土木工程隧道貫通測(cè)量設(shè)計(jì)書

目 錄1制依據(jù)???????????????????????????22工程概況???????????????????????????23平面控制???????????????????????????24高程控制???????????????????????????45施工放???????????????????????????46橫向通中差估算與分析和控制點(diǎn)措施???????????47洞、外水準(zhǔn)高程量向通中差的估算和分析???????88洞、外控制全部通量中差算??????????????89全部通量中差估算??????????????????910附隧道洞外控制網(wǎng)點(diǎn)平面布置示意及控制點(diǎn)概算坐??????9桃江核電廠進(jìn)廠道路Ⅰ標(biāo)段洞沖里隧道貫通測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書1 編制依據(jù)1.1《工程測(cè)量規(guī)》（GB50026-2007）；1.2《公路勘測(cè)規(guī)》（JTGC10-2007）；《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》（JTJ042—94）；桃江核電廠進(jìn)廠道路Ⅰ標(biāo)段洞沖里隧道施工設(shè)計(jì)圖紙（主要是隧道軸線平面控制點(diǎn)及曲線要素表、縱斷面設(shè)計(jì)高程數(shù)據(jù)和施工設(shè)計(jì)圖）；隧道洞口地形及洞外已知控制點(diǎn)點(diǎn)位實(shí)際情況等。2 工程概況桃花江核電廠進(jìn)廠道路工程是桃花江核電前期工程的組成部分，道路全長(zhǎng)7.331Km，其中Ⅰ標(biāo)段1.6km，包括785m道路和815m隧道。本標(biāo)段洞沖里隧道位于線路交點(diǎn)JD1與JD2間連線的直線上，里程樁號(hào)為K0+650～K1+465，全長(zhǎng)815m，屬于中型隧道，單向縱坡i=-1.98%，設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面為四心圓拱形，上半圓R=7.026m/7.096m，左右邊墻R=12.526m/12.596m，仰拱R=15.300m。隧道進(jìn)口坐標(biāo)：X=3157775.546，Y=599165.727，H=107.933；出口坐標(biāo)：X=3158177.782，Y=598456.904，H=91.773。3平面控制3.1平面控制點(diǎn)布設(shè)在隧道口附近，工程勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)已布測(cè)并移交平面GPS四等控制點(diǎn)4個(gè)，其點(diǎn)名和坐標(biāo)見(jiàn)表1，兩點(diǎn)間能相互通視。根據(jù)現(xiàn)有地面控制點(diǎn)及《公路勘測(cè)規(guī)》（JTGC10-2007）等施工測(cè)量規(guī)和設(shè)計(jì)、業(yè)主等的規(guī)定和要求，并結(jié)合本工程的線形特點(diǎn)及施工工藝的實(shí)際情況、到場(chǎng)使用的測(cè)量設(shè)備等級(jí)等，擬沿隧道軸線方向布設(shè)控制支導(dǎo)線（見(jiàn)隧道洞外控制網(wǎng)點(diǎn)布置示意圖中的附圖 1），所布設(shè)的控制導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)概算坐標(biāo)見(jiàn) 附表13。3.2選點(diǎn)埋石根據(jù)規(guī)要求，洞控制導(dǎo)線在布設(shè)時(shí)，其平均邊長(zhǎng)控制在 300m且相鄰邊長(zhǎng)、短邊長(zhǎng)之比不大于3：1，以減小短邊對(duì)測(cè)角精度的影響。洞控制點(diǎn)埋設(shè)在隧道底板穩(wěn)固的洞沖里隧道GPS四等控制點(diǎn)坐標(biāo)及高程一覽表表1點(diǎn)名X（m）Y（m）H（m）距洞口水準(zhǔn)路線長(zhǎng)GP013157258.101599508.712110.775GP023157534.725599372.23499.604320GP053158634.598598078.32571.557GP063158804.603598066.14067.469620硬質(zhì)基巖上，沿隧道軸線用電鉆垂直打眼入基巖 40cm，埋設(shè)φ22鋼筋并用混凝土澆注，點(diǎn)頂部刻十字作為點(diǎn)之記且頂部高出隧道底板施工標(biāo)高面 5cm以上，同時(shí)在洞壁用紅油漆標(biāo)明點(diǎn)號(hào)，以便于尋找。3.3控制點(diǎn)施測(cè)技術(shù)要求嚴(yán)格按照《工程測(cè)量規(guī)》（ GB50026-2007）和《公路勘測(cè)規(guī)》（ JTGC10-2007）等中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)設(shè)操作。導(dǎo)線觀測(cè)儀器采用經(jīng)過(guò)鑒定合格且符合本工程控制導(dǎo)線測(cè)量要求的日產(chǎn) R-322賓得全站儀（儀器編號(hào) 853040）進(jìn)行水平方向角及邊長(zhǎng)的測(cè)量，水平方向角按導(dǎo)線量測(cè)時(shí)的前進(jìn)方向觀測(cè)左右角，奇數(shù)站測(cè)左角，偶數(shù)站測(cè)右角；邊長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)向量測(cè)，計(jì)算時(shí)對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行儀器加、乘常數(shù)改正?？刂茖?dǎo)線觀測(cè)技術(shù)要求見(jiàn) 表2、表3及表4。DJ2級(jí)儀器水平角方向觀測(cè)法技術(shù)要求表2兩次照準(zhǔn)讀數(shù)差半測(cè)回歸零差一測(cè)回中2C較差同方向值各測(cè)回互差3″8″13″9″Ⅱ級(jí)測(cè)距儀邊長(zhǎng)測(cè)距作業(yè)技術(shù)要求表3氣象數(shù)據(jù)測(cè)定一測(cè)回間測(cè)回間往返觀測(cè)溫度最小氣壓最小測(cè)定時(shí)間數(shù)據(jù)較差限值較差限值較差限值（mm）（mm）（mm）讀數(shù)（℃）讀數(shù)（Pa）間隔取用1.0100每邊觀測(cè)每邊兩端572（a＋b×D）始末平均值導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求表4等級(jí)測(cè)角中方向角導(dǎo)線長(zhǎng)度平均水平角DJ2型測(cè)距全長(zhǎng)相對(duì)測(cè)距要求誤差閉合差邊長(zhǎng)儀器測(cè)回?cái)?shù)中誤差中誤差測(cè)距儀等級(jí)測(cè)回?cái)?shù)四等2.5″5n1.8km300m67mm1:3500022一級(jí)5.0″10n2.4km300m210mm1:17000224 高程控制4.1已知地面控制水準(zhǔn)點(diǎn)工程勘測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)已在隧道洞口附近各布測(cè)了兩個(gè)四等水準(zhǔn)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)見(jiàn) 表1。經(jīng)復(fù)測(cè)兩點(diǎn)間高差準(zhǔn)確可靠，點(diǎn)位未發(fā)生沉降，水準(zhǔn)點(diǎn)距洞口進(jìn)洞投點(diǎn)（第一個(gè)洞控制點(diǎn)）的距離見(jiàn)表1。4.2水準(zhǔn)點(diǎn)布測(cè)水準(zhǔn)高程控制點(diǎn)布設(shè)在平面控制導(dǎo)線點(diǎn)上，采用已鑒定合格的一光儀器生產(chǎn)的 DSZ2水準(zhǔn)儀（儀器編號(hào) 209872）配3m木水準(zhǔn)尺按四等水準(zhǔn)規(guī)精度要求進(jìn)行往返觀測(cè)，水準(zhǔn)高程測(cè)設(shè)隨工程施工的進(jìn)度及時(shí)跟進(jìn)，并定期進(jìn)行復(fù)測(cè)檢核。4.3等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求（見(jiàn)表 5）等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求表5等MMW儀器木水觀測(cè)觀測(cè)觀測(cè)次數(shù)往返較差或閉合差（mm）級(jí)（mm）（mm）型號(hào)準(zhǔn)尺方法順序與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)環(huán)線或附合平丘地山地四±5±10DS3雙面中絲讀后后往返往±20L1/2±51/2數(shù)法前前n五±10±20DS3雙面中絲讀—往返往±30L1/2±10n1/2單面數(shù)法5 施工放樣利用洞導(dǎo)線控制點(diǎn)用全站儀配合水準(zhǔn)儀施測(cè)隧道中線及斷面圓心點(diǎn)，水準(zhǔn)高程點(diǎn)控制開(kāi)挖腰線；根據(jù)隧道中線、斷面圓心點(diǎn)及腰線，由于隧道處于直線上且為單向縱坡，所以利用Casiofx-4500P編程計(jì)算，采用撥角法放樣出開(kāi)挖斷面的輪廓線，同時(shí)用全站儀測(cè)出開(kāi)挖斷面的關(guān)鍵控制點(diǎn)（拱頂點(diǎn)、圓心水平處腰線點(diǎn)及低腳點(diǎn)等）坐標(biāo)，由計(jì)算器反算相關(guān)值來(lái)檢核撥角法所放的開(kāi)挖輪廓線的精度。在放樣前及過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的斷面尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)反復(fù)校核，確保施工放樣的精度滿足規(guī)要求。6 貫通中誤差估算與分析和控制點(diǎn)觀測(cè)措施根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)》及《公路勘測(cè)規(guī)》等中對(duì)隧道施工貫通中誤差估算的規(guī)定，隧道相向開(kāi)挖長(zhǎng)度在 4Km的貫通中誤差分配值見(jiàn)表6。洞沖里隧道進(jìn)洞口至出洞口長(zhǎng)度為815m，隧道為單向縱坡，i=-1.98%。因縱向貫通誤差對(duì)計(jì)算直線型隧道只影響中線方向的里程樁號(hào)而不影響隧道貫通，所以本次對(duì)隧道貫通面就不進(jìn)行縱向貫通中誤差的估算。隧道相向掘進(jìn)開(kāi)挖長(zhǎng)度小于4Km時(shí)貫通中誤差分配值表6誤差名稱橫向（mm）豎向（mm）洞外測(cè)量±25±25洞測(cè)量±45±25全部貫通測(cè)量±50±356.1洞外、控制導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)和邊長(zhǎng)投影到貫通面上的相對(duì)坐標(biāo)系確定根據(jù)洞沖里隧道施工實(shí)施性組織設(shè)計(jì)方案的施工進(jìn)度計(jì)劃安排，隧道掘進(jìn)開(kāi)挖計(jì)劃由隧道進(jìn)、出口對(duì)向掘進(jìn)施工，即隧道進(jìn)口方向施工 460米即K0+650～K1+1110段，隧道出口方向施工 355米即K1+465～+110段。因此，本隧道進(jìn)洞口點(diǎn)至隧道貫通面 K1+110的洞施工控制導(dǎo)線總長(zhǎng)度為 460米，出洞口點(diǎn)至隧道貫通面 K1+110的洞施工控制導(dǎo)線總長(zhǎng)度為355米。6.1.1隧道貫通面的相對(duì)坐標(biāo)系根據(jù)洞沖里隧道實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)方案，隧道掘進(jìn)開(kāi)挖由由隧道進(jìn)、出口對(duì)向掘進(jìn)施工，因此，洞沖里隧道掘進(jìn)開(kāi)挖施工只有 1個(gè)貫通面。貫通面的平面數(shù)據(jù)見(jiàn)附圖 1及表12，其方位角為240°25′34.95″。因此，隧道貫通面的相對(duì)坐標(biāo)系為：縱坐標(biāo) X軸為過(guò)隧道洞外GPS控制點(diǎn)GP01并平行于線路交點(diǎn)JD1至JD2連線（即隧道軸線）方向的射線，其方位角為150°25′34.95″；橫坐標(biāo)Y軸為過(guò)洞外GPS控制點(diǎn)GP01與縱坐標(biāo)X軸垂直的射線，其方位角為 240°25′34.95″，具體布置見(jiàn)附圖1。6.2洞外控制導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通中誤差的估算根據(jù)《公路勘測(cè)規(guī)》（JTGC10-2007）可知，本標(biāo)段GPS地表四等控制點(diǎn)的測(cè)邊相對(duì)中誤差ms=±（a2+(b×S)2）1/2，其中取a=5mm、b=3ppm，并且GPS控制網(wǎng)測(cè)量只存在基線觀測(cè)邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差，所以只把已知 GPS相鄰點(diǎn)的邊長(zhǎng)投影到貫通面上，求得其邊到貫通面的投影長(zhǎng)度。本標(biāo)段洞外 GPS控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)的邊投影到貫通面的投影長(zhǎng)度見(jiàn) 表7.。洞外控制點(diǎn)和邊投影到貫通面的垂距和投影長(zhǎng)度表7位置邊號(hào)控制點(diǎn)邊反算距離(m)控制點(diǎn)邊至貫通面的投影長(zhǎng)度（m）進(jìn)口GP01~GP02308.504173出口GP06~GP05170.4411426.2.1洞外GPS控制點(diǎn)對(duì)貫通面的橫向貫通中誤差隧道洞外GPS控制點(diǎn)對(duì)貫通面橫向貫通中誤差計(jì)算時(shí)，其邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差精度指標(biāo)按《公路勘測(cè)規(guī)程》中四等控制網(wǎng)的精度指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：My=(∑（d2221/2，m22）1/2（a=5mm,b=3ppm）。外±yss洞外GPS控制點(diǎn)對(duì)本標(biāo)段大季頭隧道貫通面的橫向貫通中誤差值為：My外=±(∑（1732×(52+32×0.3085042/10-12)/308.5042+1422×(52+32×0.1704412/10-12)/170.4412）1/2=±5.0mm＜±25mm，即滿足規(guī)規(guī)定的要求。6.3洞導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通中誤差的估算對(duì)洞沖里隧道貫通面洞控制導(dǎo)線，分別按四等和一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量精度進(jìn)行橫向貫通中誤差值的估算，其隧道洞導(dǎo)線點(diǎn)及導(dǎo)線邊投影到貫通面的計(jì)算結(jié)果列于 表8，貫通面橫向貫通誤差值的估算結(jié)果見(jiàn) 表9。洞沖里隧道貫通面洞導(dǎo)線點(diǎn)及導(dǎo)線邊投影計(jì)算表表8點(diǎn)號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)至貫通面的垂距m邊號(hào)導(dǎo)線邊至貫通面的投影長(zhǎng)度mGP02758GP02~J01128J01644J01~J0221J02460J02~J030J03190J03~貫通面0貫通面0貫通面~J040J0480J04~J050J05355J05~J0690J06663J06~GP05120GP05910∑RX22637094∑dy239325洞沖里隧道洞導(dǎo)線測(cè)量對(duì)貫通面的橫向貫通中誤差估算表表9導(dǎo)線mβmβ/ρ(∑Rx2)1/2ms/s(∑dy2)1/2[(mβ/ρ)2∑Rx2+(ms/s)2∑dy2]1/2貫通面ms/s(mm)(mm)(mm)等級(jí)四等±2.5±19.7±5.7±20.5＜±451/35000K1+110±5.0一級(jí)±39.4±11.7±41.1＜±451/17000橫向貫通中誤差結(jié)果分析及觀測(cè)措施橫向貫通中誤差結(jié)果分析及控制導(dǎo)線等級(jí)的確定6.3中表9的洞導(dǎo)線測(cè)量總的橫向貫通中誤差估算結(jié)果來(lái)看，采用測(cè)角中誤差mβ=±5.0″、邊長(zhǎng)測(cè)距相對(duì)中誤差 mS/s=1/17000的一級(jí)導(dǎo)線作為洞的基本控制導(dǎo)線，完全滿足隧道貫通誤差規(guī)要求。但考慮到隧道洞外 GPS控制點(diǎn)精度及所用兩點(diǎn)間邊長(zhǎng)較短，加上隧道施工測(cè)量作業(yè)環(huán)境條件的局限性，為避免影響隧道貫通的精度，提高隧道橫向貫通誤差的保險(xiǎn)系數(shù)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器的精度等級(jí)，確定隧道洞控制導(dǎo)線測(cè)量等級(jí)采用四等導(dǎo)線的規(guī)測(cè)量技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。6.4.2洞導(dǎo)線應(yīng)采取的觀測(cè)措施6.4.2.1水平角觀測(cè)從表9中的橫向貫通中誤差影響值計(jì)算中可以看出：mβ(∑Rx21/2ρ值比m∑)/s(dy2)1/2/s值大很多，這就說(shuō)明控制導(dǎo)線測(cè)角誤差對(duì)橫向貫通中誤差影響大，所以要特別注意導(dǎo)線水平角觀測(cè)精度，應(yīng)選用測(cè)角精度高的測(cè)量?jī)x器，并且觀測(cè)過(guò)程中要仔細(xì)對(duì)中、照準(zhǔn)以減少粗差，并嚴(yán)格按規(guī)進(jìn)行測(cè)量操作，即洞控制導(dǎo)線水平角測(cè)量時(shí)采用左、右角全圓觀測(cè)法，也就是按導(dǎo)線前進(jìn)方向奇數(shù)測(cè)回測(cè)左角、偶數(shù)測(cè)回測(cè)右角，這樣測(cè)角的測(cè)回?cái)?shù)相應(yīng)地增加而測(cè)角的精度也將提高，所測(cè)的左、右角方向值取中數(shù)后相加與理論值360度可以進(jìn)行比較，增加了一個(gè)評(píng)定測(cè)角精度是否符合規(guī)要求的誤差判斷條件，這樣測(cè)量的水平角的精度比常規(guī)只觀測(cè)左角精度有提高。6.4.2.2邊長(zhǎng)量測(cè)對(duì)于導(dǎo)線測(cè)邊的精度，采用相應(yīng)等級(jí)的全站儀進(jìn)行邊長(zhǎng)對(duì)向往返觀測(cè)都可以滿足規(guī)和施工實(shí)際誤差精度要求。觀測(cè)邊長(zhǎng)計(jì)算時(shí)，必須按規(guī)要求進(jìn)行溫度、氣壓和加、乘常數(shù)改正；在隧道觀測(cè)環(huán)境條件惡劣的情況下，對(duì)溫度和氣壓量測(cè)要使用適合施工條件和規(guī)要求的儀器，同時(shí)可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)增加邊長(zhǎng)觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)來(lái)提高測(cè)距的精度。6.4.3洞控制導(dǎo)線觀測(cè)的具體措施隧道洞控制導(dǎo)線測(cè)量，采用日產(chǎn)的 R-322賓得全站儀進(jìn)行觀測(cè)，其測(cè)角等級(jí)為 DJ2型2秒級(jí)；測(cè)距標(biāo)稱精度為 2+2ppm，屬Ⅰ級(jí)測(cè)距精度等級(jí)。根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)》和《公路勘測(cè)規(guī)》等的規(guī)定， 四等控制導(dǎo)線用 DJ2型儀器觀測(cè)水平角應(yīng)測(cè) 6個(gè)測(cè)回，且水平角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)按導(dǎo)線前進(jìn)方向測(cè)量左、右角各測(cè) 3個(gè)測(cè)回，即奇數(shù)測(cè)回觀測(cè)左角、偶數(shù)測(cè)回觀測(cè)右角；邊長(zhǎng)距離量測(cè)應(yīng)進(jìn)行往返對(duì)向觀測(cè)且每次觀測(cè) 2個(gè)測(cè)回。7 洞、外水準(zhǔn)高程測(cè)量對(duì)豎向貫通中誤差的估算和分析7.1洞外水準(zhǔn)高程測(cè)量對(duì)豎向貫通中誤差的估算根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)》規(guī)定，豎向貫通中誤差 Mh＜±25mm，其計(jì)算公式為：Mh=±m(xù)△(L)1/2，m△=±5mm/Km。由表 1知隧道洞外四等水準(zhǔn)點(diǎn)距進(jìn)、出洞口第一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)距離，故其對(duì)洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤中誤差值見(jiàn)表 10。洞外水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤差值計(jì)算表表10位置洞外水準(zhǔn)點(diǎn)洞口水準(zhǔn)點(diǎn)間距mMh(mm)評(píng)定進(jìn)洞口GP02J02320±2.822Mh外=±2.83.9出洞口GP05J05620±3.9=±4.8mm＜±25mm7.2洞水準(zhǔn)高程測(cè)量對(duì)豎向貫通中誤差的估算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)方案的進(jìn)度計(jì)劃安排，洞沖里隧道進(jìn)洞口向洞水準(zhǔn)路線由隧道進(jìn)洞口水準(zhǔn)點(diǎn) J02引入，其至貫通面的水準(zhǔn)路線長(zhǎng) L=0.460Km；出洞口向洞水準(zhǔn)路線由隧道出洞口水準(zhǔn)點(diǎn) J05引入，其至貫通面的水準(zhǔn)路線長(zhǎng) L=0.355Km?，F(xiàn)按四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)精度估算隧道洞水準(zhǔn)測(cè)量對(duì)貫通面的豎向貫通中誤差，其值見(jiàn)表 11。洞水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤差值計(jì)算表表11位置洞口水準(zhǔn)點(diǎn)洞水準(zhǔn)點(diǎn)間距KmMh(mm)評(píng)定進(jìn)洞口J02K1+1100.460±3.422M=±3.43.0h出洞口J05K1+1100.355±3.0=±4.5mm＜±25mm豎向貫通中誤差估算結(jié)果分析7.2表12可知，洞水準(zhǔn)高程控制等級(jí)采用四等水準(zhǔn)測(cè)量完全可以達(dá)到豎向貫通中誤差規(guī)精度要求。8 洞、外控制全部貫通測(cè)量中誤差計(jì)算洞、外控制測(cè)量誤差對(duì)貫通面的橫向、豎向貫通中誤差總的影響值為：橫向貫通中誤差：MY總=±(My洞外2+MY出2)1/2=(5.02+20.52)1/2=±21.1mm＜±50mm。豎向貫通中誤差：Mh總=±(Mh洞外2+Mh2)1/2=(4.82+4.52)1/2=±6.6