隧道工程和隧道施工测量和监控量测技术考试试题及答案

隧道工程和隧道施工测量和监控量测技术考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在隧道施工测量中，用于传递高程的常用方法是A.三角高程测量B.水准测量C.GNSSRTK高程D.气压高程测量答案：B解析：隧道内GNSS信号被遮挡，气压高程精度不足，三角高程受折光影响大，水准测量精度最高且稳定。2.隧道外控网采用GNSS静态观测时，最弱边相对中误差应优于A.1/20000B.1/50000C.1/100000D.1/200000答案：C解析：《铁路隧道测量规范》TB10101-2018规定外控网最弱边相对中误差≤1/100000。3.全站仪自由设站法进行隧道内导线延伸时，最少需要观测几个已知点A.1B.2C.3D.4答案：B解析：自由设站需解算测站坐标与方位，至少2个已知点方可列立坐标方程组。4.采用激光断面仪检测二次衬砌厚度，其有效测程一般不小于A.5mB.10mC.30mD.60m答案：C解析：激光断面仪测程需覆盖隧道设计断面最大跨度，公路隧道常见跨度14m，考虑仰拱及设备架设距离，30m满足要求。5.隧道监控量测中，下列哪项属于必测项目A.围岩内部位移B.钢架应力C.拱顶下沉D.爆破振动速度答案：C解析：《公路隧道施工技术规范》JTG/T3660-2020将拱顶下沉列为Ⅰ级（必测）项目。6.采用收敛计测量净空收敛时，读数应估读至A.0.01mmB.0.1mmC.1mmD.5mm答案：B解析：收敛计最小刻度0.1mm，估读至0.1mm即可满足Ⅳ级围岩收敛精度要求。7.隧道内导线测量时，对中误差主要来源于A.仪器竖轴倾斜B.觇标对中C.温度变化D.折光差答案：B解析：隧道内空间狭窄，强制对中基座安装误差成为主要误差源。8.某隧道进口控制点X坐标为3124567.890m，出口控制点X坐标为3126067.890m，隧道长度为A.1500.000mB.1500.890mC.1499.110mD.无法确定答案：A解析：同一坐标系下两点X坐标差即为隧道轴线长度，(3126067.890-3124567.890)=1500.000m。9.采用0.5″级全站仪进行隧道贯通测量时，测回数不应少于A.1B.2C.3D.4答案：D解析：规范要求0.5″仪器需4测回，以削弱随机误差。10.隧道内高程传递采用悬挂钢尺法时，钢尺零端应A.向上B.向下C.水平D.任意答案：B解析：零端向下可消除尺长改正中的垂曲误差累积。11.某隧道Ⅴ级围岩，埋深40m，拱顶下沉预警值为A.30mmB.50mmC.75mmD.100mm答案：C解析：根据规范Ⅴ级围岩埋深<50m时预警值取75mm。12.采用三维激光扫描进行超挖检测时，点云密度应不低于A.1点/m²B.5点/m²C.10点/m²D.50点/m²答案：C解析：10点/m²可清晰勾勒轮廓，满足5cm级超挖识别。13.隧道内温度梯度对水准测量影响主要表现为A.i角变化B.尺长变化C.折光差D.地球曲率答案：C解析：隧道内温差导致空气密度梯度，产生系统折光差。14.TBM掘进时，导向系统最核心传感器是A.倾斜仪B.陀螺仪C.激光靶D.里程计答案：C解析：激光靶实时读取激光束坐标，直接决定TBM姿态。15.监控量测数据采用回归分析时，相关系数R²≥多少认为趋势可信A.0.3B.0.5C.0.8D.0.9答案：C解析：R²≥0.8表明拟合曲线可解释80%以上离散性，满足工程预警需求。二、多项选择题（每题3分，共30分，多选少选均不得分）16.下列属于隧道外控网布设原则的有A.网形强度均匀B.点位稳固C.视线距隧道口>50mD.每洞口不少于3个控制点E.全部埋设强制对中墩答案：ABD解析：C项规范无硬性50m要求；E项强制对中墩非必须，可根据地质条件选择。17.全站仪测量隧道导线时，可削弱度盘偏心误差的方法有A.正倒镜观测B.度盘配置C.对中杆精确对中D.增加测回数E.采用双轴补偿答案：ABD解析：偏心误差属于系统误差，正倒镜、度盘配置、多测回可削弱；C对中杆影响对中误差；E补偿针对竖轴倾斜。18.采用收敛计测量时，需改正的项目有A.温度B.张力C.尺长D.倾斜E.湿度答案：ABC解析：收敛计钢尺受温度、张力影响产生尺长变化；隧道内湿度对钢尺影响可忽略；倾斜通过球铰自动消除。19.三维激光扫描点云配准常用的公共特征有A.标靶球B.十字贴片C.隧道中线D.特征断面E.反射片答案：ABE解析：标靶球、十字贴片、反射片为人工高反射标志，配准精度高；CD为几何特征，精度低于人工标志。20.隧道监控量测预警分级包括A.Ⅰ级（轻微）B.Ⅱ级（注意）C.Ⅲ级（警戒）D.Ⅳ级（危险）E.Ⅴ级（极危险）答案：BCD解析：规范采用三级预警：注意、警戒、危险。21.陀螺全站仪定向可消除A.仪器常数C.子午线收敛角D.竖轴倾斜误差E.度盘刻划误差答案：AC解析：陀螺定向独立测定真北，可消除仪器常数及子午线收敛角；无法消除竖轴倾斜及刻划误差。22.TBM导向系统实时输出参数包括A.刀盘转速B.俯仰角C.滚转角D.盾尾间隙E.推进力答案：BCD解析：导向系统专注几何姿态，输出俯仰、滚转、偏航、盾尾间隙；AE属于掘进参数。23.采用光纤光栅传感器监测钢架应力时，需标定的参数有A.中心波长B.应变系数C.温度系数D.反射率E.带宽答案：BC解析：应变与温度交叉敏感，需分别标定应变系数、温度系数。24.隧道贯通误差包括A.纵向误差B.横向误差C.高程误差D.方位误差E.里程误差答案：ABC解析：贯通误差分解为纵向、横向、高程三维分量；方位误差包含在横向中；里程误差属于纵向。25.采用测量机器人进行自动化监测时，数据链路可采用A.光纤B.Wi-Fi5GHzC.4GLTED.LoRaE.蓝牙5.0答案：ABC解析：隧道内LoRa带宽不足、蓝牙距离短，无法满足实时大数据量传输；光纤、Wi-Fi5GHz、4GLTE常用。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）26.隧道内导线测量时，边长越短，测角误差对横向贯通误差影响越小。答案：×解析：横向贯通误差与测角误差成正比、与边长成反比，边长短则影响大。27.采用双频GNSS可有效消除电离层延迟。答案：√解析：双频组合可建立电离层模型，消除一阶项。28.激光断面仪必须架设在隧道中线上才能获取准确断面。答案：×解析：激光断面仪可任意设站，通过后方交会自动计算仪器至断面距离，无需居中。29.收敛计每次测量需施加恒定张力，目的是消除尺长误差。答案：√解析：恒定张力使钢尺弹性伸长稳定，便于温度改正。30.光纤光栅传感器可实现绝对位移测量。答案：×解析：光纤光栅测量应变，需通过结构模型换算位移，属于间接测量。31.TBM滚转角超限会导致管片错台。答案：√解析：滚转使盾尾间隙不均，拼装时易错台。32.隧道内水准测量采用前后视等距可消除地球曲率影响。答案：√解析：前后视距相等，曲率差抵消。33.三维激光扫描点云精度与反射率无关。答案：×解析：反射率低时信噪比下降，点位精度降低。34.围岩内部位移计钻孔倾斜会导致测值偏大。答案：√解析：倾斜使锚固点与孔口水平距增大，位移计读数含水平分量。35.采用0.5″全站仪进行隧道内导线测量时，可不必考虑折光差改正。答案：×解析：隧道内温差折光显著，必须改正。四、计算题（共30分）36.隧道外控网设计（10分）已知隧道长3.6km，洞口控制点A、B分别位于进出口，设计贯通误差限值：横向≤50mm，高程≤25mm。外控网采用GNSS静态观测，平均边长1.2km，仪器标称精度±(3mm+0.5ppm)。求：（1）最弱边相对中误差允许值；（2）若采用三角形网，需多少个同步环才能满足横向误差要求（忽略洞内误差）。答案与解析：（1）横向贯通误差主要由洞外控制、洞内导线两部分组成，按等影响原则，洞外允许值=50/√2=35mm。洞外控制误差由基线向量引起，按规范经验，最弱边相对中误差≤1/100000可满足35mm要求。（2）横向贯通误差估算公式：m_q=√(m_β²·L²/ρ²+m_s²)设测角误差m_β=1″，边长s=1200m，则每公里横向误差≈m_β·s/ρ·√(n/3)=12mm。需n=3.6km，累计误差=12×√3.6=23mm<35mm，故仅需1个同步环即可，实际布设3个三角形构成2个同步环，冗余度足够。37.隧道内高程传递计算（10分）采用悬挂钢尺法，已知上点A高程HA=486.234m，下点B待测。钢尺名义长50m，温度20℃，实测温度28℃，线膨胀系数α=1.15×10⁻5，施加张力150N，检定张力100N，弹性模量E=2×10⁵MPa，截面积A=8mm²。观测数据：后视读数a=1.486m，前视读数b=1.025m，钢尺读数L=49.987m。求HB。答案与解析：（1）温度改正：ΔLt=α(t-t0)L=1.15×10⁻5×8×49.987=+4.6mm（2）拉力改正：ΔLp=(P-P0)L/(EA)=50×49.987/(2×10⁵×8)=+1.6mm（3）尺长改正：ΔL=+4.6+1.6=+6.2mm实际长度L′=49.987+0.0062=49.9932m高差h=L′+(a-b)=49.9932+(1.486-1.025)=50.4542mHB=HA-h=486.234-50.454=435.780m38.收敛值回归分析（10分）某断面15d收敛数据如下（单位mm）：时间t(d)01235791215收敛U03.25.57.19.310.811.712.412.7采用指数函数U=U∞(1-e^(-bt))拟合，求U∞及t=20d预测值。答案与解析：线性化：ln(1-U/U∞)=-bt试算U∞=13.0mm，计算得线性回归：Σt=54,Σln=-2.813,n=9b=0.182d⁻¹，R²=0.96U∞=13.0mmt=20d预测：U=13.0×(1-e^(-0.182×20))=12.9mm结论：围岩基本稳定，20d收敛增量仅0.2mm。五、综合应用题（共50分）39.某双洞高速铁路隧道，左线长4580m，右线长4595m，最小净距18m，Ⅳ级围岩，埋深80m。施工方案：进口、出口相向掘进，采用台阶法。设计贯通面位于左线DK22+800。（1）设计洞外控制网图形，绘示意图并说明点位布设原则；（10分）（2）计算洞内导线必要精度，给出测角、测边精度指标；（10分）（3）制定监控量测方案，列出必测与选测项目、频率、预警值；（15分）（4）叙述三维激光扫描在超挖检测中的作业流程及精度控制要点；（15分）答案与解析：（1）网形：双三角形+大地四边形，洞口各布3点，相距>200m，视线避开高压线，埋设强制对中墩，墩顶安装GNSS扼流圈天线，网形强度因子Q≤0.15。（2）贯通误差限值：横向≤50mm，高程≤25mm。按等影响原则，洞内横向允许值=35mm。导线全长2290m，设平均边长200m，测站数12，估算：m_q=m_β·L·√(n)/ρ≤35mm解得m_β≤0.7″，取0.5″；测边精度：m_s≤0.5mm，取0.5mm+1ppm。（3）必测：拱顶下沉、净空收敛、地表沉降（H