第十二章隧道測(cè)量長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院§12-1概述1.公路隧道采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道是地下工程結(jié)構(gòu)物，隧道組成包括主體建筑物和附屬建筑物。主體建筑物包括洞身襯砌和洞門(mén)；附屬建筑物包括通風(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)施等。

通常隧道的開(kāi)挖從兩端洞口開(kāi)始，亦即只有兩個(gè)開(kāi)挖工作面。如圖所示Ａ、Ｂ兩處為開(kāi)挖隧道正洞。為了加快隧道開(kāi)挖施工速度，可設(shè)立輔助坑道，如橫洞、平行導(dǎo)?？?、豎井、斜井等?！?2-1概述1.隧道類型采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道長(zhǎng)度指進(jìn)出口洞門(mén)端墻之間的水平距離，即進(jìn)出口兩端端墻面與路面中線的交點(diǎn)間的距離。公路隧道按其長(zhǎng)度的不同分為四類。分類的目的主要是為了以各種隧道的長(zhǎng)度確定有關(guān)的設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)要求和規(guī)定，以及確定隧道設(shè)計(jì)及施工時(shí)的測(cè)量精度。

§12-1概述1.隧道工程測(cè)量及特點(diǎn)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道測(cè)量工作包括有初測(cè)和定測(cè)兩個(gè)階段。

初測(cè)的主要任務(wù)：根據(jù)隧道選線的初步結(jié)果，在選定的隧道地域進(jìn)行控制測(cè)量、地形測(cè)量、縱斷面測(cè)量，為地質(zhì)填圖、隧道的深入研究和設(shè)計(jì)提供點(diǎn)位參數(shù)、地形圖件及技術(shù)說(shuō)明書(shū)。

定測(cè)的主要任務(wù)：根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件確定隧道洞口位置，測(cè)定隧道洞口頂?shù)乃淼缆肪€，進(jìn)行洞外控制測(cè)量?？傊?，地下工程測(cè)量包括：建立地面控制網(wǎng)、地面和地下的聯(lián)系測(cè)量、地下坑道中的控制、施工及竣工測(cè)量?！?2-1概述1.隧道工程測(cè)量及特點(diǎn)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸地下工程測(cè)量具有以下特點(diǎn)：（1）地下工程施工面黑暗潮濕，環(huán)境較差，經(jīng)常需進(jìn)行點(diǎn)下對(duì)中（常把點(diǎn)位設(shè)置在坑道頂部），并且有時(shí)邊長(zhǎng)較短，因此測(cè)量精度難以提高。（2）地下工程的坑道往往采用獨(dú)頭掘進(jìn)，而洞室之間又互不相通，因此不便組織校核，出現(xiàn)錯(cuò)誤往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。并且隨著坑道的進(jìn)展，點(diǎn)位誤差的累積越來(lái)越大。（3）地下工程施工面狹窄，并且坑道往往只能前后通視，造成控制測(cè)量形式比較單一，僅適合布設(shè)導(dǎo)線。（4）測(cè)量工作隨著坑道工程的掘進(jìn)而不間斷地進(jìn)行。一般先以低等級(jí)導(dǎo)線指示坑道掘進(jìn)，而后布設(shè)高等級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行檢核。（5）由于地下工程的需要，往往采用一些特殊或特定的測(cè)量方法（如為保證地下和地面采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，需進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量）和儀器?！?2-1概述2.隧道工程施工測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道工程施工測(cè)量的方法：現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法和解析法。隧道施工測(cè)量的任務(wù)：隧道施工測(cè)量的任務(wù)是保證隧道各施工洞口相向開(kāi)挖能夠正確貫通，并使各項(xiàng)建筑物按照設(shè)計(jì)位置和尺寸修建，不得侵入限界。

隧道施工測(cè)量的內(nèi)容：包括施工前洞外控制測(cè)量、施工中洞內(nèi)測(cè)量及竣工測(cè)量。施工中洞內(nèi)測(cè)量又包括洞內(nèi)控制測(cè)量、施工中線測(cè)量、高程測(cè)量、斷面測(cè)量及襯砌施工放樣測(cè)量等?！?2-1概述2.隧道工程施工測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸測(cè)量工作的作用：（1）在地下標(biāo)定出地下工程建筑物的設(shè)計(jì)中心線和高程，為開(kāi)挖、襯砌和施工指定方向和位置；（2）保證在兩個(gè)相向開(kāi)挖面的掘進(jìn)中，施工中線在平面和高程上按設(shè)計(jì)的要求正確貫通，保證開(kāi)挖不超過(guò)規(guī)定的界線，保證所有建筑物在貫通前能正確地修建；（3）保證設(shè)備的正確安裝；（4）為設(shè)計(jì)和管理部門(mén)提供竣工測(cè)量資料等。§12-2隧道控制測(cè)量1.隧道貫通誤差分類和限差采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸貫通誤差：在隧道施工中，由于地面控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、地下控制測(cè)量以及細(xì)部放樣的誤差，使得兩個(gè)相向開(kāi)挖的工作面的施工中線，不能理想地銜接，而產(chǎn)生錯(cuò)開(kāi)現(xiàn)象，即所謂貫通誤差。包括縱向誤差，橫向誤差和高程誤差。

縱向誤差：橫向貫通誤差和高程貫通誤差的限差：§12-2隧道控制測(cè)量2.貫通誤差來(lái)源和分配采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸由地面控制測(cè)量誤差引起的橫向貫通中誤差：由地面控制測(cè)量誤差引起的橫向貫通中誤差：§12-2隧道控制測(cè)量3.地面控制測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）地面導(dǎo)線測(cè)量：（2）GNSS控制測(cè)量:（3）地面水準(zhǔn)測(cè)量:§12-2隧道控制測(cè)量4.地下控制測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）地下導(dǎo)線測(cè)量：地下導(dǎo)線測(cè)量的作用是以必要的精度建立地下的控制系統(tǒng)。依據(jù)該控制系統(tǒng)可以放樣出隧道（或坑道）中線及其襯砌的位置，指示隧道（或坑道）的掘進(jìn)方向。①由于受坑道的限制，其形狀通常形成延伸狀。②導(dǎo)線點(diǎn)有時(shí)設(shè)于坑道頂板，需采用點(diǎn)下對(duì)中。③隨著坑道的開(kāi)挖，先敷設(shè)邊長(zhǎng)較短、精度較低的施工導(dǎo)線。④地下工作環(huán)境較差，對(duì)導(dǎo)線測(cè)量干擾較大。（2）地下高程控制測(cè)量:①高程測(cè)量線路一般與地下導(dǎo)線測(cè)量的線路相同。②通常利用地下導(dǎo)線點(diǎn)作為高程點(diǎn)。高程點(diǎn)可埋設(shè)在頂板、底板或邊墻上。③在施工過(guò)程中，為滿足施工放樣的需要，一般是先建立低等級(jí)高程測(cè)量給出坑道在豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向，然后再建立高等級(jí)的高程測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)。§12-2隧道控制測(cè)量5.隧道控制測(cè)量設(shè)計(jì)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）平面控制測(cè)量設(shè)計(jì)

①地面單導(dǎo)線測(cè)量設(shè)計(jì)：②地下導(dǎo)線測(cè)量設(shè)計(jì)：（2）高程控制測(cè)量設(shè)計(jì)高程測(cè)量誤差對(duì)高程貫通誤差的影響，可按下式計(jì)算：§12-3隧道施工測(cè)量1.隧道掘進(jìn)中的測(cè)量工作采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道施工測(cè)量的主要任務(wù)：在隧道施工過(guò)程中確定隧道在平面及豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向，另外還要定期檢查工程進(jìn)度及計(jì)算完成的土石方數(shù)量。（1）隧道平面掘進(jìn)方向的標(biāo)定：中線法當(dāng)隧道采用全斷面開(kāi)挖法進(jìn)行施工時(shí)，通常采用中線法?！?2-3隧道施工測(cè)量1.隧道掘進(jìn)中的測(cè)量工作采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）隧道平面掘進(jìn)方向的標(biāo)定：串線法當(dāng)隧道采用導(dǎo)坑法施工時(shí)，因其精度要求不高，可用串線法指示開(kāi)挖方向。（1）隧道平面掘進(jìn)方向的標(biāo)定：激光指向法在直線隧道（巷道）建設(shè)施工中，可采用激光指向儀進(jìn)行指向與導(dǎo)向?！?2-3隧道施工測(cè)量1.隧道掘進(jìn)中的測(cè)量工作采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）隧道平面掘進(jìn)方向的標(biāo)定：盾構(gòu)自動(dòng)引導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)在城市地鐵建設(shè)中，常采用盾構(gòu)法開(kāi)挖施工技術(shù)。盾構(gòu)法是地下工程暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，用帶防護(hù)罩的特制機(jī)械（盾構(gòu)）在破碎巖層或土層中掘進(jìn)隧洞（或巷道）。盾構(gòu)機(jī)械在推進(jìn)中，通過(guò)盾構(gòu)外殼和管片支承圍巖，防止發(fā)生向隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開(kāi)挖面前方用切削裝置進(jìn)行巖土開(kāi)挖，通過(guò)出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法?！?2-3隧道施工測(cè)量1.隧道掘進(jìn)中的測(cè)量工作采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（2）隧道豎直面掘進(jìn)方向的標(biāo)定：在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，除標(biāo)定隧道在水平面內(nèi)的掘進(jìn)方向外，還應(yīng)定出坡度，以保證隧道在豎直面內(nèi)的貫通精度，通常采用腰線法。隧道腰線是用來(lái)指示隧道在豎直面內(nèi)掘進(jìn)方向的一條基準(zhǔn)線，通常標(biāo)設(shè)在隧道壁上，離開(kāi)隧道底板一定距離（該距離可隨意確定）。§12-3隧道施工測(cè)量2.施工期間的變形測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸

隧道在施工期間有變形測(cè)量的需要，應(yīng)根據(jù)情況制定監(jiān)測(cè)方案。在城市地鐵施工期間，部分地段需要對(duì)地上建筑物、地面和隧道進(jìn)行沉降觀測(cè)和位移觀測(cè)，在礦山工程建設(shè)中，有地表位移和沉降觀測(cè)及部分井下、巷道工程的變形監(jiān)測(cè)等。沉降觀測(cè)主要用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法，位移測(cè)量可采用全站儀、測(cè)量機(jī)器人和激光掃描儀等。§12-4隧道貫通誤差分析1.貫通誤差及分類采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸

隧道貫通誤差：在隧道施工中，由于各階段測(cè)量都存在誤差，使兩個(gè)相向開(kāi)挖的工作面的施工中線，不能理想地銜接，而產(chǎn)生的錯(cuò)開(kāi)現(xiàn)象。貫通誤差在線路中線方向的投影長(zhǎng)度稱為縱向貫通誤差（簡(jiǎn)稱縱向誤差），在垂直于中線方向的投影長(zhǎng)度稱為橫向貫通誤差（簡(jiǎn)稱橫向誤差），在高程方向的投影長(zhǎng)度稱為高程貫通誤差（簡(jiǎn)稱高程誤差）?！?2-4隧道貫通誤差分析2.貫通誤差來(lái)源及分配采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸隧道貫通誤差主要來(lái)源于洞內(nèi)、外控制測(cè)量和豎井（斜井）聯(lián)系測(cè)量的誤差，由于施工中線和貫通誤差是由洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量確定，所以施工誤差和放樣誤差對(duì)貫通的影響可忽略不計(jì)。地面控制測(cè)量的誤差所引起的橫向貫通中誤差的允許值為：考慮豎井開(kāi)挖：針對(duì)高程控制測(cè)量：§12-4隧道貫通誤差分析3.貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）貫通點(diǎn)Ｋ在ｘ方向的測(cè)量誤差：

①地面控制測(cè)量對(duì)K點(diǎn)的誤差影響:

§12-4隧道貫通誤差分析3.貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸貫通點(diǎn)Ｋ在ｘ方向的測(cè)量誤差：

②定向測(cè)量誤差對(duì)Ｋ點(diǎn)引起的橫向貫通誤差:

§12-4隧道貫通誤差分析3.貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸貫通點(diǎn)Ｋ在ｘ方向的測(cè)量誤差：③地下經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量對(duì)Ｋ點(diǎn)橫向誤差的影響:

§12-4隧道貫通誤差分析3.貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（2）貫通點(diǎn)Ｋ在ｚ軸方向的測(cè)量誤差①地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差：②地下水準(zhǔn)測(cè)量誤差：③導(dǎo)入高程的誤差：綜合以上誤差的影響：§12-4隧道貫通誤差分析4.隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）貫通誤差的測(cè)定①地面水準(zhǔn)測(cè)量誤差：采用中線法測(cè)量的隧道，貫通之后，應(yīng)從相向測(cè)量的兩個(gè)方向各自向貫通面延伸中線，并各釘一臨時(shí)樁Ａ、Ｂ。②地下水準(zhǔn)測(cè)量誤差：采用洞內(nèi)導(dǎo)線作洞內(nèi)控制的隧道，可由進(jìn)洞的任一方向，在貫通面附近釘設(shè)一臨時(shí)樁點(diǎn)，然后由相向的兩個(gè)方向?qū)υ擖c(diǎn)進(jìn)行測(cè)角和量距，各自計(jì)算臨時(shí)樁點(diǎn)的坐標(biāo)?！?2-4隧道貫通誤差分析4.隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）貫通誤差的調(diào)整①直線隧道貫通誤差的調(diào)整：

§12-4隧道貫通誤差分析4.隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）貫通誤差的調(diào)整②曲線隧道貫通誤差的調(diào)整：§12-4隧道貫通誤差分析4.隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）貫通誤差的調(diào)整③高程貫通誤差的調(diào)整:貫通點(diǎn)附近的水準(zhǔn)點(diǎn)高程，采用由貫通面兩端分別引測(cè)的高程的平均值，作為調(diào)整后的高程。洞內(nèi)未襯砌地段的各水準(zhǔn)點(diǎn)高程，根據(jù)水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度對(duì)高程貫通誤差按比例分配，求得調(diào)整后的高程，并作為施工放樣的依據(jù)?！?2-5隧道開(kāi)挖斷面測(cè)量1.隧道橫斷面采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）隧道凈空隧道凈空是指隧道內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括公路隧道建筑限界、通風(fēng)及其他功能所需要的斷面積。（2）隧道建筑限界隧道建筑限界是指為了保證在隧道中的安全行車(chē)，在一定的寬度、高度空間范圍內(nèi)任何部件不得侵入的界限?！?2-5隧道開(kāi)挖斷面測(cè)量2.掘進(jìn)中隧道斷面的測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）五寸臺(tái)階法（斷面支距法）

（2）直接測(cè)量（放大樣法或以內(nèi)模為參照物法）在二次襯砌立模后，以內(nèi)模為參照物，從內(nèi)模量至圍巖壁的數(shù)據(jù)ｌ加上內(nèi)凈空Ｒ１即為斷面數(shù)據(jù)。

§12-5隧道開(kāi)挖斷面測(cè)量2.掘進(jìn)中隧道斷面的測(cè)量采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）三角高程法（直角坐標(biāo)）（2）激光斷面儀器法§12-5隧道開(kāi)挖斷面測(cè)量3.隧道襯砌位置控制采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸

隧道襯砌，不論何種類型均不得侵入隧道建筑界限，因此各個(gè)部位的襯砌放樣都必須在線路中線、水平測(cè)量正確的基礎(chǔ)上認(rèn)真做好，使其位置正確，尺寸和高程符合設(shè)計(jì)要求。中線兩側(cè)襯砌結(jié)構(gòu)物的放樣，是以中線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，控制其平面位置和高程。放樣建筑物的部位分別有邊墻角、邊墻基礎(chǔ)、邊墻身線、起拱線等位置。邊墻襯砌的施工放樣，若為直墻式襯砌，從校準(zhǔn)的中線按規(guī)定尺寸放出支距，即可安裝模板；若為曲墻式襯砌，則從中線按計(jì)算好的支距安設(shè)帶有曲面的模板，并加以支撐固定，即可開(kāi)始襯砌施工。

§12-6輔助坑道施工測(cè)量1.輔助坑道類型采用望遠(yuǎn)鏡光軸（視準(zhǔn)軸（1）橫洞傍山、沿河或山