《工程测量》-教案01-隧道地面控制测量、地下控制测量

学期授课教案20XX—20XX学年度第X学期课程编号课程名称工程测量学分/学时2学时授课专业授课班级任课教师20XX年X月-6-教学设计项目/章节第九章第1、2节专业XXXX教师XXX任务名称隧道地面控制测量、地下控制测量班级XXX时间XXX授课形式PPT讲授课时2课时地点XXX学情分析知识基础：已经学过基础测量、控制测量、测量平差等课程技能基础：能够使用全站仪、水准仪、GNSS接收机进行基本测量操作。任务目标技能目标1.能够说出地面控制测量现场标定法的操作步骤；2.能够理解地面控制测量解析法的优点。知识目标1.掌握隧道地面控制测量、地下控制测量的布设形式；2.掌握地下导线测量的特点。素质目标1.培养学生对《工程测量》学习的兴趣；2.强化学生的岗位意识，增强责任感；3.培养学生团队协作能力和认真负责的敬业精神。教学策略教学重点解决措施重点：隧道地面控制测量、地下控制测量的布设形式；措施：通过比较法让学生加深理解。教学难点解决措施难点：倒尺法高程传递的计算公式；措施：通过实例计算帮助学生理解掌握。教学组织班级授课√实训教学分组教学个别教学协作教学现场教学教学实施流程导图开始上课、考勤开始上课、考勤地下工程、地下管线简介引入本节课内容地下工程测量的特点地下管线探测的特点总结本节的重难点，布置作业下课隧道地面控制测量地下控制测量思政进课堂教学过程教学步骤与内容备注思政小课堂：2020年珠峰高程测量

2019年10月，中国和尼泊尔共同发布联合声明，提出：考虑到珠穆朗玛峰是中尼两国友谊的永恒象征，双方愿推进气候变化、生态环境保护等方面合作。双方将共同宣布珠峰高程并开展科研合作。为落实联合声明，自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰高程测量工作。5月27日，2020珠峰高程测量登山队成功登顶，开展各项峰顶测量工作，在峰顶工作了150分钟，创下了中国人在珠峰峰顶停留时间最长纪录，得到了基于我国国家高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高度，这一成果在与尼泊尔方面数据联合处理、协商后，最终得到最新的珠峰峰顶雪面正高（海拔高）为8848.86m。同2005年相比，2020珠峰高程测量的科学性、可靠性、创新性都有了明显提高。2020珠峰高程测量，将我国自主研制的北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶大地高的计算，获取了更长观测时间、更多卫星观测数据；GNSS接收机、长测程全站仪、重力仪等国产仪器全面担纲，指标精度达到世界先进水平。那么，2020年珠峰测高有哪些重要意义呢？从科学层面来说，珠峰高度及其变化情况，是研究欧亚大陆与印度洋板块相互作用及珠峰地区生态环境变化的数据支持，对阐明全球构造运动、发展地球科学理论，都具有重要价值。另外，2015年4月，尼泊尔发生8.1级大地震。这次大地震对珠峰高度是否产生影响？产生多大影响？在全球存在争议。只有通过精确测量才能得到证实。从技术层面来说，由于珠峰是世界第一高峰，气候多变、高寒缺氧、环境复杂，其高程不仅对人体是严酷考验，对测量装备和测绘技术也有很高的要求。因此，精确测量珠峰高程也是一个国家测绘技术水平和能力的综合体现。从政治和外交层面来说，珠峰是中尼两国界峰，也是两国友好的重要象征。2020年正值中尼建交65周年，也是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年，是我国首次精确测定并公布珠峰高程45周年。中尼两国共同宣布珠峰最新高程数据，必将进一步促进两国睦邻友好关系，将跨越喜马拉雅的友谊推向新高度，也具有重要的纪念意义。与地面工程测量相比，地下工程测量具有如下特点：（1）地下工程施工面黑暗潮湿，环境较差，经常需进行点下对中(常把点位设置在坑道顶部)，并且有时边长较短，因此测量精度难以提高。（2）地下工程的坑道往往采用独头掘进，而洞室之间又互不相通，因此不便组织校核，出现错误往往不能及时发现。并且随着坑道的进展，点位误差的累积越来越大。（3）地下工程施工面狭窄，并且坑道往往只能前后通视，造成控制测量形式比较单一，仅适合布设导线。（4）测量工作随着坑道工程的掘进，而不间断地进行。一般先以低等级导线指示坑道掘进，而后布设高级导线进行检核。（5）由于地下工程的需要，往往采用一些特殊或特定的测量方法(如为保证地下和地面采用统一的坐标系统，需进行联系测量)和仪器。相比较常规测量工作，地下管线探测也具有如下特点：（1）地下管线埋设的环境复杂；（2）地下管线种类繁多，由管线所形成的物理场的种类和变化较大；（3）地下管线探测要求仪器具有连续追踪、快速定向、定点和定深的功能，同时要求能在工作现场作出准确的解释；（4）仪器应具有足够的探测深度(3～5m)，有较高的分辨率和较强的抗干扰性能。目前国内外的有关仪器大多数具有梯度测量的功能，并且一般均可测量电磁场总场的水平分量和垂直分量。9.1隧道地面控制测量1.地面平面控制测量地面平面控制测量归纳起来可分为现场标定法和解析法两种。（1）现场标定法现场标定法是根据线路定测时所测定的隧道洞口点和隧道中线设计元素，在山岭上实地标定出隧道中线的位置，作为隧道进洞开挖的放样依据。此法一般只用于长度较短或精度要求不高的隧道工程。（2）解析法当隧道较长且地形复杂时，用现场标定法会有诸多不便，且不易达到较高的精度，此时宜采用解析法。布设形式：三角形网；GNSS控制网。2.地面高程控制测量地面高程控制测量的任务是按照设计精度施测两相向开挖洞口附近水准点之间的高差，以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内，保证按规定精度在高程方向正确贯通。在平坦地区一般采用三、四等水准测量，在丘陵和山区也可考虑采用光电测距三角高程测量。进行地面水准测量时，利用线路定测水准点的高程作为起始高程，沿水准线路在每个洞口至少埋设两个水准点。水准线路应形成闭合环，或者敷设两条相互独立的水准线路，由已知的水准点从一个洞口至另一个洞口。9.2地下控制测量地下控制测量是以必要的精度，按照与地面控制测量统一的坐标系统，建立地下控制，作为隧道中线放样及其衬砌放样的依据，以保证隧道相向开挖的正确贯通。由于作业范围的限制，地下控制是以导线的形式布设，其起始点为地面控制点。1.地下导线测量（1）地下导线特点由于隧道是一种狭长的建筑物，而且施工和测量几乎是同时进行的，其特点如下：地下导线必须与地面控制网的坐标系统一致，也就是地下导线起始边长、起始方位角和起始点坐标都必须由地面控制网传递。因此，设在洞口的地面控制点同时是地下导线的起始点，在导线进洞之前，必须对洞口控制点的坐标与进洞联系方向作检核测量，没有粗差和变动，方可开始地下导线测量。地下导线只能敷设成支导线的形式，而不是一次将整个导线测完，其只能随着隧道的开挖而向前延伸，且只能以重复观测的方法实现检核。地下导线敷设于所开挖的地下隧道内，导线的形状(直伸和曲折)完全取决于隧道的形状，没有选择的余地。在布设地下导线时，通常采用分级布设的方法，先布设精度较低的施工导线，当隧道开挖到一定的距离后才布设控制精度用的主要控制导线。为了保证在贯通面处横向贯通误差不超过限差，应减少导线转折角数，即导线边应越长越好，同时为了利用导线点进行放样，边长又不能太长，所以应分级布设。（2）地下导线布设单导线、导线环（3）地下导线选点埋石地下导线应尽量沿线路中线（或边线）布设，边长要接近等边，尽量避免长短边相接。（4）洞内导线测量因为地下导线以支导线形式布设，而且每测一个新点，都有一定的时间间隔，这就要求发展新点时，必须对以前的点位进行重复检核测量。对于直线隧道，可只进行导线角度检核；对于曲线隧道，则对角度、边长都要进行检核。点位未动时，则取各次观测结果的均值作为成果，否则，应采用最后一次观测结果。2.地下高程控制测量地下高程控制测量就是在地下建立一个与地面统一的高程系统，作为隧道纵坡施工放样的依据，保证隧道在竖向正确贯通。地下高程控制测量应以洞口水准点的高程作为起始数据，经过水平坑道、竖井或斜井等传递到地下，进行洞内高程测量，放样隧道坡度。地下高程控制测量常用的方法有地下水准测量和地下三角高程测量，一般分级布设。思政小课堂加深学生对测绘行业的认知，培养学生的测绘素精神播放相关视频帮助学生理解地下工程测量的内容教学评价学生学习效果评价：小组评价、教师评价教师教学效果评价：自我评价、学生评价板书设计1.隧道地面控制测量（1）地面平面控制测量（2）地面高程控制测量2.地下控