1.工程控制測(cè)量地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)01地下平面控制測(cè)量02/CONTENT目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：（1）熟悉隧道工程控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì)、貫通設(shè)計(jì)基本理論（2）掌握隧道工程地下控制網(wǎng)布設(shè)形式、觀測(cè)方案（3）掌握地下工程施工測(cè)量的內(nèi)容

能力目標(biāo)為：(1)會(huì)靈活運(yùn)用幾種聯(lián)系測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量(2)具有質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí),培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和精益求精的工匠精神01地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)隧道控制測(cè)量前的測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)：主要從三個(gè)方面：隧道獨(dú)立坐標(biāo)系設(shè)計(jì)、控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì)、隧道貫通誤差估算。鐵路工程測(cè)量規(guī)范中規(guī)定：速度250~350km/h的高速鐵路及速度200km/h以下的無(wú)砟軌道段，測(cè)量要求投影長(zhǎng)度的變形值不宜大于10mm/km。為減小貫通誤差，某些工程要求長(zhǎng)大隧道必須建立獨(dú)立控制網(wǎng),如鐵路工程要求長(zhǎng)度大于6km，或者是隧道位于投影換帶處，不論隧道長(zhǎng)短都必須建立獨(dú)立控制網(wǎng)。常見(jiàn)的隧道獨(dú)立坐標(biāo)系有3種：直線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系，曲線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系，組合隧道獨(dú)立坐標(biāo)系。隧道獨(dú)立坐標(biāo)系設(shè)計(jì)一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)概述如圖6-1-1（a）所示，A、D分別為隧道兩側(cè)洞口進(jìn)洞位置，以AD為x軸正方向，與隧道前進(jìn)方向保持一致，垂直于x軸的直線為y軸正方向，構(gòu)成直線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系。直線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)隧道獨(dú)立坐標(biāo)系設(shè)計(jì)如圖6-1-1（b）所示，JD為曲線隧道交點(diǎn)，A、D為洞口兩側(cè)位于曲線的切線上的點(diǎn)，獨(dú)立坐標(biāo)以洞口點(diǎn)與交點(diǎn)JD的連線為x軸，x軸的方向與隧道前進(jìn)方向一致，垂直于x軸為y軸正方向，構(gòu)成曲線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系。一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)隧道獨(dú)立坐標(biāo)系設(shè)計(jì)直線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系一般選擇隧道中間的直線段（或者位于A隧道進(jìn)口側(cè)直線段）為x軸，隧道前進(jìn)方向與x軸一致，JD1、JD2為隧道交點(diǎn)，A、D位于直線或切線上，以JD1、JD2連線為x軸正方向，垂直于x軸方向?yàn)閥軸。建立隧道獨(dú)立坐標(biāo)系。若隧道有橫洞、斜井把隧道分成若干段，需要以主隧道作為一個(gè)整體建立統(tǒng)一的獨(dú)立坐標(biāo)系。一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)隧道獨(dú)立坐標(biāo)系設(shè)計(jì)直線隧道獨(dú)立坐標(biāo)系主要內(nèi)容有3個(gè)方面的內(nèi)容：①地面控制測(cè)量精度設(shè)計(jì)②地面控制測(cè)量引起的貫通誤差計(jì)算③地下控制測(cè)量引起的貫通誤差計(jì)算一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì)

概述地面控制測(cè)量精度設(shè)計(jì)貫通誤差是指隧道由兩相鄰開(kāi)挖洞口的施工中線在貫通面處的偏差，包括橫向、縱向貫通誤差和高程貫通誤差。一、地下工程控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì)

02地下平面控制測(cè)量二

、地下平面控制測(cè)量地下洞內(nèi)導(dǎo)線等級(jí)的確定，取決于隧道的長(zhǎng)度。地下平面控制導(dǎo)線需從測(cè)量設(shè)計(jì)確定的地面聯(lián)系邊引入，地面、地下平面控制網(wǎng)宜以邊連接。地下導(dǎo)線測(cè)量等級(jí)的確定地下平面控制測(cè)量一般采用導(dǎo)線測(cè)量方法建立。地下導(dǎo)線由隧道進(jìn)出口、斜井等處定向點(diǎn)開(kāi)始，按隧道開(kāi)挖形狀布設(shè)，在隧道施工期間，只能布設(shè)成支導(dǎo)線的形式，隨隧道掘進(jìn)而逐漸向前延伸。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)地下導(dǎo)線一般采用分級(jí)布設(shè)，先布設(shè)精度較低、邊長(zhǎng)較短的施工導(dǎo)線，滿(mǎn)足隧道掘進(jìn)施工測(cè)量的需要；當(dāng)隧道掘進(jìn)至一定距離后，布設(shè)邊長(zhǎng)較長(zhǎng)的基本導(dǎo)線，減少測(cè)量誤差累積；隨著隧道進(jìn)一步向前掘進(jìn)，布設(shè)邊長(zhǎng)更長(zhǎng)的主要導(dǎo)線，滿(mǎn)足隧道貫通精度設(shè)計(jì)的需要。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線布設(shè)形式三種導(dǎo)線點(diǎn)位盡量保證重合，基本導(dǎo)線在施工導(dǎo)線的基礎(chǔ)上隔點(diǎn)或隔幾點(diǎn)測(cè)設(shè)，基本導(dǎo)線的邊長(zhǎng)在直線段大于200m，曲線段不小于70m，主要導(dǎo)線在基本導(dǎo)線的基礎(chǔ)上隔點(diǎn)或隔幾點(diǎn)測(cè)設(shè)，導(dǎo)線視線距離隧道壁大于0.5m。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)和布設(shè)導(dǎo)線布設(shè)形式對(duì)于長(zhǎng)大隧道，需布設(shè)成雙交叉導(dǎo)線環(huán)、多邊形閉合環(huán)導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)和布設(shè)導(dǎo)線布設(shè)形式二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)和布設(shè)導(dǎo)線布設(shè)形式對(duì)于長(zhǎng)大隧道，需布設(shè)成雙交叉導(dǎo)線環(huán)、多邊形閉合環(huán)導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)如果地下隧道是曲線形式且轉(zhuǎn)彎半徑小，為盡量加大導(dǎo)線邊的邊長(zhǎng)，一般將曲線段控制點(diǎn)布設(shè)沿大半徑一側(cè)布設(shè)，在滿(mǎn)足觀測(cè)條件下邊長(zhǎng)盡可能地長(zhǎng)。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)和布設(shè)導(dǎo)線布設(shè)形式地下導(dǎo)線點(diǎn)選在頂板或者底板巖石位置安全、施測(cè)方便、便于保存的地方。長(zhǎng)大隧道可設(shè)置墻面強(qiáng)制對(duì)中裝置。主要導(dǎo)線最后一個(gè)點(diǎn)盡量靠近貫通面，以便施測(cè)貫通誤差。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線特點(diǎn)和布設(shè)導(dǎo)線布設(shè)形式①地下導(dǎo)線采用往返觀測(cè)，導(dǎo)線測(cè)量的間歇時(shí)間取決于隧道施工進(jìn)度，每次洞內(nèi)導(dǎo)線的延伸不能在原最后測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上直接向前延伸，而是要向后多測(cè)2~3個(gè)點(diǎn)，以此重復(fù)觀測(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性。②地下導(dǎo)線觀測(cè)采用標(biāo)稱(chēng)精度不低于1″、2mm+2ppm的全站儀。③當(dāng)觀測(cè)方向的垂直角超過(guò)±3°時(shí)，該方向2C互差可按相鄰測(cè)回同方向進(jìn)行比較，其值滿(mǎn)足一測(cè)回2C互差的限值要求。④測(cè)距邊需進(jìn)行儀器加乘常數(shù)改正和氣象改正，觀測(cè)時(shí)需測(cè)量溫度、氣壓。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線觀測(cè)技術(shù)要求及注意事項(xiàng)觀測(cè)技術(shù)要求邊長(zhǎng)投影改正為滿(mǎn)足邊長(zhǎng)投影長(zhǎng)度的變形值不大于2.5cm/km，導(dǎo)線邊長(zhǎng)需要進(jìn)行高程投影改化和高斯投影改化，一般可采用投影綜合改化公式:二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線觀測(cè)技術(shù)要求及注意事項(xiàng)觀測(cè)技術(shù)要求①導(dǎo)線測(cè)量前，對(duì)洞口控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)精度不低于原測(cè)精度。②觀測(cè)前先將儀器開(kāi)箱放置20分鐘，讓儀器與外界溫度基本一致。進(jìn)洞邊宜在夜間或陰天觀測(cè)，洞內(nèi)觀測(cè)應(yīng)充分通風(fēng)，無(wú)施工干擾，避免塵霧，有足夠照明，目標(biāo)清晰，視線離障礙物一定距離，避免旁折光影響。③如導(dǎo)線長(zhǎng)度較長(zhǎng)，為減少測(cè)角誤差累積，每隔一定距離加測(cè)陀螺方位角，對(duì)橫向精度有很大地提高。二

、地下平面控制測(cè)量注意事項(xiàng)地下導(dǎo)線觀測(cè)技術(shù)要求及注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)④對(duì)于布設(shè)主副導(dǎo)線環(huán)，副導(dǎo)線可以只測(cè)角度，不測(cè)邊長(zhǎng)。曲線隧道難以布設(shè)長(zhǎng)邊導(dǎo)線時(shí)，每次導(dǎo)線的延伸測(cè)量都必須從洞外進(jìn)行。對(duì)于長(zhǎng)邊導(dǎo)線（主導(dǎo)線）測(cè)量需與豎井聯(lián)系測(cè)量同步進(jìn)行，重合點(diǎn)重復(fù)測(cè)坐標(biāo)與原測(cè)坐標(biāo)之差需小于10mm，取均值為最終成果。⑤若地下工程為隧道工程，在隧道貫通后需根據(jù)貫通面兩側(cè)的控制點(diǎn)測(cè)量隧道的橫向、縱向貫通誤差，并對(duì)未襯砌部分的控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)進(jìn)行改正，平面坐標(biāo)改正后，后續(xù)工作均據(jù)此指導(dǎo)施工測(cè)量。二

、地下平面控制測(cè)量地下導(dǎo)線觀測(cè)技術(shù)要求及注意事項(xiàng)地下高程控制測(cè)量通常通過(guò)水平坑道、斜井或豎井傳遞至洞內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)，然后逐步延伸測(cè)量至洞內(nèi)各高程控制點(diǎn)。地下高程控制測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量或者光電測(cè)距三角高程測(cè)量方法進(jìn)行。高程控制測(cè)量的等級(jí)以及采用的方法由隧道長(zhǎng)度和性質(zhì)決定，一般公路、水工建筑隧道采用三角高程測(cè)量，鐵路隧道多采用水準(zhǔn)測(cè)量。二

、地下平面控制測(cè)量①地下洞內(nèi)水準(zhǔn)路線與地下洞內(nèi)導(dǎo)線線路相同，在貫通之前均為支水準(zhǔn)路線，必須進(jìn)行往返測(cè)和多次觀測(cè)進(jìn)行檢測(cè)。②與地下平面控制一樣，可分級(jí)布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，先布設(shè)精度較低的施工水準(zhǔn)點(diǎn)，然后每隔200m~500m布設(shè)高精度水準(zhǔn)點(diǎn)。③地下水準(zhǔn)點(diǎn)可與地下平面控制點(diǎn)共點(diǎn)，可布設(shè)于隧道頂板、地板、邊墻上。二

、地下平面控制測(cè)量地下高程控制測(cè)量的特點(diǎn)和布設(shè)①地下洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量方法與地面水準(zhǔn)測(cè)量相同，視距一般小于50m，盡量保持前后視距相等。②施測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，都必須進(jìn)行往返測(cè)，其往返測(cè)不符值亦需在限差之內(nèi)，取往返測(cè)高差平均值直接推算各水準(zhǔn)點(diǎn)高程。③需定期檢查地下洞內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)高程穩(wěn)定性，若水準(zhǔn)點(diǎn)無(wú)變動(dòng)，取所有高差成果平均值最終高差成果；若發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)變動(dòng)，則取最后一次水準(zhǔn)測(cè)量成果。④地下隧道工程在隧道貫通后，根據(jù)地下水準(zhǔn)主路線測(cè)量貫通面的高程貫通誤差，并將貫通面兩側(cè)的水準(zhǔn)路線聯(lián)成附合于兩洞口水準(zhǔn)點(diǎn)的符合水準(zhǔn)路線。對(duì)未襯砌部分的水準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行調(diào)整，后續(xù)各項(xiàng)工作據(jù)此指導(dǎo)施工測(cè)量。二

、地下平面控制測(cè)量地下高程控制測(cè)量的特點(diǎn)和布設(shè)2.地下工程施工測(cè)量地下工程施工測(cè)量特點(diǎn)01地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法02/CONTENT目錄01地下工程施工測(cè)量特點(diǎn)一、地下工程施工測(cè)量特點(diǎn)在隧道開(kāi)挖前，一般要建立一定精度的、獨(dú)立的隧道洞外施工控制網(wǎng)。隧道貫通前，洞內(nèi)控制測(cè)量只能采用支導(dǎo)線形式，測(cè)量誤差隨開(kāi)挖的延伸而積累。洞內(nèi)施工控制測(cè)量必須保證必要的精度，洞內(nèi)各等級(jí)控制點(diǎn)的相互關(guān)系和作用是：洞內(nèi)控制點(diǎn)控制正式中線點(diǎn)，正式控制點(diǎn)控制臨時(shí)控制點(diǎn)，臨時(shí)控制點(diǎn)控制掘進(jìn)方向。保證相向開(kāi)挖的隧道按照規(guī)定的精度在預(yù)定的位置貫通；保證洞內(nèi)各建筑物以規(guī)定的精度按照設(shè)計(jì)位置修建，不得侵界。任務(wù)一、地下工程施工測(cè)量特點(diǎn)02地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法在洞門(mén)投點(diǎn)A安置全站儀，測(cè)設(shè)進(jìn)洞方向并將標(biāo)定在地面上，即測(cè)設(shè)洞門(mén)投點(diǎn)的護(hù)樁，如圖6-4-4所示。測(cè)設(shè)進(jìn)洞方向的垂直方向上的護(hù)樁，測(cè)量各護(hù)樁至A點(diǎn)的距離，在施工過(guò)程中如A點(diǎn)被破壞，利用護(hù)樁恢復(fù)。在洞門(mén)山坡面上標(biāo)出隧道中線位置，按設(shè)計(jì)坡度測(cè)設(shè)洞門(mén)開(kāi)口線，指導(dǎo)刷坡。刷坡完成后，在洞簾上測(cè)設(shè)隧道斷面輪廓線，進(jìn)行洞門(mén)的開(kāi)挖施工。二、地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法洞門(mén)施工測(cè)量適用于長(zhǎng)大隧道或者是洞內(nèi)施測(cè)導(dǎo)線貫通的隧道。中線測(cè)設(shè)：采用極坐標(biāo)法以4測(cè)回測(cè)設(shè)，一次測(cè)設(shè)不少于3個(gè)，并相互檢核。直線上采用串線法檢核，曲線上在中間點(diǎn)檢測(cè)偏角。適用于中線法貫通的短隧道。中線測(cè)設(shè)：利用掘進(jìn)臨時(shí)中線復(fù)測(cè)進(jìn)行。直線上采用正倒鏡延伸直線法，曲線上采用偏角法。中線法導(dǎo)線法二、地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法洞門(mén)施工測(cè)量在隧道施工中，為隨時(shí)控制隧道底的高程和輪廓線放樣，通常在隧道邊墻上沿隧道前進(jìn)方向每間隔一定距離（5~10m），標(biāo)出比隧道底設(shè)計(jì)高出1m的抄平線。高程測(cè)量：根據(jù)隧道內(nèi)高程控制點(diǎn)引測(cè)加密，加密點(diǎn)可與永久中線點(diǎn)共樁。采用三角高程測(cè)量施工高程時(shí)，由于邊長(zhǎng)較短（100m左右），最多傳遞2~3條邊。根據(jù)隧道加密高程控制點(diǎn)施測(cè)腰線，如隧道設(shè)計(jì)有坡度，腰線的高程按設(shè)計(jì)坡度隨中線里程而變化，每次腰線高程的引測(cè)都要和相鄰點(diǎn)檢核，確保無(wú)誤。二、地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法腰線測(cè)量臺(tái)階法（斷面支距法）適用于小斷面開(kāi)挖或上下導(dǎo)坑開(kāi)挖施工的隧道。如圖6-3-5所示根據(jù)中線及拱頂外線高程，從上而下每0.5m（拱頂、仰拱）和1.0m向中線左右量出兩側(cè)的橫向支距（量測(cè)支距時(shí)，應(yīng)考慮施工的預(yù)留寬度），所有支距端點(diǎn)的連線即為斷面開(kāi)挖的輪廓線，用以指導(dǎo)開(kāi)挖及檢查斷面，并作為安裝拱架的依據(jù)。仰拱斷面應(yīng)由中線起向左右每隔0.5m量出路面高程向下的開(kāi)挖深度。二、地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法輪廓線測(cè)量全站儀直接放樣法適用于所有的、特別是大斷面開(kāi)挖的隧道。如圖6-3-6所示利用全站儀測(cè)量各放樣點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各點(diǎn)與設(shè)計(jì)輪廓線的偏差△R（徑向）或△Y（直立邊墻），根據(jù)偏值調(diào)整測(cè)點(diǎn)位置，直至△R或△Y小于允許值。為滿(mǎn)足施工精度要求各測(cè)點(diǎn)間距小于0.5m（拱頂、仰拱）、1.0m（直立邊墻）。二、地下工程施工測(cè)量?jī)?nèi)容及方法輪廓線測(cè)量開(kāi)挖成型后，即時(shí)進(jìn)行斷面測(cè)量，繪制斷面圖，作為判斷開(kāi)挖斷面尺寸是否符合凈空要求及計(jì)算超欠挖情況，并計(jì)算已完成的土石方和回填數(shù)量。斷面測(cè)量的間距根據(jù)具體的工程項(xiàng)目來(lái)定，隧道一般采用5m。在隧道斷面突變處、隧道彎道處的起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)處都要布設(shè)斷面。每個(gè)斷面測(cè)量點(diǎn)的間距要適宜，既要準(zhǔn)確又要全面反映出實(shí)際成型情況和超欠挖的情況。斷面測(cè)量可采用斷面支距法、全站儀極坐標(biāo)法、自動(dòng)斷面儀法、掃描儀法等。斷面圖上要反映出斷面里程、設(shè)計(jì)斷面線、實(shí)際斷面線、隧道中線、隧道底部高程、最大超挖處及超挖值、最大欠挖處及欠挖值、斷面實(shí)際開(kāi)挖工程量、超欠挖工程量