隧道工程 隧道测量 知识详解(一套) (7)

隧道洞内控制测量第一部分设计阶段一、准备工作洞内导线设计，一般先作导线边长设计，在做测量精度设计。导线边长需根据隧道长度、路线平面形状、施工方法以及断面宽度作选择。原则上隧道越长，导线边也应尽可能选得长一些，但是必须保证正常通风下通视良好。直线地段一般选择250～500米，曲线地段按确定，其中，R为曲线半径，f为断面宽度。精度等级确定见表1平面控制测量设计要素表1平面控制测量设计要素测量部位测量方法测量等级适用长度（km）测角中误差（″）边长相对中误差洞内导线测量二9～201.01/100000隧道2等6～91.31/100000三3～61.81/50000四1.5～32.51/50000一级＜1.54.01/20000洞内高程测量设计，高程控制网的布设可以结合导线控制点的埋设，水准备的布设密度一般不大于200米。高铁高程控制测量的精度等级采用国家二等水准测量，每千米高程测量偶然中误差限差为1mm。二、方案确定1、平面控制测量1）、导线测量的技术要求应符合表2的规定。表2导线测量的技术要求 等级测角中误差（″）测距相对中误差方位角闭合差（″）导线全长相对闭合差测回数0.5″级仪器1″级仪器2″级仪器6″级仪器二等1.01/250000±2.01/10000069－－－－隧道二等1.31/250000±2.61/10000069－－－－三等1.81/150000±3.61/550004610－－四等2.51/80000±51/40000346－－一级4.01/40000±81/20000－－22－－二级7.51/20000±151/12000－－－－13注：表中n为测站数。2）、角观测宜采用方向观测法，并符合表3的规定。表3水平角方向观测法的技术要求等级仪器等级半测回归零差（″）一测回内2c互差（″）同一方向值各测回互差（″）四等及以上0.5″级仪器4841″级仪器6962″级仪器8139一级及以下2″级仪器1218126″级仪器18－－243)、边长测量应符合表4的规定。表4边长测量技术要求等级使用测距仪精度等级每边测回数一测回读数较差限值（mm）测回间较差限值（mm）往返观测平距较差限值往测返测 二等Ⅰ44232mDⅡ57三等Ⅰ22232mDⅡ4457四等Ⅰ22232mDⅡ57Ⅲ441015一级及以下Ⅰ22232mDⅡ57Ⅲ1015Ⅳ442030注：①、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程②、测距仪精度等级划分如下Ⅰ级∣md∣≤2mmⅡ级2mm＜∣md∣≤5mmⅢ级5mm＜∣md∣≤10mmⅣ级10mm＜∣md∣≤20mmmd为每千米测距标准偏差。即按测距仪出厂标称精度的绝对值，归算到1km的测距标准偏差。③、mD=a+b×D式中：mD----仪器测距中误差（mm），a----标称精度中的固定误差（mm），b----标称精度中的的比例系数（mm/km），D----测距长度（km）4)、测距边的斜距应进行气象和仪器常数改正。气压、气温读数取位应符合表5的规定。三等及以上等级测量应在测站和反射镜站分别测记，四等及以下等级可在测站进行测记。当测边两端气象条件差异较大时，应在测站和反射镜站分别测记，取两端平均值进行气象改正；当测区平坦，气象条件差异不大时，四等及以下等级也可记录上午和下午的平均气压、气温。表5气压、气温读数取位要求 测量等级干湿温度表（℃）气压表（hPa）二等0.20.5三等0.20.5四等0.51一级及以下122、高程控制测量1）、水准观测的技术要求见表7。表7水准观测的主要技术要求（单位：m）等级水准仪最低型号水准尺类型视距前后视距差测段的前后视距累积差视线高度数字水准仪重复测量次数光学数字光学数字光学数字光学（下丝读数）数字二等DS1因瓦≤50≥3且≤50≤1.0≤1.5≤3.0≤6.0≥0.3≤2.8且≥0.55≥2次2）、高程控制测量的限差要求：采用二等水准测量，限差为，其中L为水准路线长度。3）、检测间歇点高差之差的限差为1mm。第二部分测量阶段一、控制点埋设控制点的布设形式：平面控制网的布设采用双导线进行布设。一般在洞内大致沿中线附近、通视良好、便于使用、不宜破坏的位置布设即可。高程控制网的布设可以结合导线控制点的埋设，但需要加密高程控制点。控制点标志：采用直径为12～20mm，长度为200～300mm 的钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。控制点埋设方法：利用直径大于150mm的圆筒套住控制点（作用：保护控制点，水准尺能够立在标志上面），埋设表面低于路面20～30mm（作用：保护控制点），埋设标志高出表面2～3mm。正确的控制点埋设举例：二、外业观测1、控制点检测1）、平面控制点的检测检测起算的已知导线点是否发生位移，二是验证起算点的精度是否可靠。如果起算已知点发生位移或者精度不合格，首先考虑补测或者重测原有导线之后才能向前引申新的导线。2）、高程控制点的检测 洞内高程点由于受到不良地质一级施工条件的影响，高程可能发生变化，所以在测新的高程点的时候，必须对已知起算高程点进行检测。2、平面观测1）、水平角观测①、洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。②、洞内测量前应先将仪器开箱放置20分钟左右，让仪器与洞内温度基本一致。③、目标应有足够的明亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。④、完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180°重新对中整平，再观测剩余测回数。2）、导线边长测量①、测量前应进行充分通风、避免尘雾。②、反射镜应有适度照明。③、仪器和反射镜面应无水雾。3）、洞内导线应随施工进度分期布设，建立新一期导线前，应检测原有控制点，检测计算式如下：式中和分别为原测、检测的侧边或测角中误差。2、高程控制测量1）、高程控制点应每隔200～500m设置一对。2）、高程控制测量的限差要求：采用二等水准测量，限差为，其中L为水准路线长度。3）、洞内高程控制点应结合地质条件、施工方法和施工进度定期复测。建立新一期高程控制点前应检测起算高程点。检测已测测段高差之差应满足±6，其中，Ri为检测测段长度（km）。4）、洞内平面、高程控制点应妥善保护，隧道竣工后应与隧道内CPII控制点和水准点联测。 5）、高程控制测量误差产生的高程贯通中误差应按下面的式子计算：式中，—每千米水准测量的偶然中误差(mm)。—高程测量路线长度（km）。第三部分数据处理阶段一、洞内平面控制测量1、洞内导线平差计算应符合下列要求：1）、初次洞内导线测量的起算坐标和方位角应采用测量设计时确定的进洞联系边测量成果。2）、洞内导线引伸测量的起算坐标和方位角应采用经检测合格的前一期洞内导线测量成果。3）、导线平差应采用严密平差。2、平差利用经过检测合格的软件进行严密平差，我们利用的是COSAWIN98软件进行严密平差。1）、利用多测回软件进行多测回测量，然后对距离进行改正（乘常数和加常数），如下图2光电测距改正示意图。图2光电测距改正示意图 2）、根据光电测距电子记录手簿和水平角观测电子记录手簿画出导线测量平面示意图。3）、根据导线测量平面示意图进行严密平差，然后手算闭合差，检验利用导线进行的严密平差结果。3、完成洞内导线平差计算后，应计算开挖面附近的临时中线点放样成果并实地放设，即时纠正施工中线。二、洞内高程控制测量。洞内高程控制测量采用近似平差，首先，先算往返高差较差和限差（），把较差与限差做对比，要满足较差≤限差，否者重测；然后还要算每公里高差测量偶然中误差（）,并达到二等水准测量精度的要求。然后进行平差，把限差平均分配到水准点。