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1、1测量学测量学 第十四章第十四章1、隧道测量的内容和作用、隧道测量的内容和作用；（重点）（重点）2、隧道洞外控制测量；、隧道洞外控制测量；（难点）（难点）3、隧道进洞测量；、隧道进洞测量；（难点）（难点）隧道洞内控制测量隧道洞内控制测量;（难点）（难点）5、隧道施工测量与竣工测量。、隧道施工测量与竣工测量。（重点）（重点）2目目 录录第一节第一节 概述概述第二节第二节 洞外洞外控制测量控制测量第三节第三节 隧道进洞测量隧道进洞测量第四节第四节 隧道洞内控制隧道洞内控制 测量测量第六节第六节 隧道施工测量隧道施工测量第七节第七节 隧道峻工测量隧道峻工测量314141 1 概概 述述 14.1.1
2、14.1.1隧道测量的内容和作用隧道测量的内容和作用隧道工程施工需要进行的主要测量工作包括：隧道工程施工需要进行的主要测量工作包括：1洞外控制测量：在洞外建立平面和高程控制网，测定各洞洞外控制测量：在洞外建立平面和高程控制网，测定各洞口控制点的位置；口控制点的位置；2进洞测量：将洞外的坐标、方向和高程传递到隧道内，建进洞测量：将洞外的坐标、方向和高程传递到隧道内，建立洞内、洞外统一坐标系统；立洞内、洞外统一坐标系统；3洞内控制测量：包括隧道内的平面和高程控制；洞内控制测量：包括隧道内的平面和高程控制；4隧道施工测量：根据隧道设计要求进行施工放样、指导开隧道施工测量：根据隧道设计要求进行施工放样
3、、指导开挖；挖；5竣工测量：测定隧道竣工后的实际中线位置和断面净空及竣工测量：测定隧道竣工后的实际中线位置和断面净空及各建、构筑物的位置尺寸。各建、构筑物的位置尺寸。4铁路隧道测量的主要目的铁路隧道测量的主要目的:是保证隧道相向开挖时，能按规定的精度正确贯通，并使各是保证隧道相向开挖时，能按规定的精度正确贯通，并使各建筑物的位置和尺寸符合设计规定，不使侵入建筑限界，以建筑物的位置和尺寸符合设计规定，不使侵入建筑限界，以确保运营安全。确保运营安全。514.1.2隧道贯通测量的含义隧道贯通测量的含义在长大隧道施工中，为加快进度，常采用多种措施增加施工在长大隧道施工中，为加快进度，常采用多种措施增加
4、施工工作面，如图工作面，如图14-1所示。所示。图图14-1增加施工工作面的方法增加施工工作面的方法 (a)竖井竖井 (b)平洞平洞 (c)斜井斜井1、贯通测量、贯通测量-两个相邻两个相邻的掘进面，按设计要求在的掘进面，按设计要求在预定地点彼此接通，称为预定地点彼此接通，称为隧道贯通，为此而进行的隧道贯通，为此而进行的相关测量工作称为相关测量工作称为。贯通。贯通测量涉及大部分的隧道测测量涉及大部分的隧道测量内容。量内容。62、贯通误差、贯通误差-由于各项测量工作中都存在误差，导致相向由于各项测量工作中都存在误差，导致相向开挖中具有相同贯通里程的中线点在空间不相重合，此两点在开挖中具有相同贯通里
5、程的中线点在空间不相重合，此两点在空间的连接误差（即闭合差）称为空间的连接误差（即闭合差）称为。纵向贯通误差纵向贯通误差:该线段在线路中线方向的分量称为该线段在线路中线方向的分量称为;横向贯通误差横向贯通误差:在水平面内垂直于中线方向的分量称为在水平面内垂直于中线方向的分量称为;高程贯通误差高程贯通误差:在高程方向的分量称为在高程方向的分量称为。纵向误差纵向误差-对贯通在距离上有影响；对贯通在距离上有影响；高程误差高程误差-对坡度有影响；对坡度有影响；横向误差横向误差-对隧道质量有影响。对隧道质量有影响。不同的隧道工程对贯通误差的容许值有各自具体的规定。如何不同的隧道工程对贯通误差的容许值有各
6、自具体的规定。如何保证隧道在贯通时，两相向开挖的施工中线的闭合差（包括横保证隧道在贯通时，两相向开挖的施工中线的闭合差（包括横向、纵向及高程方向）不超过规定的限值，成为隧道测量的关向、纵向及高程方向）不超过规定的限值，成为隧道测量的关键问题。键问题。7 14.2 洞外控制测量洞外控制测量 隧道的设计位置，一般是以定测的精度初步标定在地面上。在隧道的设计位置，一般是以定测的精度初步标定在地面上。在施工之前必须进行施工复测，检查并确认两端洞口的中线控制施工之前必须进行施工复测，检查并确认两端洞口的中线控制桩（也称为洞口投点）的位置，它是进行洞内施工测量的主要桩（也称为洞口投点）的位置，它是进行洞内
7、施工测量的主要依据。依据。一、控制点的设置：一、控制点的设置：测规测规规定规定 1 1、在、在每个洞口应测设不少于每个洞口应测设不少于3个平面控制点个平面控制点（包括洞口投点（包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点）及其相联系的三角点或导线点）2个高程控制点个高程控制点。2 2、直线隧道上，两端洞口应各确定一个中线控制桩，以两、直线隧道上，两端洞口应各确定一个中线控制桩，以两桩连线作为隧道的中线；桩连线作为隧道的中线；3 3、在曲线隧道上，应在两端洞口的切线上各确定两个间距、在曲线隧道上，应在两端洞口的切线上各确定两个间距不小于不小于200 m的中线控制桩，以两条切线的交角和曲线要素为的中线控
8、制桩，以两条切线的交角和曲线要素为依据，来确定隧道中线的位置。依据，来确定隧道中线的位置。8 3 3、平面控制网应尽可能包括隧道各洞口的中线控制点，、平面控制网应尽可能包括隧道各洞口的中线控制点，即可以在施工测量时提高贯通精度，又可减少工作量。即可以在施工测量时提高贯通精度，又可减少工作量。4 4、同时进行高程控制测量、同时进行高程控制测量,联测各洞口水准点的高程，联测各洞口水准点的高程，以便引测进洞，保证隧道在高程方向准确贯通。以便引测进洞，保证隧道在高程方向准确贯通。二、隧道洞外控制测量的目的是：二、隧道洞外控制测量的目的是：在各开挖洞口之间建立一精密的控制网，以便据此精确地在各开挖洞口之
9、间建立一精密的控制网，以便据此精确地确定各开挖洞口的掘进方向和开挖高程，使之正确相向开确定各开挖洞口的掘进方向和开挖高程，使之正确相向开挖，保证准确贯通。挖，保证准确贯通。三、洞外控制测量：三、洞外控制测量：主要包括平面控制测量和高程控制测量两部分。主要包括平面控制测量和高程控制测量两部分。914.2.1洞外平面控制测量洞外平面控制测量洞外平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过地区洞外平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件进行，可采用的方法有：中线法、精密导的地形和环境等条件进行，可采用的方法有：中线法、精密导线法、三角锁网法、线法、三角锁网法、GPS测量
10、。测量。1中线法（中线法（平面控制简单、直观，精度不高平面控制简单、直观，精度不高）适用于长度较短或贯通精度要求不高的隧道。适用于长度较短或贯通精度要求不高的隧道。方法：方法：就是将隧道中线的平面位置，测设在地表上，经反复核就是将隧道中线的平面位置，测设在地表上，经反复核对改正误差后，把洞口控制点确定下来，施工时就以这些控制对改正误差后，把洞口控制点确定下来，施工时就以这些控制点为准，将中线引入洞内。点为准，将中线引入洞内。在直线隧道，于地表沿勘测设计阶在直线隧道，于地表沿勘测设计阶段标定的隧道中线，用经纬仪正倒镜延伸直线法测设中线段标定的隧道中线，用经纬仪正倒镜延伸直线法测设中线；在在曲线隧
11、道，则按铁路曲线测设方法，首先精确标出两端切线方曲线隧道，则按铁路曲线测设方法，首先精确标出两端切线方向，然后测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，再把向，然后测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，再把线路中线测设到地面上。经反复校核，与两端线路正确衔接后，线路中线测设到地面上。经反复校核，与两端线路正确衔接后，再以切线上的控制点（或曲线主点及转点等）为准，将中线引再以切线上的控制点（或曲线主点及转点等）为准，将中线引入洞内。入洞内。102精密导线法精密导线法在隧道进、出口之间，沿勘测设计阶段所标定的中线或离在隧道进、出口之间，沿勘测设计阶段所标定的中线或离开中线一定距离布设导线，采用
12、精密测量的方法测定各导开中线一定距离布设导线，采用精密测量的方法测定各导线点和隧道两端控制点的点位。线点和隧道两端控制点的点位。在进行导线点的布设时，除应满足在进行导线点的布设时，除应满足6.2节的要求外，导线点节的要求外，导线点还应根据隧道长度和辅助坑道的数量及位置分布情况布设。还应根据隧道长度和辅助坑道的数量及位置分布情况布设。导线宜采用长边，且尽量以直伸形式布设，这样可以减少导线宜采用长边，且尽量以直伸形式布设，这样可以减少转折角的个数，以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯转折角的个数，以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯通误差的影响通误差的影响。为了增加检核条件和提高测角精度评定的。为
13、了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性，可行性，导线应组成多边形导线闭合环或具有多个闭合环导线应组成多边形导线闭合环或具有多个闭合环的闭合导线网，的闭合导线网，测规测规规定，在一个控制网中，导线环规定，在一个控制网中，导线环的个数不宜少于的个数不宜少于4个；每个环的边数宜为个；每个环的边数宜为46条。条。导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合表表14-1的规定。的规定。11三角锁、导三角锁、导线测量等级线测量等级测角中误差测角中误差（）仪器
14、型号仪器型号测回数测回数二二1.01.0DJDJ1 16 69 9DJDJ2 29 91212三三1.81.8DJDJ1 14 4DJDJ2 26 6四四2.52.5DJDJ1 12 2DJDJ2 24 4五五4.04.0DJDJ2 22 2表表14-1 测角精度、仪器型号和测回数测角精度、仪器型号和测回数12当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数测回当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后应按式分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后应按式(14-1)计算圆周角闭合差计算圆周角闭合差，其值应符合表，其值应符合表14-2
15、的规定。再将的规定。再将它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样可以提高测角精度。可以提高测角精度。左角左角中中右角右角中中360 (14-1)导线导线等级等级二二三三四四五五2.03.65.08.0表表14-2 测站圆周角闭合差的限差测站圆周角闭合差的限差（）13导线环角度闭合差，应不大于按下式计算的限差：导线环角度闭合差，应不大于按下式计算的限差：)214(2nmf限 式中式中 m设计所需的测角中误差（设计所需的测角中误差（）；）；n导线环内角的个数。导线环内角的个数。导线的实际测角中误差应按下式计算，并应符合控制测导线的实际
16、测角中误差应按下式计算，并应符合控制测量设计等级的精度要求。量设计等级的精度要求。)314(2Nnfm 式中式中 f每一导线环的角度闭合差（每一导线环的角度闭合差（）；）；n 每一导线环内角的个数；每一导线环内角的个数；N导线环的总个数。导线环的总个数。14导线环（网）的平差计算导线环（网）的平差计算:一般采用条件平差或间接平差。当导线精度要求不高时，亦一般采用条件平差或间接平差。当导线精度要求不高时，亦可采用近似平差。可采用近似平差。用导线法进行平面控制比较灵活、方便，对地形的适应性强。用导线法进行平面控制比较灵活、方便，对地形的适应性强。我国长达我国长达14.3 km的大瑶山隧道和的大瑶山隧道和8 km多的军都山隧道，采多的军都山隧道，采用光电测距仪导线网作控制测量，均取得了很好的效果。用光电测距仪导线网作控制测量，均取得了很好的效果。3、三角锁网法、三角锁网法将测角三角锁布置在隧道进出口之间，以一条高精度的基线将测角三角锁布置在隧道进出口之间，以一条高精度的基线作为起始边，并在三角锁的另一端增设一条基线，以增加检作为起始边，并在三角锁的另一端增设一条基线，以增加检核和平差的条件。
