..Word文檔Word文檔資源環(huán)境職業(yè)技術學院教師授課教案學習情境

學習情境一隧道工程施工測量 任務名稱年 月 日授課班級

任務二：地下掌握測量第 周授課時數

8

授課方法 學訓教學容

依據地面掌握測量中掌握網的布設，進展地下導線點的布設；隧道地下平面掌握測量；隧道地下高程掌握測量；生疏導線的布設形式，測量點位選擇的根本要求，導線測量的根本方法學問目標 以及業(yè)數據處理；學習水準測量，除承受常規(guī)的方法，要理解倒尺法傳遞高程的原理；1.現場踏勘之后，能夠；能夠獨立的對現場進展選點埋點；技能目標 2.依據需要收集與隧道相關的已有的測量資料；3.布設導線網，把握導線測量、水準測量；和難點導入課

導線網的布設、水準測量時，承受倒尺法傳遞高程；技術設計的依據及原則；技術設計書的編寫。相關工程技術設計書文；穩(wěn)固復習 1.技術設計根本原則；2.技術設計書編寫容；布置作業(yè) 依據設計書的技術要求確定出隧道地下掌握網分析教學步驟、教學容和教學方法 備注【參考資料】技術設計書編寫原則規(guī)、相像隧道施工測量設計書實例等?！竟こ藤Y料分析】安嶺隧道左線水平長度為758米，縱坡為2.5%。設計承受鉆爆法施工隧道。在地面掌握網檢測無誤后，依據檢測的掌握點再進展施工掌握網的加密，再進展施工掌握網的加密,以保證日后的施工測量及隧道貫穿測量有順當進展。依據地面掌握點，洞掌握點的布設分別在左右洞的進出口150～300m布設一個，埋點的規(guī)格嚴格依據要求埋設。洞高程掌握點根本沿洞導線點的位置布設，進展水準導線測量。一、【任務容及要求】咨詢 埋點，進展掌握網的布設。隧道地面平面掌握測量，首先建立GPS首級平面掌握網，在進展GPS務是：一是建立沿線高程掌握點，二是測定導線點及中樁的高程。確定測出滿足要求的隧道地面掌握網?！鞠嚓P學問】一、地下掌握測量概述地下掌握測量包括地下平面掌握測量和地下高程掌握測量。地下平面掌握測量是隨著隧道向前開挖掘進延長而用逐步布設導線的方式進展，同地面導線測量一樣，仍舊遵循高級掌握低級的原則。地下高程掌握測量方法有水準測量和三角高程測量。地下洞的施工掌握測量包括地下導線測量和地下水準測量，其目的是以必要的精度，依據與地面掌握測量統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，建立地下平面與高程掌握，用以指示隧道開挖方向，并作為洞施工放樣的依據，保證相向開挖隧道在精度要求圍貫穿。二、地下導線測量地下導線測量的任務是以必要的精度，建立地下工程平面掌握測量系統(tǒng)。依據地下導線點坐標可以放樣出隧道設計中線及其襯砌位置，從而指示隧道的掘進方向及襯砌施工，地下構筑物施工和竣工測量。隧道平面掌握測量通常有兩種形式：當直線隧道長度小于1000m，曲線隧道長度小于500m時，可不作洞平面掌握測量，而是直接以洞口掌握必需建立洞周密地下導線作為洞平面掌握。地下導線的起始點通常設在隧道的洞口、平坑口、斜井口，而這些點的坐標是通過聯系測量或直接由地面掌握測量確定的。地下導線等級確實7-1。7-1地下導線等級確實定等級兩開挖洞口間長度/km測角中誤差 邊長相對中誤差/(″)直線隧道 曲線隧道直線隧道 曲線隧道二7～20 3.5～20±1.0 1/10000三3.5～7 2.5～3.5±1.8 1/10000四2.5～3.5 1.5～2.5±2.5 1/10000五<2.5 <1.5±4.0 1/10000地下導線的特點和布沒地下導線由隧道洞口等處定向點開頭，按開挖外形布設，在隧道施工期間，只能布設成文導線形式，隨隧道的開挖而漸漸向前延長。長為25m～50m)的施工導線；當隧道開挖到肯定距離后，布設邊長為50m～100m150m～800m的主要導線，如圖7-1所示。三種導線布設長邊主要導線。長邊主要導線200m70m，導線點力求沿隧道中線方向布設。對于大斷面的長隧道，可布設成多邊形閉合導線或主副導線環(huán)，如圖7-2所示。有平行導坑時，應將平行導坑單導線與正洞導線聯測，以便檢核。7-1洞導線分級布設7-2主、副導線環(huán)形式洞地下導線點應選在頂板或底板巖石等結實、安全、放樣便利、便于保存的位置。掌握導線(主要導線)的最終一點應盡量靠近貫穿面，以便于實測貫穿誤差。對于地下隧道分叉或相交處，也應埋設掌握導線點。洞地下導線應承受來回觀測，由于地下導線測量的間歇時間較長且又取決于開挖面進展速度，故洞導線(支導線)實行重復觀測的方法進展檢核。地下導線觀測及留意事項才能進展點。有條件的地段，主要導線點應埋沒帶有強制對中裝置的觀測墩或外架式的金屬吊籃，并配有燈光照明，以減小對中與照準誤差的影響，這有利于提高觀測精度。使用J2級經緯儀(或全站儀)觀測角度，施工導線觀測1～2測回，測角中誤差為6以，掌握長邊導線宜承受全站儀(I、II級)觀測，左、右角兩測回，捌角中誤差為5以，圓周角閉合差6以。邊長來回兩測回，來回測互差小于7mm。如導線長度較長，為限制測角誤差積存，可使用陀螺經緯儀加測肯定數量導線邊的陀螺方位角。一般加測一個陀螺方位角時，宜加測在導線全長2/3處的某導線邊上；假設加測兩個以上陀螺方位角時，宜以導線長度均勻分布。依據精度分析，加測陀螺方位角數量以1～2為宜，對橫向精度的增益較大。對于布設如圖7-2所示主副導線環(huán)，一般副導線僅測角度，不測邊都應從洞外復測。重復點的重復測量坐標與原坐標的較差應小于10mm，并取加權平均值作為長邊導線延長的起算值。三、地下水準測量地下水準測量應以洞口地面水準路線的水準點作為起算依據，然后隨隧道向前延長，測定布設在隧道的各水準點高程，作為隧道施工放樣的依據，并保證隧道在高程(豎向)準確貫穿。地下水準測量的等級和使用儀器主要依據兩開挖洞口間洞外水準路線長7-27-2地下水準測量主要要求兩洞口間測量 水準儀水準路線 水準尺類型 說明等級 型號長度/km1二 >32 S 、S105

線條式銦瓦水準 按二等水準測量要尺 求三 11～32 S四 5～11 S3

區(qū)格式木質水準1尺1區(qū)格式木質水準尺

按三等水準測量要求按四等水準測量要求地下水準則量的特點和布設Word文檔Word文檔.地下洞水準路線與地下導線線路一樣，在隧道貫穿前，其水準路線均為支水準路線，因而需來回或屢次觀測進展檢核。在隧道施工過程中，地下支水準路線隨開挖面的進展向前延神，一般先布設精度較低的臨時水準路線(可設在施工導線上)，然后每隔200m～500m地下水準點可利用地下導線點值．也可以埋設在隧道頂板、底板或邊墻上，點位應穩(wěn)固、便于保存。為了施工便利，應在拱部邊墻至少每l00m觀測與留意事項地下水準測量的作業(yè)方法與地面水準測量一樣。由于洞通視條件差，視距不宜大于50m，可用目估法保持前、后視距相等；又由于水準點可設置在頂板、底板上，因此觀測時有如圖7-3所示的四種狀況。7-3地下水準測量此時，每—測站高差計算仍為h=a-b，但對于倒尺法，其讀數應作為負值計算，各測站高差分別為hAB

a(b)1 1h (aBC 2

)(b)2h (aCD 3

)(b)3h (aDE 則

)b4h h hAE AB

h hCD DE在開挖工作面對前推動的過程中，對布設的支水準路線，要進展來回觀測，其來回測不符值應在限差以，取平均值作為最終成果，用于推算洞各水準點高程。..Word文檔Word文檔為檢查洞水準點的穩(wěn)定性，還應定期依據洞口水準點進展重復水準測量，將所得高差成果進展分析比較。假設水準標志無變動，則取全部高差向)貫穿誤差，并將兩支水準路線聯成附合于兩洞口水準點的附合水準路線。要求對隧道未襯砌地段的高程進展調整。高程調整后，全部開挖、襯砌工程均應以調整后高程指導施工。教師具體表達隧道地面掌握網的布設，留意表達隧道地面平面掌握測量、高程掌握測量，給各組分發(fā)一份相關技術設計書本。二、在教師的引導下，組進展探討、通過查閱相關測量規(guī)、分析并利用決 測區(qū)已有資料，結合課本相關學問，把握技術設計的原則和技術設計書編策 寫。引導學生結合文及技術設計書編寫規(guī)完成隧道地面掌握網技術設計書。三、計在教師指導下，對小組技術設計書進展評定。劃一、工作預備課前生疏安嶺隧道的有關資料，預習相關學問局部；四、生疏測量設計依據及參考資料實 )《建鐵路工程測量規(guī)〔〔簡稱《規(guī)〕施 )《京滬高速鐵路測量暫行規(guī)定〔鐵建［3號〔簡《暫規(guī)〕(3)《鐵路測量手冊〔Ⅳ.U212.2－62〕,鐵道其次勘測3.掌握網網形及等級平面掌握網承受多邊形閉合導線環(huán)〔如，掌握網等級見。圖7-4 多邊形導線環(huán)示意圖表7-3 隧道洞掌握網根本技術要求測角精隧道名稱 等級 度

邊長相對中誤差

全站 水平角儀精 觀測測

距離觀測測回mβ 度 回 數數青岙隧道 三 其他隧道 四

1″2″1／202301″

4 來回各6 42 來回各2″ 4 2高程掌握網承受四等水準測量〔來回觀測法然中誤差≤5.0mmDS3水準儀＋區(qū)格式水準尺。二、操作步驟掌握網布網〔一〕平面掌握網的根本要求導線邊長宜為200～400m，且不應小于200m。導線點應布設在施工干擾小、穩(wěn)固牢靠的地方。布點時應與作業(yè)隊充分協調，并作好交底。掌握點間視線應離開洞設施0.2m以上，并避開用電器。導線點宜承受φ20以上的鋼筋樁，樁長不宜短于50cm，上面掩蓋鋼板或沙袋保護，并在邊墻上注記點名，用箭頭指示樁位。〔二〕高程掌握點的根本要求洞每隔200～500m布設一對水準點。每對水準點間的距離宜為60～100m，不應將一對水準點布設在同一橫斷面上。水準點不宜埋設在未襯砌的邊墻上或脆弱地段。水準點可以和導線點共用，此時，鋼筋頭應高出樁面5mm?！踩称矫嬲莆站W布網方法以洞口投點為起點，沿線路〔隧道〕中線或側移適當距離布設，具體位置以樁位穩(wěn)固且易保護、測量干擾小為原則；隨著隧道的掘進先布設單導線，隧道掘進超過導線設計邊長的2～3當導線延長4～5條邊后，在單導線的一側再布設一條導線，兩條導線組成多邊形閉合環(huán)。也可以一次布設雙導線，在施工放樣時起復核作用，并適時地形成閉合環(huán)；導線點盡量成對布設，避開左右穿插。每個閉合環(huán)的邊數以4～6條為宜，且不應大于8條。外業(yè)觀測〔一〕預備工作及根本要求測量儀器和工具的檢查。洞掌握網觀測必需使用經國家計量部門檢定合格并在有效期的儀器。觀測前，還應參照《規(guī)〔P33〕及《儀器使用手冊》的有關規(guī)定和要求對所使用的儀器進展檢查，保證儀器處于合格狀態(tài)。〔光學對中器及水準管軸〔偏心〕的狀況。此外，還應對儀器、對講機、照明設備等進展充電。觀測時，儀器和棱鏡的架設高度宜大于1.3m，反射棱鏡有適度照明，并應將目標四周的照明燈關閉，避開視場中強散射光的干擾，尤其是碘鎢燈等。天進展。為適應洞溫度和濕度，儀器進洞后必需晾20～30min。觀測過程中應保持儀器和棱鏡面無水霧。當洞有瓦斯時，必需實行安全牢靠的防爆措施。安置儀器時，應排干樁頂的水，以保證正確對中。時實時改正。觀測時轉動儀器應平穩(wěn)、勻速，并按規(guī)定方向旋轉。在每半測回中儀器照準部轉動方向應始終保持全都，假設視線越過目標時，應連續(xù)按原方向旋轉一周，再重照準目標。觀測中可實行儀器和棱鏡屢次對中整平〔每次轉動儀器基座120°，然后對中整平〕的方法，以減弱置鏡誤差的影響。為了避開計算出錯，觀測時每個導線環(huán)的前進方向統(tǒng)一按逆時針方向〔如圖?！捕匙笥医怯^測法——適用于觀測兩個方向的水平角盤左位置：準確瞄準后視覘牌 A〔留意消退視差，前后視以導線前進方向為準，測角、測距；覘牌，測角、測距，完成盤左半測回〔上半測回；盤右位置：逆時針旋轉照準部1～2周，準確瞄準前視覘牌B，測角、測距。逆時針轉動照準部，瞄準后視覘牌A，測角、測距，完成盤右半測回〔下半測回。至此，完成水平左角一測回的觀測；盤左位置：大致瞄準后視覘牌A，配置水平度盤〔全站儀配置度盤的180/n4〔DJ1〕或18/n0〔2。將前、后視對調一下，按上述方法完成水平右角的觀測，即觀測挨次為〔盤左→〔右〕A→B；重復以上步驟，完成全部測回?！踩撤较蛴^測法——適用于觀測三個方向的水平角盤左位置：準確瞄準選定的起始方向A，測角、測距；然后按順時針..Word文檔Word文檔方向依次觀測B、C。此為盤左半測回〔上半測回。AC、B。此為盤右半測回〔下半測回。上、下半測回合稱為一測回。盤左位置：準確瞄準A，配置度盤〔方法同前全部測回的觀測。〔四〕高程測量洞高程掌握測量使用DS3水準儀、區(qū)格式水準尺，承受中絲讀數法進展來回測量，測量等級為四等，觀測挨次為：后-后-前-前。〔五〕觀測限差及數值取位〔1〕導線觀測限差表7-4 水平角觀測限差儀 水平角觀測限差〔″〕 測距限差〔mm〕器 型

各測回同方向兩倍視軸差

各測回同方向

圓周 同測回各角閉 次讀數互

測回間 來回讀數較 平距號 零差

〔2C〕互差

互差 合差 差

差 較差DJ1 6 9DJ2 8 13

63.610

5 7 2mD水準測量觀測限差表7-5 水準測量觀測限差〔m〕黑紅 往返前后視等 最大視級 線長度

前 后視距差

距累積差

視線高度

面 測讀數 不符差四 100 3.0 10.0 三絲能讀數

值20 R測量成果數值取位表7-6 數值取位項 目角值〔″〕手 簿 0.1

平 面高 程邊長及坐標〔mm〕0.1 1.0計 算 0.01成 果 0.1

0.10.1

0.11.0〔六〕水平角觀測超限處理水平角觀測中，各項限差超過上述規(guī)定時，應在原測度盤位置上進展重測，并遵守以下規(guī)定：〔1〕對錯度盤、測錯方向、讀記錯誤或中途覺察觀測條件不佳而放棄的測回，重觀測時不計重測數?！?〕2C互差或方向值互差超限時，應重測超限方向，并聯測零方向。半測回歸零差超限，應馬上重測該半測回。計重測數為〔n－1〕個方向測回〔即重測一個方向算作一個方向測回，n為包括零方向在的方向總數。測回中重測的方向數超過方向總數的1/3時，該測回應重測，但重測數只計超限方向數。測站中重測的方向測回數，超過全部方向測回的1/3時，該測站全部成果應重測。測站全部方向數為(n－1)×m，其中m為根本測回數。平面掌握網平差〔一〕平差計算多邊形閉合環(huán)的平差計算承受近似平差法——解析法。當僅形成一個閉合環(huán)時，平差方法與一般閉合導線一樣，此處略。當形成兩個及以上的閉合環(huán)時，承受如下方法平差：首先計算各閉合環(huán)的角度閉合差，列出角度誤差方程組，求出聯系數，據此求得各導線環(huán)角改正數；然后計算坐標增量閉合差，同理求得各導線邊坐標增量改正值；最終計算出各導線點平差坐標。以三個導線環(huán)為例，具體介紹如下。檢查、復核外業(yè)測量數據。邊長改正計算。邊長對向觀測結果分別進展儀器加、乘常數改正，當滿足“來回測平距較差≤2mD證書中查得。..Word文檔Word文檔注圖7-5 導線環(huán)平差計算示意圖計算各閉合環(huán)的角度閉合差ωωω角度閉合差應≤2m nβ1 β2 β3 〔其中：m——設計的測角精度，n——角個數。β角度閉合差平差計算假設導線環(huán)各水平角為等精度觀測，則環(huán)閉合差平均安排到各水平v v v角上，設三個導線環(huán)角改正值分別為1、 2、 3，導線環(huán)邊數分別為n、n、n，依據方向平差原理可得到以下條件方程組，方程中本環(huán)改正值1 2 3的系數就是本環(huán)的導線邊數，相鄰環(huán)改正值的系數是兩個環(huán)的公共邊數，并取負號。nv v 011 2 1

v v v 1

nv

v 3

0 解方程組得：

2、 32v2

nv 033 3安排角度改正值時，公共邊兩端的角應考慮相鄰環(huán)的影響，其角度改正值＝本環(huán)角改正值－相鄰環(huán)角改正值的一半，而其余角的改正值就是本環(huán)的改正值，即：4環(huán)Ⅰ中：v4

v v5 1

1v2 27v7

v v8

1v v v，2 1 11 ，

v 2

1v2 31717

v v26

1v2 2坐標增量閉合差平差依據角度閉合差平差結果，從第一個環(huán)的邊開頭按逆時針方向0i依次計算各導線邊的方位角：0i

v 180；i從第一個環(huán)的點開頭，按逆時針方向依次計算各導線邊的坐標..Word文檔Word文檔增量及各環(huán)的坐標增量閉合差。假設導線環(huán)XY方向坐標增量閉合差及其改正值分別為f

〔v 、X1 X1f 〔v ，f 〔v 、f 〔v ，f 〔v 、f 〔v ，依據Y1 Y1 X2 X2 Y2 Y2 X3 X3 Y3 Y3上述角度閉合差改正的方法列、解方程組。同理，安排坐標增量閉合差改正值時，公共邊坐標增量改正值應考慮相鄰環(huán)的影響，其改正值＝本環(huán)的改正值－相鄰環(huán)的改正值，而其余各邊的改正值就是本環(huán)的改正值。導線點平差坐標計算〔二〕掌握網精度評定實際測角中誤差m

1f2

m測 Nn 其中：N——導線環(huán)個數，n——各個導線環(huán)角個數測距精度1mD2

n

〔其中d——來回測平距較差，n——較差個數〕m每條導線邊的相對