土木工程測量第15章橋梁與隧道施工測量武漢大學測繪學院楊正堯2025.07圖片引自土木工程測量第15章橋梁與隧道施工測量15.1橋梁施工測量15.2隧道施工測量15.2.1概述15.2.2隧道貫通誤差的分類及其限差15.2.3貫通誤差預計15.2.4洞外控制測量15.2.5洞內(nèi)控制測量15.2.6隧道開挖中的測量工作圖片引自第15章橋梁與隧道施工測量

15.2.1概述隧道施工測量的內(nèi)容主要有：隧道洞內(nèi)、洞外控制測量；洞內(nèi)外聯(lián)系測量；隧洞開挖中的測量工作等。隧道通常由洞身、襯砌、洞門等組成。隧道按長度可分為特長隧道、長隧道、中長隧道和短隧道。開挖隧道時，為了加快工程進度，一般總是由隧道兩頭對向開挖。隧道工程一般投資大，施工時間長。各項測量工作必須反復核對，確保準確無誤。

第15章橋梁與隧道施工測量

15.2.2隧道貫通誤差的分類及其限差隧道自兩端洞口相向開挖，其掘進工作面在預定位置彼此接通，稱為貫通。在貫通面上，兩條中線出現(xiàn)偏差不能吻合，這種偏差稱為貫通誤差，用δ表示。貫通誤差在隧道中線方向上的投影長度稱為縱向貫通誤差，用δl表示。在垂直于隧道中線方向上的投影長度稱為橫向貫通誤差，用δq表示。在鉛垂面內(nèi)的投影長度稱為高程貫通誤差，用δh表示。

第15章橋梁與隧道施工測量縱向貫通誤差影響隧道中線長度，只要滿足定測中線的精度要求即可。高程貫通誤差影響隧道的坡度，應用水準測量方法，容易滿足限差的要求。橫向貫通誤差如果超過限差，會引起隧道中線幾何形狀的改變。

第15章橋梁與隧道施工測量《鐵路工程測量規(guī)范》（TB10101-2018）根據(jù)隧道兩相向開挖洞口間的長度對隧道橫向貫通誤差和高程貫通誤差作出規(guī)定，見下表：項目橫向貫通誤差高程貫通誤差相向開挖隧道長度/kmL＜44≤L＜77≤L＜1010≤L＜1313≤L＜1616≤L＜1919≤L＜20洞外貫通中誤差/mm3040455565758018洞內(nèi)貫通中誤差/mm4050658010513516017洞內(nèi)外綜合貫通中誤差/mm50658010012516018025貫通限差/mm10013016020025032036050注：本表不適用于利用豎井貫通的隧道隧道貫通允許誤差第15章橋梁與隧道施工測量

15.2.3貫通誤差預計隧道施工控制網(wǎng)的主要作用是保證地下相向開挖工作面能正確貫通。如何保證隧道在貫通時（包括橫向、縱向、高程方向），兩相向開挖施工中線的相對錯位不超過規(guī)定的限值，是隧道施工測量的關鍵問題。

橫向貫通誤差的大小，直接影響隧道的施工質(zhì)量。第15章橋梁與隧道施工測量控制測量誤差引起的橫向貫通中誤差的估算公式如下：1.導線網(wǎng)和三角形網(wǎng)1）控制測量前，應按下式估算測量設計時的驗前橫向貫通中誤差：

第15章橋梁與隧道施工測量控制測量誤差引起的橫向貫通中誤差的估算公式如下：1.導線網(wǎng)和三角形網(wǎng)2）控制測量后，應按下式估算控制測量的驗后橫向貫通中誤差。驗后橫向貫通中誤差應符合隧道貫通允許誤差的規(guī)定。

第15章橋梁與隧道施工測量

第15章橋梁與隧道施工測量2）控制測量后，應按下式估算控制測量的驗后橫向貫通中誤差。驗后橫向貫通中誤差應符合隧道貫通允許誤差的規(guī)定。式中σΔx、σΔy、σΔxΔy

由進、出口推算至貫通點的x、y坐標差的方差和協(xié)方差；αF

貫通面方位角。第15章橋梁與隧道施工測量

15.2.4洞外控制測量

隧道洞外控制測量的主要任務提供各個洞口控制點的平面坐標和水準點高程，以便將設計坐標、方向和高程導人洞內(nèi)，指導各個工作面的掘進方向和坡度，保證隧道按設計精度要求正確貫通。1.洞外平面控制測量

主要任務測定各洞口控制點的相對位置，以便根據(jù)洞口控制點按設計方向進行開挖，并能以規(guī)定的精度貫通。

隧道工程施工前，應進行隧道控制網(wǎng)的設計。平面控制網(wǎng)可采用GNSS網(wǎng)、導線網(wǎng)、三角形網(wǎng)等幾種形式。應優(yōu)先采用GNSS方法測量。第15章橋梁與隧道施工測量西安至安康線秦嶺鐵路隧道全長18.456km,采用GNSS控制網(wǎng)，按B級要求布設。全網(wǎng)由12個控制點組成，為滿足引測進洞的需要，在進、出口各布設六個控制點。觀測采用相對靜態(tài)定位方法。所有控制點均采用異步環(huán)相連，并組成空間三角形和空間大地四邊形以加強GNSS網(wǎng)的幾何強度。秦嶺鐵路隧道GNSS控制網(wǎng)示意圖摘自：郭志強“基于GPS的秦嶺特長隧道控制測量技術研究”，工程技術.2009.No13第15章橋梁與隧道施工測量GNSS控制網(wǎng)應由洞口子網(wǎng)和子網(wǎng)之間的聯(lián)系主網(wǎng)組成洞口處布設洞口控制點和定向點。每個洞口平面控制點應不少于3個。直線隧道，洞口控制點應選在線路中線上，另外宜布設3個定向點。曲線隧道，還應在每端洞口選取曲線上的2個中線點（間隔300m以上）包括在網(wǎng)中。向洞內(nèi)傳遞方向的洞外聯(lián)系邊長度宜大于500m，困難時不宜短于300m。為減小垂線偏差對橫向貫通誤差的影響，洞口選點與洞口設計高程的高差不宜過大。GNSS控制網(wǎng)進洞聯(lián)系邊最大俯仰角不宜大于5°。第15章橋梁與隧道施工測量GNSS平面控制網(wǎng)坐標系

可采用以隧道長直線或曲線隧道切線為X坐標軸，與之垂直的方向為Y坐標軸的施工獨立坐標系。下圖為某隧道洞外GNSS控制網(wǎng)布網(wǎng)方案，J為進口點、C為出口點，J1、J2、J3和C1、C2、C3為定向點。第15章橋梁與隧道施工測量下表為《鐵路工程測量規(guī)范》（TB10101-2018）對洞外平面控制測量等級的規(guī)定。第15章橋梁與隧道施工測量

2.洞外高程控制測量高程控制測量的任務按規(guī)定精度測定洞口附近水準點的高程，作為高程引測進洞的依據(jù)。

高程控制測量可采用水準測量、光電測距三角高程測量。每一洞口埋沒的水準點應不少于3個，洞口附近的水準點應盡可能與隧道洞口等高，兩水準點間高差以水準測量1～2站即可聯(lián)測為宜。

水準路線宜選擇連接各洞口較平坦和最短的路線。應從隧道一端的線路水準基點聯(lián)測至另一端的線路水準基點。在地形復雜地區(qū)可采用光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量，但應注意每條邊長應小于800m。

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15.2.5洞內(nèi)控制測量

1.洞內(nèi)導線的特點和布設洞內(nèi)導線測量的作用以必要的精度，按照與洞外控制測量統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，建立洞內(nèi)控制系統(tǒng)。根據(jù)洞內(nèi)導線點的坐標，可以放樣出隧道中線及其襯砌的位置，從而指示隧道的掘進方向，保證相向開挖的隧道在所要求的精度范圍內(nèi)貫通?！惰F路工程測量規(guī)范》對洞內(nèi)導線測量等級的規(guī)定。

測量等級隧道長度/km洞內(nèi)導線邊長度/m二等8～20隧道二等5～8≥350三等2～5≥300四等1.5～2一級第15章橋梁與隧道施工測量隧道施工過程中洞內(nèi)導線測量具有以下特點：

(1)洞內(nèi)導線隨著隧道的開挖而逐漸向前延伸，所以只能敷設成支導線的形式。

(2)一般采用分階段布設的方法。(3)洞內(nèi)工作環(huán)境較差，狹窄、多塵、潮濕、有震動等環(huán)境中作業(yè)，對導線測量干擾較大。地下導線的類型有附合導線、閉合導線、方向附合導線、支導線及導線網(wǎng)等。地下導線角度測量常采用測回法進行。邊長測量可采用鋼尺以及全站儀/光電測距儀測距。第15章橋梁與隧道施工測量洞內(nèi)導線測量應符合下列要求：(1)地下導線應盡量沿線路中線布設，邊長要接近等邊，盡量避免長短邊相接。導線點宜設置強制對中觀測墩，應盡量布設在施工干擾小、穩(wěn)固可靠、便于設站及保存的地方。視線應旁離洞壁或洞內(nèi)設施0.2m以上。（2）洞內(nèi)導線宜布設成多邊形閉合環(huán)，長隧道可布設交叉雙導線環(huán)，為增加檢核，應加測閉合邊，成為由重疊四邊形構(gòu)成的交叉雙導線網(wǎng)。第15章橋梁與隧道施工測量(3)當隧道掘進至導線設計邊長的2～3倍時，應進行一次導線延伸測量。每測定一個新導線點時，都需對以前的導線點作檢核測量。(4)洞內(nèi)導線應隨施工進度分期、分段布設。建立新一期導線前，應對原導線點進行檢測。(5)由于洞內(nèi)導線邊長較短，應盡可能減小儀器對中和目標偏心誤差的影響。(6)應經(jīng)常拭凈鏡頭及反射棱鏡上的水霧。洞內(nèi)有瓦斯時，應采用防爆儀器進行觀測。(7)洞內(nèi)導線平差計算后，應計算并測設開挖面附近的臨時中線點，糾正施工中線。第15章橋梁與隧道施工測量2.洞內(nèi)水準測量洞內(nèi)高程控制測量的任務在洞內(nèi)建立一個與洞外統(tǒng)一的高程控制系統(tǒng)，作為隧道施工放樣的依據(jù)，保證隧道在豎向正確貫通。洞內(nèi)高程控制測量一般采用水準測量施測。洞內(nèi)水準線路一般與洞內(nèi)導線測量的線路相同。在隧道貫通之前，水準測量線路均為支線，需要往返觀測及多次觀測進行檢核。先布設較低精度的臨時水準點（設在施工導線點上），然后再布設較高精度的水準點。應每隔200m～500m設置一對較高精度的水準點。為檢查洞內(nèi)水準點的穩(wěn)定性，應定期根據(jù)洞外水準點進行復測。第15章橋梁與隧道施工測量

15.2.6隧道開挖中的測量工作

1，洞口聯(lián)系測量

計算隧道開挖方向的進洞關系數(shù)據(jù)，即洞口控制點與洞內(nèi)設計中線點位之間的距離、方向和高差關系，用于測設洞口隧道中線進洞方向和洞內(nèi)的設計點位，據(jù)此進行隧道施工。在隧道洞口將中線方向標定在地面上，

方法：在洞口點的進洞方向前后及與其垂直方向上兩邊各埋設2個護樁。并測定洞口點至各護樁的距離，第15章橋梁與隧道施工測量

2．隧道洞內(nèi)中線的測設全斷面開挖法施工通常采用中線法給出掘進方向。方法：用全站儀根據(jù)洞內(nèi)已敷設的導線點設置中線點，一次測設不應少于3個，并應相互檢核。開挖導坑法施工臨時中線點可采用串線法指導開挖方向。方法：用正倒鏡分中延長直線法在頂板上設置三個臨時中線點，點間距不宜小于5m。第15章橋梁與隧道施工測量3．腰線的測設

在隧道開挖過程中，為控制施工的標高和隧道橫斷面的放樣，常用腰線法來放樣坡度和各部位的高程。在兩側(cè)洞壁每隔5～10m測設出比洞底設計高程高出1m的腰線點。相鄰腰線點連線稱為腰線，腰線與洞底設計地坪線平行。標定腰線點可利用水準儀視線高法，第15章橋梁與隧道施工測量

4．開挖斷面的測設在每次斷面掘進前，應根據(jù)設計的斷面類型和尺寸放樣出開挖斷面輪廓線。在工作面上標定出斷面中垂線，根據(jù)腰線定出起拱線位置。然后根據(jù)設計圖紙，采用支距法測設斷面輪廓。

斷面寬度b、拱高d、拱弧半徑R、起拱線高度L。第15章橋梁與隧道施工測量

第15章橋梁與隧道施工測量

盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)組成簡介：刀盤系統(tǒng)切削巖土，通過旋轉(zhuǎn)破碎巖土。盾體承受地層壓力，連接刀盤，保護內(nèi)部設備。排渣土系統(tǒng)螺旋輸送機排出渣土。管片拼裝與襯砌系統(tǒng)管片拼裝機拼裝預制混凝土管片，注漿機注入水泥-膨潤土漿液填充間隙。推進與導向系