隧道地铁施工测量和竣工测量

1、7隧道、地铁施工测量和竣工测量我国目前拥有总长4370多公里的8600多条铁路、公路隧道，排在世界第一位。双铁路隧道6876条，总长3670公里，居世界第一；公路隧道共1782条，共704公里，是世界上公路隧道最多的国家。我国目前最长的隧道是铁路线的秦岭隧道，全长18.456公里。近10年来，我国建设了很多长隧道、特长隧道、隧道群。其中主要是1995年建成的成都-重庆高速公路重量山隧道，长度超过3公里，解决了我国长路隧道的通风问题。1999年开通的四川省嘉川间道有超过4公里长的李岚山隧道，是连接西藏和内陆的重点项目。1999年开通的四川广安地区华英山公路隧道长4.53公里，是目前我国开通的最长

2、的公路隧道。2000年8月31日，我国第一条长江铁路隧道全长14.259公里的广东大瑶山隧道经过1年7个月的大规模改造，正式投入运营。隧道测量的主要任务：在测量和设计阶段，为场地地形图和地质地图提供必要的测量和映射数据，在测量时将隧道线检测设置在地面上。也就是说，在隧道前后，校正线中心线控制文件和孔顶部的中心线文件。在施工阶段，隧道开挖时，可以按规定的精度准确穿透，建筑物位置符合规定，不侵犯建筑物界限，保证运行安全。隧道施工进度慢，往往是调整工期的工程。为了加快工程进度，除了进入、出口两个开挖面外，还经常使用断面、斜井、竖井、平行导坑等来增加开挖面。因此，无论是直线隧道还是曲线隧道，开挖总是沿

3、着道路中线继续进入孔内，孔的线中心线位置测量的误差随着开挖的扩大而逐渐积累；另一方面，隧道施工基本上采用了侧挖、侧对齐方式，在隧道贯通之前，还剩下很多未对齐的部分，可以进行中心线调整的区域是有限的。因此，在通过隧道(包括水平、垂直、高程方向)时，如何确保两个相反挖掘施工中心线的相对电位不超过规定的限值，是隧道施工测量的核心问题。其中水平贯通误差(垂直于平面中的线中心线方向)的大小直接影响隧道的施工质量，严重的情况下甚至会导致隧道报废。所以一般来说，贯通误差主要是指隧道的水平贯通误差。为了确保隧道的正确贯通，必须开发正确的贯通测量程序，并进行准确度预测。本部分请参阅“10-贯通工程设计和误差预测

4、”。测量设计阶段的测量工作比较简单，前面已经介绍过，本章主要介绍隧道、地铁施工测量和竣工测量。7.1隧道施工测量7.1.1隧道入口测量隧道的设计位置一般在试验时已经临时修正了地面。施工前重新测试，检查并确认每个洞口的中线控制文件，当隧道位于直线上时，两端的洞口应分别识别一个中线控制文件，以两个连接作为隧道洞口的中线。如果隧道位于曲线上，则需要在两端洞口的切线l上分别检查两个控制文件，两个文件间距必须大于200米。确定孔中中心线相对于控制文件形成的两条切线的桥墩和曲线特征的位置。由于方向角、曲线要素的精度和直线控制文件方向的准确度低，无法满足隧道通过精度的要求，因此在施工前进行了孔控制测量。根据

5、隧道内部控制测量或中间路径测量，在隧道挖掘端口之间建立完善的控制网络，以确保准确的隧道通过，这是外部控制测量的作用。外部控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。外部平面控制测量通常与中心线方法、精确导线测量、三角测量、三面测量、拐角测量或复合使用，也可以使用GPS测量。1.中线法中央线法是指隧道线中央线的平面位置，先用确定的方法在表面上测量，经过正确的检查后，才能确定表面控制点，在施工中，以这些控制点为基准，将中央线引入孔内。通常，如果直线隧道小于1000米，曲线隧道小于500米，则可以使用中心线作为控制。如图7-1所示，a、c、d和b在a和b之间构建隧道测量时用作线性上的直线旋转点。由于精度

6、低，施工前使用a，b作为隧道方向控制点进行重测。将经纬仪定向到C 点，将D 定向到后视点a点，将D 定向到正向镜像，重置镜像D 点将在正向镜像拆分中确定B 点。如果B 与B不匹配，则可以测量BB 的距离图7-1中心线方法示意图(7-1)D 点沿与直线中心线垂直的方向在DD中测量，c点可以用相同的方法确定。然后，可以在c，d点分别查看theodolite，以证明两个点位于直AB连接中，从而将中心线固定在进入孔的方向上。曲线隧道必须首先正确指定两条切线的方向，然后正确测量转向角度。正确地在曲面上补偿切线长度，并基于切线的控制点将中心线拖动到孔内。中线法简单直观，但准确度不高。2.精密电线法导线方法

7、比较灵活，方便，对地形的适应部件比较大。在全站仪已普及的情况下，导线法被认为是隧道洞外控制形式的好方案之一。精密线框必须形成多边形闭合回路。此导线可以独立关闭，也可以连接到国家三角点。导线水平角度的观测必须通过从导线测量进度方向的左侧角度和角度角度(分别为返回总数的奇数和偶数返回数)来检查角度误差。转换为左角或右角，然后平均，以提高角度测量精度。为了提高审计条件，提高角度测量精度评价的可行性和可靠性，钢丝环的数量不能太少，至少要少于4个。每个环的边数不能太多。一般4-6面比较合适。测量导线侧段长度时，与距离测量最接近的距离，侧段长度为300m不能短于。导线尽可能以直线方向放置，折弯角度数减少，

8、从而减少了边长误差和角度测量误差对隧道边通过误差的影响。导线测量中的角度测量误差的计算方法如下，并且必须满足测量设计的精度要求：(7-2)样式的f 附着导线或闭合导线环的方位角闭合差)；N计算过程中f 的站数；N附着导线或闭合导线环的数量。3.三角测量三角剖分的方向控制高于中心线方法、导线方法，仅从横向贯通精度的角度考虑，是最理想的隧道平面控制方法。除了角度测量三角形外，三角剖分还可以使用边和三面网格。但是综合精度、可靠性、工作量、经济性等，角度测量三角锁很好。三角定位通常将高精度基线作为起始边放置。在三角锁的另一端添加基线以接受审核。剩下的只有角度测量，根据正弦定理计算边长，通过调整计算得出

9、三角点和隧道轴上控制点的坐标，然后根据控制点确定入口方向。4.三角形锁定和导线腔控制此方法仅在受到特殊地形条件限制时考虑，一般不应采用。隧道位于城市附近，如果三角锁中间遇到更密集的园区，则使用电线通过园区和两端的三角相位固定链路。除了先前所述的要求外，隧道施工控制测量的三角锁或线环还应注意以下事项：1)使三角形或导线测量环的方向尽可能垂直于贯通面，以减少角度测量误差对侧向贯通精度的影响。2)选取尽可能长的边，减少三角形或线材边的数目，以减少角度测量误差对侧通精度的影响。3)每个开口附近均使用三个或更多平面控制点(包括开口和关联的三角形点或线材点)做为引线孔的基础，并且可以包括在主网路中，以增强

10、点稳定性和孔方向检查。4)如果三角形只有一个起始边，则应尽可能将其放置在三角形的中间。有两个的话。应将其放置在三角形的两端，以减少三角网测量误差对开口的插值以及横断面穿透精度的影响。5)要在三角定位中添加基准线条件，必须将基准线放置在锁定线段的两端，但是起始边的测量精度必须满足以下要求否则，不能添加基线条件。5.GPS测量1957年10月，世界上第一颗人造卫星发射成功，是人类对现代科学技术发展的承诺的结晶，使宇宙科学技术的发展迅速进入新时代。在过去的50年里，人工卫星技术在军事、通信、气象、资源调查、导航、遥感、大地、地球动力学、天文等多个领域得到了非常广泛的应用，促进了科学技术的快速发展，丰

11、富了人类的科学文化生活。为了满足军队部门和私营部门对持续实时和3d导航的迫切要求，美国国防部于1973年正式组织海陆空军，共同研究构建下一代卫星导航系统的计划。这是许多文献中称为“定时和测距导航系统/全球定位系统”的navstar/GPS，通常称为“GPS”。GPS的原理可以参考相关教材。GPS不需要视野，因为选择点很灵活，高位置精度，短的观察时间，提供三维位置和速度、高自动化水平、无论天气状况如何，操作简便、全天候运行等特征：GPS在公共安全、地球控制测量、工程测量、变形监测、地球动力学、气象学、海面监测、时间和频率传输、导航、军事、航空摄影测量等领域也使用得很广，业界称：“GPS应用仅限于

12、人们的想象力。”.例如，国家a级和b级GPS全球控制网络分别在1996年和1997年完成并发运。a级网络由30个点组成，平均边缘长度为650公里，水平方向重复精度优于210-8，垂直方向不低于710-8，绝对精度(相对地球中心)不低于0.1米。b级网络的平均边长为150公里，水平方向重复精度优于410-8，垂直方向大于810-8，绝对精度(相对地球中心)不小于1米。国家a级和b级GPS地球控制网络的构建，在我国基本建立了具有分米级绝对精度的三维地球坐标系统，将为我国的空间技术和基于空间的数据、实时动态定位等技术提供准确可靠的参考系统。利用GPS相对定位技术构建隧道施工控制网，可以使用静态定位或

13、快速静态定位模式。使用GPS相对定位技术测量时，仅在挖掘洞口附近放置控制点(而不是在山川点)，劳动强度小，精度高，是目前建立隧道控制网络的首选方法。部署隧道GPS定位网络时，应满足以下要求：1)位网由隧道每个挖掘端口的一组控制点组成，每个挖掘端口必须至少分配4个控制点。整个控制网络必须由一个或多个单独的观测环组成，并且每个单独的观测环的边数必须尽可能减少，不超过12个。2)最大长度不能超过30公里，最小长度不能超过300米。3)每个控制点必须有三个或更多边连接，非常独立的点可以由两条边连接。(4)通常，GPS位置点之间不需要普通视觉，但是对于放置的洞口控制点，请考虑使用普通测量方法检测、加密或

14、修复。5)地点保证空中视野开阔，至少能接收4个卫星信号。(6)点选择必须符合GPS测量要求，例如不能对电磁波进行强吸收和反射的金属或其他物体。7) GPS测量只能指示从WGS-84坐标系转换到WGS-84坐标系的结果的生产，因此GPS网络中的某些点不能与建设控制网络所在坐标系中的某些控制点相匹配，重合点(也称为坐标联动点)不能少于三个，并且必须均匀分布在网络中，以便明确确定两个坐标系之间的变换参数。(8)为了确保GPS网络的准确性和可靠性，GPS网络可能有三角网、环形或三角网、环形网络混合图形，GPS测量可能有角连接或角点混合。6.高程控制测量隧道外高程控制测量是根据设计精度，测量两个相反开挖

15、洞口附近标高点之间的差异，将整个隧道的统一高程系统引入孔内，根据指定的精度在高程处准确穿透，正确建设隧道项目所需的精确度。高程控制2、3等使用标高测量。4、5等可以使用平准化、陡峭的山势平准化、或光学测距仪三角高程测量每个洞口的高程。每个洞口包含两个或多个标高点，两个标高之间的高度差，因此放置标高1时，测量是适当的。水准测量的精度一般见表7-1。表7-1液位测量的路径长度和仪表精度测量部位测量等级每公里高度差的偶然中间误差(mm)两个挖掘洞口之间的水平线性长度(km)层次层次色阶标尺类型洞外第二个1.0 36S0.5，S1基于线路的inwatt级标尺三个3.013-36S1基于线路的inwat

16、t级标尺S3分区格式级别标尺45.05-13S3分区格式级别标尺洞穴里第二个1.0 32S1基于线路的inwatt级标尺三个3.011-32S3分区格式级别标尺45.05-11S3分区格式级别标尺通过比较上述多种方法，中心线方法是最简单的形式，但方向控制不好，因此只能用于短隧道(直隧道小于1公里，弯曲隧道小于500米)；三角测量方法具有最高的方向控制精度，因此，在光电测距仪没有广泛使用之前，隧道控制是最重要的形式，但三角点的放置受地形、地物条件的限制，基线边缘的精度高，测量工作复杂，调整计算工作较多。在光电测距仪测量和精度不断提高的今天，由于简单的布置、灵活的地形适应性、低现场工作负荷等原因，

17、成为隧道控制的主要布置形式之一的精密导线方法，在水平角度测量中适当增加测量次数，可以弥补方向控制不足的地方。并且光电测距导线和光电测距三角高程可以一起进行，大大减少现场工作量。GPS位置精度高，精度均匀，选择点灵活，不需要视线，短的观测时间和其他特性，因此可以成为当前隧道控制网络建设的首选方法，即可从workspace页面中移除物件。7.2隧道洞外、孔连接测量7.2.1洞穴关系计算和洞穴测量孔控制测量完成后，必须连接每个开口的中心线控制文件和孔外控制网络。因为驱动网络和线中心线的坐标系不匹配，所以必须首先在同一坐标系中包括孔外部控制点和中心线控制文件的坐标。您必须先执行座标转换计算，然后取得转换后控制点的新座标。可以使用分析几何图元的坐标轴和移动轴计算坐标转换计算公式。通常，直线中心线用作直线段的x轴。曲线使用切线方向作为x轴。使用直线中心线点和控制点的坐标反向计算两点的距离和方位角，以确定通过孔测量的数据。将中线引入孔后，可以通过以下方式完成：1.直隧道1)如何移动文件如图7-2所