隧道洞內(nèi)施工控制測(cè)量之交叉導(dǎo)線網(wǎng)法

1、隧道洞內(nèi)施工控制測(cè)量之交叉 導(dǎo)線網(wǎng)法隧道洞內(nèi)施工控制測(cè)量之交叉導(dǎo)線網(wǎng)法1隧道洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的網(wǎng)形設(shè)計(jì)洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)應(yīng)從隧道洞外 GPS平面控制測(cè)量確定的洞外聯(lián)系邊引入，洞內(nèi)、外平面控制網(wǎng)宜以邊連接進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量。 洞內(nèi)控制 導(dǎo)線網(wǎng)應(yīng)采用下圖1-1所示的交叉導(dǎo)線網(wǎng)，以提高洞內(nèi)平面控制測(cè)量 的可靠性和精度。GPS32圖1-1隧道洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量網(wǎng)形示意圖2導(dǎo)線網(wǎng)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集1)洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的精度要求根據(jù)高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范(TB10601-2009)中的有關(guān)規(guī)定和要求，結(jié)合表1-2所示的隧道施工實(shí)際情況，為保證隧道的橫向貫 通精度，隧道洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的精度等級(jí)及主要技術(shù)要求，應(yīng)滿足

2、表1-2的要求。表1-2洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量主要技術(shù)要求is.、舄注：導(dǎo)線網(wǎng)獨(dú)立閉合環(huán)的邊數(shù)以46條邊 為宜。導(dǎo)線點(diǎn)宜充分利用洞內(nèi)施工平面控制樁， 單獨(dú)布點(diǎn)時(shí)應(yīng)布設(shè)在施 工干擾小、安全穩(wěn)固、方便設(shè)站、便于保存的地方，點(diǎn)間視線應(yīng)距洞 內(nèi)設(shè)施0.2m以上。導(dǎo)線網(wǎng)水平角觀測(cè)宜采用方向觀測(cè)法，并符合下表 1-3的要求。表1-3導(dǎo)線網(wǎng)水平角方向觀測(cè)法的技術(shù)要求等級(jí)儀器等級(jí)半測(cè)回歸零差 ()一測(cè)回內(nèi)2c 互差()同一方向值各測(cè) 回立差()隧道導(dǎo)線0.5 級(jí)儀器4841級(jí)儀器696導(dǎo)線網(wǎng)邊長(zhǎng)測(cè)量應(yīng)符合下表1-4的要求。表1-4導(dǎo)線網(wǎng)邊長(zhǎng)測(cè)量技術(shù)要求等級(jí)使用測(cè)距 儀精度等 級(jí)每邊測(cè)回?cái)?shù)一測(cè)回讀 數(shù)較差限 值(mm)

3、測(cè)回間較 差限值往返觀測(cè) 平距較差 限值往測(cè)返測(cè)(mm)隧道導(dǎo)線I44232mD2)外業(yè)測(cè)量要求1、采用徐卡或天寶高精度測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)線網(wǎng)施測(cè)。外業(yè)測(cè)量采用機(jī)載程序伺服馬達(dá)自動(dòng)測(cè)量并記錄， 全站儀具體標(biāo)稱精度要求如表1-5所本;表1-5導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量全站儀標(biāo)稱精度要求儀器型號(hào)測(cè)角標(biāo)稱精度（）測(cè)距標(biāo)稱精度TS300.50.6mm+1ppmTCA20030.51mm+1ppmTCRP1201 +1.01mm+1.5ppm2、洞內(nèi)平面施測(cè)前和施測(cè)期間需對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢校和經(jīng) 常性檢校，施測(cè)時(shí)注意對(duì)中、整平、通風(fēng)和照明工作；3、聯(lián)測(cè)洞外控制點(diǎn)時(shí)至少需后視兩個(gè)已知方向，并對(duì)已知邊進(jìn) 行距離復(fù)核；4、導(dǎo)

4、線測(cè)量前應(yīng)對(duì)原洞外控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)較差應(yīng)符合式 （1）的要求。當(dāng)檢測(cè)與原測(cè)成果較差滿足限差要求時(shí)方可使用，否 則需重新分析原因，確認(rèn)是點(diǎn)位位移后，需要重新調(diào)整洞外控制點(diǎn)坐 標(biāo)成果。上C / _ 2f限 2寸mi m2（1）式中：m1、m2 分別為原測(cè)、檢測(cè)的測(cè)邊或測(cè)角中誤差。5、由于洞內(nèi)交叉導(dǎo)線平差需要進(jìn)行邊長(zhǎng)的高程改化，導(dǎo)線測(cè)量 時(shí)需要同時(shí)進(jìn)行三角高程測(cè)量，三角高程測(cè)量的精度指標(biāo)按照五等水 準(zhǔn)精度執(zhí)行，各項(xiàng)限差見表1-6。光電三角高程測(cè)量精度應(yīng)符合下表 1-6的要求。表1-6光電三角高程測(cè)量技術(shù)要求等豎直角往返觀邊長(zhǎng)范級(jí)測(cè)回?cái)?shù)（中最大r測(cè)回間較差指標(biāo)差互差測(cè)圖差圍（m）絲法）角值 （）(

5、)()較不 (mm)五 等220101068萬(wàn)200-6006、用于氣象改正的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，在每測(cè)站應(yīng)測(cè)定一次，并 在觀測(cè)手簿上作好相應(yīng)記錄。氣象觀測(cè)時(shí)待氣壓計(jì)、溫度計(jì)與周圍環(huán) 境一致后測(cè)記氣象數(shù)據(jù)，測(cè)距邊氣象改正通過(guò)全站儀進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行。7、為了有效檢查洞內(nèi)導(dǎo)線控制點(diǎn)的穩(wěn)定性，需每?jī)蓚€(gè)月定期對(duì) 交叉導(dǎo)線控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)精度應(yīng)滿足式（1）的要求。如果復(fù) 測(cè)成果超限，需再次復(fù)測(cè)，兩次復(fù)測(cè)成果滿足要求時(shí)導(dǎo)線成果進(jìn)行更 正。3）洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量方式洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量采用交叉導(dǎo)線的形式進(jìn)行布設(shè)，測(cè)量時(shí)每站至少觀測(cè)三個(gè)方向點(diǎn)，一般觀測(cè)四個(gè)方向點(diǎn)。A1A3A5，一 . -yrA2A4A6圖1-2洞內(nèi)

6、控制測(cè)量交叉導(dǎo)線測(cè)量示意圖如圖1-5所示，置鏡A3點(diǎn)，分別觀測(cè)A1、A2、A5和A6點(diǎn), 然后置鏡A4點(diǎn)，分別觀測(cè)A2、A1、A5和A6點(diǎn)。水平方向觀測(cè)時(shí)，應(yīng)選擇距離適中、通視良好、成像清晰且垂直 角較小的方向作為零方向。分組觀測(cè)時(shí)，應(yīng)采用同一零方向。導(dǎo)線網(wǎng)觀測(cè)的測(cè)回?cái)?shù)、水平方向與距離觀測(cè)值的各項(xiàng)限差， 見表 1-3和表1-4中要求3導(dǎo)線網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)外業(yè)觀測(cè)和數(shù)據(jù)質(zhì)量合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行導(dǎo)線網(wǎng)的內(nèi) 業(yè)數(shù)據(jù)處理。導(dǎo)線網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理可按照以下方式進(jìn)行：1、將導(dǎo)線網(wǎng)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)從全站儀中傳輸至計(jì)算機(jī)，并進(jìn)行 備份。2、利用多測(cè)回測(cè)角軟件對(duì)每個(gè)測(cè)站的 2c互差、半測(cè)回歸零差、 垂直角指

7、標(biāo)差互差和測(cè)距較差等精度指標(biāo)進(jìn)行檢查， 對(duì)超限的測(cè)站及 時(shí)補(bǔ)測(cè)；對(duì)測(cè)量的導(dǎo)線邊長(zhǎng)進(jìn)行加常數(shù)、 乘常數(shù)改正，同時(shí)進(jìn)行高程 改化，將距離改化到隧道工程獨(dú)立坐標(biāo)系的投影面上；3、整理成IN2平差文件格式（詳見附錄）；4、以隧道洞口穩(wěn)定的GPS平面控制點(diǎn)為約束點(diǎn)，在隧道工程獨(dú) 立坐標(biāo)系下按嚴(yán)密平差法進(jìn)行整網(wǎng)約束平差。 平差后的各項(xiàng)精度指標(biāo) 應(yīng)滿足表1-2所示的要求。4平差軟件由于導(dǎo)線網(wǎng)可靠性較低，外業(yè)數(shù)據(jù)采集需要謹(jǐn)慎的同時(shí)，內(nèi)業(yè)數(shù) 據(jù)處理及分析更需細(xì)致認(rèn)真。推薦采用中鐵四院鐵路工程精密控制 測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)平差，同時(shí)要求采用Helmert約束平差, 比較兩種平差坐標(biāo)較差，差值在 20mm以內(nèi)比

8、較正常，若兩種平差 坐標(biāo)結(jié)果相差較大，可能是數(shù)據(jù)采集有問題。備注：中鐵四院鐵路工程精密控制測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有常 規(guī)平差和Helmert約束平差功能，同時(shí)具有對(duì)每個(gè)測(cè)站的 2c互差、 半測(cè)回歸零差、垂直角指標(biāo)差互差和測(cè)距較差等精度指標(biāo)進(jìn)行檢核的 功能。附錄 平面控制網(wǎng)觀測(cè)文件（in2格式文件）在進(jìn)行平差之前，必須要準(zhǔn)備好平面觀測(cè)文件（取名規(guī)則為 網(wǎng) 名.in2觀測(cè)文件采用網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，除包含控制網(wǎng)的所有已知點(diǎn)、未知點(diǎn)和觀測(cè)值信息外，還隱含了控制網(wǎng)的拓?fù)湫畔?。平面觀測(cè)文彳為標(biāo)準(zhǔn)的 ASCII碼文件，可以使用任何文本編輯 器建立編輯和修改。其結(jié)構(gòu)如下：r方向中誤差L測(cè)邊雕誤差L比例誤差1L精度號(hào)1

9、， 已知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)I，XI坐標(biāo)，Y1坐標(biāo)+J1 J 已知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)2, X2坐標(biāo),Y2坐標(biāo)/ 巳知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)3X3坐標(biāo)，Y3坐標(biāo) 已知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)4, X4坐標(biāo),狎坐標(biāo)“ _ I,Ji -f測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)， I【J照準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)，觀測(cè)值類型，觀測(cè)值,觀測(cè)值精度上 1 4 由 I I |? j L ? 1該文件分為兩部分：第一部分為控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)，包括先驗(yàn)的 方向觀測(cè)精度，先驗(yàn)測(cè)邊精度和已知點(diǎn)坐標(biāo)（見文件的I部分）；第二 部分為控制網(wǎng)的測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)（見文件的II部分），包括方向、邊長(zhǎng)、 方位角觀測(cè)值。為了文件的簡(jiǎn)潔和統(tǒng)一，我們將已知邊和已知方位角 也放到測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)中，它們和相應(yīng)的觀測(cè)邊和觀測(cè)方位角有相同的 觀測(cè)值類型

10、”，但其精度值賦“0;即權(quán)為無(wú)窮大。第一部分的排列順序?yàn)椋旱谝恍袨榉较蛑姓`差，測(cè)邊固定誤差， 測(cè)邊比例誤差。若為純測(cè)角網(wǎng)，則測(cè)邊固定誤差和比例誤差不起作用； 若為純測(cè)邊網(wǎng)，方向誤差也不起作用，這時(shí)可輸一個(gè)默認(rèn)值”1:程序始終將第一行的方向中誤差值作為單位權(quán)中誤差。若只有一種（或稱為一組）測(cè)角、測(cè)邊精度，則可不輸入精度號(hào)。這時(shí)，從第二行開 始為已知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)及其坐標(biāo)值，每一個(gè)已知點(diǎn)數(shù)據(jù)占一行。若有幾種測(cè) 角測(cè)邊精度，則需按精度分組，組數(shù)為測(cè)角、測(cè)邊中最多的精度種類 數(shù)，每一組占一行，精度號(hào)輸1、2、.（參見表2-2）。如兩種測(cè)角 精度，三種測(cè)邊精度，則應(yīng)分成三組。方向中誤差單位為秒，測(cè)邊固定誤差單位

11、為毫米，測(cè)邊比例誤差 單位為ppm。第一行的三個(gè)值都必須賦值，對(duì)于純測(cè)角網(wǎng)，測(cè)邊的 固定誤差和比例誤差可輸任意兩個(gè)數(shù)值，如 5,3;對(duì)于純測(cè)邊網(wǎng)，方 向中誤差賦為1.0。已知點(diǎn)點(diǎn)號(hào)（或點(diǎn)名，下同）為字符型數(shù)據(jù)，可 以是數(shù)字、英文字母（大小寫均可）、漢字或它們的組合（測(cè)站點(diǎn)， 照準(zhǔn)點(diǎn)亦然），X、Y坐標(biāo)以米為單位。第二部分的排列順序?yàn)椋旱谝恍袨闇y(cè)站點(diǎn)點(diǎn)號(hào)，從第二行開始為 照準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)，觀測(cè)值類型，觀測(cè)值和觀測(cè)值精度。每一個(gè)有觀測(cè)值的 測(cè)站在文件中只能出現(xiàn)一次。沒有設(shè)站的已知點(diǎn)（如附和導(dǎo)線的定向 點(diǎn)）和未知點(diǎn)（如前方交會(huì)點(diǎn)）在第二部分不必也不能給出任何虛擬 測(cè)站信息。觀測(cè)值分三種，分別用一個(gè)字符（大小

12、寫均可）表示：L 一 表示方向，以度分秒為單位。S表示邊長(zhǎng)，以米為單位。A一表示 方位角，以度分秒為單位。觀測(cè)值精度與第一部分中的精度號(hào)相對(duì)應(yīng)， 若只有一組觀測(cè)精度，則可省略；否則在觀測(cè)值精度一欄中須輸入與 該觀測(cè)值對(duì)應(yīng)的精度號(hào)（參見表 2-2）。已知邊長(zhǎng)和已知方位角的精 度值一定要輸0；在同測(cè)站上的方向和邊長(zhǎng)觀測(cè)值按順時(shí)針順序排列，邊角同測(cè)時(shí)，邊長(zhǎng)觀測(cè)值最好緊放在方向觀測(cè)值的后面如果邊長(zhǎng)是單向觀測(cè)，則只需在一個(gè)測(cè)站上給出其邊長(zhǎng)觀測(cè)值。 若是對(duì)向觀測(cè)的邊，則按實(shí)際觀測(cè)情況在每一測(cè)站上輸入相應(yīng)的邊長(zhǎng) 觀測(cè)值，程序?qū)⒆詣?dòng)對(duì)往返邊長(zhǎng)取平均值并作限差檢驗(yàn)和超限提示； 如果用戶已將對(duì)向邊長(zhǎng)取平均值，則可

13、對(duì)往返邊長(zhǎng)均輸入其均值，或 第一個(gè)邊長(zhǎng)（如往測(cè)）輸均值，第二個(gè)邊長(zhǎng)輸一個(gè)負(fù)數(shù)如-1”。對(duì)向觀測(cè)邊的精度高于單向觀測(cè)邊的精度，但不增加觀測(cè)值個(gè)數(shù)。平面觀測(cè)文件中的測(cè)站順序可以任意排列，一般來(lái)說(shuō)不會(huì)影響平差效率和結(jié)果，但本軟件包還特意提供了觀測(cè)值文件排序（網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化排序）的功能（詳見2.3.1）,通過(guò)優(yōu)化排序，既有利于網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo) 的推算，也可提高解算容量和速度，但一般對(duì)于200個(gè)點(diǎn)以上的大網(wǎng) 或一些特殊網(wǎng)才有較明顯的效果。圖2-1為某一測(cè)角網(wǎng)的網(wǎng)圖，其相應(yīng)的平面觀測(cè)文件*.IN2 ”的數(shù) 據(jù)格式見表2-1。對(duì)于有多組測(cè)角、測(cè)邊精度的網(wǎng)，其平面觀測(cè)文件 如表2-2所不。54圖2-1IN2 文（僅一 情況）表 一 2-1 件1不、例 組精度的0.7,3,31,3730958,610,264342.5912,3714636.8876,276866.0832 12,L,03,L,27