隧道施工控制网布设.ppt

隧道工程控制网的布置，第一，隧道概述，介绍隧道隧道隧道是在地层中建造的地下工程建筑物。它广泛用于公路、铁路、矿山、水利、城市、国防等。在公路建设中，为了满足技术标准，克服地形和海拔的障碍，经常需要改善公路的平面线，提高速度，减少对植被的破坏，保护生态环境，从山道上的各种疾病(如落石、崩塌、雪崩、泥石流等)中修建隧道。建设隧道，不仅保证了线路畅通、运行安全，提高了舒适性和运费，还加强了隐蔽性，提高了保护能力，不受气候的影响。隧道分类铁路隧道：500米以下短隧道，500-3000米中隧道，3000-10000米长隧道，10000米特长隧道：500米以下短隧道，500-1000米以上长隧道，1000-3000米以上长隧道空间有限，工作面窄，光线暗，工作条件差，施工困难。长隧道应通过垂直或侧通道(竖井、斜井、平面)增加工作面，以加快施工进度。许多工作面同时施工时，调查员必须保证隧道最后正确穿透。隧道工程测量的主要任务隧道工程测量的主要任务是允许开挖的隧道按照规定的精度穿透，根据每栋建筑物设计的位置，在建设放样过程中，根据控制网和图纸设计的建筑物计算出设备标记的方向距离，因此，在建设工程放样之前，必须建立所需精度的工程控制网。隧道地面控制网布置隧道施工控制网的地面部分用于确定洞口的点，垂直坑点和方向瞄准点之间的相对位置用作孔内控制网的实际数据。虽然多种形式的网格(例如1-细长的tin 2-角混合网络或环形GPS控制网络)在隧道轴方向延伸，但由于今天铁路、高速公路高速发展，并且以直线长度和直线为特征，因此大量的长隧道也是无可奈何的。传统的隧道控制测量方法难度大、速度慢，但需要大量洞口的区域测量的GPS隧道测量，可以缩短施工时间，实现高效率，同时保证隧道贯通的准确度和建筑物的准确性。隧道内控制网布局由于隧道内狭窄形状的空间，隧道内控制网设计没有选择，只采用支线形式。为了进行核查，通常放置两个级别的导线。在挖掘的同时，先布置工程图线，指示开挖方向，提供其他施工基础。隧道开挖1 2公里时，将放置用于核查和更正施工导线的更精确的长边。隧道在曲线部分时可以跳跃工作站观测，构成跳跃点，最后在新点处相交，从而不仅提高了测量数据的可靠性，还提高了导线测量的精度。例如，我国晋南的云台山隧道长8.1公里，应用了GPS控制网，地面控制网和坐标比较小于10mm:的奥地利用GPS重新测量了ROPPEN隧道网，以便与6公里长的公路隧道上的地面测量进行比较。结果与地面网络相比，坐标差为16mm:日本索维达隧道为35公里，英吉利海峡隧道也应用了GPS控制网。因此，现在一般使用GPS控制网。GPS定位模式GPS定位操作模式可以分为绝对定位模式和相对定位模式(相对于基点)。绝对定位是相对于GPS坐标系(例如WGS-84系统)的三维坐标x、y和z。相对定位是相对于基准线矢量(三维坐标差)在GPS坐标系中观测到的点的桩号位置。在定位观测期间，根据天线的状态(运动或静止)，也可以分为动态定位或静态定位。定位时观察天线在运动，定位结果实时计算输出或显示，但定位精度更为静态。在静态定位观测期间，GPS接收器天线位置不移动，其观测数据在脱机后处理后获得定位结果。GPS测量特征1GPS测量位置是利用后距离空间交会原理定位的。精确控制测量需要4个以上的卫星，使用至少3个GPS接收器进行同步观测，并且可以通过实时或后期处理观测数据获得定位结果。2具有实时绝对位置和实时相对位置特性。由于相对精度和可靠性高，使用GPS静态相对定位方法进行隧道处理。第三，隧道GPS控制网络，3控制点之间不需要视线。通过直接连接隧道入口的两点，可以大大减少地面控制点的数量。4GPS位置跟踪测量由基线边缘组成的控制网，具有较高的相对精度，特别是长(1000m)。5全天候运营。自动化程度高，任务简单。速度快。6控制网络的图形结果很简单，因此，观测工作量比一般测量手段大幅减少。7以5，6为特点，可以大大缩短计量生产时间，提高经济效益。GPS网络分类GPS网络的图形设计主要取决于用户的需求、资金、时间、人员和仪表等。根据用途的不同，GPS网络图形可以通过四种点连接(边缘、网络和边缘点混合)设计。一点连接是相邻同步地物之间仅有一个公共点的连接。这种分布的图形几何体强度弱，没有或很少异步图形闭合条件，通常不单独使用，大多数与边缘连接一起使用。双面连接是指在同步图形之间用公共基线连接。在此网格方案中，网格的几何强度更高，具有更多的复合边和异步图形闭合条件。在相同的仪器数条件下，观测周期数比点连接显着增加。这种网网方式可以在网眼点少、水库工程测量、高等级城市控制网测量等精度高的情况下采用。3-网络连接意味着相邻同步图形之间连接了至少两个需要4个接收器的公共点。此映射方法的几何强度和可靠性指标相当高，但需要更多的成本和时间，通常仅用于高精度控制测量，不建议用于常规测量工作。四面点混合边点混合将点连接和边连接有机地组合在一起，构成了GPS网络，从而保证了网络的几何强度，提高了网络的可靠指标，减少了外业手簿工作量，降低了成本，是更理想的部署方法。GPS基准设计GPS测量的直接观测测量是属于WGS-84系统的直接观测结果，而不是测量点之间的侧面长度和角度，对于构造有用的坐标系统通常是区域坐标系的坐标值，因此调整GPS网络后，需要将GPS网络结果转换为区域坐标系的坐标结果。GPS网络必须明确使用的位置基准(起点坐标)、位置基准(已知边方位角)和标注基准(已知边距离和统一距离测量单位)，并且实际上与测量地域相匹配。隧道控制测量坐标系可以是国家高斯平面坐标系统(例如北京54、西安80等)，也可以是任意经度的中央子午线高斯平面坐标系统，但是通常更多地使用单独的坐标系统。与常规测量网一样，为了便于施工，通常将隧道主轴作为正x轴进口，隧道中的一条线设置x坐标系起始值，右侧90设置y轴，坐标原点。坐标值可以是普通或0。隧道设计铺装层的平均高程是坐标系投影面。GPS控制网络精密设计隧道测量的最终要求是确保交叉挖掘隧道正确穿透，因此GPS网络设计也必须满足此要求。坑控制点的准确度按隧道规格为：隧道长度L4公里，水平贯通误差的极限差隧道长度为4 8公里时，水平极限差必须为15厘米，m7.5厘米。在L8km中，限制可能进一步放宽。显然，贯通错误是由孔外部的控制测量错误和孔内部的导线测量错误引起的。因此，水平贯通误差Mr表达式计算出中间：是孔内导线的测量误差和坑控制点误差。技术参数如下表所示。无论GPS网络的形状如何，GPS控制网络的精度最终都必须满足隧道穿透坑控制点的精度要求。为此，坑控制点的坐标精度m2，GPS观测精度显示为m0。表达式中m0GPS接收器的测量错误取决于装置的性能。Q设计GPS网络的图形强度由网络的几何形状确定，或由GPS网络矢量的协方差矩阵获得。M0以GPS接收器的公称精度显示。也就是说，为了隧道网络的布置和精度设计，可以根据总长度和分区地形以及每个凹陷位置的初始位置，将多个GPS测量网络的方案模拟为不同的侧面长度，根据图形和其GPS矢量的协方差矩阵求出q值，获得凹陷控制点的精度，并选择具有精度和效率的网络作为优化方案。为了确保观测结果的准确性和质量的可靠性，GPS工程网络选择点和网格必须遵循以下原则：使用城市现有的控制点时，必须检查该点的稳定性和完整性。土地的控制点要选在便于保存和测量的地方。控制点必须视野开阔，避免多路径效果的影响，10 15高度角度以上没有障碍物。控制点应远离高压输电线和无线发射机，其间隔应分别小于50米和200米。控制点要牢固，要画点。GPS控制网络布局必须满足要求控制网络由隧道开挖区德语控制点组构成，每个开挖口至少必须分配4个控制点。GPS位置点之间通常不需要正常视觉，但是如果不设置相同的开口控制点，则必须考虑到正常测量检测、加密或恢复的必要性。基线必须在30公里以上，最短基线必须在300米以下。每个控制点有三个以上的边连接，非常独立的点允许从两个边连接。分公司上空视野开阔，保证至少能收到4颗卫星的信号。站附近不应有对电磁波有强烈吸收或反射影响的金属和其他物体。每次挖掘时，朱德控制点和洞穴注射点高度差异不太大，最好尽量减少探头偏离的影响。GPS控制网络要求每个闭环或附着路径(分别通过长边和短边连接)、每个闭环或附着路径的侧面数符合本规范，4、案例分析，介绍张梁山隧道和控制网络布局，张梁山隧道位于山西省朔黄铁路线，为提高施工进度和质量，目前是中国的长铁路隧道之一给定的测量是指作为现场校准标准的进出口和每个斜井入口控制点。由于GPS测量不需要视线，因此通过放置入口直接测量到洞穴的点，形成由每个洞口有3-4个点的23个点组成的隧道GPS网络即可。例如，GPS网络中每个洞口之间的相互基线具有相互独立的观测。相邻洞口的独立基线不足4条，进出口直接测量，分析GPS在长隧道控制测量中的应用能力。使用4个Leica200GPS接收器的观测期间，对相邻洞口等洞口的基准观测，每个期间1.5小时，对进出口的长基线，每个期间2小时的观测。GPS网络选择相互独立的基线形成36个独立的闭合环，由不同洞口点组成的闭合环的长度比由相同洞口点组成的环的长度长。这些闭合环的结果统计信息与表7在每个开口的内部点之间配置的闭合环统计信息相同。表8从两类闭环统计结果中可以看出GPS网络现场观测是可靠的。，GPS单边方位角测量的精度分析入口方位角的准确度直接影响侧向渗透，由于隧道入口方位角短，对GPS单边方位角测量的准确性进行了讨论，具有十分重要的意义。在张梁山隧道中进行的实验总共有6个洞口，每个洞口有3个控制点，侧面长度都很短，一般在300 500米处，这些点有一般导线和GPS的观测值，一般导线检查后方向的误差为0.8 ，对于每个洞口的短边，在9个反向观测的情况下，检查后方向的误差为1.0 ，角度的误差为1.0 无需调整，直接从观测基准线转换到高斯平面，以获得从观测计算出的不同方向之间的角度。每个洞口导线测量和GPS观察角度可以计算两者之间差异的中间误差。GPS短侧方位角观测的中间误差为0.68 。分析仅计算偶然误差的影响，方位角测量的