第四篇隧道施工測量4

1、PAGE 152 -第四篇隧道施工測量第十一章山嶺隧道控制測量 隧道施工時一般從兩端沿中線相向開挖，隨著中線向洞內(nèi)延伸，中線測設(shè)誤差會逐漸積累。對于較長隧道為了縮短工期，需要增加開挖工作面，根據(jù)地形采用橫洞、斜井、豎井或平行道坑。將隧道分成多段施工。于是怎樣保證隧道貫通時，中線平面位置和高程在規(guī)定的限差以內(nèi)是隧道施工測量的主要問題。一是要做好洞外控制測量，建立平面控制網(wǎng)，以精密坐標(biāo)和方位角將相向開挖的兩洞口的控制點(diǎn)緊密聯(lián)系起來；建立洞外高程控制點(diǎn)。二是隨著工程進(jìn)展，根據(jù)洞外平面與高程控制點(diǎn)建立洞內(nèi)平面與高程控制，再以洞內(nèi)控制點(diǎn)放樣中線點(diǎn)，且指導(dǎo)開挖和結(jié)構(gòu)物的放樣。進(jìn)行控制測量工作的主要目的是保

2、證隧道兩個或兩個以上開挖面的相向施工后，施工中線在貫通處能夠按照設(shè)計(jì)規(guī)定的精度正確地銜接，并保證各結(jié)構(gòu)物及隧道凈空在施工過程中及竣工后，以設(shè)計(jì)的精度按照設(shè)計(jì)的位置修建，不使侵入限界。隧道控制測量分洞外控制測量和洞內(nèi)控制測量。第一節(jié) 隧道地面控制測量一、洞外平面控制測量洞外平面控制測量的主要任務(wù)，是測定兩相向開挖洞口各控制點(diǎn)的相對點(diǎn)的位置，并與洞外線路中線點(diǎn)相聯(lián)系，以便根據(jù)洞口控制點(diǎn)進(jìn)洞，使隧道能以設(shè)計(jì)的精度按照設(shè)計(jì)的位置修建，保證以規(guī)定的精度正確貫通。隧道洞外平面控制測量可以結(jié)合隧道的長度和平面形狀以及路線通過地區(qū)的地形情況等，分別采用中線法、導(dǎo)線法、三角鎖法、GPS測量。（一）中線法1、中線

3、法所謂中線法就是采用正倒鏡分中法延長直線的方法在洞頂將中線貫通，確認(rèn)地表控制點(diǎn)，再根據(jù)地表控制點(diǎn)以同樣方法引中線進(jìn)洞。這種方法只適宜于較短隧道控制測量。一般用于1000以內(nèi)的直線隧道和500以內(nèi)的曲線隧道。進(jìn)口出口圖11-1直線隧道中線法地面控制隧道位于直線時，如圖11-1所示；是線路已測設(shè)的中線控制樁，在施工前要復(fù)測這些樁是否在一條直線上，并測量它們之間的距離。復(fù)測方法是將經(jīng)緯儀或全站儀安置在點(diǎn)，后視點(diǎn)，用正倒鏡分中法延長直線到點(diǎn)，把儀器安置在，后視點(diǎn)，正倒鏡分中法延長直線到點(diǎn)，若與不重合，量出距離，按式11-1計(jì)算移動量，自點(diǎn)沿垂直于方向量出，定出點(diǎn)。同樣方法定出點(diǎn)。進(jìn)口出口圖11-1直線

4、隧道中線法地面控制 （11-1）再將儀器安置于點(diǎn)后視點(diǎn)，用正倒鏡分中法延長直線到點(diǎn)，進(jìn)行復(fù)核，若與不重合，以同樣方法移動中線控制樁，直至各轉(zhuǎn)點(diǎn)準(zhǔn)確地設(shè)立在兩端洞口的連線上。然后引入進(jìn)洞。隧道位于曲線時，主要是在山頂測設(shè)切線（方法與直線隧道相同），校正切線位置，以切線控制點(diǎn)引入進(jìn)洞。2、理論中線法如圖11-2所示，“理論中線法”是先用正倒鏡分中法將各轉(zhuǎn)點(diǎn)定出。將經(jīng)緯儀安置在各導(dǎo)線點(diǎn)上實(shí)測各角，觀測方法和次數(shù)，視隧道的長度和儀器精度而定，為了減少測角系統(tǒng)誤差和對角度加以檢查，一般應(yīng)采用測左右角的方法，用光點(diǎn)測距儀測出邊長。以一端洞口方向的兩相鄰中線點(diǎn)()的連線為軸，方位角為00000，坐標(biāo)值、，推

5、算各中線點(diǎn)的初算坐標(biāo)，如果各點(diǎn)坐標(biāo)值均等于0，說明各點(diǎn)就是理論中線的位置。若坐標(biāo)較小，可將各點(diǎn)調(diào)整到理論中線上（使=0）。若坐標(biāo)較大，應(yīng)以起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個中線點(diǎn)連線方向定位軸，與其垂直方向定位軸，如圖11-3所示，重新計(jì)算出各點(diǎn)終算坐標(biāo)。根據(jù)某隧道地表控制外業(yè)觀測結(jié)果如圖11-2所示，坐標(biāo)計(jì)算與調(diào)整如表11-1。1801800015.81800002.11795950.01800002.8140.76196.26378.635107634766圖11-2 理論中線法圖11-2圖11-2 終算坐標(biāo)計(jì)算 坐標(biāo)計(jì)算與調(diào)整表 表11-1點(diǎn)號右角坐標(biāo)方位角邊長（計(jì)算調(diào)整值00000140.76000180

6、0015.80-63595944.2378.63-0.0291795950.0-29+63595954.2510.76-0.0141800002.8-43-23595951.4196.26-0.0081800002.1-51-23595949.3347.66-0.018-69（二）導(dǎo)線法目前，全站儀已普及使用，則導(dǎo)線測量建立洞外平面控制測量已是主要方法。導(dǎo)線法平面控制就是用導(dǎo)線連接進(jìn)出口中線控制點(diǎn)，按精密導(dǎo)線方法實(shí)測和計(jì)算，求得隧道兩端洞口中線控制點(diǎn)間的相對位置，作為引測進(jìn)洞和洞內(nèi)測量的依據(jù)。對于曲線隧道，還應(yīng)將兩切線上控制點(diǎn)納入導(dǎo)線，通過導(dǎo)線精確求算隧道所在曲線的轉(zhuǎn)向角，以確定曲線各要素。通

7、過導(dǎo)線獲取兩端洞口控制點(diǎn)與交點(diǎn)的相對位置。精密導(dǎo)線的布設(shè)要求及觀測方法已在第一章平面控制測量闡述。導(dǎo)線布設(shè)形式一般多采用閉合導(dǎo)線環(huán)和主副導(dǎo)線閉合環(huán)。主、副導(dǎo)線閉合環(huán)是將主導(dǎo)線盡量沿隧道中線布設(shè)，輔導(dǎo)線采取較自由的方法布設(shè)，一般與主導(dǎo)線平行，主副導(dǎo)線在兩洞口附近閉合。主導(dǎo)線既測角又測邊，并計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)。副導(dǎo)線只測角不測邊，目的是使導(dǎo)線角度測量得以檢查，因此，不必計(jì)算輔導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)。隧道洞外導(dǎo)線測量的等級劃分、適用長度和精度要求可參考表11-2、11-3中的有關(guān)規(guī)定。 洞外導(dǎo)線測量技術(shù)要求（鐵路隧道） 表11-2測量等級測角精度（）適用長度（）邊長相對中誤差二1.08201/20000681/200

8、00三1.8461/20000四2.5241/20000五4.021/20000洞外導(dǎo)線測量技術(shù)要求（公路隧道） 表11-3兩開挖洞口間距離（）測角中誤差（）邊長相對中誤差導(dǎo)線邊最小邊長（）直線隧道曲線隧道直線隧道曲線隧道直線隧道曲線隧道462.54.01/50001/15000500150341.52.51/35001/10000400150231.01.51/35001/1000030015021.01/25001/10000200150（三）GPS控制測量1、GPS定位系統(tǒng)概述1、GPS定位系統(tǒng)的組成二、洞外高程控制測量洞外高程控制一般采用水準(zhǔn)測量和光電測距三角高程測量。二、三等高程控制

9、測量應(yīng)采用水準(zhǔn)測量，四、五等高程控制測量可采用水準(zhǔn)測量，也可采用光電測距三角高程測量。進(jìn)行地面水準(zhǔn)測量時，利用線路定測水準(zhǔn)點(diǎn)的高程作為起始高程，由已知的水準(zhǔn)點(diǎn)從一端洞口測至另一端洞口，與定測高程閉合。閉合的高程差宜設(shè)斷高，也可推算至路基段調(diào)整。洞口水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)，在每個洞口附近至少埋設(shè)兩個水準(zhǔn)點(diǎn)，每個洞口的兩個水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差，以安置一次水準(zhǔn)儀即可聯(lián)測為宜。水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、通視良好，施測方便、盡可能的避開施工干擾且高程適宜之處。水準(zhǔn)測量的等級的選定，不僅取決于隧道的長度，更重要的是取決于隧道地段的地形起伏情況，地形的起伏決定水準(zhǔn)路線的長度，表11-4、表11-5為鐵路隧道與公路隧道高程控制適用

10、的路線長度有關(guān)規(guī)定。洞外高程控制測量適用的路線長度（鐵路隧道） 表11-4測量等級每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差（）兩開挖洞口間高程路線長度（）水準(zhǔn)儀等級 測距儀精度等級水準(zhǔn)標(biāo)尺類型二1.036線條式銦瓦水準(zhǔn)尺三3.01336線條式銦瓦水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺四5.0513/、區(qū)格式水準(zhǔn)尺五7.55/、區(qū)格式水準(zhǔn)尺 洞外高程控制測量適用的路線長度（公路隧道） 表11-5兩開挖洞口間高程路線長度（）水準(zhǔn)儀型號水準(zhǔn)標(biāo)尺類型高差閉合差允許值（）1020區(qū)格式水準(zhǔn)尺10區(qū)格式水準(zhǔn)尺目前，光電測距三角高程測量方法已廣泛使用。有關(guān)精度及規(guī)定已在第二篇闡述。為了提高豎直角的精度，削弱大氣垂直折光誤差的影響，往、返測應(yīng)

11、取氣象條件相近的時段進(jìn)行，同時要注意提高視線的高度，限制傳算邊的長度。一般導(dǎo)線邊長大于600，最大邊長不宜大于1000，否則應(yīng)在中部加設(shè)臨時轉(zhuǎn)點(diǎn)。儀器高和棱鏡高要多次仔細(xì)量取，讀到毫米。用經(jīng)過儀器改正和氣象改正之后的斜距，按高差公式計(jì)算的往、返測高差較差小于規(guī)定精度時，取平均值。第二節(jié) 洞內(nèi)控制測量一、洞內(nèi)平面控制測量洞內(nèi)平面控制測量的目的是是根據(jù)洞外平面控制測量的洞口插點(diǎn)引測建立第十二章 隧道施工測量第一節(jié) 概 述隧道施工測量工作主要包括：開挖測量、結(jié)構(gòu)放樣、貫通誤差測量、竣工測量等。施工的先導(dǎo)是開挖，按開挖時的測量要求來講，可分為兩種方法；一種是先挖導(dǎo)坑后擴(kuò)大成型，例先拱后墻法、上下導(dǎo)坑法

12、、上導(dǎo)坑法等。這些開挖方法在擴(kuò)大時還有糾正隧道位置的較大的余地，所以測量工作可以先粗后精。一種是一次開挖成型，緊跟著襯砌成洞 ，此時按隧道線路線路中線的精度要求，隨時引進(jìn)正式中線到開挖面，以便根據(jù)正式中線進(jìn)行開挖，放樣、立模、襯砌。 采用先挖導(dǎo)坑，后擴(kuò)大成型的方法時導(dǎo)坑的掘進(jìn)是依據(jù)臨時中線放樣，臨時中線是由后方的正式中線引來的，而正式中線是由洞內(nèi)導(dǎo)線測設(shè)的。同時為了控制開挖面位置的高低，還需根據(jù)正式水準(zhǔn)點(diǎn)測設(shè)臨時水準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)采用一次開挖成型時掘進(jìn)過程中也需要測設(shè)較高精度的臨時中線或直接將正式中線引測至開挖面。掘進(jìn)工作就是根據(jù)中線和水準(zhǔn)點(diǎn)測設(shè)、檢查或放樣開挖斷面的輪廓線，以便鉆爆，使鉆爆后的坑道斷

13、面輪廓達(dá)到設(shè)計(jì)位置。即進(jìn)行襯砌施工，襯砌施工必須根據(jù)正式中線與正式水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行放樣，開挖前進(jìn)到一定程度時，必須由洞外控制點(diǎn)引測正式中線進(jìn)行拱部、邊墻、鋪底、仰拱、排水溝等各項(xiàng)結(jié)構(gòu)物的放樣。隧道相向開挖時的中線隨著掘進(jìn)距離的增長產(chǎn)生誤差，因此在隧道貫通面處必然會產(chǎn)生平面和高程貫通誤差。如果貫通誤差不進(jìn)行調(diào)整，硬將兩端洞口引進(jìn)的線路中線連接起來，則會在貫通面附近地段產(chǎn)生線路硬性扭曲，嚴(yán)重的情況下會造成建筑物侵入限界，所以為了使貫通后線路中線能按規(guī)定的精度符合它的設(shè)計(jì)位置，還要進(jìn)行貫通誤差的測定和線路中線的調(diào)整?？⒐ひ院螅M(jìn)行竣工測量，其目的：一方面是檢查施工質(zhì)量；一方面為交付使用提供各種測量方面的數(shù)

14、據(jù)，以便進(jìn)行設(shè)備安裝、維修和改建時使用?？⒐ひ院螅诒匾臅r候有計(jì)劃的進(jìn)行沉陷、位移觀測。第二節(jié)線路進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測量洞外平面控制測量完成后，各洞口的線路中線控制樁與平面控制點(diǎn)緊密聯(lián)系在一起，如圖12-1所示，在隧道的進(jìn)口端將切線方向的A、B兩個轉(zhuǎn)點(diǎn)納入了主網(wǎng)，在出口端將F、G納入了主網(wǎng)即線路中線控制樁，設(shè)計(jì)的洞門位置和需要測設(shè)的各中線點(diǎn)，不僅納入了洞外平控制網(wǎng)的統(tǒng)一坐標(biāo)系，而且與洞外平面控制點(diǎn)的相對位置關(guān)系得以確定。（由于地形條件限制，不能納入主網(wǎng)的控制樁，應(yīng)可用插點(diǎn)方式使控制點(diǎn)與主網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系。）圖12-1 隧道施工，首先測定洞門位置。開挖的初期階段，洞內(nèi)的平面控制和高程控制還無條件建立

15、，是依靠洞外控制點(diǎn)來找出開挖方向（臨時中線）和開挖需要的臨時中線點(diǎn)位置。因此首先要計(jì)算洞門的設(shè)計(jì)里程和各臨時中線點(diǎn)的里程在統(tǒng)一坐標(biāo)系的坐標(biāo)，對于有些隧道設(shè)計(jì)本身就采用了國家統(tǒng)一坐標(biāo)系，圖12-1 進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測量的主要任務(wù)是：其一，在統(tǒng)一的施工坐標(biāo)系中，確定隧道兩端洞口已確認(rèn)線路中線控制樁之間的關(guān)系，確定隧道線路中線與平面控制網(wǎng)之間的關(guān)系，以便據(jù)此進(jìn)行中線的計(jì)算和放樣，確保貫通；其二，在洞內(nèi)控制建立之前，指導(dǎo)中線進(jìn)洞和洞內(nèi)開挖。一、直線隧道進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算與進(jìn)洞測量如圖12-2進(jìn)口線路中線控制A、B，出口線路中線控制點(diǎn)C、D，經(jīng)復(fù)測或控制測量后，這四個點(diǎn)并不嚴(yán)格位于一條直線上，在通常情況下，

16、可假定進(jìn)口（出口）兩點(diǎn)的連線作為縱坐標(biāo)軸，以便推算另一端洞口兩個投點(diǎn)偏離線路中線的橫向偏移量（即橫坐標(biāo)值），然后用移樁的辦法將偏離的兩投點(diǎn)移到線路中線上。（一）以A為原點(diǎn)，AB為縱軸的情況如圖12-2，此時必須計(jì)算C、D兩點(diǎn)，相應(yīng)于AB直線的橫向偏離值和相應(yīng)的里程。圖12-2以A為原點(diǎn)，AB為縱軸的移樁坐標(biāo)計(jì)算： 以A為原點(diǎn)AB方向?yàn)閄軸正向，假定A點(diǎn)坐標(biāo)X=A點(diǎn)里程、Y=0，則B點(diǎn)坐標(biāo)Y=0 X=B點(diǎn)里程。將復(fù)測中線作為導(dǎo)線推算C、D坐標(biāo)及方位角偏移中線量的計(jì)算：C、D兩點(diǎn)橫坐標(biāo)就是兩點(diǎn)的偏移值為、，C點(diǎn)的里程=A點(diǎn)里程+，D點(diǎn)里程=A點(diǎn)里程+，。圖12-2以A為原點(diǎn)，AB為縱軸的移樁移樁方

17、法：置鏡于D點(diǎn)后視C點(diǎn)，反撥得的方向。量取得點(diǎn)的位置前視較短，可采取設(shè)遠(yuǎn)視樁的方法釘設(shè)點(diǎn)樁。置鏡C點(diǎn)的后視D點(diǎn)，順撥，取得方向，量取，得點(diǎn)的位置，此進(jìn)洞方向就確定了。洞口位置的里程為已知，分別置鏡A、，后視B、， 沿視線量洞口位置至A點(diǎn)距離放樣洞門位置。（二）、以A為原點(diǎn)，AD為縱軸時的情況 在某些情況下，當(dāng)CD偏移較大時，為了不影響線路平面位置和其他原因，要求挪動的數(shù)值最小，以保證原有設(shè)計(jì)的正確和不改變，可以進(jìn)出口頭尾兩點(diǎn)作為縱軸，如圖12-3中的A、D點(diǎn)，此時B、C兩點(diǎn)之偏移為最小。由圖12-3可知： （12-1） （12-2） 圖12-3以A為原點(diǎn)，AD為縱軸時的移樁或者計(jì)算 ，則：圖1

18、2-3以A為原點(diǎn)，AD為縱軸時的移樁 移樁方法：置鏡于B點(diǎn)后視A點(diǎn)，順撥即為的方向，在此方向上量取，得點(diǎn)的位置，置鏡于B點(diǎn)后視A點(diǎn)，順撥即為的方向，在此方向上量取，得點(diǎn)的位置，置鏡于C點(diǎn)，后視D點(diǎn)，順撥即為的方向，在此方向上量取得點(diǎn)的位置。、即為進(jìn)洞的正確方向。以上移樁法較便于施工引測，但點(diǎn)位的偏移量一般都很小，移動后的點(diǎn)位仍不可能與理論值相符，因此，在進(jìn)出口各設(shè)一個進(jìn)洞點(diǎn)，后視洞外控制點(diǎn)，按極坐標(biāo)法測設(shè)進(jìn)洞?！纠}12-1】隧道進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算，如圖12-4所示。精測后，以為坐標(biāo)縱軸計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)值見表12-1。圖圖12-4 隧道控制點(diǎn) 為縱軸時各點(diǎn)坐標(biāo) 表12-1點(diǎn)號（）（）130461.13-

19、154.98508408.34-137.983000000.0003364882.450由于與的橫向偏移量較大，為使中線不致擺動過大，以為新縱坐標(biāo)軸計(jì)算與的偏移量。1、計(jì)算夾角如圖12-5所示，已知的方位角=00000，設(shè)的方位角為，則：原原縱軸新縱軸圖12-5夾角計(jì)算000002、計(jì)算、對新縱軸的橫向偏移量與測設(shè)數(shù)據(jù)（1）的計(jì)算=364882.45=364882.45=17.48（2）的計(jì)算如圖12-7所示，設(shè)的方位角為，則：圖12-7 計(jì)算圖圖12-6 計(jì)算圖圖12-7 計(jì)算圖圖12-6 計(jì)算圖二、曲線隧道進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算與進(jìn)洞測量（一）園曲線進(jìn)洞如圖12-8所示，在進(jìn)行洞外控制測量時，線路上

20、兩切線上直線轉(zhuǎn)、已納入地面控制網(wǎng)，精測坐標(biāo)為已知，設(shè)為。1、計(jì)算曲線精測轉(zhuǎn)向角按新坐標(biāo)反算，曲線精測轉(zhuǎn)向角按下式計(jì)算； （右轉(zhuǎn)）（左轉(zhuǎn)） （12-3）圖12-8 轉(zhuǎn)向角與交點(diǎn)坐標(biāo)圖12-8 轉(zhuǎn)向角與交點(diǎn)坐標(biāo)如圖12-8所示，交點(diǎn)坐標(biāo)是通過解三角形，計(jì)算出邊長，根據(jù)坐標(biāo)推算交點(diǎn)坐標(biāo)，其目的是將曲線各主點(diǎn)納入地面控制網(wǎng)坐標(biāo)系，據(jù)此可計(jì)算洞口插點(diǎn)的坐標(biāo)。（1）三角形內(nèi)角、（右轉(zhuǎn)）（左轉(zhuǎn)） （12-4）（右轉(zhuǎn)）（左轉(zhuǎn)） （12-5）（2）三角形邊長、= （12-6） （12-7） （12-8）（3）交點(diǎn)坐標(biāo)（12（12-9）（12-10）檢核（12-10） 3、計(jì)算曲線要素與主點(diǎn)里程（已在第二篇講述，

21、不再贅述）4、計(jì)算圓心坐標(biāo)（12-11）（右轉(zhuǎn)（12-11）（左轉(zhuǎn)）式中：交點(diǎn)至圓心的坐標(biāo)方位角。（12-12（12-12）5、計(jì)算插點(diǎn)坐標(biāo)與進(jìn)洞測設(shè)數(shù)據(jù)圖12-9 園曲線進(jìn)洞測量如圖12-9所示，在洞口位置選一中線點(diǎn)，該點(diǎn)的中線里程應(yīng)為整樁號，且與控制點(diǎn)通視。放樣點(diǎn)，在該點(diǎn)安置儀器，后視控制點(diǎn)，得該點(diǎn)切線方向，即可按設(shè)計(jì)中線進(jìn)洞。圖12-9 園曲線進(jìn)洞測量（1）計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)（12-13（12-13）（左轉(zhuǎn)）（12-14（12-14）（左轉(zhuǎn)） （12-15）（12-16（12-16）式中:緩和曲線角；點(diǎn)至點(diǎn)圓弧所對圓心角；、點(diǎn)及點(diǎn)里程樁號。（2）計(jì)算放樣點(diǎn)數(shù)據(jù) （12-17） （12-18） （

22、12-19）（3）計(jì)算點(diǎn)切線放樣角（12-20）（12-20）（左轉(zhuǎn)） （12-21）（12-21） （左轉(zhuǎn)）圖12-10 緩和曲線進(jìn)洞測量6、圖12-10 緩和曲線進(jìn)洞測量（1）將儀器置于點(diǎn)上，后視點(diǎn)，用正倒鏡分中法測設(shè)角和距離，得曲線中線點(diǎn)。（2）將儀器置于點(diǎn)，后視點(diǎn)，撥角定出點(diǎn)的切線方向，按需要測設(shè)的曲線中線點(diǎn)施測進(jìn)洞。（二）緩和曲線進(jìn)洞如圖12-10所示，首先按照圓曲線進(jìn)洞計(jì)算精測轉(zhuǎn)向角、交點(diǎn)坐標(biāo)。然后計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)，放樣點(diǎn)測設(shè)數(shù)據(jù)及點(diǎn)切線放樣角。1、計(jì)算點(diǎn)切線坐標(biāo)（12-2（12-22）式中：緩和曲線長； 、點(diǎn)與點(diǎn)的里程樁號。2、計(jì)算點(diǎn)和垂足點(diǎn)的坐標(biāo) （1）點(diǎn)坐標(biāo)（12-2（12-23）

23、（12-24）（2）（12-24）（3）點(diǎn)坐標(biāo)（12-25）（12-25）（左轉(zhuǎn)）（12-（12-26）3、計(jì)算點(diǎn)切線放樣角 （12-27）（12-28）=（12-28）=（左轉(zhuǎn)）- （12-29） 進(jìn)洞測量方法與園曲線進(jìn)洞相同?！纠}12-2】如圖12-9所示，、為曲線兩切線的控制點(diǎn)，其精測坐標(biāo)見表12-2。的里程樁號為23+487.628。進(jìn)口端曲線中線插點(diǎn)的里程定為23+470。園曲線半徑=300，緩和曲線長=100。試計(jì)算進(jìn)口端進(jìn)洞關(guān)系數(shù)據(jù)。 控制點(diǎn)坐標(biāo)表 表12-2點(diǎn)名坐標(biāo)（）2762.4442100.62872944.8189293.13542927.4373486.3045276

24、2.7612700.37161、計(jì)算曲線精測轉(zhuǎn)向角 轉(zhuǎn)向角： 2、計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo) 交點(diǎn)坐標(biāo)： 檢核： 3、計(jì)算曲線要素和主點(diǎn)里程（1）曲線要素（計(jì)算過程略） 緩和曲線角 曲線內(nèi)移距 切曲差 切線長 曲線長 外矢距 （2）主點(diǎn)里程（計(jì)算過程略）直緩點(diǎn) 緩圓點(diǎn) 圓緩點(diǎn) 緩直點(diǎn) 曲中點(diǎn) 4、計(jì)算圓心坐標(biāo) 5、計(jì)算進(jìn)口端點(diǎn)坐標(biāo)和進(jìn)洞測設(shè)數(shù)據(jù)（1）點(diǎn)坐標(biāo)（2）放樣點(diǎn)數(shù)據(jù) （3）點(diǎn)切線的放樣角第三節(jié) 導(dǎo)坑延伸測量隧道向前倔進(jìn)，平面測量工作的順序一般是這樣，如圖12-8所示，當(dāng)掘進(jìn)的延伸長度不足一個中線點(diǎn)間距時，先測設(shè)臨時中線點(diǎn)1、2、3 ，當(dāng)延伸長度大于一個或兩個中線點(diǎn)時，就可以建立一個新的正式中線點(diǎn)，如圖

25、12-8中點(diǎn)，例如點(diǎn)。當(dāng)掘進(jìn)的延伸長度距最后一個導(dǎo)線點(diǎn)，大于一個或兩個設(shè)計(jì)中線點(diǎn)時，就可以建立一個新的導(dǎo)線點(diǎn)。當(dāng)采用全斷面開挖時，導(dǎo)線點(diǎn)和中線點(diǎn)都是緊跟臨時中線點(diǎn)的，這時臨時中線點(diǎn)要求的精度也較高，一般用全站儀施測。工作面工作面圖12-8圖12-9洞內(nèi)中線是由洞口兩端中線控制點(diǎn)引入洞內(nèi)，作為洞內(nèi)結(jié)構(gòu)物放樣，開挖的依據(jù)，但導(dǎo)坑的掘進(jìn)一般用臨時中線控制，臨時中線的作用就是指導(dǎo)開挖方向，即每次鉆爆要在掌子面確定中線及導(dǎo)坑輪廊線以便布置炮眼，并供架設(shè)臨時支掌使用和擴(kuò)大開挖等。所以導(dǎo)坑中臨時中線點(diǎn)的間距都很短，一般在直線上10米一點(diǎn)，在曲線上5米一點(diǎn)。當(dāng)延伸長度在直線地段有大于30米圖12-9圖12-1

26、0在曲線地段不大于20米時，可以采用串線法測定臨時中線點(diǎn)的位置。在直線地段一般用眼串線，曲線地段測設(shè)臨時中線點(diǎn)方法很多。用經(jīng)緯儀測定的方法如圖12-10所示。為直線延伸，1 、2 、3為使用經(jīng)緯儀測定的臨時中線點(diǎn)，1一l , l一2 , 1一3 為采用串線法目測的中線點(diǎn)。當(dāng)需用經(jīng)緯儀測定點(diǎn) 3 時，儀器置于點(diǎn) 2 ，后視點(diǎn)1以遠(yuǎn)的正式中線點(diǎn)，采用正倒鏡分中的方法標(biāo)定點(diǎn)3 ，再丈量2一3 之間的距離；曲線的中線延伸如圖12-9所示，1 , 2 , 3 , 4 各點(diǎn)為經(jīng)緯儀按弦線偏角法測定的臨時中線點(diǎn)。在上述每相鄰兩點(diǎn)間，按每5圖12-10一、串線法：圖12圖12-11如圖12-11所示，在掌子面

27、附近用經(jīng)緯儀在中線方向上釘三個臨時點(diǎn)，并掛上三根細(xì)麻線，用三點(diǎn)一線的方法在掌子面上定出在線，如圖12-11中A、B、C。每次開挖之前觀測者在A點(diǎn)后面用 A 、 B 垂線形成的視準(zhǔn)面，在導(dǎo)坑掌子面上定出 C 點(diǎn)。洞內(nèi)光線較暗，如瞄準(zhǔn)過程中麻線看不清時，可用手電筒將麻線照亮再用肉眼串線。（二）串線法測設(shè)曲線方向距串線法一般多用于緩和曲線的反向延伸，也可用于正向延伸和圓曲線延伸。圖12-12如圖12-12所示，串線法是由已經(jīng)測定的三個臨時中線點(diǎn) A 、 B 、 C ，在 AB 延長方向上量出方向距Bb定設(shè)b點(diǎn)，利用 b 、 C 兩點(diǎn)串出 C D 的方向，待弦長達(dá)到S圖12-121 在緩和曲線上的方向

28、距(由 A向D延伸) （12-8）（由D向A延伸） （12-9）（即B點(diǎn)上兩偏角之和） （12-10）（即C點(diǎn)上兩偏角之和）式中 Bb、Cc方向距 計(jì)算點(diǎn)的前、后偏角。 等弦進(jìn)測時，方向距可采用近似公式計(jì)算。(由 A向D延伸) （12-11）（由D向A延伸） （12-12）式中 s等弦長（m）； 分別為B點(diǎn)和C點(diǎn)至ZH（HZ）的測站。式（11-10）（11-11）不適合用于緩和曲線的始、末弦，以及相鄰的圓曲線的始弦。2在圓曲線上的方向距 （12-13） （12-14） （12-15） （12-16）式中 弦偏角（弧度）分別為弧之弦長。等弦進(jìn)測時，方向距可采用近似公式計(jì)算。如下： （12-17）

29、式中，s 等弦弦長（m）。二、切線支距法當(dāng)導(dǎo)坑進(jìn)入曲線時，多采用切線支距法進(jìn)行延伸測量；即利用切線上的臨時點(diǎn)用串線的方法在掌子面上確定切線方向點(diǎn)，然后根據(jù)掌子面距曲線始點(diǎn)的距離計(jì)算Y坐標(biāo)，從所標(biāo)切線方向點(diǎn)向曲線內(nèi)側(cè)移動外值，即為開挖中線。切線支距法是以過 ZH 或 HZ點(diǎn)的切線為 x 軸，過切線ZH 或 HZ點(diǎn)的垂線為y軸，則曲線上任一點(diǎn)m可由切線上的相應(yīng)點(diǎn)mx及其支距 ym定出。曲線各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算公式如下： （12-18）圖12-12圖12-13式中 R 圓曲線半徑（m )圖12-12圖12-13一一緩和曲線全長（ m )；一一ZH ( HZ ）至測點(diǎn)之曲線長（ m ）。當(dāng)y值增大，切線方向

30、落到坑壁上時，可將切線平移一個距離，如圖12-12所示。緩和曲線中間任一點(diǎn)的切線至緩和曲線上其它各點(diǎn)的支距可按公式12-18近似計(jì)算（如圖12-13所示）。 （12-17）第五節(jié) 隧道貫通誤差的測定與調(diào)整 隧道貫通后，應(yīng)及時地進(jìn)行貫通測量，測定實(shí)際的橫向、縱向和豎向貫通誤差。若貫通誤差在容許范圍之內(nèi)，就可以認(rèn)為測量工作已經(jīng)達(dá)到預(yù)期目的。不過，由于存在著貫通誤差，它將影響隧道斷面擴(kuò)大及襯砌工作的進(jìn)行。因此，應(yīng)該采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒇炌ㄕ`差加以調(diào)整，從而獲得一個對行車沒有不良影響的隧道中線，并作為擴(kuò)大斷面、修筑襯砌以及鋪設(shè)道路的依據(jù)。一、貫通誤差的測定方法1、縱、橫向貫通誤差的測定圖12-18圖12-

31、17如果是采用中線法貫通的隧道，當(dāng)隧道貫通之后，應(yīng)從相向測量的兩個方向各自向貫通面延伸中線，并各釘一個臨時樁A和B，如圖1圖12-18圖12-17A、B之間的距離，即得隧道的實(shí)際橫向貫通誤差；A、B兩臨時樁的里程之差，即為隧道的實(shí)際縱向貫通誤差。以上方法對于直線隧道與曲線隧道均適用，只是曲線隧道貫通面方向是指貫通面所在曲線處的法線方向。 如果是用導(dǎo)線作洞內(nèi)平面控制的隧道，可在實(shí)際貫通點(diǎn)附近設(shè)一個臨時樁點(diǎn)E，如圖12-18所示，分別由貫通面兩側(cè)的導(dǎo)線測出其坐標(biāo)。由進(jìn)口一側(cè)測得的E 點(diǎn)坐標(biāo)為xj、yj；由出口一側(cè)測得的E點(diǎn)坐標(biāo)為xc、yc,則實(shí)際貫通誤差為： （12-15）如果是直線隧道，通常是以

32、路線中線方向作為x軸，此時橫向、縱向貫通誤差分另為： （12-16）如果是曲線隧道，如圖12-19所示，設(shè)貫通面方向與實(shí)際貫通誤差的夾角為，可按下式計(jì)算：（12-17）式中貫為貫通面方向的坐標(biāo)方位角，可根據(jù)貫通點(diǎn)在曲線上的里程計(jì)算。在角算得后，即可計(jì)算橫向、縱向貫通誤差： （12-18）圖12圖12-19如圖12-18所示，將儀器安置在E點(diǎn)上，測出轉(zhuǎn)折角，將進(jìn)、出口兩邊導(dǎo)線連通，就能求出導(dǎo)線的角度閉合差，這里稱為方位角貫通誤差。它表示測角誤差的總影響。二、貫通誤差的調(diào)整調(diào)整貫通誤差，原則上應(yīng)在隧道未襯砌地段上進(jìn)行，一般不再變動已襯砌地段的中線。所有未襯砌地段的工程，在中線調(diào)整之后，均應(yīng)以調(diào)整后

33、的中線指導(dǎo)施工。 1用洞內(nèi)導(dǎo)線控制貫通的隧道如圖12-20所示，自進(jìn)口控制點(diǎn)J至導(dǎo)線點(diǎn)A為進(jìn)口一端已建立的洞內(nèi)導(dǎo)線；自出口控制點(diǎn)C至導(dǎo)線點(diǎn)B為出口一端已建立的洞內(nèi)導(dǎo)線，這些地段已由導(dǎo)線測設(shè)出中線，并據(jù)此襯砌完畢。A、B之間是尚未襯砌的調(diào)線地段。在隧道貫通后，以A、B兩點(diǎn)作為已知點(diǎn)，在其間構(gòu)成含貫通點(diǎn)E的附合導(dǎo)線。因此，在調(diào)線地段可作以下調(diào)整：（1）以附合導(dǎo)線A一l一2一E一3一4一B計(jì)算角度閉合差（即方位角貫通誤差），并平均分配至附合導(dǎo)線的角度上。圖圖12-20圖12-21（2）以調(diào)線后的角度，推算附合導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角，進(jìn)而與邊長推算各邊的坐標(biāo)增量，并計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差、（對于直線隧道，中

34、線方向?yàn)閤軸方位，、即是縱、橫貫通誤差）。圖12-21(3) 將、按邊長成比例對各邊的坐標(biāo)增量進(jìn)行改正，最后算出調(diào)整后的各點(diǎn)坐標(biāo)。(4) 以調(diào)整后的坐標(biāo)作為未襯砌地段施工中線放樣的依據(jù)。2用中線法貫通的隧道（1）調(diào)線地段為直線調(diào)線地段為直線，一般采用折線法進(jìn)行調(diào)整。如圖11-21所示，在調(diào)線地段兩端各選一中線點(diǎn)A和B，連接AB而形成折線。如果由此而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)折角1和2在5之內(nèi)，即可將此折線視為直線；如果轉(zhuǎn)折角在525時，則按表11-1中的內(nèi)移量將A、B兩點(diǎn)內(nèi)移；如果轉(zhuǎn)折角大于25時，則應(yīng)加設(shè)半徑為4000m（2）調(diào)線地段為圓曲線當(dāng)調(diào)線地段全部位于圓曲線上時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際橫向貫通誤差，由調(diào)線地段圓曲

35、線的兩端向貫通面按長度比例調(diào)整中線位置，如圖12-22所示。圖12-22圖12-22貫通點(diǎn)在曲線始、終點(diǎn)附近時，將曲線始、終點(diǎn)的切線延伸，理論上應(yīng)與貫通面另一側(cè)的直線重合。但是，由于貫通誤差的存在，實(shí)際出現(xiàn)的情況是既不重合，也不平行。因此，通常應(yīng)先將兩者調(diào)整平行，然后再調(diào)整，使其重合。 1）調(diào)整平行調(diào)整平行采用調(diào)整圓曲線長度法。如圖12-23所示，進(jìn)口端曲線的HZ點(diǎn)在貫通面附近，由HZ點(diǎn)將曲線切線延伸與出口端為直線的中線相交于K點(diǎn)，其交角為。為使曲線切線平行于出口端中線，可將圓曲線增加或減少一段弧長（圖中為增加。增加與減少取決于角的正負(fù)。角為正值需增加，反之需減少。角的計(jì)算見下文），使這段弧長

36、所對的圓心角等于。這樣，YH點(diǎn)移至YH點(diǎn)，HZ點(diǎn)移至HZ點(diǎn)，而由HZ點(diǎn)作出的切線必然由原切線方向旋轉(zhuǎn)一角，而與出口端中線平行。此時交點(diǎn)由JD移至JD，轉(zhuǎn)角由增加一值而變?yōu)?。切線長也相應(yīng)增加。圖12-23圖12-23角值采用以下方法計(jì)算：圖12-24為圖12-23的局部放大圖。為求得角值，由HZ點(diǎn)沿切線延伸至C點(diǎn)，量出HZ點(diǎn)至C點(diǎn)的長度為，由HZ點(diǎn)和C點(diǎn)分別量出至出口端中線的垂距和，角即可算出： （12-19）角的精度與測量、的精度以及的長度有關(guān)。一般情況下，和的測量中誤差應(yīng)達(dá)到土lmm。對于的長度；若角欲達(dá)到l0的精度，應(yīng)不短于60m；若角欲達(dá)到30的精度，應(yīng)不短于20m；若角欲達(dá)到的精度，應(yīng)

37、不短于5m。丈量準(zhǔn)確至cm。設(shè)圓曲線半徑為R，圓曲線需增、減的弧長為：圖12圖12-24 （12-20）由上可以看出，當(dāng)，為正值，L亦為正值，圓曲線需增長；反之，當(dāng)，為負(fù)值，L亦為負(fù)值，圓曲線就需減短。調(diào)整平行后應(yīng)進(jìn)行檢核。由HZ點(diǎn)延長切線，其長度不小于20m，量取延長切線兩端點(diǎn)至出口端中線的垂距，應(yīng)相等。2）調(diào)整重合調(diào)整重合采用調(diào)整曲線始、終點(diǎn)法。如圖12-25所示，JD和HZ為調(diào)整平行后交點(diǎn)和緩直點(diǎn)所處的位置。欲將調(diào)整平行后的切線與出口端中線重合，只需將曲線的ZH點(diǎn)延其切線方向連同整個曲線推移一段距離m。此時，ZH移至ZH，JD移至JD，HZ移至HZ，這樣兩端中線就完全重合。m值可按下式求

38、得： （12-21）式中：調(diào)整平行后的切線與出口端中線的距離；圖12-25 調(diào)整平行后的轉(zhuǎn)角。圖12-25第二節(jié) 隧道貫通誤差一、隧道貫通誤差的分類及其限差在隧道施工中，由于地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量以及細(xì)部放樣的誤差，使得兩個相向開挖的工作面的施工中線，不能理想地銜接，而產(chǎn)生錯開現(xiàn)象，即所謂貫通誤差。其在線路中線方向的投影長度稱為縱向貫通誤差(簡稱縱向誤差)，在垂直于中線方向的投影長度稱為橫向貫通誤差(簡稱橫向誤差)，在高程方向的投影長度稱為高程貫通誤差(簡稱高程誤差)。對于鐵路山嶺隧道來說，縱向誤差影響隧道中線的長度，只要它不大于定測中線的誤差：1/3000L，能夠滿足鋪軌的要求

39、即可，這是容易做到的。高程誤差影響隧道的坡度，而且應(yīng)用水準(zhǔn)測量的方法，也容易達(dá)到所需的要求。因此，在實(shí)際上最重要的，討論最多的是橫向誤差。因?yàn)闄M向誤差如果超過了一定的范圍，就會引起隧道中線幾何形狀的改變，甚至洞內(nèi)建筑物侵入規(guī)定限界而使已襯砌部分拆除重建，給工程造成損失。按新建鐵路工程測量規(guī)范橫向貫通誤差和高程貫通誤差的限差，根據(jù)兩開挖洞口間的長度確定，如表11-1規(guī)定。 貫通誤差的限差 表11-1兩開挖洞口間長度(km)448810101313171720橫向貫通限差（mm）100150200300400500高程貫通限差（mm）50二、貫通誤差的來源和分配 隧道貫通誤差主要來源于洞內(nèi)外控制測

40、量和豎井(斜井)聯(lián)系測量的誤差。一般來說，對于平面控制測量而言，地面上的條件要較洞內(nèi)為好。故對地面控制測量的精度要求可高一些，而將洞內(nèi)導(dǎo)線測量的精度要求則適當(dāng)降低。按照新建鐵路工程測量規(guī)范的規(guī)定，將洞外地面控制測量的誤差做為影響隧道貫通誤差的一個獨(dú)立因素，將地下兩相向開挖的洞內(nèi)導(dǎo)線測量的誤差各為一個獨(dú)立因素，按照等影響原則進(jìn)行貫通誤差影響值計(jì)算（等影響原則，測量常用，就是在誤差不好確定的情況下，假設(shè)各個影響值相等）。這樣一來，設(shè)隧道總的橫向貫通中誤差的允許值為M總，則由誤差傳播定律：M總2= M外2+ M內(nèi)2 +M內(nèi)2(相等)得洞外控制測量的誤差所引起的橫向貫通中誤差的允許值為： M外=M總=

41、0.58M總 （11-1）洞內(nèi)導(dǎo)線測量誤差的影響值為： M內(nèi)=M總=0.82M總 （11-2） 橫向和高程貫通精度要求 表11-2測量部位橫向中誤差(mm)高程中誤差(mm)相鄰兩開挖洞口間長度(km)448810101313171720洞外3045609012015018洞內(nèi)40608012016020017洞外、洞內(nèi)總和507510015020025025對于一般的長隧道采用四等或三等水準(zhǔn)即可。第六節(jié) 隧道斷面放樣一、開挖斷面的放樣測量圖12-26開挖斷面必須確定斷面各部位的高程，通常采用的方法叫腰線法。如圖1圖12-26所示，將水準(zhǔn)儀置于開挖面附近，后視已知水準(zhǔn)點(diǎn)讀數(shù),即得儀器視線高程:

42、 （12-22）根據(jù)腰線點(diǎn)、的設(shè)計(jì)高程，可分別計(jì)算出、點(diǎn)與儀器視線間的高差、： （12-23）先在邊墻上用水準(zhǔn)儀放出與視線等高的兩點(diǎn)、兩點(diǎn)間的連線即是腰線。根據(jù)腰線就可以定出斷面各部位的高程及隧道的坡度。在隧道的直線地段，隧道中線與路線中線重合一致，開挖斷面的輪廓左、右支距(指與斷面中線的垂直距離)亦相等。在曲線地段，隧道中線由路線中線向圓心方向內(nèi)移一值如圖12-27所示。由于標(biāo)定在開挖面上的中線是依路線中線標(biāo)定的，因此在標(biāo)繪輪廓線時，內(nèi)側(cè)支距應(yīng)比外側(cè)支距大2。 圖12-27拱部斷面的輪廓線一般用五寸臺法測出。如圖12圖12-27墻部的放樣采用支距法，如圖12-28，曲墻地段自起拱線高程起，沿

43、路線中線向下每隔半米向左、右兩側(cè)按設(shè)計(jì)尺寸量支距。直墻地段間隔可大些，可每隔一米量支距定點(diǎn)。如隧道底部設(shè)有仰拱時，可由路線中線起，向左、右每隔半米由路基高程向下量出設(shè)計(jì)的開挖深度。二、襯砌放樣隧道各部位襯砌的放樣，是根據(jù)路線中線、起拱線及路基高程定出其斷面尺寸。所以在襯砌放樣之前，首先應(yīng)對這三條基本線進(jìn)行復(fù)核檢查。1拱部襯砌放樣拱部襯砌的放樣主要是將拱架安置在正確位置上。拱部分段進(jìn)行襯砌，一般按5m10m 進(jìn)行分段，地質(zhì)不良地段可縮短至1m2m。拱部放樣根據(jù)路線中線點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀放出拱架頂?shù)奈恢煤推鸸熬€的位置以及十字線（是指路線中線與其垂線所形成的十字線，在曲線上則是路線中線的切線與其垂線所形成的十字線），然后將分段兩端的兩個拱架定位）拱架定位時，應(yīng)將拱架頂與放出的拱架頂位置對齊，并將拱架兩側(cè)拱腳與起拱線的相對位置放置正確。兩端拱架定位并固定后，在兩端拱架的拱頂及兩側(cè)拱腳之間繃上麻線，據(jù)以固定其間的拱架。在拱架逐個檢查調(diào)整后，即可鋪設(shè)模板襯砌。圖12圖12-28邊墻襯砌先根據(jù)路線中線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，按施工斷面各部位的高程，用儀器放出路基高程、邊墻基底高程及邊墻頂高程，對已放過起拱線高程的，應(yīng)對起拱線高程進(jìn)行檢核。如為直墻，可從校準(zhǔn)的