng)隧道不超過2km時(shí)，這種基本導(dǎo)線可作為首級(jí)控制。l 基本導(dǎo)線：基本導(dǎo)線：為準(zhǔn)確的指導(dǎo)開挖，保證隧道正確貫通而布設(shè)的精度要求較高的導(dǎo)線。 對(duì)于較長(zhǎng)隧道，基本導(dǎo)線難保證隧道貫通處應(yīng)達(dá)到的貫通精度，須布設(shè)邊長(zhǎng)更長(zhǎng)的主要導(dǎo)線作為首級(jí)控制。 邊長(zhǎng)一般為150800m，導(dǎo)線點(diǎn)由合適的基本導(dǎo)線點(diǎn)組成。 一般為了提高主要導(dǎo)線的測(cè)定精度，減少外界條件的不利影響，主要導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)力求靠近隧道的中心線布設(shè)。l 主要導(dǎo)線：主要導(dǎo)線：為滿足較長(zhǎng)隧道的貫通精度而布設(shè)的邊長(zhǎng)更長(zhǎng)的首級(jí)控制。2）洞內(nèi)導(dǎo)線特點(diǎn)）洞內(nèi)導(dǎo)線特點(diǎn) 洞內(nèi)導(dǎo)線是隨著隧道的開挖而向前延伸，因此只能敷設(shè)支導(dǎo)線或狹長(zhǎng)形導(dǎo)線環(huán)； 測(cè)量工作間歇

29、時(shí)間取決于開挖面的進(jìn)展速度； 導(dǎo)線的形狀完全取決于坑道的形狀和施工方法； 只能用重復(fù)觀測(cè)的方法進(jìn)行檢核，定期進(jìn)行精確復(fù)測(cè)，以保證控制測(cè)量的精度； 洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)不宜保存，觀測(cè)條件差，標(biāo)石頂面最好比洞內(nèi)地面低2030 cm，上面加設(shè)堅(jiān)固護(hù)蓋。 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在避免施工干擾、穩(wěn)固可靠的地段，盡量形成閉合環(huán)。導(dǎo)線邊以接近等長(zhǎng)為宜，一般直線地段不短于200 m，曲線地段不宜短于70 m。（1）單導(dǎo)線）單導(dǎo)線 缺乏檢測(cè)條件 測(cè)量轉(zhuǎn)折角時(shí)最好半數(shù)測(cè)回測(cè)左角，半數(shù)測(cè)回測(cè)右角。（2）導(dǎo)線環(huán)）導(dǎo)線環(huán) 是長(zhǎng)大隧道洞內(nèi)控制測(cè)量的首選形式； 每增設(shè)一對(duì)新點(diǎn)，可按兩點(diǎn)坐標(biāo)反算距離，然后與實(shí)地丈量比較。3）洞內(nèi)導(dǎo)線形式）洞內(nèi)導(dǎo)

30、線形式4） 導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)置導(dǎo)線點(diǎn)的設(shè)置(1) 應(yīng)盡量沿線路中線（或邊線）布設(shè)，邊長(zhǎng)要應(yīng)盡量沿線路中線（或邊線）布設(shè)，邊長(zhǎng)要接近等邊，盡量避免長(zhǎng)短邊相接。接近等邊，盡量避免長(zhǎng)短邊相接。 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在施工干擾小、通視良好且穩(wěn)固的安全地段，視線距建筑物大于0.2m。 大斷面的長(zhǎng)隧道可布設(shè)成多邊形閉合導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)。 有平行導(dǎo)坑時(shí)，單導(dǎo)線應(yīng)與正洞導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，以資檢核。5）洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)的一般技術(shù)規(guī)則和注意事項(xiàng)）洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)的一般技術(shù)規(guī)則和注意事項(xiàng)(2)在進(jìn)行導(dǎo)線延伸測(cè)量時(shí)，應(yīng)對(duì)以前的導(dǎo)線點(diǎn)在進(jìn)行導(dǎo)線延伸測(cè)量時(shí)，應(yīng)對(duì)以前的導(dǎo)線點(diǎn)作檢核測(cè)量。作檢核測(cè)量。 在直線地段，只作角度檢測(cè)，在曲線地段，還要同時(shí)作

31、邊長(zhǎng)檢核測(cè)量。(3) 凡是構(gòu)成閉合圖形的導(dǎo)線網(wǎng)，都應(yīng)進(jìn)行平差計(jì)算，以凡是構(gòu)成閉合圖形的導(dǎo)線網(wǎng)，都應(yīng)進(jìn)行平差計(jì)算，以便求出導(dǎo)線點(diǎn)的新坐標(biāo)值。便求出導(dǎo)線點(diǎn)的新坐標(biāo)值。（4）每次建立新點(diǎn)，都必須檢測(cè)前一個(gè)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，）每次建立新點(diǎn)，都必須檢測(cè)前一個(gè)舊點(diǎn)的穩(wěn)定性，確認(rèn)舊點(diǎn)沒有發(fā)生位移，才能用來發(fā)展新點(diǎn)。確認(rèn)舊點(diǎn)沒有發(fā)生位移，才能用來發(fā)展新點(diǎn)。洞內(nèi)導(dǎo)線等級(jí)的確定，取決于隧道工程的類型、范圍及精度要求等。6）洞內(nèi)導(dǎo)線的等級(jí)）洞內(nèi)導(dǎo)線的等級(jí)高速鐵路上曲線隧道與直線隧道的洞內(nèi)控制測(cè)量沒有較大的區(qū)別。洞內(nèi)洞外平面控制網(wǎng)宜以邊連接。洞內(nèi)平面控制網(wǎng)宜布設(shè)成多邊形導(dǎo)線環(huán)，每個(gè)環(huán)由46條邊構(gòu)成。一般情況下導(dǎo)線邊長(zhǎng)不宜

32、小于400m，相鄰邊長(zhǎng)的比不宜小于1：3。長(zhǎng)隧道宜布設(shè)成交叉雙導(dǎo)線形式，以增加網(wǎng)的內(nèi)部檢核條件、提高網(wǎng)的可靠性。3.高速鐵路隧道洞內(nèi)控制網(wǎng)高速鐵路隧道洞內(nèi)控制網(wǎng)隧道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)間視線應(yīng)旁離洞內(nèi)設(shè)施0. 2 m以上。洞內(nèi)平面控制網(wǎng)（包括洞口3個(gè)平控制點(diǎn)）應(yīng)定期檢查復(fù)測(cè)。隧道竣工后應(yīng)與隧道內(nèi)CP II控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。844.觀測(cè)和處理觀測(cè)和處理（1）觀測(cè)）觀測(cè)洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)隨施工進(jìn)度分期布設(shè)，建立新一期導(dǎo)線前，應(yīng)按規(guī)范檢測(cè)原有控制點(diǎn)。測(cè)角時(shí)，必須經(jīng)過通風(fēng)排煙，使空氣澄清以后，能見度恢復(fù)時(shí)進(jìn)行。根據(jù)測(cè)量的精度要求確定使用儀器的類型和測(cè)回?cái)?shù) ；洞口站測(cè)角工作宜在夜晚或陰天進(jìn)行；洞內(nèi)測(cè)量前應(yīng)先將儀器開箱放置min左

33、右，讓儀器與洞內(nèi)溫度基本一致;目標(biāo)應(yīng)有足夠亮度，受光均勻柔和、目標(biāo)清晰，避免光線從旁側(cè)照射目標(biāo)；完成規(guī)定測(cè)回?cái)?shù)一半后，儀器和反射鏡均應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)180重新對(duì)中整平，觀測(cè)剩余測(cè)回?cái)?shù)；盡可能減小儀器對(duì)中和目標(biāo)對(duì)中誤差的影響；單口掘進(jìn)5 km和10 km左右時(shí)，可加測(cè)方位精度不低于5的陀螺定向邊，以檢核洞內(nèi)導(dǎo)線。1）導(dǎo)線水平角觀測(cè)）導(dǎo)線水平角觀測(cè)洞內(nèi)邊長(zhǎng)丈量，當(dāng)使用光電測(cè)距儀測(cè)邊時(shí)，應(yīng)注意洞內(nèi)排煙和漏水地段測(cè)距的狀況，準(zhǔn)確進(jìn)行各項(xiàng)改正。 反射鏡應(yīng)有適度照明； 儀器和反射鏡面應(yīng)無水霧； 當(dāng)坑道內(nèi)水汽或粉塵濃度較大時(shí)，應(yīng)停止測(cè)距，避免造成測(cè)距精度下降； 洞內(nèi)有瓦斯時(shí)，應(yīng)采用防爆測(cè)距儀； 為保證測(cè)距精度，邊長(zhǎng)很

34、短時(shí)應(yīng)采用鋼尺量邊。2）導(dǎo)線邊長(zhǎng)觀測(cè)）導(dǎo)線邊長(zhǎng)觀測(cè)初次洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的起算坐標(biāo)和方位角應(yīng)采用測(cè)量設(shè)計(jì)時(shí)確定的進(jìn)洞聯(lián)系邊測(cè)量成果；洞內(nèi)導(dǎo)線引伸測(cè)量的起算坐標(biāo)和方位角應(yīng)采用經(jīng)檢測(cè)合格的前一期洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量成果；洞內(nèi)四等及以上導(dǎo)線平差應(yīng)采用平密平差，一級(jí)導(dǎo)線可采用近似平差。在礦山的重要貫通工程中，還應(yīng)對(duì)導(dǎo)線邊長(zhǎng)加入歸化到投影水準(zhǔn)面和投影到高斯-克呂格投影面的改正。（2）處理）處理隧道工程的平面誤差包括了地面平面控制測(cè)量誤差、聯(lián)系測(cè)量誤差（有些工程無此項(xiàng)誤差）以及洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量誤差。5.洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的精度設(shè)計(jì)洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的精度設(shè)計(jì)設(shè)隧道工程的極限誤差為，若有聯(lián)系測(cè)量，則洞外控制測(cè)量所允許的測(cè)量誤差為洞內(nèi)控制

35、測(cè)量所允許的測(cè)量誤差為洞外控制測(cè)量所允許的測(cè)量誤差為：沒有進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量工作的隧道工程洞內(nèi)控制測(cè)量所允許的測(cè)量誤差為（1）直線隧道洞內(nèi)導(dǎo)線精度設(shè)計(jì)直線隧道洞內(nèi)導(dǎo)線精度設(shè)計(jì)直線隧道的洞內(nèi)導(dǎo)線為等邊直伸導(dǎo)線。u測(cè)角引起橫向貫通誤差，導(dǎo)線端點(diǎn)的橫向誤差為u邊長(zhǎng)誤差只對(duì)隧道的縱向貫通誤差產(chǎn)生影響。式中，MS為主要導(dǎo)線的邊長(zhǎng)中誤差，為邊長(zhǎng)丈量偶然誤差系數(shù),S為基本導(dǎo)線的平均邊長(zhǎng)。當(dāng)隧道兩開挖洞口間長(zhǎng)度大于4km，且洞內(nèi)具有長(zhǎng)邊通視條件時(shí)，采用在基本導(dǎo)線基礎(chǔ)上在成洞部分用長(zhǎng)邊組成主要導(dǎo)線。 若為“洞口洞口”相向開挖，則導(dǎo)線測(cè)角中誤差的設(shè)計(jì)值為：（2）曲線隧道洞內(nèi)導(dǎo)線精度設(shè)計(jì)曲線隧道洞內(nèi)導(dǎo)線精度設(shè)計(jì)一般按等影

36、響原則 設(shè)計(jì)測(cè)角、量邊精度：在實(shí)際工作中，可以預(yù)先給出洞內(nèi)導(dǎo)線的測(cè)角量邊精度指標(biāo)，然后估計(jì)洞內(nèi)導(dǎo)線的測(cè)量誤差對(duì)橫向貫通誤差的影響，若估算值小于并接近允許值，則認(rèn)為預(yù)設(shè)的精度指標(biāo)可行。三、洞內(nèi)高程控制測(cè)量三、洞內(nèi)高程控制測(cè)量洞內(nèi)三等及以上的高程測(cè)量應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量，進(jìn)行往返觀測(cè)；四、五等也可采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量的方法，應(yīng)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)。洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量分兩級(jí)，級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量用以建立洞內(nèi)高程測(cè)量的首級(jí)控制，其精度較高，基本上能滿足貫通工程在高程方面的精度要求；級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量作為I級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)間的加密控制，精度較低。u 洞內(nèi)應(yīng)每隔200500 m設(shè)立一對(duì)高程控制點(diǎn)以便檢核。為了施工便利，應(yīng)在導(dǎo)坑內(nèi)拱部邊墻至少每10

37、0 m設(shè)立一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。洞內(nèi) 水準(zhǔn)路線一般與洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的路線相同，通常利用洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)。洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法與地面水準(zhǔn)測(cè)量基本相同。洞內(nèi)高程控制網(wǎng)（包括洞口2個(gè)高程控制點(diǎn)）應(yīng)定期檢查復(fù)測(cè)。隧道內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)可能設(shè)在隧道頂板上，所以洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量還常使用倒尺法傳遞高程。三角高程測(cè)量常用于傾角大于8的傾斜隧道中。洞內(nèi)測(cè)量結(jié)果的精度必須符合洞內(nèi)高程測(cè)量設(shè)計(jì)要求或規(guī)定等級(jí)的精度。當(dāng)隧道貫通之后，求出相向兩支水準(zhǔn)路線的高程貫通誤差，在允許誤差以內(nèi)時(shí)可在未襯砌地段進(jìn)行調(diào)整。所有開挖、襯砌工程應(yīng)以調(diào)整后的高程指導(dǎo)施工。五、洞內(nèi)導(dǎo)線加測(cè)陀螺方位角五、洞內(nèi)導(dǎo)線加測(cè)陀螺方位角1.陀螺經(jīng)緯儀的原理和應(yīng)用2.加

38、測(cè)陀螺方位角的設(shè)計(jì)三、貫通測(cè)量三、貫通測(cè)量（1）貫通）貫通 為了加快掘進(jìn)速度，縮短通風(fēng)距離，改善工人作業(yè)條件，常在不同地點(diǎn)用幾個(gè)工作面分段掘進(jìn)同一隧道，使各分段隧道相通后仍能滿足設(shè)計(jì)要求，這種工程稱為貫通。一、貫通和貫通測(cè)量一、貫通和貫通測(cè)量1.貫通和貫通測(cè)量的概念貫通和貫通測(cè)量的概念1)相向貫通:兩個(gè)工作面相向掘進(jìn)2)同向貫通:兩個(gè)工作面同向掘進(jìn)3)單向貫通:從隧道一端向另一端的指定點(diǎn)掘進(jìn)（2）貫通的形式）貫通的形式1)兩井間隧道貫通2)無豎井隧道貫通（3）貫通的種類）貫通的種類1)合理的精度 要在確定測(cè)量方案和測(cè)量方法正確的同時(shí)，保證貫通所必需的精度，過高或過低的精度要求都是不合適的;2)

39、必須的檢核 對(duì)所完成的每一項(xiàng)測(cè)量和計(jì)算工作都應(yīng)有客觀獨(dú)立的檢查校核，嚴(yán)格防止不應(yīng)有的粗差出現(xiàn)。（5）貫通測(cè)量工作應(yīng)遵循下列兩條原則）貫通測(cè)量工作應(yīng)遵循下列兩條原則: 為了使兩個(gè)或多個(gè)掘進(jìn)工作面，按其設(shè)計(jì)要求在預(yù)定地點(diǎn)正確接通而進(jìn)行的測(cè)量工作，稱為貫通測(cè)量。（4）貫通測(cè)量）貫通測(cè)量 因洞外、洞內(nèi)控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量等的誤差，導(dǎo)致相向開挖中放樣出來的具有相同里程（貫通里程）的中線點(diǎn)在空間不相重合，此兩點(diǎn)的空間線段稱為貫通誤差。2. 貫通誤差貫通誤差1)縱向貫通誤差縱向貫通誤差:水平面內(nèi)沿中線方向上的長(zhǎng)度偏差;( (影響坡度、安全）影響坡度、安全）2)橫向貫通誤差橫向貫通誤差:水平面內(nèi)垂直于隧道中心方

40、向的偏差; （影響質(zhì)量）（影響質(zhì)量）3)高程貫通誤差高程貫通誤差:水平隧道的高程偏差。（影響坡度、質(zhì)量）（影響坡度、質(zhì)量）（1）貫通誤差的限差）貫通誤差的限差 貫通誤差的限值，一般取中誤差的2倍。 與兩相向開挖洞口的長(zhǎng)度及行業(yè)和規(guī)范有關(guān)。貫通限差貫通限差 (鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則表表4.1.3)貫通限差貫通限差 (公路勘測(cè)規(guī)范公路勘測(cè)規(guī)范)（2）貫通誤差分配）貫通誤差分配1）橫向貫通誤差分配）橫向貫通誤差分配2）高程貫通誤差分配）高程貫通誤差分配洞外山路崎嶇，高差大，視野開闊；洞內(nèi)路線短，高差小，有煙塵、水氣、亮度差等不利因素。分配原則分配原則：將洞外與洞內(nèi)按等影響原則等影響原則分配

41、。hM：隧道總的高程貫通中誤差允許值：洞外（內(nèi)）高程貫通中誤差的允許值hm整個(gè)隧道進(jìn)、出口洞內(nèi)對(duì)于橫向貫通誤差分別的影響值為：整個(gè)隧道進(jìn)、出口洞內(nèi)對(duì)于橫向貫通誤差分別的影響值為：0.583qqqMmM總的影響值為：總的影響值為：2qm設(shè)整個(gè)隧道通過平行導(dǎo)坑的橫向坑道共具有設(shè)整個(gè)隧道通過平行導(dǎo)坑的橫向坑道共具有 n 個(gè)貫通面，個(gè)貫通面， 則每個(gè)貫通面上橫向貫通中誤差容許值為：則每個(gè)貫通面上橫向貫通中誤差容許值為：220.580.82qqqkmMMmnnn例：例：4km隧道，隧道，100qMmm，有，有30個(gè)平行導(dǎo)坑，則每個(gè)貫通面上個(gè)平行導(dǎo)坑，則每個(gè)貫通面上橫向中誤差的容許值：橫向中誤差的容許值：

42、1000.820.821530qkMmmmn *對(duì)于平行導(dǎo)坑施工方式（貫通面很多）：對(duì)于平行導(dǎo)坑施工方式（貫通面很多）：例：例：測(cè)量部位測(cè)量部位橫向中誤差（允許值）（橫向中誤差（允許值）（mm）高高 程程中誤差中誤差（mm）兩開挖洞口間長(zhǎng)度（兩開挖洞口間長(zhǎng)度（km）44881010131317 1720洞外控制洞外控制3045609012015018洞內(nèi)控制洞內(nèi)控制40608012016020017洞外、洞內(nèi)總和洞外、洞內(nèi)總和507510015020025025鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則對(duì)橫向、高程貫通精度要求對(duì)橫向、高程貫通精度要求例：例：(50/2)250.71182hhhhMmmm

43、mMmMmm 鐵鐵路路隧隧道道高高程程貫貫通通總總中中誤誤差差：故故洞洞、內(nèi)內(nèi)外外貫貫通通中中誤誤差差分分別別為為：的線路最大長(zhǎng)度最大長(zhǎng)度為：按四等水準(zhǔn)測(cè)量5kmmmm （）觀測(cè)，則洞外（內(nèi)）高程貫通允許中誤差不超過18mm的線路22221813()5hkmmLkmm三等時(shí)的最大長(zhǎng)度最大長(zhǎng)度為：221835()3Lkm例：例：結(jié)論：一般地，隧道高程控制采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量即可 滿足要求。二、貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)二、貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)，就是按照所選擇的測(cè)量方案與測(cè)量方法，應(yīng)用誤差傳播理論對(duì)貫通精度進(jìn)行估算。 預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差最大可能出現(xiàn)的限度，而不是預(yù)計(jì)貫通實(shí)際偏差的大小。 其目的是

44、優(yōu)化測(cè)量方案與選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，做到對(duì)貫通心中有數(shù)。 在滿足隧道工程生產(chǎn)要求的前提下，既不能由于精度太低而造成工程的損失，影響正常安全生產(chǎn)，也不能因盲目追求高精度而增加測(cè)量工作量。 隧道工程控制測(cè)量包括地面和洞內(nèi)兩部分，每一部分又分平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。u地面平面控制測(cè)量常采用三角網(wǎng)、電磁波測(cè)距導(dǎo)線、 GPS網(wǎng)。u洞內(nèi)平面控制測(cè)量主要采用鋼尺量邊導(dǎo)線和電磁波測(cè)距導(dǎo)線進(jìn)行。另外還可對(duì)某些邊加測(cè)陀螺方位角。u地面和洞內(nèi)的高程控制，一般都采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法。 貫通誤差預(yù)計(jì)可分為兩井間隧道貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)、井下導(dǎo)線加測(cè)堅(jiān)強(qiáng)陀螺定向邊后的隧道貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)等。1.兩井間隧道貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)兩井

45、間隧道貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)在進(jìn)行貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)時(shí)，要考慮地面測(cè)量誤差、井巷聯(lián)系測(cè)量誤差及井下測(cè)量誤差的綜合影響。（1）貫通相遇點(diǎn)）貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差來源包括:1） 地面平面控制測(cè)量誤差、2）聯(lián)系測(cè)量中的定向測(cè)量誤差3）井下平面控制測(cè)量誤差。（2）貫通相遇點(diǎn)）貫通相遇點(diǎn)K在在高程上的誤差預(yù)計(jì)在在高程上的誤差預(yù)計(jì) 貫通相遇點(diǎn)K在高程上的誤差來源:1）地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差2）導(dǎo)入高程誤差3）井下水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量誤差。（1）貫通相遇點(diǎn)）貫通相遇點(diǎn)K在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)在水平重要方向上的誤差預(yù)計(jì)1）地面平面控制測(cè)量誤差

46、地面平面控制測(cè)量誤差引起引起 點(diǎn)點(diǎn)K在重要方向在重要方向x 上上的貫通誤差預(yù)計(jì)的貫通誤差預(yù)計(jì)地面采用GPS布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)地面采用導(dǎo)線布網(wǎng)方案時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)地面采用三角網(wǎng)(鎖)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)p 1用GPS以合適精度測(cè)設(shè)兩井井口附近的近井點(diǎn)，而且兩近井點(diǎn)之間應(yīng)盡量通視。如圖，A、B為兩井的近井點(diǎn)，K點(diǎn)為貫通相遇點(diǎn)。由于地面GPS測(cè)量誤差所引起的K點(diǎn)在x 方向上的貫通誤差可按下式估算：=cosABxSABMM上22()ABSMabS -近井點(diǎn)A和B直接的邊長(zhǎng)中誤差-兩近井點(diǎn)連線與貫通重要方向x 軸之間的夾角AB式中：p 1地面采用地面采用GPS布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)布網(wǎng)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)如圖，

47、J、C為進(jìn)出口點(diǎn)，A、B為定向點(diǎn)，G 為貫通點(diǎn)，在不考慮邊長(zhǎng)SJG、SCG和連結(jié)角的誤差的情況下，由進(jìn)、出口推算出貫通點(diǎn)的坐標(biāo)差的權(quán)函數(shù)式：由GPS網(wǎng)的測(cè)量誤差所引起隧道貫通誤差，可以根據(jù)進(jìn)、出口點(diǎn)及其定向點(diǎn)的坐標(biāo)值及其協(xié)方差矩陣，由貫通點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)、貫通面的方位角等信息，編寫貫通誤差影響值的程序，在微機(jī)上進(jìn)行。p 2根據(jù)平差后的方差和協(xié)方差根據(jù)平差后的方差和協(xié)方差設(shè)未知數(shù)函數(shù)的線性化權(quán)函數(shù)式為：則由協(xié)因數(shù)傳播律可得權(quán)函數(shù)的權(quán)倒數(shù)（協(xié)因數(shù)）和互協(xié)因數(shù)，即：因此，可計(jì)算出XG、 YG的協(xié)因數(shù)qX、 qY ，以及它們的互協(xié)因數(shù)qXY ，乘以GPS網(wǎng)的驗(yàn)后單位權(quán)方差，即可得到貫通點(diǎn)坐標(biāo)差的方差和協(xié)方

48、差，由它們可以計(jì)算貫通點(diǎn)的零點(diǎn)相對(duì)誤差橢圓，該橢圓在貫通面上的投影即為GPS網(wǎng)的橫向貫通誤差影響值如圖，為測(cè)定曲線隧道兩個(gè)洞口點(diǎn)A和F的相對(duì)位置，沿著隧道延伸的方向，在地面上布設(shè)了一條支導(dǎo)線，引起隧道橫向貫通誤差的地面導(dǎo)線測(cè)量誤差包括，導(dǎo)線測(cè)角誤差m、導(dǎo)線量邊誤差ml和洞口兩端起始邊方位角誤差。地面采用導(dǎo)線布網(wǎng)方案時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)地面采用導(dǎo)線布網(wǎng)方案時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)p 1按支導(dǎo)線形式估算則由于地面導(dǎo)線測(cè)量誤差而引起的橫向貫通誤差可以表示為：實(shí)際工作中，洞外導(dǎo)線總是要布設(shè)為附和、環(huán)形或網(wǎng)形，通過平差，測(cè)角測(cè)邊精度都會(huì)產(chǎn)生增益，故按支導(dǎo)線進(jìn)行橫向貫通誤差估算將偏于安全。一般地，在洞外布設(shè)閉合導(dǎo)線或

49、附合導(dǎo)線，進(jìn)行嚴(yán)密平差，評(píng)定出進(jìn)洞點(diǎn)A與進(jìn)洞點(diǎn)B兩點(diǎn)之間在x 方向上的相對(duì)點(diǎn)位中誤差和兩條進(jìn)洞點(diǎn)后視邊坐標(biāo)方位角之間的相對(duì)中誤差。然后按下式計(jì)算出地面導(dǎo)線測(cè)量誤差對(duì)于貫通的影響：22222=2ABAByyxxRRMMM上-兩個(gè)進(jìn)洞點(diǎn)A與B在x 方向上的相對(duì)點(diǎn)位中誤差；-兩條進(jìn)洞點(diǎn)后視邊坐標(biāo)方位角之間的相對(duì)中誤差；-進(jìn)洞點(diǎn)A和B與K點(diǎn)連線在y 軸上的投影長(zhǎng)。式中：p 2按附合導(dǎo)線平差后估算地面采用三角網(wǎng)地面采用三角網(wǎng)(鎖鎖)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)時(shí)的貫通誤差預(yù)計(jì)在方向間接平差中，可按求平差未知數(shù)函數(shù)的精度的方法估算橫向貫通誤差，另外還有零點(diǎn)誤差橢圓法，上述兩種方法都屬于嚴(yán)密估算方法。可利用控制網(wǎng)通用平差程序（可考慮基本條件）在微機(jī)上進(jìn)行，能適合各種網(wǎng)形，使用簡(jiǎn)便，具有普遍推廣意義。如圖，當(dāng)兩井相距較遠(yuǎn)且地勢(shì)不平坦時(shí)，可布設(shè)三角網(wǎng)(鎖)的形式。再由近井點(diǎn)A和B分別向兩個(gè)井口敷設(shè)近井導(dǎo)線。 p 1按求平差未知數(shù)函數(shù)的精度的方法估算橫向貫通誤差按求平差未知數(shù)函數(shù)的精度的方法估算橫向貫通誤差如圖，GJ、GC