隧道贯通测量论文综述

1、隧道贯通测量论文综述隧道贯通测量论文综述摘要：通过对隧道贯通测量方面文献的阅读，对隧道贯通测量设计做出初步 总结，GPS、全站仪等在隧道贯通中的应用，洞内、洞外平面控制网、高程控制 网的建立以及误差的分析。关键词：隧道贯通GPS 全站仪 高程平面控制网1. 全站仪在隧道贯通测量中的应用1.1蔡司C20全站仪特点蔡司C20全站仪测角精度为士 1”，测距精度为土（2mm+2*10D）,测程为 5000m三棱镜）。仪器内设各项改正和双轴倾斜传感器，提供棱镜常数、气温、 气压改正，大气折光和地球曲率改正；能自动改正由于横轴和视准轴误差引起的 视准差；具有对垂直角和水平角自动进行角误差补偿功能 （补偿范

2、围士 3”）。 仪器具有直接测定、显示、记录、调阅三维坐标的功能，具有角度及各坐标误差 限设置及自动报警功能。具有专用的导线测量程序，可按提示步聚进行20个导线点之内的导线测量及自动平差。1.2全站仪导线测量的作业方法导线网的布设。根据测区范围将控制网布设成不同形状的闭合导线。当测区范围成块状时，导线布设成常规的多边形闭合导线；当测区范围成长条形时，导 线布设成如图1的往返形交错导线。该导线返测时（图1的虚线部分），各导线布 设在距往测的各导线旁10-15 cm处，并用油漆示之，可减少山区地形通视和造 点的困难。导线边长均应大致相等，相邻边长不宜相差过大，当边长较短时应控 制导线边数，以便于误

3、差的分配。【11本工程采用图1直伸式往返交错布设.2. GPS在隧道贯通测量中的应用2.1 GPS的特点2.1.1精度高，作业方便。RTK作业不受通视条件限制，无需做控制，基准站设置好，进行点检核后， 即可开测，如用虚拟基站则更简便。2.1.2速度快，效率高，节约人力。RTK作业每组一般12人，测记法1人操作1人画图，编码法1人即可。 每站测图采点仅需3 s左右，1 d可采集500个点数据，工作效率大大提高。 2.2隧道贯通中的GPS应用隧道施工控制网是为隧道施工提供方向控制和高程控制的。一般由洞口点群和两洞口之间联系网组成。女口：秦岭隧道设计长度10km是我国最长的铁路隧道。秦岭隧道 GPS

4、施工 控制网共观测30条独立基线，平均边长4. 1km嘴长边长18. 6km。去年台山隧道GPS网在进出洞口及斜井各布设3个GPS点。采用静态方式观 测，观测2个时段，时段长度为60min。但秦岭隧道GPS网的联系网边每时段观 测 90rain。用GPS水准解决高程问题.为此建证一个高程转换试验网，有10个网点，用II等精密水准将黄海高程传递到洞口附近，联测 8个点，对联测几何水准的 点，采用快速静态测量方式测定其点位。高程拟合采用非参数回归模型。拟合的 高程。满足隧道贯通对高程的精度要求。各项质量枪核结果表明，秦岭隧道GPS施工控制网达到测绘行业标准全球 定位系统（GPS）测最规范C级网的技

5、术指标，也满足铁路测量精度要求达到国 家三等控制点精度。23. 建立洞外隧道控制网的主要方法3. 1平面控制测量洞外平面控制测量可采用GPS测量、导线测量、三角测量、三边测量或多种 方法的综合测量。由于一般隧道工程特殊的地形条件的限制（山区地形），现代隧 道工程洞外测量基本上都采用的是 GPS全球定位技术布网作为平面控制测量的 方法。对予超长隧道贯通的GPS网形，考虑到GPS网的灵活性，在进、出口线路中 线上布设进、出口点（M、N）,进、出口外围再各布设3个定向点（M1、M2 M3和 N1、N2、N3），进、出口点与相应定向点之间应通视，组成一个整网即可，见图 二。为减小垂线偏差的影响，每端各

6、控制点的高差不要相差太大。即使对于特别 长的超长隧道，也无需在隧道中部增设过渡点，但洞口处的GPS基线若小于300-500m,最好应设强制对中装置，以减小照准与对中误差对短边测角精度的 影响。也可通过延长观测时间、增加观测时段、采用精密星历解算等措施，以 大大减小洞外GPSW量误差所引起的横向贯通误差。3. 2高程控制测量对于短隧道而言，采用三角高程测量的方法还是可行的： 但对于长隧道和超 长隧道而言，洞外高程控制测量主要采用精密水准测量的方法。水准测量的方法 虽然可以保证精度，但其劳动强度大，效率低，因此用GPS以合高程代替水准测 量是以后的发展方向。现阶段我国大地水准面的精化工作还不够完善

7、， 精度和范 围也远远满足不了精密工程建设的需要，这是测绘界亟待研究和解决的问题。4建立洞内平面控制的主要方法4. 1隧道洞内平面控制测量的基本方法隧道是一个狭窄的向一个方向延伸的地下巷道， 与地面的条件相比有很大差 别，隧道内平面控制测量的基本方法是支导线法。 一般而言，直伸型或近似直伸 型的隧道较多，洞内支导线可近似布设成等边直伸型的形状， 这样有利于分析和 计算。但是，支导线测量方式的应用范围是非常有限的， 当精度要求较高时就必 须采用其它的控制方法。4.2采用导线网法建立洞内平面控制测量对于长隧道或超长隧道，较为常用的控制测量方法，是采用导线网的方式建 立隧道洞内平面控制测量。洞内导线

8、布设的主要方法有大地四边形构成的直伸型导线锁和由双导线构 成的交叉双导线网两种形式。由于直伸型导线锁的观测量大，且靠近洞壁的侧边 易受旁折光影响，所以采用交叉双导线网更好。为增加检核，应每隔一条侧边闭 合一次，成为由重叠四边形构成的交叉双导线网。 根据文献分析，洞内导线网宜 采用测角精度优于土 1”，测边精度不低于3 mm+2ppm*D勺全站仪观测。采用交叉双导线网或直伸型导线锁的方式可以有效地减小隧道横向贯通测 量的误差，但其缺点也十分明显：一是大大增加了导线测量的工作量； 二是数据 处理的工作量也明显增加：三是过多控制测量与施工有一定的冲突与干扰，会使测量工作常常产生中断和等待。35. 隧

9、道贯通误差分析5.1隧道贯通误差的分类在隧道施工中，由于洞外控制测量、联系测量、洞内控制测量以及细部放样 测量的误差，使得两个相向开挖的工作面的施工中线不能理想的衔接，而产生的错开现象，叫做贯通误差，用A表示。将其在隧道中线方向的投影称为纵向贯通 误差，用Ax表示，在水平面内垂直于隧道中线的方向的投影称为横向贯通误差， 用Ay表示，在竖直方向的投影叫做高程贯通误差，用Az表示，那么贯通测量误差 A2=Ac2+At2+Az2实际上对于隧道贯通误差来说，纵向贯通误差Ax，只影响隧道的长度，只要 它不大于隧道定测中线的误差，便可满足隧道施工要求。高程贯通误差Az：采用 水准测量的方法也很容易达到所需

10、的要求。横向贯通误差A/.如果超过一定的范围，就会引起隧道中线几何形状的改变， 导致洞内建筑超出设计规定界限， 给工 程造成损失。可见影响隧道贯通误差的主要因素为横向贯通误差Ayo5.2贯通误差的测定521纵、横向贯通误差的测定(1)如果是采用中线法贯通的隧道，当隧道贯通之后，应从相向测量的两个 方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩 A和B，如下图所示。量测出两临 时桩A B之间的距离，即得隧道的实际横向贯通误差。A B两临时桩的里程之差，即为隧道的实际纵向贯通误差。 此方法对于直线隧道与曲线隧道均适用， 只 是曲线隧道贯通面方向是指贯通面所在曲线处的法线方向。图三(2)如果是用导线控制贯通的隧道，可在实际贯通点附近设一临时桩点E，如图4所示，分别由贯通面两侧的导线测出其坐标。由进口一侧测得的E点坐标为(Xi, Y1)，由出口一侧测得的E点坐标为(X2, Y2)，则实际贯通误差为4图四参考文献:【1】邹文河，全站