隧道工程 隧道测量 知识详解(一套) (4).ppt

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 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 a 2、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：0360 A B O A1 B1 O1 O2 b 水平面 1 2 a、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，为正值； 视线向下倾斜， 称俯角，为负值。 b、原理： =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,2630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0360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 0 90 180 270 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，LA LB (3)下半测回：盘右，RB RA 上半测回和下半测回构成一测回。 (4) 若左- 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 测测 站 目 标标 竖竖 盘盘 位 置 水平度盘读盘读 数半测测回角值值 一测测回平均角 值值备备注 A 左 0 20 12 42 25 18 42 25 15 附图图 B 42 45 30 A 右 180 20 30 42 25 12 B 222 45 42 盘 右 零方向 盘 左 A B C D E b、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 / / 12345678910 O1A0 00 06180 00 0600 00 090 00 000 00 00附图 B31 45 18211 45 06+1231 45 1231 45 0331 45 04 C92 26 12272 26 06+692 26 0992 26 0092 25 58 D145 17 39325 17 36+3145 17 38145 17 29145 17 30 A0 00 18180 00 06+120 00 12 2 A90 02 30270 02 24+690 02 24 0 00 00 B121 47 36301 47 24+12121 47 3031 45 06 C182 28 24 2 28 18+6182 28 2192 25 57 D235 20 0055 19 48+12235 19 54145 17 30 A90 02 24270 02 18+690 02 21 (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 b HB = HA + hAB Hi= HA+ a HB= 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XOY,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： XX0XcosF0YsinF0 YY0XsinF0 +YcosF0 P点的方向角： FF0 + 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LLs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