隧道施工测量.ppt

隧道施工测量 前言 隧道施工中 测量工作至关重要 它对于控制隧道的成形和能否顺利贯通都起着关键作用 因此必须高度重视隧道中的施工测量工作 隧道施工测量分为隧道洞外控制测量 隧道洞外与洞内联系测量 隧道洞内控制测量 隧道施工测量 在下面的讲座中 将按照隧道施工的一般工序分步讲解 1控制点复测隧道施工测量的第一步便是对设计单位所交付的洞外中线方向和长度以及水准点进行复核 对长大隧道或隧道群的复测工作应该由专业测量队来完成 一 洞外控制测量 1 1仪器的选用在控制点复测中 可根据隧道的长短以及地形条件来决定 一 洞外控制测量 1 2操作步骤1 准备工作首先在和设计单位交接桩时要仔细检查桩的完整性 以便及时发现有松动或不稳的桩 这样在复核时及时检查出粗差 有利于复核后的平差 其次 要对交接资料进行复核 包括桩号 桩位 桩的里程 桩的坐标等 同时对隧道平面图进行研究 算出其走向 一 洞外控制测量 最后 根据施工要求 在每个洞口布设不少于3个平面控制点 包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点 和两个高程控制点 洞口投点应该布设在便于施工中线放样 联测洞外控制点以及洞内测设导线之处 如果条件困难 可在主网与投点间设支导线联结 但支导线必须构成闭合检核条件 如闭合导线 主副导线等形式联结 一 洞外控制测量 向洞内传算方位的起算边长度不宜小于300m 对于高程控制点布设 应该设在洞口附近土质坚实 通视良好 施测方便 高程适宜和便于保存指出 每个洞口的两个水准点的高程 以安置一次仪器即可联测为宜 一 洞外控制测量 2 野外复测在复测时 包括平面控制点和高程控制点的复测 如果有平面控制点和高程控制点重合的情形 则须采用全站仪对平面和高程同时进行复测 采用全站仪进行的高程复测可作为参考 而高程控制测量的复测则必须采用精密水准仪进行复测 在野外复测时 应该选择合适的天气进行测量 一 洞外控制测量 对平面控制复测 测回数根据测量精度而定 一般情况下不得低于两个测回 同时采用主副导线闭合法进行复测 主导线为在设计方所交点基础上布设的导线网 测边测距 副导线为临时导线 只测角度 便于检查角度闭合差 一 洞外控制测量 在野外复测的同时 应将洞口投点纳入三角锁或导线网内构成整体网以提高精度 在条件困难时 宜采用图形强度较好和观测条件有利的单三角形与网连接 一 洞外控制测量 3 内业计算根据复测的数据分别对平面和高程进行计算 包括点位坐标 闭合差 边长相对中误差 在复测数据满足隧道施工控制测量精度要求的情况下与设计方交付资料进行比对 否则必须重新复测 与设计方交付资料比对后 相对误差满足精度要求 则按复测资料进行施工测量 并报设计院备案 如果相对误差不满足 则必须 一 洞外控制测量 和设计方一起再次复测之后按复测后的数据进行施工测量 平面控制测量适用长度见 新建铁路工程测量规范 P29页表4 1 2 1 高程控制测量适用的路线长度见该规范表4 1 2 2 一 洞外控制测量 2 1洞内平面控制点的布设与测量2 1 1洞内导线布设当隧道的进洞关系数据确定后 即可依洞口控制点 按计算好的进洞数据 指导洞口开挖 在隧道开挖初期 应以洞口控制点为依据 放样临时隧道中线 一般直线上不大于30m 曲线上不大于20m 其目的在于指导隧道的开挖方向 当隧道 二 施工控制点的布设与测量 二 施工控制点的布设与测量 掘进到一定距离后 洞内控制逐步建立起来了 这时再按洞内控制点 建立正式中线点 并据以指导隧道衬砌工程 在正洞内 可采用以下四种方法进行导线布设 二 施工控制点的布设与测量 1 单导线一般用于小导坑 短隧道 为了检核 导线必须独立进行两次以上的测量 导线角可采用左右角观测法 如图2 1 二 施工控制点的布设与测量 2 主副导线环在洞内测量量距有困难时 可以采用 一般每隔2 3条边组成一个闭合环 如图2 2 二 施工控制点的布设与测量 3 导线网限于洞内场地条件 导线网一般形成彼此相连的带状闭合导线环 如图2 3 二 施工控制点的布设与测量 4 符合导线隧道贯通后 在未衬砌地段一般可采用单导线符合在两端洞内导线上 在计算实际贯通误差之后 按符合导线进行平差 使贯通误差得到调整 二 施工控制点的布设与测量 对于直线隧道 应尽量于隧道中线上布设 减少量距误差对横向贯通误差的影响 导线点数应尽量少 以减少测角误差的影响 对于曲线隧道 亦应沿洞口连线布设直伸型导线为宜 隧道洞内导线控制测量应在洞外控制测量的基础上 结合洞内施工特点布设导线 当正洞因故不能掘进时 需采用平行导坑法施工 可用平行导坑导线来控制 二 施工控制点的布设与测量 平导导线一般由正洞导线通过横通道在平导内联测支导线建立 也可自平导口向洞内建立单导线 如图2 4 洞内导线网精度要求 参见 新建铁路工程测量规范 P30 二 施工控制点的布设与测量 2 1 2洞内导线点埋设洞内导线点采用混凝土包铁芯桩 桩顶面较导坑地面约低0 1 0 2m 上面加木版覆盖 导线点兼作高程点时 铁芯顶面应该高出桩面约5mm 在桩位两侧坑道壁上须将点名 里程表注清楚 以利保护和使用 二 施工控制点的布设与测量 2 1 3洞内导线网的施测2 1 3 1测量前准备工作1觇准目标的设置测角时的觇准目标基本以垂球的垂线为准 垂线的后方用白纸衬窗挡滤灯光 并用仪器脚架作为吊垂球 衬窗和灯炮的支撑架 也可用三根竹竿或铝材制成支撑 二 施工控制点的布设与测量 架 为便于对中 垂球线在悬挂的架顶便于移动 根据不同的需要 垂线可采用空心线 空心线外用白纸裹成直径1cm到2cm的加粗觇准标志 一般200m以内 觇准垂球弦线 200 400m时 觇准空心线 400m时 觇准加粗标志 二 施工控制点的布设与测量 衬窗用小木条制成制成三角形的框 贴上透明描图纸即可 当使用光学对中器强制对中 觇准牌作觇准标志时 只需用灯光直接照明觇牌面即可 二 施工控制点的布设与测量 2照明设置灯光一般用100 300w的白帜灯 边长大于400m时 也可用碘钨灯 测边时 可采用白纸坂或耐热塑料片 做成喇叭状的灯罩套在灯泡上 对着反射镜照明即可 注意 无论测边或测角 应将观测目标附近的照明灯关闭 以避免视场中强散射光的干扰 二 施工控制点的布设与测量 排水与通风在施测前 应及时排水与通风 对于通风应与施工单位协调配合 在观测前半个小时加强洞内通风 使烟尘排除 成象清晰 观测过程中应该停止放炮 在烟尘排除不好的情况下 即使测站观测合限 但观测质量往往存在问题 二 施工控制点的布设与测量 2 1 3 2洞内导线测边与测角1 洞内导线测角洞内导线测角的基本方法也是方向观测法 当只有两个方向时 也可采用左右角观测法 洞内测角需注意以下两个问题 二 施工控制点的布设与测量 1 1洞内投点观测投点通常距离贯通点最远 因此测角误差对贯通的影响最大 为防止误差过大 观测时间宜选在夜间气温比较稳定后进行 夜间观测有困难时 可选择气象稳定的阴天观测 进洞后第一对导线点向投点观测时 也宜在相同条件下进行 二 施工控制点的布设与测量 1 2仪器 目标多次置中因为洞内导线边较短 仪器和目标的对中误差对水平角观测的影响较大 为减小此项误差影响 导线测角可采用在测回间将仪器和觇标多次重新置中的方法 若洞内排尘不理想 还可采用两次照准 两次读数的方法 以减小照准和读数误差 二 施工控制点的布设与测量 2 洞内测边洞内测边最好采用光电测距仪 如果采用2m因瓦横基尺测距时 受洞内条件限制宜采用横尺中点法和横尺短点法 一般用2m因瓦横基尺测距距离不宜超过200m 采用钢尺测量时 应该注意连续用3 6个月时应与洞外比尺重新比长 二 施工控制点的布设与测量 钢尺在使用时 应该保持干净 对于测距仪测距时 测距仪和反射镜面的水汽必须擦拭干净 如果洞内有瓦斯时 测距仪的使用应纳入洞内用电器安全作业的统一考虑之内 按规定采取防爆措施和遵守安全规定 二 施工控制点的布设与测量 2 1 4洞内贯通误差的测定与调整隧道贯通后 经贯通测量所得到的实际贯通误差 包括平面上的纵横向贯通误差和方位贯通误差以及高程贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 2 1 4 1纵横向贯通误差的测定方法1 中线法贯通的隧道 直线隧道 二 施工控制点的布设与测量 如图2 1 4 1图中 MEj为进口端中线 NEc为出口端中线 Ej和Ec分别为进出口端测定的贯通点 连线EjEc为平面上的实际贯通误差 它在中线上的分量为纵向贯通误差 在垂直于中线方向上的分量为横向贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 曲线隧道曲线隧道与直线隧道相似 只是贯通面方向是指贯通点 E 所在线路的法线方向 实际贯通误差EjEc在法线方向的分量即是横向贯通误差 在切线方向的分量即是纵向贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 2导线法贯通的隧道 二 施工控制点的布设与测量 如图2 1 4 2 在实际贯通点附近任选择一点作为测量的贯通点 分别由进出口端的导线测出它的坐标XE出 YE出 XE进 YE进 由此算出实际贯通误差为 二 施工控制点的布设与测量 如果是直线隧道通常选定中线方向为X轴 横向贯通误差为YE出 YE进 纵向贯通误差为XE出 XE进 如果是曲线隧道 贯通面方向与实际贯通误差间有一夹角 平面上贯通误差的两个分量为 横向贯通误差 纵向贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 2 1 4 2方位角贯通误差的测定用贯通导线将两端洞内导线连通后 对于同一方位边由两端算得的方位角之差即为方位角贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 2 1 4 3贯通误差的调整调整地段的选择宜在未衬砌地段进行 长度不得小于200m 由于实际贯通误差可在调整段衬砌前调整 故隧道净宽无需预留加宽值 倘若遇到特殊情况 衬砌紧跟开挖时 在贯通前100m要考虑适当加宽衬砌 最大值可为贯通限差的一半 如长度为4km以下的隧道 其最大加宽值为5cm 二 施工控制点的布设与测量 按导线法贯通的调整方法 二 施工控制点的布设与测量 如图2 1 4 3步骤如下 1将方位角贯通误差在贯通导线 调整地段 上平均分配 2按分配后的导线角 以g t为已知点计算导线坐标 在贯通点上求得贯通误差的两个分量fx fy 二 施工控制点的布设与测量 3将fx fy在符合导线上 对坐标增量按边长成比例进行改正 得到调整后的坐标 4以调整后的坐标作为未衬砌地段施工中线放样的依据 二 施工控制点的布设与测量 按中线法贯通的调整方法调整地段所处中线位置不同 调线方法也不同 1 折线法调线 二 施工控制点的布设与测量 当调线地段在直线上时可采用此法 即在贯通面两端适当距离各选择一个中线点 连接成一条折线 如图2 1 4 4 因调线而产生的折角 1 1在5 以内时 可作为直线线路看待 若折角在5 25 时 按表2 1 4 1内移A B两点 若转折角大于25 时 则应加设半径为4000m的圆曲线 二 施工控制点的布设与测量 表2 1 4 1 二 施工控制点的布设与测量 2圆曲线地段调线当调线地段全部位于圆曲线时 按实际贯通误差 由两端圆曲线 中线 向贯通面按长度比例调整中线点横向位置 二 施工控制点的布设与测量 3贯通点在曲线起点或终点附近时的调整当贯通点在曲线的起点 ZH 或终点 HZ 附近时 调整地段即有直线 也有曲线 此时 应先将调整地段由曲线延伸至切线的直线部分与另一端洞口延伸过来的直线调整 使两者平行 采用调整圆曲线长度法 然后采用 调整曲线始终点法使其重合 二 施工控制点的布设与测量 调整圆曲线长度法 二 施工控制点的布设与测量 如图2 1 4 5 为负值时 圆曲线需要缩短相应的长度 为为正值 圆曲线需要增加相应的长度 二 施工控制点的布设与测量 调整曲线始终点法 二 施工控制点的布设与测量 延伸切线与直线平行后 应进一步调整使延伸切线与直线重合 如图2 1 4 6 图中JD HZ 是延伸切线与直线调整平行后的交点和缓直点位置 要使切线与左端中线重合 只需将曲线的ZH点沿其本身的切线方向连同整个曲线推移一段距离m 二 施工控制点的布设与测量 式中S 两切线平行后的间距 a 切线调整平行后的曲线转角 二 施工控制点的布设与测量 2 2洞内高程控制点的布设与测量2 2 1洞内高程测量的特殊性 1 洞内高程点的布设密度大 2 洞内高程点由于受不良地质及施工条件影响 高程可能发生变化 尤其软弱围岩 膨胀土等施工后可能发生较大变化 二 施工控制点的布设与测量 3 洞内作三角高程测量时 由于边长较短 观测高差可不作球差改正 但一般须进行对向观测后取平均值 二 施工控制点的布设与测量 2 2 2洞内高程控制点布设洞内高程测量是为了保障隧道的纵向贯通 故要对洞内高程测量加以重视 洞内高程必须由洞外高程控制点传算 测量时应进行往返测 洞内应每隔200 500m设置一对高程控制点 使用必须对这对高程控制点加以检核后才使用 二 施工控制点的布设与测量 2 2 3洞内高程测量方法 一 水准测量水准测量适用于洞内各等级高程精度的测量 二 光电测距三角高程测量适用于洞内四等和五等精度的高程测量 二 施工控制点的布设与测量 2 2 4高程贯通误差的调整实际高程贯通误差的调整方法如下 由两端洞内的高程点分别引测到实际贯通点附近的高程贯通点 求得同一点的两个高程值H进和H出 其高差H进 H出为实际高程贯通误差 二 施工控制点的布设与测量 当两端调整地段长度大致相等时 可取高程贯通点两个高程的平均值作为调整后的高程并在未衬砌地段的各高程点间按长度作相应调整 根据贯通点调整后高程与每一端所测高程之差 分别按高程调整路线的长度比例进行调整 求得调整后的高程 三 竖井联系测量 竖井联系测量的主要任务是将地表的平面及高程系统 通过井筒传至井下导线及水准点 使洞内 外形成统一的空间坐标系 从而确定线路中线的位置 因此有以下几项工作要完成 三 竖井联系测量 一 投点 将井口点位投影至井底 以便传算坐标 二 确定井下起算方位角 根据井上定向边按同一坐标系统测算出井下定向边的起算方位角 三 导高 根据井上水准点按同一高程系统测定井下水准点高程 三 竖井联系测量 3 1联系测量的要求及方案选择1基本要求 1为向洞内传递坐标 方位和高程 应根据地面控制测量 按有关规定测设洞口控制点 并精确定出竖井中心位置 三 竖井联系测量 2联系测量在同期应至少独立进行两次 在不超过限差的情况下采用加权平均值或算术平均值作为测量成果 3每次进行联系测量之前 应对井口附近的平面控制点和水准点进行检测 在证实没有移动的情况下 才能进行联系测量 三 竖井联系测量 4竖井联系测量中 应优先采用光学投点 陀螺经纬仪定向 光电测距导入高程等方法 5在进行联系测量工作时 应采取有效措施确保安全 井上 井下应设专职安全员 并应由一名测量负责人全面指挥 6测量结果要满足限差要求方可使用 三 竖井联系测量 2测量方案的选择联系测量方案应根据工程需要 仪器设备 技术水平选定 其基本原则是在满足测量精度的条件下 优先选用新技术 新方法 新设备 最大限度的提高工效 当井深大于40m时 应根据横向及高程贯通精度要求进行竖井联系测量技术设计 三 竖井联系测量 1点位和坐标方位角选用的方法 1 开挖面距竖井中心在50m以内时 可以采用投点串线法 方向线法 2 超过50m以上 以光学投点配合陀螺经纬仪定向为首选方法 三 竖井联系测量 3 井筒深度在100m以内 井筒直径又较大时 也可以采用联系三角形测量法 4 两竖井间已经贯通 可选用适当方法通过两竖井进行定向测量 三 竖井联系测量 2高程的传递选用方法 井深在40m以内 可采用钢丝导入法或长钢卷尺导入法 当井深超过40m时 宜采用光电测距导高 三 竖井联系测量 3 2平面坐标和坐标方位角的传递3 2 1准备工作1 冲线法和联系三角测量法所用的钢丝导向滑轮和定线板 应设在与井架分离的特制托架上 2 按下面关系选用垂重和钢丝直径 三 竖井联系测量 3 为了工作安全 下放垂线时 应使井筒范围内所有人员一律离开 4 下放垂线工作 是先将2 3kg的小吊捶挂在钢丝下端 将钢丝下端放至井底后 再换上工作吊锤 吊垂应放在机油桶内 以减弱钢丝摆动 如井筒内有滴水现象 应在筒上加盖 防止滴水搅动吊锤 三 竖井联系测量 三 竖井联系测量 5 悬挂的锤线应处于自由摆动状态 钢丝不应接触到井筒中的任何物件 其检查方法除仔细查看外 可采用 传信法 锤线间距比较法 摆动周期法 加以检查 三 竖井联系测量 3 2 2垂线自由状态的检查1 用 传信法 检查垂线 是在井下吊锤挂好以后 在井上用油毛毡圈 或其他替代物 分别套住两锤线 自井口同时投放 用电话与井下联系 每隔一定时间投放一次 在井下观察到达时间 以判断垂线是否与其他物体接触 三 竖井联系测量 2 用垂线间距比较法检查垂线 是在井上和井下测量两垂线间的距离进行比较 井上 井下两垂线间距之差应不大于2mm 在垂线摆动情况下系指定中标尺上垂线平均位置的间距 当超过2 3mm时 可采用定中标尺来测定垂线静止时的位置 垂线摆动位置的标尺读数 左读数或右读数 应取十一组 读数时视线应切垂线的同一侧边缘 三 竖井联系测量 静止时位置读数P按右式计算 式中 R 垂线右摆位置读数总和 L 垂线左侧位置读数总和 nR 垂线右摆位置的读数次数 nL 垂线左摆位置的读数次数 三 竖井联系测量 测量垂线间距或用经纬仪照准垂线 井上应在定中板以下多于1m的地方进行 井下应在吊锤顶部以上多于1m的地方进行 以避免钢丝在尽头处有曲折所带来的影响 三 竖井联系测量 3 2 3光学垂准法投点各种光学自动垂准仪结构精密 竖直补偿精度高 作业成果稳定 操作简便 在深竖井投点定位 从技术上应做首选考虑 三 竖井联系测量 1投点方法在井口盖板上所选定的点位 一般为3个 处挖30cm 30cm的方孔 将仪器置于该处 另搭木架 与井盖脱离 供观测者站立 仪器整平 对准孔心后 瞄准井底觇标 移动觇标中心对准视准轴 投点时 平转照准部90度为一盘位 全圆测四 三 竖井联系测量 盘位 每一盘位测一投点 取四盘投点重心为一测回投点位置 每个投点测四测回 并取四测回的四个投点所构成的重心为井下投点位置 然后再将井下点位顺视线引至井盖定出相应的点位 三 竖井联系测量 2投点结果四测回投点构成的图形面积仅1平方厘米左右 表明仪器垂准误差限定在一定范围 井上两点与井下对应两投点长度之差 2mm表明投点上可信的 3垂准精度根据上述方法进行投点 其投点中误差可控制在5mm以内 能满足长隧深井 400m以内 测量的精度要求 三 竖井联系测量 4光学垂准投点的要求1为消除因竖轴偏差 除每测回均应严格置平 对中外 还应事先沿仪器三角基板边缘在三脚架顶面划线 每测回投点后转动基座120度 当点投完后 用钢卷尺丈量井上 井下投点构成图形的对应边长进行校核 其较差 5mm 三 竖井联系测量 2投点时要加强井筒内通风 减少水汽和尘埃的影响 尽量使空气达到清晰程度 而且要有足够的照明设备 矿灯 3要求井下觇标应是 色泽鲜明 图案对称 并且有足够的面积 一般直径或边长为50cm 投点时用厚2 3cm的光滑木板垫在其觇标下面 并平置井底地面 使觇标处于水平位置 三 竖井联系测量 3 2 4联系测量1 联系三角形的布置联系三角形布置如下图3 1 1所示并应符合下列要求 三 竖井联系测量 1 垂线间距a与a下尽量布置长些 2 对应于a与a下之角 与 下应尽量小 最大不超过2 三 竖井联系测量 3 b a和b下 a下的比值尽可能近于1 最大比值应不大于1 5 4 井上之测站应与三角点或导线点通视 以便观测w 井下测站应与井下导线点通视 以便观测我w下角 三 竖井联系测量 2 联系三角测量 井上与井下的下列观测最好同时进行1 量a b c a下 b下 c下边长 2 测w w下 下角 3 角边测角精度 各角的测量精度和各边的测量精度 应根据传递坐标和坐标方位角所要求的精度作出设计加以规定 三 竖井联系测量 3 平差计算联系三角测量可以采用下面所说的简易平差方法 1 边长改正首先按测得的 a b c根据正弦定理算出 值 即 三 竖井联系测量 然后根据下式求c算再求不符值fc再按下式求边长改正数 a fc 4 b fc 4 c fc 2井下计算同上 三 竖井联系测量 2 角度改正 角值不加改正 理论证明改正值极小 可忽略 三 竖井联系测量 3 3竖井联系测量的高程传递1 长卷尺导入法需要注意的是要进行钢卷尺自重伸长改正 钢卷尺加重伸长改正以及温度改正 三 竖井联系测量 2 光电测距仪作竖井的导入用光电测距仪作竖井的高程导入 实践证明 其精度比用钢卷尺或钢丝导入法高 成果可靠 操作 计算也较方便 作法如下 三 竖井联系测量 三 竖井联系测量 如图3 2 1 在井口搭一支架 支架可根据测距仪主机及配套的经纬仪的外部轮廓加工制作 并在测距头上安装专备的直角棱镜 将测距仪安置在支架上 安置中心与井下反射的安置中心均应在原投点位置 观测时使测距头通过直角棱镜瞄准井底的反射棱镜测距 一般应观测3 4测回 三 竖井联系测量 每测回读数三次 限差应该符合要求 距离应该加气象及常数改正 但不需要竖直角倾斜改正 改正后的距离即为测距仪中心至井底反射棱镜的高差Dh 然后用两台水准仪分别测出井上基点至测距仪中心的高差及井下基点与井下反射棱镜的高差 按下式计算将井上基点的高程传递至井下基点 三 竖井联系测量 式中H下 井下基点高程 H上 已知井上基点高程 a上 井上用水准仪测量时的后视读数 b上 井上用水准仪测量时的前视读数 a下 井下用水准仪测量时的后视读数 b下 井下用水准仪测量时的前视读数 Dh 测距仪中心至井底棱镜的距离 四 隧道洞门仰坡放样 仰坡和边坡在坡面上的放样方法相同 即先把仰坡的坡角线 相当于边坡的路肩线 按设计文件在地面上确定下来 知道坡角线的高程和平面位置以后 再根据规定的仰坡坡度 即可定出坡顶线 这里重点介绍仰坡与边坡连接部分的放样 隧道洞门仰坡和线路边坡的连接方式有方脚式和圆角式两种 四 隧道洞门仰坡放样 4 1方角式仰坡放样方角式仰坡放样 主要是确定仰坡和边坡的交线与线路中线方向的水平夹角和交线的坡度 四 隧道洞门仰坡放样 4 1 1相关资料内业计算如图4 1 1所示 C A为仰坡在洞顶的坡角点 CA为坡角线与线路任意相交 CA的位置可以根据它的设计里程和洞门与线路中线的交角 或 来测定 CA的设计高程是已知的 现在已知的是仰坡坡度1 m和边坡坡度1 mL和1 mR 四 隧道洞门仰坡放样 令为左侧边坡与仰坡的交线与线路的夹角 为右侧交线与线路的夹角 则有 四 隧道洞门仰坡放样 四 隧道洞门仰坡放样 4 1 2实地放样的测设方法先在室内根据设计图纸找出仰坡坡角线的设计里程和高程 计算好交线的坡度与方向 然后到现场放样 1 在地面上定出仰坡坡角线的中线桩B 2 置镜B点 根据洞门与线路中线的交角 或 定出坡角线上CA两点 洞门主墙宽度CA由边坡坡度和坡角线高程推算 并测出CA的垂线方向点B1 3 置镜C点 后视A 或B点 顺拨90 定出CJ的方向点C3 顺拨180 定出边坡面与仰坡面交线的方向点C2 顺拨270 定出CP的方向点C1 四 隧道洞门仰坡放样 四 隧道洞门仰坡放样 4 置镜A点 后视C 或B点 顺拨90 180 90 定出AF AB AG的方向A1 A2 A3 5 测绘C C3 C C2 C C1 B B1 A A3 A A2 A A1 四 隧道洞门仰坡放样 6 根据仰坡坡角C B A点的地面高程与设计高程之差 求出各点的挖深 再按边 仰坡及交线的坡率 计算各断面的水平距离 在地面上放出边桩1 7 仰坡桩3 4 5及交线桩2 6 四 隧道洞门仰坡放样 4 2圆角式仰坡放样 四 隧道洞门仰坡放样 圆角式是边坡和仰坡相交处用锥体面连接 见图4 2 1 此处CL AE CJ AG 左右边坡相等为1 n 已知边坡坡度为1 n仰坡坡度为1 m 为CA的设计里程和洞门与线路中线的交角 现求当与CL或CE角度为 时向径 及其坡度1 N 四 隧道洞门仰坡放样 放样时一般采用0 90 每隔15 放一坡度线 足以控制连接部位的锥面 将0 15 30 90 代入上两式分别计算各向径 的距离和坡率N值 即可据以放样 当两侧坡坡率不等时 仍然可按上两式分别计算 五 中线测量 5 1导坑延伸的测量当导坑从最前面一个临时中线点继续向前掘进时 在直线上延伸不超过30m 曲线上不超过20m的范围内 可采用 串线法 延伸中线 五 中线测量 用串线法延伸中线时 应在临时中线点前或后用仪器再设置两个中线点 如图图5 1的1 号 2 号 其间距不小于5m 串线时可在这三点上挂上垂球线 先检验三点是否在一直线上 如果正确无误 用肉眼瞄直 在工作面上给出中线位置 指导掘进方向 当串线延伸长度超过临时中线点的间距时 直线为30m 曲线为20m 则应使用经纬仪定正正前端的临时中线点 五 中线测量 如果用激光导向仪 将其挂在中线洞顶来指示开挖方向 可以定出100m以外的中线点 如图所示 这种方法对直线隧道和全断面开挖的定向 即快捷又准确 在曲线中 导向行程一般在20m至80m之间 机械沿曲线前进 行程上各点的偏移量按弦线支距法 矢距 法计算 也可用长弦支距法计算 五 中线测量 在曲线导坑中 常用弦长偏距法和切线支距法 导坑在缓和曲线上正向延伸时 宜采用切线支距法 五 中线测量 5 1 1弦线偏距法 五 中线测量 弦线偏距法最方便 如图5 1 1所示 A B为曲线上已定出的临时中线点 如果向前定出新的中线点C 要求BC AB s 这从B沿CB方向量出长度s 同时从A量出偏距d 将两尺拉直使两长度分划相交 即可定出D 然后在D B方向上挂三根垂球线 用串线法指导B C间的掘进 掘进长度超过临时中线点间距时 由B沿DB延伸方向量出距离s 即可测设出新的临时中线点C 五 中线测量 五 中线测量 偏距d的一般公式为 式中s2 前弦长 m s1 后弦长 m 前 前弦 已定前点与待定点连线 偏角 五 中线测量 后 后弦 两已定点连线 偏角m 已定前点至ZH HZ 的长度 以10m为单位 n 观测距离 以10m单位 铁路曲线基本角 五 中线测量 当s2 s1 s时 偏距d可按下列近似公式算 圆曲线部分 缓和曲线部分 五 中线测量 式中s 临时中线间间距 R 圆曲线半径 l0 缓和曲线全长 lB B点到ZH 或HZ 的距离 五 中线测量 5 1 2切线支距法切线支距法是通过ZH或HZ点的切线为x轴 过切线ZH或HZ点的垂线为y轴 则曲线上任一点可由切线上的相应点及其支距定出 曲线各点的坐标计算公式如下 五 中线测量 式中R 圆曲线半径 m 缓和曲线全长 ZH HZ 至测点之曲线长 m 当y值增大 切线方向落在坑壁上时 可将切线平移一个距离 如图5 1 2所示 五 中线测量 缓和曲线中间任一点的切线至缓和曲线上其他各点的支距可按下列公式计算 五 中线测量 或 五 中线测量 5 2永久中线的测量永久中线有很重要的作用 在有洞内控制导线的隧道 起着标定中线位置和在局部范围内向前进测中线的依据 对于采用中线法贯通的隧道 除上述作用外还起着保证贯通精度的作用 并且可以确定衬砌用的临时中线点 是永久建筑物定位 放样 的基础 五 中线测量 在方向和距离上 永久中线要求对于直线上采用两组正倒镜串线 合格时分中定点 曲线上正倒镜设角 合格时分中定点 距离则必须独立测量两次 永久中线点的点间距直线要求为90 150m 曲线则要求60 100m 曲线上的ZH HY YH HZ一般需作为永久点测设 五 中线测量 一般可利用已埋设的临时中线桩按要求测定后使用 一般采用导线点按极坐标法来测设中线 在选择放样点时 在直线段 一般首先考虑将导线点投影至中线上作为放样点 对于曲线来说 ZH HY等曲线控制点应作为放样点来选择 五 中线测量 如果ZH与HY可通视 可作为相邻的永久中线点 否则在中部选10m的等分点作永久中线点放样 同时 一次中线放样点一般不宜少于3点 以便放样后 利用中线关系进行检核 五 中线测量 5 3上下导坑的联测采用上 下导坑法开挖时 每前进一段距离后 上部的临时中线点和下部的临时中线点应通过漏斗联测一次 用以改正上部的中线点或上部导坑引点 联测时 一般用长线垂球 五 中线测量 光学垂准器 经纬仪的光学对点器等 将下导坑的中线点引入到上导坑的顶板上 移设三个点之后 应复核其准确性 测量一段距离之后及筑拱前 应再引至下导坑核对 并尽早与洞口外引入的中线闭合 5 4中线侧移计算和测设 略 六 施工断面测量及建筑放样 6 1隧道开挖断面测量在隧道施工中 为使开挖断面能较好的符合设计断面 在每次掘进前 应在开挖面上 根据中线和轨顶高程 标出设计断面尺寸线 六 施工断面测量及建筑放样 6 1 1拱部断面 六 施工断面测量及建筑放样 分部开挖的隧道在拱部和马口开挖后 全断面开挖的隧道在挖成形后 应采用断面自动测绘仪或断面支距法测绘断面 检查端面是否符合要求 并用来确定超挖和欠挖工程数量 测量时按中线和外拱顶高程 从上至下每0 5m向左右量测支距 量支距时 应注意曲线隧道中心与线路中心的偏移值和施工预留宽度 六 施工断面测量及建筑放样 6 1 2墙部及底部断面 六 施工断面测量及建筑放样 如图6 2 放样和净空检查均采用支距法测量 曲墙自拱线高程起 沿断面中线向下每0 5m间隔 向左右两侧按设计宽度量支距 至轨顶高程为止 直墙自起拱线起沿中线向下每隔1m 六 施工断面测量及建筑放样 向左右两侧量支距 至轨顶高程为止 支距在标准图上查得 同样 曲线隧道内侧支距比外侧支距大2d 仰拱断面测量 应由设计轨顶高程线每隔0 5m 自中线向左右 向下量出设计开挖深度 量测方法如图6 2所示 六 施工断面测量及建筑放样 6 2衬砌放样隧道各部位衬砌放样 是根据线路中线 起拱线和轨顶高程 按设计断面尺寸来掌握 所以在衬砌建筑施工以前 必须首先检查复核中线和高程以及轨顶高标志 确认无误后 才能据以放样 六 施工断面测量及建筑放样 6 2 1拱部放样拱部衬砌一般是按每5 10m分段进行 地质不良地段为1 2m 步骤如下 1 用经纬仪将分段的两端点处的中线点在顶板上钉出 并放出中线的垂线 即十字线 方向 2 用水准仪测出上述端点两侧的起拱线和内拱顶高程 六 施工断面测量及建筑放样 3 按十字线方向和上述高程点立好两端拱架 4 在两端拱架的拱顶及两侧之间绷上麻线 按规定间距校正好中间各榀拱架 直线上拱架中线与线路中线重合 曲线上两中线之间距为d值 5 固定拱架 铺设模板即可衬砌 六 施工断面测量及建筑放样 6 2 2边墙及避人洞放样1 由检查过的中线点 水准点 用仪器按施工断面各部位高程表测出轨顶高 边墙基底和边墙顶高 并加以标志 先拱后墙施工则检查起拱线 六 施工断面测量及建筑放样 2 直墙地段 从校准的线路中线按规定尺寸放出支距 即可立模衬砌 3 曲线地段 通常先按1 1的大样预制曲墙模型板 然后从中线按设计好的支距安设曲面模型板 4 避人 车 洞的中心位置是按设计里程 在线路中线上放垂线 十字线 决定的 六 施工断面测量及建筑放样 6 3仰拱和铺底放样仰拱的挡板是预先按设计尺寸制作的 而且是在已成墙地段施工 放样时先检查轨顶高程的标志后 在轨顶高程上绷上麻线 从麻线往下量支距 将模板定位后加以固定即可 六 施工断面测量及建筑放样 隧道底放样 也是以轨顶高程来控制的 分别在左右边墙上 从轨顶高程向下量出设计尺寸并弹出墨线标志 即可按此墨线掌握底高程 六 施工断面测量及建筑放样 6 4端墙和翼墙放样6 4 1端墙放样1 端墙如为直立式 洞门里程即是端墙位置 放样时 置镜洞门里程中线桩 放出十字线或斜交线即确定了端墙位置 2如果端墙面有1 n的坡度 则应求端墙底里程 基底里程 洞门里程 nh h为基底至洞门轨顶高的高度 六 施工断面测量及建筑放样 3 在基底里程的中线桩上放出十字线或斜交线 4 在洞门两侧按1 n的坡度立上方木或绷上麻线即可掌握衬砌 当采用先拱后墙法施工时 必须注意拱圈的洞门端面应按端墙的坡率控制 以保证墙拱的坡面一致 六 施工断面测量及建筑放样 6 4 2翼墙放样翼墙面一般都有坡度 放样时 如图6 3先放出地面上基底位置 再在端墙上画出翼墙和端墙的交线或在此立方木 然后在下图所示A B间绷紧麻线 这样翼墙的轮廓就出来了 据此轮廓线即可进行衬砌 六 施工断面测量及建筑放样 6 5应用专用仪器进行断面测量 六 施工断面测量及建筑放样 徕卡TCR1101plus型全站仪机内配置有两个程序可以进行断面测量 一个是在所测断面内的任一位置安设仪器 可用后方交会 自由设站或已知站点设站 确定仪器的三维坐标及设置方位角 启动断面测量程序 设置好有关参数后 仪器在司服马达的驱动下照准部于隧道轴线法线的竖直平面旋转一周 同时按设置间隔距 六 施工断面测量及建筑放样 离测取仪器到各测点的距离及角度 并存储于仪器内存或PC卡上 即完成一个断面的外业测量工作 另一个断面测量程序是仪器不一定安置在所测断面垂直面内 建站工作同前 可测取仪器免棱镜测程内所有需测的断面 六 施工断面测量及建筑放样 此方法优点在于不用频繁搬动仪器 可取任一断面 但开挖后的断面表面凹凸不平 断面每个点位的测取需重复多次 对衬砌后轮廓规则的断面此法测量速度将大大快于前一种方法 七 炮孔放样及隧道收敛测量 7 1炮孔放样图1 七 炮孔放样及隧道收敛测量 放样前 先将隧道设计参数如洞门点坐标及高程 纵坡参数 开挖断面形状等通过有关程序输入仪器内存 放样时仪器可置于导线点或利用自由测站 后方交会程序完成设站工作 包括设置测站点三维坐标 仪器高 方位角 七 炮孔放样及隧道收敛测量 为使仪器与掌子面距离不至于太远 仪器一般不直接安置于导线点上 而通常采用后方交会方式来完成仪器的设站工作 临时后视点可埋设在边墙上 但必须注意检查其稳定性 七 炮孔放样及隧道收敛测量 仪器建站后 首先瞄准掌子面 仅用激光点对准 激光与望远镜同轴 测出掌子面至仪器站的距离 仪器计算出掌子面的里程 根据里程及有关输入的参数定位掌子面开挖断面 而后开始进行开挖轮廓线的测设 七 炮孔放样及隧道收敛测量 放样点可按设置间距从左至右 从中间向两侧等不同顺序测设 当红色激光指向第一个点位确定后 点上红油漆就完成一个点位的放样工作 按操作键 仪器在马达的驱动下转向下一个点 以次类推放样完所有的点 图1 七 炮孔放样及隧道收敛测量 当掌子面不平时 应增加每个点位的测量次数 一般设为3 6次 并给出点的允许偏差 仪器每测一次所得点位的三维坐标并计算出激光点离设计轮廓的偏移值 修正偏移值后重测其坐标值 重算偏移值 若偏移值在允许范围内 激光点处位置即可认为是开挖轮廓线上的点 否则重测 利用此程序还可以放样出掌子面上每一个炮孔的设计位置 七 炮孔放样及隧道收敛测量 7 2隧道收敛测量根据新奥法的基本原理 必须对围岩实行监控量测 其目