隧道控制测量

1、第十二章第十二章 隧道工程测量隧道工程测量 隧道按功能分隧道按功能分:公路隧道、铁路隧道、城市地下地铁隧道、联系地下工程的公路隧道、铁路隧道、城市地下地铁隧道、联系地下工程的隧道、地下给排水隧道以及矿山地下隧道等。隧道、地下给排水隧道以及矿山地下隧道等。 公路、铁路隧道的开挖一般会穿山过岭，横贯海底，从两端开控、相向公路、铁路隧道的开挖一般会穿山过岭，横贯海底，从两端开控、相向掘进，以求贯通；有的隧道则用竖井开挖，达到隧道深度，再开拓隧道。有掘进，以求贯通；有的隧道则用竖井开挖，达到隧道深度，再开拓隧道。有的以斜井开挖，掘进隧道。隧道按形式义可分为平峒、斜井、竖井和开拓隧的以斜井开挖，掘进隧道

2、。隧道按形式义可分为平峒、斜井、竖井和开拓隧道等几种。不管哪种隧道，其测量工作是相同的。道等几种。不管哪种隧道，其测量工作是相同的。隧道测量主要包括隧道测量主要包括:地上、地下控制测量，地面到地下联系测量，地上、地下控制测量，地面到地下联系测量，隧道隧道(巷道巷道)施工测量，隧道断面测量隧道贯通时的测量工作。施工测量，隧道断面测量隧道贯通时的测量工作。12.1 洞外控制测量洞外控制测量 洞外控制测量包括洞外控制测量包括:洞外平面控制测量和洞外高程控制测量。洞外平面控制测量和洞外高程控制测量。 隧道平面控制测量的主要任务是隧道平面控制测量的主要任务是: :测定各洞口控制点的平测定各洞口控制点的平

3、面位置，以便根据洞口控制点将设计方向导向地下，指引隧道面位置，以便根据洞口控制点将设计方向导向地下，指引隧道开挖，并能按规定的精度贯通。开挖，并能按规定的精度贯通。 洞外平面控制就是要测出各洞外平面控制就是要测出各洞口控制点洞口控制点的坐标，为洞内的坐标，为洞内平面控制测量提供精确的起始数据平面控制测量提供精确的起始数据 洞外平面控制的方法有洞外平面控制的方法有：直接定线法、导线测量法、三：直接定线法、导线测量法、三角测量法、角测量法、GPSGPS测量法。测量法。（1 1）导线测量法）导线测量法 在洞外沿隧道线形布设的一条或两条大致平行的光电测在洞外沿隧道线形布设的一条或两条大致平行的光电测距

4、导线，来测定各洞口控制点的平面坐标。导线的转折角通距导线，来测定各洞口控制点的平面坐标。导线的转折角通常用不低于常用不低于DJ6DJ6级经纬仪或全站仪级经纬仪或全站仪施测，各项限差应满足施测，各项限差应满足公公路隧道勘测规程路隧道勘测规程的要求的要求。（注意。（注意DJ6DJ6是什么？是什么？DJ07DJ07呢？）呢？） 经纬仪的种类繁多，按其构造原理和读数系统可分为光经纬仪的种类繁多，按其构造原理和读数系统可分为光学经纬仪和电子经纬仪，按其精度高低又可分为若干等级，学经纬仪和电子经纬仪，按其精度高低又可分为若干等级，如我图经纬仪系列标淮划分为如我图经纬仪系列标淮划分为DJ07DJ07、DJ1

5、DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6、DJ15DJ15及及DJ 60DJ 60等级别。等级别。 目前，在工程测量中一般使用目前，在工程测量中一般使用DJ6DJ6级经纬仪。级经纬仪。 “ “D”D”代表大地测量；代表大地测量；“J”J”代表经纬仪。代表经纬仪。 * * * *数字表示水平方向一测回的方向中误差。数字表示水平方向一测回的方向中误差。0707代表一个代表一个测回的中误差是测回的中误差是0.70.7秒秒;6;6代表一测回的中误差是代表一测回的中误差是6 6秒秒. .* * * * 目前，导线测量是隧道施工控制的主要方法。目前，导线测量是隧道施工控制的主要方法。(2) (2) 、三角锁法、

6、三角锁法( (三角测量三角测量) ) 在隧道较长且地形复杂的山岭地区，可采用三角测量法，在隧道较长且地形复杂的山岭地区，可采用三角测量法，即在洞外沿隧道线型布设成与线路相同方向延伸的单三角锁，即在洞外沿隧道线型布设成与线路相同方向延伸的单三角锁，来测定各洞口控制点的平面坐标，三角锁的形状取决于隧道中来测定各洞口控制点的平面坐标，三角锁的形状取决于隧道中线的形状、施工方案以及地形条件。对于直线隧道，三角锁应线的形状、施工方案以及地形条件。对于直线隧道，三角锁应尽量靠近中线方向。对于曲线隧道，则沿两端洞口的这线方向尽量靠近中线方向。对于曲线隧道，则沿两端洞口的这线方向枷设。枷设。（3 3）、）、G

7、PSGPS（差分（差分GPSGPS）测量法）测量法 对于特长隧道，且通视条件差的高山地区，应使用对于特长隧道，且通视条件差的高山地区，应使用GPSGPS测量法测量法进行洞外平面控制测量。进行洞外平面控制测量。洞外高程控制（地面高程控制）洞外高程控制（地面高程控制） 隧道高程控制测量的任务是：隧道高程控制测量的任务是：按规定的精度要求，施测隧道按规定的精度要求，施测隧道洞口洞口( (包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平峒口包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平峒口) )附近水准点附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。的高程，作为高程引测进洞的依据。 * * *隧道高程控制测量通常按三、四等水准

8、测量隧道高程控制测量通常按三、四等水准测量的方法施测。的方法施测。* * * 水准路线应尽量选在连接两端洞口最平坦和最短的线路上。水准路线应尽量选在连接两端洞口最平坦和最短的线路上。同时测设的水准点不少于同时测设的水准点不少于2 2个，两点间的高差以安置一次水准仪个，两点间的高差以安置一次水准仪联测为宜。联测为宜。 当两端洞口之间的距离大于当两端洞口之间的距离大于1km1km时，应在中间增设临时水时，应在中间增设临时水准点。准点。 如果隧道不长，高程控制测量的等级在四等以下时，可如果隧道不长，高程控制测量的等级在四等以下时，可以用光电测距三角高程测量的方法进行施测，但最大边长不以用光电测距三角

9、高程测量的方法进行施测，但最大边长不应超过应超过600600米，采用对向观测，并在高差中加入地球曲率和大米，采用对向观测，并在高差中加入地球曲率和大气折光改正气折光改正。（曲率改正见。（曲率改正见“现代普通测量学现代普通测量学”P21P21；大气折；大气折光改正在全站仪内输入温度气压进行改正）光改正在全站仪内输入温度气压进行改正）12.2 地上地上地下联系测量地下联系测量 联系测量是指联系测量是指: :在隧道工程建设、矿井建设和地下工程建在隧道工程建设、矿井建设和地下工程建设中。使地上和地下都采用统一坐标系统和高程系统所进行设中。使地上和地下都采用统一坐标系统和高程系统所进行的测量工作。的测量

10、工作。 平面联系测量的主要任务是平面联系测量的主要任务是: :确定地下一控制点的坐标和确定地下一控制点的坐标和一条边的方位角一条边的方位角( (即导线测量即导线测量) )。目的：确定走向。目的：确定走向。 （平峒测量；竖井测量；斜井测量）（平峒测量；竖井测量；斜井测量） 高程联系测量是：高程联系测量是：将地面高程引入地下。将地面高程引入地下。目的：确定坡度。目的：确定坡度。 一、几何定向一、几何定向 几何定向是：几何定向是：确定开挖的方向。主要有一井定向、两井定确定开挖的方向。主要有一井定向、两井定向和陀螺仪定向三种。向和陀螺仪定向三种。1 1、竖井一井定向（方向线法定向）、竖井一井定向（方向

11、线法定向） 一井定向是在井筒内挂两根钢丝，钢丝的上端在地面，下端一井定向是在井筒内挂两根钢丝，钢丝的上端在地面，下端投到定向水平。在地面测算两钢丝的坐标，同时在井下与永久控投到定向水平。在地面测算两钢丝的坐标，同时在井下与永久控制点连接，如此达到将一点坐标和一个方向导人地下的目的。定制点连接，如此达到将一点坐标和一个方向导人地下的目的。定向工作分向工作分投点和连接测量投点和连接测量两部分。两部分。(1)、投点、投点（2 2）、连接测量）、连接测量 同时在地面和定向水平上对垂球线进行观测、地面观测是同时在地面和定向水平上对垂球线进行观测、地面观测是为了求得两垂球线的坐标及其连线的方位角；井下观测

12、是以两为了求得两垂球线的坐标及其连线的方位角；井下观测是以两垂球的坐标和方位角测算导线起始点的坐标和起始边的方位角。垂球的坐标和方位角测算导线起始点的坐标和起始边的方位角。连接测量的方法很多，但普遍使用的是连接三角形法。连接测量的方法很多，但普遍使用的是连接三角形法。 2、两井定向、两井定向3、陀螺经纬仪定向、陀螺经纬仪定向 4、激光垂线仪法竖井定向、激光垂线仪法竖井定向二、高程传递二、高程传递 高程传递（导入高程）是通过竖井将地面水高程传递（导入高程）是通过竖井将地面水准点的高程传递到井下水准点，建立井下高程准点的高程传递到井下水准点，建立井下高程控制，使地面、井下高程统一。控制，使地面、井

13、下高程统一。 经常使用的方法有：经常使用的方法有：钢尺法、钢丝法和光电钢尺法、钢丝法和光电测距导高法测距导高法。 平峒和斜井的高程导入多采用水准测量和平峒和斜井的高程导入多采用水准测量和三角高程测量的方法。三角高程测量的方法。1 1、钢尺法、钢尺法（钢尺法必须要进行尺长、温度、拉力改正、自重改正（见现代（钢尺法必须要进行尺长、温度、拉力改正、自重改正（见现代普通测量的普通测量的P77P77P79P79，P280P280P281P281）2 2、光电法、光电法12.3 隧道施工测量隧道施工测量 隧道施工测量的内容包括：隧道施工测量的内容包括：地下平面控制测量、地下平面控制测量、地下高程测量、中线

14、测量和腰线测量。地下高程测量、中线测量和腰线测量。 地面平面控制测量和高程控制测量完成后，即可地面平面控制测量和高程控制测量完成后，即可通过联系测量的方法测量出地下的坐标和高程，这样通过联系测量的方法测量出地下的坐标和高程，这样就可以进行施工测量的挖进方向。就可以进行施工测量的挖进方向。一、挖进方向测定与标定一、挖进方向测定与标定 （1）、测设数据计算）、测设数据计算二、开挖过程中的挖进方向和坡度测设二、开挖过程中的挖进方向和坡度测设 （2 2）腰线测设）腰线测设 在隧道挖进过程中，给出中线外，还要给出挖进的坡度，在隧道挖进过程中，给出中线外，还要给出挖进的坡度，一般用腰线法放样坡度和各部位的高程。一般用腰线法放样坡度和各部位的高程。 隧道的高程由洞口水准点引入、当隧道向前掘进时，应隧道的高程由洞口水准点引入、当隧道向前掘进时，应每隔一定距离设置水准点，根据洞内水准测量成果来控制洞每隔一定距离设置水准点，根据洞内水准测量成果来控制洞底高程以保证隧道顶部和底部按设计的坡坡开挖和衬砌的底高程以保证隧道顶部和底部按设计的坡坡开挖和衬砌的正确测设。正确测设。 当隧道设计有一