隧道測(cè)量培訓(xùn)

隧道工程控制測(cè)量一、隧道工程測(cè)量（土建階段）的中心任務(wù)二、隧道工程測(cè)量的內(nèi)容三、誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)一、隧道工程測(cè)量（土建階段）的中心任務(wù)

保證隧道在規(guī)定的限差內(nèi)正確貫通，隧道結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確就位，是隧道工程土建階段的中心任務(wù)總體質(zhì)量目標(biāo)：

確保全線建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、管線安裝按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確就位；避免因施工控制測(cè)量、放樣測(cè)量超差而造成重大設(shè)計(jì)變更和工程事故。質(zhì)量指標(biāo)：1、施工控制測(cè)量滿足規(guī)范及施工要求，隧道貫通中誤差橫向不超過

50mm，高程不超過

25mm；(提高控制測(cè)量各環(huán)節(jié)的精度)2、施工放樣測(cè)量滿足規(guī)范和驗(yàn)收要求，盾構(gòu)施工按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確就位；(設(shè)計(jì)復(fù)核、起算點(diǎn)復(fù)核、引測(cè)正確、放樣復(fù)核)3、隧道結(jié)構(gòu)不侵入建筑限界，設(shè)備不侵入設(shè)備限界。二、隧道工程測(cè)量的內(nèi)容（以地鐵工程為例）

地面控制測(cè)量聯(lián)系測(cè)量地下控制測(cè)量施工放樣測(cè)量其他測(cè)量工作（變形監(jiān)測(cè)、斷面測(cè)量、竣工測(cè)量等）地面控制測(cè)量地面控制網(wǎng)的形式平面：GPS網(wǎng)邊角網(wǎng)三角網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)高程：水準(zhǔn)網(wǎng)（幾何水準(zhǔn)三角高程GPS水準(zhǔn)）聯(lián)系測(cè)量聯(lián)系測(cè)量的目的：通過豎井等將地面的坐標(biāo)，方位和高程傳遞到井下，建立隧道內(nèi)起算控制依據(jù)。

聯(lián)系測(cè)量聯(lián)系測(cè)量的方法平面聯(lián)系測(cè)量聯(lián)系三角形法陀螺儀+鉛錘儀法兩井定向投點(diǎn)定向?qū)Ь€直接傳遞全站儀自由設(shè)站聯(lián)系測(cè)量聯(lián)系測(cè)量的方法高程聯(lián)系測(cè)量懸吊鋼尺懸吊鋼絲聯(lián)系三角形測(cè)量聯(lián)系三角形測(cè)量聯(lián)系三角形測(cè)量聯(lián)系三角形平差計(jì)算聯(lián)系三角形測(cè)量聯(lián)系三角形應(yīng)為伸展形狀，角度α和β應(yīng)接近于零，在任何情況下，α角都不能大于3o；b/a的數(shù)值應(yīng)大約等于1.5；兩弦線之間的距離，應(yīng)盡可能布置長(zhǎng)一些；當(dāng)聯(lián)系三角形未平差時(shí)傳遞方向應(yīng)選擇經(jīng)過小角β的路線。聯(lián)系三角形測(cè)量聯(lián)系三角形測(cè)量定向精度式中：為邊長(zhǎng)丈量誤差所引起的計(jì)算角度的誤差；為角度觀測(cè)誤差的影響；為用弦線投點(diǎn)誤差的影響。聯(lián)系三角形測(cè)量當(dāng)?shù)孛婧偷叵侣?lián)系三角形的形狀相似時(shí)有：如果=0.8mm，=3o，a=4.5m，b/a=1.5則

聯(lián)系三角形測(cè)量當(dāng)?shù)孛婧偷叵侣?lián)系三角形的形狀相似時(shí)，可得：在實(shí)際工作中，可以認(rèn)為地下方向觀測(cè)的誤差約等于地面上方向誤差的一倍半，即m1=1.5m。若再取b/a=1.5，則

如前所述地面測(cè)角中誤差規(guī)定為±4"，于是方向中誤差為m=±3"。故得：

聯(lián)系三角形測(cè)量當(dāng)豎井深度約20米，兩弦線間距為5米時(shí)，其投點(diǎn)誤差引起的方向誤差大約為

將以上所得的各項(xiàng)數(shù)值代入，得到地下控制網(wǎng)起始方向角的誤差為：聯(lián)系三角形測(cè)量懸吊鋼絲的注意事項(xiàng)1、防止側(cè)向風(fēng)的影響，或者水桶液面受滴水影響產(chǎn)生激振，影響鋼絲投點(diǎn)精度；因此觀測(cè)時(shí)豎井最好停止通風(fēng)和人員上下走動(dòng)；2、鋼絲較長(zhǎng)時(shí)，擺動(dòng)周期較長(zhǎng)（25米時(shí)10秒），觀測(cè)時(shí)要至少注視鋼絲一個(gè)周期；3、鋼絲加上荷重后產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)、荷重較大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生蠕變伸長(zhǎng)，要防止重錘托底。

陀螺儀+鉛錘儀法定向陀螺儀+鉛錘儀法定向

陀螺儀能夠精確測(cè)定真北方位（地球自轉(zhuǎn)軸方向），利用附帶的經(jīng)緯儀可以測(cè)定測(cè)線邊與真北方位的夾角，所以陀螺經(jīng)緯儀可以間接測(cè)定坐標(biāo)方位角。子午線收斂角：某一點(diǎn)上真北方位與坐標(biāo)北方位之間的夾角。陀螺儀+鉛錘儀法定向陀螺儀+鉛錘儀法定向陀螺儀+鉛錘儀法定向的精度目前陀螺儀標(biāo)稱精度有20秒如Wild的GAK-1SOKKIA的GP2103R3GP3103R3GPxX10秒如長(zhǎng)沙徠賽的AGT-13秒德國(guó)GYROMAT2000GYROMAT3000鉛錘儀有Wild的NL1/20萬其他1/10000，1/50000等隧道工程控制測(cè)量陀螺儀+鉛錘儀法定向秒陀螺儀+鉛錘儀法定向的精度標(biāo)稱精度20秒的陀螺儀,按照地面常數(shù)觀測(cè)測(cè)前、測(cè)后各3測(cè)回，地下定向邊對(duì)向各三測(cè)回進(jìn)行觀測(cè)，不考慮地面常數(shù)觀測(cè)邊自身的方位角誤差，有定向中誤差：兩井定向兩井定向兩井定向的精度一般來說，兩井定向由于兩根吊錘線之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一井定向，因此能夠減小投點(diǎn)誤差對(duì)地下導(dǎo)線方位角精度的影響。所以兩井定向的精度較一井定向高，工地具備條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行兩井定向兩井定向兩井定向的計(jì)算

1.計(jì)算各點(diǎn)在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)

2.計(jì)算假定坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系之間的夾角

3.計(jì)算兩個(gè)坐標(biāo)系的長(zhǎng)度比

4.按坐標(biāo)變換公式計(jì)算各點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)兩井定向兩井定向的精度總誤差對(duì)于等邊直伸導(dǎo)線,井下連接誤差兩井定向關(guān)于兩井定向的幾個(gè)結(jié)論地下導(dǎo)線的邊長(zhǎng)應(yīng)盡量拉長(zhǎng)，從而減少測(cè)站數(shù)，以減少測(cè)角誤差對(duì)定向精度的影響；兩根吊錘線之間的距離應(yīng)盡量長(zhǎng)一些，如果距離太短，地面控制測(cè)量誤差對(duì)定向精度的影響較大，在地面測(cè)定兩吊錘線的坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)布置測(cè)量圖形，使得兩點(diǎn)之間的相對(duì)橫向誤差盡量??；投點(diǎn)定向\導(dǎo)線直接傳遞投點(diǎn)定向相對(duì)較為簡(jiǎn)單,誤差比較容易估算;導(dǎo)線直接傳遞,可按嚴(yán)密平差的精度評(píng)定方法評(píng)定方位角精度全站儀自由設(shè)站法定向全站儀自由設(shè)站法定向全站儀自由設(shè)站法定向的精度井筒6米直徑,觀測(cè)4個(gè)點(diǎn),測(cè)角精度10秒,測(cè)距精度2毫米定向精度可達(dá)7秒地下控制測(cè)量地下控制網(wǎng)的形式單導(dǎo)線雙導(dǎo)線狹長(zhǎng)邊角網(wǎng)高鐵CPⅢ控制網(wǎng)地下控制測(cè)量高鐵CPⅢ控制網(wǎng)地下控制測(cè)量測(cè)點(diǎn)埋設(shè)形式地下控制測(cè)量測(cè)點(diǎn)埋設(shè)形式地下控制測(cè)量測(cè)點(diǎn)埋設(shè)形式地下控制測(cè)量地下控制測(cè)量應(yīng)注意的問題

1.測(cè)點(diǎn)埋設(shè)的穩(wěn)定性很重要;2.對(duì)于折光影響要充分重視;3.觀測(cè)環(huán)境要有保障;誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)概念誤差：一個(gè)測(cè)量值與其真值之差中誤差：誤差的數(shù)學(xué)期望，定義式如下:誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)概念極限誤差規(guī)定的依據(jù)：大于一倍中誤差的偶然誤差出現(xiàn)的可能性為32%，大于二倍中誤差的偶然誤差出現(xiàn)的可能性為5%，大于三倍中誤差的偶然誤差出現(xiàn)的可能性為3‰，因此一般規(guī)定三倍中誤差為極限誤差，如果要求較嚴(yán)格，則規(guī)定兩倍中誤差為極限誤差。誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)貫通誤差的來源：地面控制測(cè)量誤差聯(lián)系測(cè)量誤差地下控制測(cè)量誤差

誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)

對(duì)于隧道貫通誤差來說,一般情況下縱向誤差(里程方向)和豎向誤差(高程)比較容易控制,橫向誤差較難控制,而橫向誤差超限引起的后果比較嚴(yán)重,因此橫向誤差是關(guān)注的重點(diǎn).

誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地下控制測(cè)量誤差支導(dǎo)線端點(diǎn)橫向貫通誤差影響值近似公式（單向開挖）

誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地面控制測(cè)量誤差和聯(lián)系測(cè)量誤差地面控制測(cè)量的誤差和聯(lián)系測(cè)量誤差綜合反映在地下起始數(shù)據(jù)上。具體而言，即反映在地下起始點(diǎn)的點(diǎn)位誤差和地下起始方位的誤差上。根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，一般情況下地下起始點(diǎn)點(diǎn)位精度基本與近井點(diǎn)的點(diǎn)位精度相當(dāng)。各種聯(lián)系測(cè)量手段所能達(dá)到的方位角傳遞精度在前面已經(jīng)介紹過，而地面起始方位的誤差估計(jì)，是一個(gè)比較復(fù)雜的問題誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地面控制測(cè)量誤差和聯(lián)系測(cè)量誤差

從理論上來說，地面起始方位的方位角中誤差以及地面近井點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，均可以按照平差理論中精度評(píng)定的方法得到。但實(shí)際上由于由于首級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)和隧道施工往往由不同單位承擔(dān)，這些數(shù)據(jù)不易獲取。誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地面控制測(cè)量誤差和聯(lián)系測(cè)量誤差

在此情況下，地面控制測(cè)量誤差可以根據(jù)地面控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的結(jié)果大致進(jìn)行估計(jì)。從地面起算邊向貫通面附近的一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)測(cè)，，假定測(cè)量是沒有誤差的，這個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)上的坐標(biāo)不符值就是由于地面起始數(shù)據(jù)的誤差造成的。把坐標(biāo)閉合差投影在隧道貫通面上，大致可得地面起始數(shù)據(jù)對(duì)橫向貫通誤差的影響值，這個(gè)值可以認(rèn)為是偏于安全的。誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地面控制測(cè)量誤差和聯(lián)系測(cè)量誤差

至于聯(lián)系測(cè)量的誤差，可以作為一個(gè)獨(dú)立的因素加以考慮，聯(lián)系測(cè)量產(chǎn)生的地下起始邊方位角誤差，乘以地下導(dǎo)線起始點(diǎn)至貫通面的距離，得到一個(gè)垂直于洞口至貫通面連線的向量，并投影在貫通面上，可以近似認(rèn)為是地下起始方位對(duì)橫向貫通誤差的影響。誤差分析和貫通誤差預(yù)計(jì)地下導(dǎo)線加測(cè)陀螺定向邊的設(shè)計(jì)

一般有如下結(jié)論:在地下直伸導(dǎo)線中,加測(cè)一個(gè)陀螺方位時(shí),加測(cè)在導(dǎo)線全長(zhǎng)2/3之處,若加測(cè)兩個(gè)或以上,則