隧道工程 隧道测量 知识详解(一套) (4)

盾构法隧道施工培训隧道股份盾构公司 1、盾构法隧道施工发展史2、隧道轴线控制技术3、管片拼装技术4、同步注浆技术5、隧道防水技术6、主要配套设备操作及用电7、隧道施工安全生产8、隧道测量技术9、隧道施工总体筹划10、盾构法施工对地层的影响和防治11、盾构法隧道施工技术及工程实例分析12、盾构法隧道施工质量通病及防治课程目录 第一部分、测量学基础一、测量学基本概念二、角度测量三、水准测量四、距离测量五、测量误差基本知识第二部分隧道盾构施工测量一、地面控制测量二、施工网布设和近井测量（地面趋近测量）三、平面定向测量四、高程导入测量五、洞门测量和盾构机进出洞基座放样六、井下控制测量七、盾构施工测量八、贯通测量九、竣工测量十、监控量测十一、地铁隧道中的轴线计算 1、地球的形状和大小概况：最高8843.13m，最低深11022m，地球半径6371km测量学中几个重要概念：大地体：是静止的平均海水面向陆地延伸，形成一个封闭的曲面所包围的地球形体，以此作为地球的形状和大小的标准。大地水准面：是静止的平均海水面，受地球重力的影响后所形成的处处与重力方向垂直的曲面。参考椭球体：是为便于研究和测定地球的形状和大小，而选用的与大地体相似并能用数学式严密表达的旋转椭球体，称其外表面为参考椭球面。一、测量学基本概念第一部分、测量学基础 2、地面点位的确定测量工作中，确定地面点的位置是将其沿铅垂线投影到大地水准面上，投影点在大地水准面上的平面位置用坐标x、y表示，再加上地面点至投影点的铅直距离H，就形成了表示空间位置的三维坐标系X、Y、H.3、高斯平面直角坐标系在高斯平面直角坐标系中，纵坐标的正负向以赤道位界，向北为正，向南为负；横坐标以中央子午线为界，向东为正，向西为负。 4、地面点的高程绝对高程：地面点沿铅垂线至大地水准面的距离称为该点的绝对高程或海拔，简称高程，用H表示。青岛黄海水准原点，其高程72.260m。假定高程：地面点至任意水准面的铅垂距离称假定高程或相对高程。高差：地面点的高程之差称高差，用h表示。hAB=HB-HA=HB｀-HA｀ 5、大地水准面用作水平面的限度由于大地水准面是弯曲的，在地面上测量两点间的距离，投影到大地水准面上的长度是弧长，需要改正才能成为水平距离。结论1：在半径为10Km的测区内进行测量工作时，可以把大地水准面当作水平面。结论2：地球曲率对高程的影响较大，即使距离较短，也要考虑其对高程的影响。6、测量的三个要素确定地面点的三个基本要素为：测量距离、角度和高差。测量工作的程序和原则是：“从整体到局部”和“先控制后碎部”。 二、角度测量1、水平角和竖直角测量角度测量包括水平角测量和竖直角测量。水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。常用仪器经纬仪、全站仪 a2、水平角测量原理a、水平角：相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度。b、原理：OA投影在水平度盘上读数为a，OB投影在水平度盘上读数为b。则：角值范围：0˚~360˚ABOA1B1O1O2ββb水平面 α1α2a、定义：在同一竖直面内，仪器中心至目标的倾斜视线与水平视线所加的锐角。角值范围：-90°~+90°视线向上倾斜，称仰角，α为正值；视线向下倾斜，称俯角，α为负值。b、原理：α=水平视线读数-目标视线读数3.竖直角测量原理 4、光学经纬仪的构造(1)基座基座是支承整个仪器的底座。脚螺旋用于整平仪器。基座水平度盘照准部 (2)照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器8/2mm；管水准器30/2mm望远镜：倒像,2630倍目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝读数显微镜,竖盘部分光学对点器复测扳手或度盘变换器 (3)水平度盘水平度盘由光学玻璃制成顺时针0360刻度；仪器整平，水平度盘水平；水平度盘与照准部相互脱离；当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。090180270090180270 a、测回法：用于两个目标方向之间的水平角观测。步骤：(1)安置仪器于测站O点，对中、整平(2)上半测回：盘左，LALB(3)下半测回：盘右，RBRA上半测回和下半测回构成一测回。(4)若β左-β右≤10″，认为观测合格。此时可取5、水平角测量 测回法观测水平角记录手簿测站目标竖盘位置水平度盘读数半测回角值一测回平均角值备注A左02012422518422515附图B424530A右1802030422512B2224542 盘右零方向盘左ABCDEb、方向观测法：用于两个以上目标方向的水平角观测。(1)操作步骤：盘左位置：瞄准零方向A，按顺时针旋转照准部，依次照准B、C、D各目标方向，分别读取水平度盘读数，最后再观测零方向A，称为上半测回归零，以上称为上半测回。盘右位置：先照准零方向A，按逆时针方向依次照准D、C、B各目标方向，分别读取水平度盘读数，最后再照准零方向A，称为下半测回归零，此为下半测回。 方向观测法记录手簿测站测回目标水平度盘读数2C平均读数归零后的方向值测回归零方向值平均值简图与角值盘左（L）盘右（R）0///0/////0///0///0///12345678910O1A0000618000060000090000000000附图B3145182114506+12314512314503314504C9226122722606+6922609922600922558D14517393251736+3145173814517291451730A000181800006+12000122A9002302700224+690022400000B12147363014724+121214730314506C182282422818+61822821922557D2352000551948+1223519541451730A9002242700218+6900221(2)方向观测法的计算： 1、水准测量原理三、水准测量利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，有已知点高程推求未知点高程。如图：高差法hAB=a–bHB=HA+hABHi=HA+aHB=Hi-b视线高法当a>b时，hAB为正，B高于A；当a|Ke|时，曲线上各点的曲率随着桩号的增大而减小。在隧道平曲线的设计中，缓和曲线一般是对称设置。都可转化为第一种情况进行处理。设缓和曲线上任意一点P（X，Y）与P0的差为L。首先，引入这样一个局部坐标系X’O’Y’,它的原点O’在P0处,F0方向的横坐标轴X’的正向.P点在局部坐标中的坐标为: P点切线与X’轴的夹角：P点的坐标通过坐标变换求出：X＝X0＋X’cosF0－Y’sinF0Y＝Y0＋X’sinF0+Y’cosF0P点的方向角：F＝F0+α以上公式适用于曲线左转的情况，右转时，公式要做必要的符号变换。 组成一条平曲线的各曲线之间是平滑相接的，即前一曲线元的终点和后一曲线元的起点具有相同的坐标和方向角。因此计算时，以L＝Ls代入曲线元的计算公式，求出的P（X，Y）和F即为下一曲线元的P0（X0，Y0）和F0。这样，对于一条平曲线，除了确定各曲线元的Ks、Ke以外，只要给出第一个曲线元的P0（X0，Y0）和F0，即可求出曲线上的任意位置的坐标。 2、竖曲线的分析计算对于竖曲线，主要是计算其标高。在大连路隧道和复兴路隧道设计轴线的竖曲线中，都只有直线段和圆曲线段两种曲线元。因此以下主要讨论这两种情况的计算。1）直线段直线上任意一点（里程为L）的标高为：标高H=起点标高-L×坡度2）圆曲线凹形竖曲线上任意一点（里程为L）的标高公式：标高H=起点标高-L×坡度+L^2/2/R式中：R：竖曲线半径x：竖曲线任意一点距起点或终点的水平距离：竖曲线任意一点距切线的纵距以上公式适用于下坡的情况，上坡时，公式要做必要的符号变换。 教程完毕谢谢！