隧道施工测量

1、隧道施工测量隧道施工测量 前言前言 w 隧道施工中，测量工作至关重要，它隧道施工中，测量工作至关重要，它 对于控制隧道的成形和能否顺利贯通都起对于控制隧道的成形和能否顺利贯通都起 着关键作用。因此必须高度重视隧道中的着关键作用。因此必须高度重视隧道中的 施工测量工作。隧道施工测量分为隧道洞施工测量工作。隧道施工测量分为隧道洞 外控制测量、隧道洞外与洞内联系测量、外控制测量、隧道洞外与洞内联系测量、 隧道洞内控制测量、隧道施工测量。在下隧道洞内控制测量、隧道施工测量。在下 面的讲座中，将按照隧道施工的一般工序面的讲座中，将按照隧道施工的一般工序 分步讲解。分步讲解。 1 控制点复测 隧道施工测量

2、的第一步便是对设计单 位所交付的洞外中线方向和长度以及水准 点进行复核。对长大隧道或隧道群的复测 工作应该由专业测量队来完成。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 w 1.1仪器的选用仪器的选用 在控制点复测中，可根据隧道的长短在控制点复测中，可根据隧道的长短 以及地形条件来决定。以及地形条件来决定。 隧道长度L(km)L33L6 备选仪器DJ2全站仪 DJ2全站仪DJ1 全站仪 DJ1全站仪 GPS 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 w 1.2操作步骤操作步骤 1）准备工作准备工作 首先在和设计单位交接桩时要仔细检首先在和设计单位交接桩时要仔细检 查桩的完整性，以便及时发现有松动或不查桩的完整

3、性，以便及时发现有松动或不 稳的桩。这样在复核时及时检查出粗差，稳的桩。这样在复核时及时检查出粗差， 有利于复核后的平差。其次，要对交接资有利于复核后的平差。其次，要对交接资 料进行复核，包括桩号、桩位、桩的里程、料进行复核，包括桩号、桩位、桩的里程、 桩的坐标等。同时对隧道平面图进行研究，桩的坐标等。同时对隧道平面图进行研究， 算出其走向。算出其走向。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 最后，根据施工要求，在每个洞口布最后，根据施工要求，在每个洞口布 设不少于设不少于3个平面控制点（包括洞口投点及个平面控制点（包括洞口投点及 其相联系的三角点或导线点）和两个高程其相联系的三角点或导线点）和两

4、个高程 控制点。洞口投点应该布设在便于施工中控制点。洞口投点应该布设在便于施工中 线放样、联测洞外控制点以及洞内测设导线放样、联测洞外控制点以及洞内测设导 线之处。如果条件困难，可在主网与投点线之处。如果条件困难，可在主网与投点 间设支导线联结，但支导线必须构成闭合间设支导线联结，但支导线必须构成闭合 检核条件，如闭合导线、主副导线等形式检核条件，如闭合导线、主副导线等形式 联结。联结。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 向洞内传算方位的起算边长度不向洞内传算方位的起算边长度不 宜小于宜小于300m。对于高程控制点布设，。对于高程控制点布设， 应该设在洞口附近土质坚实、通视良应该设在洞口附近土

5、质坚实、通视良 好、施测方便、高程适宜和便于保存好、施测方便、高程适宜和便于保存 指出。每个洞口的两个水准点的高程，指出。每个洞口的两个水准点的高程， 以安置一次仪器即可联测为宜。以安置一次仪器即可联测为宜。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 2）野外复测野外复测 在复测时，包括平面控制点和高程控制在复测时，包括平面控制点和高程控制 点的复测。如果有平面控制点和高程控制点的复测。如果有平面控制点和高程控制 点重合的情形，则须采用全站仪对平面和点重合的情形，则须采用全站仪对平面和 高程同时进行复测。采用全站仪进行的高高程同时进行复测。采用全站仪进行的高 程复测可作为参考。而高程控制测量的复程复测

6、可作为参考。而高程控制测量的复 测则必须采用精密水准仪进行复测。在野测则必须采用精密水准仪进行复测。在野 外复测时，应该选择合适的天气进行测量。外复测时，应该选择合适的天气进行测量。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 对平面控制复测，测回数根据测对平面控制复测，测回数根据测 量精度而定，一般情况下不得低于两量精度而定，一般情况下不得低于两 个测回，同时采用主副导线闭合法进个测回，同时采用主副导线闭合法进 行复测（主导线为在设计方所交点基行复测（主导线为在设计方所交点基 础上布设的导线网，测边测距，副导础上布设的导线网，测边测距，副导 线为临时导线，只测角度）便于检查线为临时导线，只测角度）便于

7、检查 角度闭合差。角度闭合差。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 在野外复测的同时，应将洞口投点纳在野外复测的同时，应将洞口投点纳 入三角锁或导线网内构成整体网以提高精入三角锁或导线网内构成整体网以提高精 度。在条件困难时，宜采用图形强度较好度。在条件困难时，宜采用图形强度较好 和观测条件有利的单三角形与网连接。和观测条件有利的单三角形与网连接。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 3）内业计算）内业计算 根据复测的数据分别对平面和高程进根据复测的数据分别对平面和高程进 行计算，包括点位坐标、闭合差、边长相行计算，包括点位坐标、闭合差、边长相 对中误差。在复测数据满足隧道施工控制对中误差。在复测

8、数据满足隧道施工控制 测量精度要求的情况下与设计方交付资料测量精度要求的情况下与设计方交付资料 进行比对，否则必须重新复测。与设计方进行比对，否则必须重新复测。与设计方 交付资料比对后，相对误差满足精度要求，交付资料比对后，相对误差满足精度要求， 则按复测资料进行施工测量，并报设计院则按复测资料进行施工测量，并报设计院 备案。如果相对误差不满足，则必须备案。如果相对误差不满足，则必须 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 和设计方一起再次复测之后按复测和设计方一起再次复测之后按复测 后的数据进行施工测量。平面控制测后的数据进行施工测量。平面控制测 量适用长度见量适用长度见新建铁路工程测量规新建铁路

9、工程测量规 范范P29页表页表4.1.2-1。高程控制测量。高程控制测量 适用的路线长度见该规范表适用的路线长度见该规范表4.1.2-2。 一、洞外控制测量一、洞外控制测量 w2.1洞内平面控制点的布设与测量洞内平面控制点的布设与测量 w2.1.1洞内导线布设洞内导线布设 当隧道的进洞关系数据确定后，即可依当隧道的进洞关系数据确定后，即可依 洞口控制点，按计算好的进洞数据，指导洞口控制点，按计算好的进洞数据，指导 洞口开挖。在隧道开挖初期，应以洞口控洞口开挖。在隧道开挖初期，应以洞口控 制点为依据，放样临时隧道中线（一般直制点为依据，放样临时隧道中线（一般直 线上不大于线上不大于30m，曲线上

10、不大于，曲线上不大于20m），）， 其目的在于指导隧道的开挖方向。当隧道其目的在于指导隧道的开挖方向。当隧道 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 掘进到一定距离后，洞内控制逐步建立起掘进到一定距离后，洞内控制逐步建立起 来了，这时再按洞内控制点，建立正式中来了，这时再按洞内控制点，建立正式中 线点，并据以指导隧道衬砌工程。线点，并据以指导隧道衬砌工程。 在正洞内，可采用以下四种方法进行导在正洞内，可采用以下四种方法进行导 线布设：线布设： 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 （1） 单导线单导线 一般用于

11、小导坑、一般用于小导坑、 短隧道。为了检核，短隧道。为了检核， 导线必须独立进行导线必须独立进行 两次以上的测量。两次以上的测量。 导线角可采用左右导线角可采用左右 角观测法。如图角观测法。如图2-1 洞口 图2-1 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 （2） 主副导线环主副导线环 在洞内测量量距在洞内测量量距 有困难时，可以采有困难时，可以采 用，一般每隔用，一般每隔2-3 条边组成一个闭合条边组成一个闭合 环。如图环。如图2-2 42 图 2-2 洞 口 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 （3 3）导线网）导线网 限于洞内场地限于洞内场地 条件，导线网

12、一般条件，导线网一般 形成彼此相连的带形成彼此相连的带 状闭合导线环。如状闭合导线环。如 图图2-3 42 图2-3 洞口 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 （4） 符合导线符合导线 隧道贯通后，在未衬砌地段一般可采用隧道贯通后，在未衬砌地段一般可采用 单导线符合在两端洞内导线上，在计算实单导线符合在两端洞内导线上，在计算实 际贯通误差之后，按符合导线进行平差，际贯通误差之后，按符合导线进行平差， 使贯通误差得到调整。使贯通误差得到调整。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 对于直线隧道，应尽量于隧道中线上对于直线隧道，应尽量于隧道中线上 布设，减少量距误

13、差对横向贯通误差的影布设，减少量距误差对横向贯通误差的影 响，导线点数应尽量少，以减少测角误差响，导线点数应尽量少，以减少测角误差 的影响。对于曲线隧道，亦应沿洞口连线的影响。对于曲线隧道，亦应沿洞口连线 布设直伸型导线为宜。隧道洞内导线控制布设直伸型导线为宜。隧道洞内导线控制 测量应在洞外控制测量的基础上，结合洞测量应在洞外控制测量的基础上，结合洞 内施工特点布设导线。内施工特点布设导线。 当正洞因故不能掘进时，需采用平行当正洞因故不能掘进时，需采用平行 导坑法施工，可用平行导坑导线来控制。导坑法施工，可用平行导坑导线来控制。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 平导导线一

14、般由平导导线一般由 正洞导线通过横通正洞导线通过横通 道在平导内联测支道在平导内联测支 导线建立，也可自导线建立，也可自 平导口向洞内建立平导口向洞内建立 单导线。如图单导线。如图2-4。 洞内导线网精度要洞内导线网精度要 求（参见求（参见新建铁新建铁 路工程测量规范路工程测量规范 P30） 平 行 导 坑 A 导A导导导 付A 付 付 正 洞 导 坑 图2-4 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.2洞内导线点埋设洞内导线点埋设 洞内导线点采用混凝土包铁芯桩，桩洞内导线点采用混凝土包铁芯桩，桩 顶面较导坑地面约低顶面较导坑地面约低0.10.2m，上面加木，上面加木 版

15、覆盖。导线点兼作高程点时，铁芯顶面版覆盖。导线点兼作高程点时，铁芯顶面 应该高出桩面约应该高出桩面约5mm。在桩位两侧坑道壁。在桩位两侧坑道壁 上须将点名、里程表注清楚，以利保护和上须将点名、里程表注清楚，以利保护和 使用。使用。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.3洞内导线网的施测洞内导线网的施测 2.1.3.1测量前准备工作测量前准备工作 1觇准目标的设置觇准目标的设置 测角时的觇准目标基本以垂球的垂线测角时的觇准目标基本以垂球的垂线 为准。垂线的后方用白纸衬窗挡滤灯光，为准。垂线的后方用白纸衬窗挡滤灯光， 并用仪器脚架作为吊垂球、衬窗和灯炮的并用仪器脚架作为吊

16、垂球、衬窗和灯炮的 支撑架。也可用三根竹竿或铝材制成支撑支撑架。也可用三根竹竿或铝材制成支撑 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 架。为便于对中，垂球线在悬挂的架顶便架。为便于对中，垂球线在悬挂的架顶便 于移动。于移动。根据不同的需要，垂线可采用空根据不同的需要，垂线可采用空 心线，空心线外用白纸裹成直径心线，空心线外用白纸裹成直径1cm到到 2cm的加粗觇准标志。一般的加粗觇准标志。一般200m以内，觇以内，觇 准垂球弦线；准垂球弦线；200400m时，觇准空心线；时，觇准空心线； 400m时，觇准加粗标志。时，觇准加粗标志。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设

17、与测量 衬窗用小木条制成制成三角形的框，衬窗用小木条制成制成三角形的框， 贴上透明描图纸即可。贴上透明描图纸即可。 当使用光学对中器强制对中，觇准牌作当使用光学对中器强制对中，觇准牌作 觇准标志时，只需用灯光直接照明觇牌面觇准标志时，只需用灯光直接照明觇牌面 即可。即可。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2 照明设置照明设置 灯光一般用灯光一般用100300w的白帜灯，边长大的白帜灯，边长大 于于400m时，也可用碘钨灯。测边时，可时，也可用碘钨灯。测边时，可 采用白纸坂或耐热塑料片，做成喇叭状的采用白纸坂或耐热塑料片，做成喇叭状的 灯罩套在灯泡上，对着反射镜照明即可。灯

18、罩套在灯泡上，对着反射镜照明即可。 注意：无论测边或测角，应将观测目标附注意：无论测边或测角，应将观测目标附 近的照明灯关闭，以避免视场中强散射光近的照明灯关闭，以避免视场中强散射光 的干扰。的干扰。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 3 3排水与通风排水与通风 在施测前，应及时排水与通风。对在施测前，应及时排水与通风。对 于通风应与施工单位协调配合，在观测于通风应与施工单位协调配合，在观测 前半个小时加强洞内通风，使烟尘排除、前半个小时加强洞内通风，使烟尘排除、 成象清晰。观测过程中应该停止放炮。成象清晰。观测过程中应该停止放炮。 在烟尘排除不好的情况下，即使测在烟尘排除

19、不好的情况下，即使测 站观测合限，但观测质量往往存在问题。站观测合限，但观测质量往往存在问题。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.3.2洞内导线测边与测角洞内导线测边与测角 1）洞内导线测角）洞内导线测角 洞内导线测角的基本方法也是方向观测法。洞内导线测角的基本方法也是方向观测法。 当只有两个方向时，也可采用左右角观测当只有两个方向时，也可采用左右角观测 法。洞内测角需注意以下两个问题：法。洞内测角需注意以下两个问题： 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 1.11.1洞内投点观测洞内投点观测 投点通常距离贯通点最远，因此测角投点通常距离贯通点最远，

20、因此测角 误差对贯通的影响最大。为防止误差过大，误差对贯通的影响最大。为防止误差过大， 观测时间宜选在夜间气温比较稳定后进行；观测时间宜选在夜间气温比较稳定后进行； 夜间观测有困难时，可选择气象稳定的阴夜间观测有困难时，可选择气象稳定的阴 天观测。进洞后第一对导线点向投点观测天观测。进洞后第一对导线点向投点观测 时，也宜在相同条件下进行。时，也宜在相同条件下进行。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 1.21.2仪器、目标多次置中仪器、目标多次置中 因为洞内导线边较短，仪器和目标的因为洞内导线边较短，仪器和目标的 对中误差对水平角观测的影响较大。为减对中误差对水平角观测的影响

21、较大。为减 小此项误差影响，导线测角可采用在测回小此项误差影响，导线测角可采用在测回 间将仪器和觇标多次重新置中的方法。若间将仪器和觇标多次重新置中的方法。若 洞内排尘不理想，还可采用两次照准、两洞内排尘不理想，还可采用两次照准、两 次读数的方法，以减小照准和读数误差。次读数的方法，以减小照准和读数误差。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2）洞内测边）洞内测边 洞内测边最好采用光电测距仪。洞内测边最好采用光电测距仪。 如果采用如果采用2m因瓦横基尺测距时，受因瓦横基尺测距时，受 洞内条件限制宜采用横尺中点法和横洞内条件限制宜采用横尺中点法和横 尺短点法，一般用尺短点法，一

22、般用2m因瓦横基尺测因瓦横基尺测 距距离不宜超过距距离不宜超过200m。采用钢尺测。采用钢尺测 量时，应该注意连续用量时，应该注意连续用36个月时应个月时应 与洞外比尺重新比长。与洞外比尺重新比长。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 钢尺在使用时，应该保持干净。钢尺在使用时，应该保持干净。 对于测距仪测距时，测距仪和反射镜对于测距仪测距时，测距仪和反射镜 面的水汽必须擦拭干净。如果洞内有面的水汽必须擦拭干净。如果洞内有 瓦斯时，测距仪的使用应纳入洞内用瓦斯时，测距仪的使用应纳入洞内用 电器安全作业的统一考虑之内，按规电器安全作业的统一考虑之内，按规 定采取防爆措施和遵守安全

23、规定。定采取防爆措施和遵守安全规定。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.4洞内贯通误差的测定与调整洞内贯通误差的测定与调整 隧道贯通后，经贯通测量所得到的实隧道贯通后，经贯通测量所得到的实 际贯通误差，包括平面上的纵横向贯通误际贯通误差，包括平面上的纵横向贯通误 差和方位贯通误差以及高程贯通误差。差和方位贯通误差以及高程贯通误差。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 w 2.1.4.1纵横向贯通误差的测定方法 1.中线法贯通的隧道 直线隧道 进口端中线 实际纵向 贯通误差 实际横向 贯通误差 贯 通 面 方 向 出口端中线 图2.1.4-1 二、施

24、工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 如图2.1.4-1图中，MEj为进口端中线， NEc为出口端中线。Ej和Ec分别为进 出口端测定的贯通点。连线EjEc为平 面上的实际贯通误差，它在中线上的 分量为纵向贯通误差，在垂直于中线 方向上的分量为横向贯通误差。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 曲线隧道 曲线隧道与直线隧道相似，只是贯通 面方向是指贯通点（E）所在线路的法线 方向。实际贯通误差EjEc在法线方向的分 量即是横向贯通误差；在切线方向的分量 即是纵向贯通误差 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2导线法贯通的隧道 进口导线端 出口端导线

25、 贯 通 面 方 向 图2.1.4-2 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 如图2.1.4-2，在实际贯通点附近任选择 一点作为测量的贯通点，分别由进出口端 的导线测出它的坐标XE出、YE出、XE进、 YE进，由此算出实际贯通误差为 22 )()( 进出进出EEEEE xxyyf 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 如果是直线隧道通常选定中线方向为X 轴，横向贯通误差为YE出- YE进，纵向贯通 误差为XE出- XE进。 如果是曲线隧道，贯通面方向与实际 贯通误差间有一夹角，平面上贯通误差 的两个分量为： 横向贯通误差： 纵向贯通误差： cos E f si

26、n E f 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.4.2方位角贯通误差的测定 用贯通导线将两端洞内导线连通后，对于 同一方位边由两端算得的方位角之差即为 方位角贯通误差。 )( )( arctan 进出 进出 EE EE xx yy 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.1.4.3贯通误差的调整 调整地段的选择宜在未衬砌地段进行， 长度不得小于200m,由于实际贯通误差可 在调整段衬砌前调整，故隧道净宽无需预 留加宽值。倘若遇到特殊情况，衬砌紧跟 开挖时，在贯通前100m要考虑适当加宽衬 砌，最大值可为贯通限差的一半，如长度 为4km以下的隧道，其最

27、大加宽值为5cm。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 按导线法贯通的调整方法 调线地段 线路中线 洞内导线 出口 4 3 2 1 进口 图2.1.4-3 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 如图2.1.4-3步骤如下: 1将方位角贯通误差在贯通导线（调整地 段）上平均分配； 2按分配后的导线角，以g、t为已知点计算 导线坐标，在贯通点上求得贯通误差的两 个分量fx、fy； 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 3 将fx、fy在符合导线上，对坐标增量按 边长成比例进行改正，得到调整后的坐标； 4 以调整后的坐标作为未衬砌地段施工中 线放样的

28、依据。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 按中线法贯通的调整方法 调整地段所处中线位置不同，调线方法也不同。 1.折线法调线。 进口端中线 1 内 移 方 向 贯 通 面 方 向 调线地段 出口端中线 2 内 移 方 向 横向贯通误差 图2.1.4-4 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 当调线地段在直线上时可采用此法， 即在贯通面两端适当距离各选择一个中线 点，连接成一条折线，如图2.1.4-4。因调 线而产生的折角1、1在5以内时,可 作为直线线路看待;若折角在525时, 按表2.1.4-1内移A、B两点；若转折角大于 25时，则应加设半径为4000m

29、的圆曲线。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 表2.1.4-1 转折角（）内移量（mm） 51 104 1510 2017 2526 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2 圆曲线地段调线 当调线地段全部位于圆曲线时，按实 际贯通误差，由两端圆曲线（中线）向贯 通面按长度比例调整中线点横向位置。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 3 贯通点在曲线起点或终点附近时的调整 当贯通点在曲线的起点（ZH）或终 点（HZ）附近时，调整地段即有直线， 也有曲线。此时，应先将调整地段由曲线 延伸至切线的直线部分与另一端洞口延伸 过来的直线调整，使两者

30、平行（采用调整 圆曲线长度法），然后采用“调整曲线始 终点法使其重合。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 调整圆曲线长度法： （ ） 贯 通 面 出口端中线 进口端中线 图2.1.4-5 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 如图2.1.4-5 为负值时，圆曲线需要缩短相应的长度； 为为正值，圆曲线需要增加相应的长度。 R DE DDEE CC R CC 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 调整曲线始终点法： 左中线 调整前中线 贯 通 面 调整后中线 右中线 图2.1.4-6 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 延伸切线

31、与直线平行后，应进一步调 整使延伸切线与直线重合，如图2.1.4-6， 图中JD、HZ是延伸切线与直线调整 平行后的交点和缓直点位置。要使切线与 左端中线重合，只需将曲线的ZH点沿其 本身的切线方向连同整个曲线推移一段距 离m。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 式中S两切线平行后的间距。 a切线调整平行后的曲线转角。 sinaSm 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.2 洞内高程控制点的布设与测量洞内高程控制点的布设与测量 2.2.1洞内高程测量的特殊性：洞内高程测量的特殊性： 1、洞内高程点的布设密度大；、洞内高程点的布设密度大； 2、洞内高程点由

32、于受不良地质及施工条件、洞内高程点由于受不良地质及施工条件 影响，影响， 高程可能发生变化，尤其软弱围高程可能发生变化，尤其软弱围 岩、膨胀土等施工后可能发生较大变化；岩、膨胀土等施工后可能发生较大变化； 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 3、洞内作三角高程测量时，由于边长洞内作三角高程测量时，由于边长 较短，观测高差可不作球差改正，但较短，观测高差可不作球差改正，但 一般须进行对向观测后取平均值。一般须进行对向观测后取平均值。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.2.2洞内高程控制点布设洞内高程控制点布设 洞内高程测量是为了保障隧道的纵向贯洞内高程测

33、量是为了保障隧道的纵向贯 通，故要对洞内高程测量加以重视。洞内通，故要对洞内高程测量加以重视。洞内 高程必须由洞外高程控制点传算，测量时高程必须由洞外高程控制点传算，测量时 应进行往返测，洞内应每隔应进行往返测，洞内应每隔200500m设设 置一对高程控制点，使用必须对这对高程置一对高程控制点，使用必须对这对高程 控制点加以检核后才使用。控制点加以检核后才使用。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.2.3洞内高程测量方法洞内高程测量方法 （一）（一） 水准测量水准测量 水准测量适用于洞内各等级高程精度的测量。水准测量适用于洞内各等级高程精度的测量。 （二）（二） 光电测距

34、三角高程测量光电测距三角高程测量 适用于洞内四等和五等精度的高程测量。适用于洞内四等和五等精度的高程测量。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 2.2.4高程贯通误差的调整高程贯通误差的调整 实际高程贯通误差的调整方法如实际高程贯通误差的调整方法如 下：由两端洞内的高程点分别引测到下：由两端洞内的高程点分别引测到 实际贯通点附近的高程贯通点，求得实际贯通点附近的高程贯通点，求得 同一点的两个高程值同一点的两个高程值H进 进和 和H出 出，其高 ，其高 差差H进 进-H出出为实际高程贯通误差。 为实际高程贯通误差。 二、施工控制点的布设与测量二、施工控制点的布设与测量 当两端调

35、整地段长度大致相等时，当两端调整地段长度大致相等时， 可取高程贯通点两个高程的平均值作可取高程贯通点两个高程的平均值作 为调整后的高程并在未衬砌地段的各为调整后的高程并在未衬砌地段的各 高程点间按长度作相应调整。根据贯高程点间按长度作相应调整。根据贯 通点调整后高程与每一端所测高程之通点调整后高程与每一端所测高程之 差，分别按高程调整路线的长度比例差，分别按高程调整路线的长度比例 进行调整，求得调整后的高程。进行调整，求得调整后的高程。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 竖井联系测量的主要任务是将地表的竖井联系测量的主要任务是将地表的 平面及高程系统，通过井筒传至井下导线平面及高程系统，通过井

36、筒传至井下导线 及水准点，使洞内、外形成统一的空间坐及水准点，使洞内、外形成统一的空间坐 标系，从而确定线路中线的位置。因此有标系，从而确定线路中线的位置。因此有 以下几项工作要完成：以下几项工作要完成： 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 （一）（一） 投点投点:将井口点位投影至井底，以将井口点位投影至井底，以 便传算坐标。便传算坐标。 （二）（二） 确定井下起算方位角：根据井上确定井下起算方位角：根据井上 定向边按同一坐标系统测算出井下定向边定向边按同一坐标系统测算出井下定向边 的起算方位角。的起算方位角。 （三）（三） 导高：根据井上水准点按同一高导高：根据井上水准点按同一高 程系统测定井

37、下水准点高程。程系统测定井下水准点高程。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.1联系测量的要求及方案选择联系测量的要求及方案选择 1 1 基本要求：基本要求： 1 为向洞内传递坐标、方位和高程，应根为向洞内传递坐标、方位和高程，应根 据地面控制测量，按有关规定测设洞口控据地面控制测量，按有关规定测设洞口控 制点，并精确定出竖井中心位置。制点，并精确定出竖井中心位置。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2 联系测量在同期应至少独立进行两次，联系测量在同期应至少独立进行两次， 在不超过限差的情况下采用加权平均值或在不超过限差的情况下采用加权平均值或 算术平均值作为测量成果。算术平均值作为测量成果

38、。 3 每次进行联系测量之前，应对井口附近每次进行联系测量之前，应对井口附近 的平面控制点和水准点进行检测，在证实的平面控制点和水准点进行检测，在证实 没有移动的情况下，才能进行联系测量。没有移动的情况下，才能进行联系测量。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 4 竖井联系测量中，应优先采用光学投点、竖井联系测量中，应优先采用光学投点、 陀螺经纬仪定向、光电测距导入高程等方陀螺经纬仪定向、光电测距导入高程等方 法。法。 5 在在 进行联系测量工作时，应采取有效措进行联系测量工作时，应采取有效措 施确保安全，井上，井下应设专职安全员，施确保安全，井上，井下应设专职安全员， 并应由一名测量负责人全面

39、指挥。并应由一名测量负责人全面指挥。 6 测量结果要满足限差要求方可使用。测量结果要满足限差要求方可使用。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2 2 测量方案的选择测量方案的选择 联系测量方案应根据工程需要、仪器联系测量方案应根据工程需要、仪器 设备、技术水平选定。其基本原则是在满设备、技术水平选定。其基本原则是在满 足测量精度的条件下，优先选用新技术、足测量精度的条件下，优先选用新技术、 新方法、新设备，最大限度的提高工效。新方法、新设备，最大限度的提高工效。 当井深大于当井深大于40m时，应根据横向及高程贯时，应根据横向及高程贯 通精度要求进行竖井联系测量技术设计。通精度要求进行竖井联系测

40、量技术设计。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 1 1点位和坐标方位角选用的方法点位和坐标方位角选用的方法 （1）开挖面距竖井中心在）开挖面距竖井中心在50m以内时，可以内时，可 以采用投点串线法（方向线法）。以采用投点串线法（方向线法）。 （2 2）超过）超过50m以上，以光学投点配合陀螺以上，以光学投点配合陀螺 经纬仪定向为首选方法；经纬仪定向为首选方法； 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 （3）井筒深度在）井筒深度在100m以内，井筒直径以内，井筒直径 又较大时，也可以采用联系三角形测量法。又较大时，也可以采用联系三角形测量法。 （4）两竖井间已经贯通，可选用适当）两竖井间已经贯通，可选

41、用适当 方法通过两竖井进行定向测量。方法通过两竖井进行定向测量。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2 高程的传递选用方法。高程的传递选用方法。 井深在井深在40m以内，可采用钢丝导入法以内，可采用钢丝导入法 或长钢卷尺导入法；当井深超过或长钢卷尺导入法；当井深超过40m时，时， 宜采用光电测距导高。宜采用光电测距导高。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.2平面坐标和坐标方位角的传递平面坐标和坐标方位角的传递 3. 2.1准备工作准备工作 1） 冲线法和联系三角测量法所用的钢丝导冲线法和联系三角测量法所用的钢丝导 向滑轮和定线板，应设在与井架分离的特向滑轮和定线板，应设在与井架分离的特 制

42、托架上。制托架上。 2 2）按下面关系选）按下面关系选 用垂重和钢丝直用垂重和钢丝直 径径： ) 2 )( kg m 锤重（ 井深 ) 10 ) mm kg 钢丝直径（ 锤重（ 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3 3）为了工作安全，下放垂线时，应使井筒）为了工作安全，下放垂线时，应使井筒 范围内所有人员一律离开。范围内所有人员一律离开。 4 4）下放垂线工作，是）下放垂线工作，是 先将先将23kg的小吊捶的小吊捶 挂在钢丝下端，将钢丝下端放至井底后，挂在钢丝下端，将钢丝下端放至井底后， 再换上工作吊锤。吊垂应放在机油桶内，再换上工作吊锤。吊垂应放在机油桶内， 以减弱钢丝摆动。如井筒内有滴水现

43、象，以减弱钢丝摆动。如井筒内有滴水现象， 应在筒上加盖，防止滴水搅动吊锤。应在筒上加盖，防止滴水搅动吊锤。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 5 5）悬挂的锤线应处于自由摆动状态，）悬挂的锤线应处于自由摆动状态， 钢丝不应接触到井筒中的任何物件，钢丝不应接触到井筒中的任何物件， 其检查方法除仔细查看外，可采用其检查方法除仔细查看外，可采用 “传信法传信法”、“锤线间距比较法锤线间距比较法”、 “摆动周期法摆动周期法”加以检查。加以检查。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.2.2垂线自由状态的检查垂线自由状态的检查 1 1）用）用“传信法传信法”检查垂线，是

44、在井下吊锤检查垂线，是在井下吊锤 挂好以后，在井上用油毛毡圈（或其他替挂好以后，在井上用油毛毡圈（或其他替 代物）分别套住两锤线，自井口同时投放，代物）分别套住两锤线，自井口同时投放， 用电话与井下联系，每隔一定时间投放一用电话与井下联系，每隔一定时间投放一 次，在井下观察到达时间，以判断垂线是次，在井下观察到达时间，以判断垂线是 否与其他物体接触。否与其他物体接触。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2 2）用垂线间距比较法检查垂线，是在井上）用垂线间距比较法检查垂线，是在井上 和井下测量两垂线间的距离进行比较，井和井下测量两垂线间的距离进行比较，井 上、井下两垂线间距之差应不大于上、井下两

45、垂线间距之差应不大于2mm （在垂线摆动情况下系指定中标尺上垂线（在垂线摆动情况下系指定中标尺上垂线 平均位置的间距）。当超过平均位置的间距）。当超过23mm时，可时，可 采用定中标尺来测定垂线静止时的位置。采用定中标尺来测定垂线静止时的位置。 垂线摆动位置的标尺读数（左读数或右读垂线摆动位置的标尺读数（左读数或右读 数）应取十一组，读数时视线应切垂线的数）应取十一组，读数时视线应切垂线的 同一侧边缘。同一侧边缘。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 静止时位置读数静止时位置读数P按右式计算：按右式计算： 式中式中R垂线右摆位置读垂线右摆位置读 数总和；数总和； L-垂线左侧位置读数垂线左侧位置

46、读数 总和；总和； nR-垂线右摆位置的读数垂线右摆位置的读数 次数；次数； nL-垂线左摆位置的读数垂线左摆位置的读数 次数次数； nn LR LR P 22 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 测量垂线间距或用经纬仪照准垂线，测量垂线间距或用经纬仪照准垂线， 井上应在定中板以下多于井上应在定中板以下多于1m的地方进行，的地方进行， 井下应在吊锤顶部以上多于井下应在吊锤顶部以上多于1m的地方进的地方进 行，以避免钢丝在尽头处有曲折所带来的行，以避免钢丝在尽头处有曲折所带来的 影响。影响。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.2.3光学垂准法投点光学垂准法投点 各种光学自动垂准仪结构精密，竖直

47、补偿各种光学自动垂准仪结构精密，竖直补偿 精度高，作业成果稳定，操作简便，在深精度高，作业成果稳定，操作简便，在深 竖井投点定位，从技术上应做首选考虑。竖井投点定位，从技术上应做首选考虑。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 1投点方法投点方法 在井口盖板上所选定的点位（一般为在井口盖板上所选定的点位（一般为3 个）处挖个）处挖30cm30cm的方孔，将仪器置的方孔，将仪器置 于该处，另搭木架（与井盖脱离）供观测于该处，另搭木架（与井盖脱离）供观测 者站立，仪器整平、对准孔心后，瞄准井者站立，仪器整平、对准孔心后，瞄准井 底觇标（移动觇标中心对准视准轴。投点底觇标（移动觇标中心对准视准轴。投点

48、时，平转照准部时，平转照准部90度为一盘位，全圆测四度为一盘位，全圆测四 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 盘位，每一盘位测一投点，取四盘投点重盘位，每一盘位测一投点，取四盘投点重 心为一测回投点位置。每个投点测四测回，心为一测回投点位置。每个投点测四测回， 并取四测回的四个投点所构成的重心为井并取四测回的四个投点所构成的重心为井 下投点位置。然后再将井下点位顺视线引下投点位置。然后再将井下点位顺视线引 至井盖定出相应的点位。至井盖定出相应的点位。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2投点结果投点结果 四测回投点构成的图形面积仅四测回投点构成的图形面积仅1平方厘米左右，平方厘米左右， 表明仪器

49、垂准误差限定在一定范围；井上两点表明仪器垂准误差限定在一定范围；井上两点 与井下对应两投点长度之差与井下对应两投点长度之差2mm表明投点上表明投点上 可信的。可信的。 3垂准精度垂准精度 根据上述方法进行投点，其投点中误差可控制根据上述方法进行投点，其投点中误差可控制 在在5mm以内，能满足长隧深井（以内，能满足长隧深井（400m以内）测以内）测 量的精度要求。量的精度要求。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 4光学垂准投点的要求光学垂准投点的要求 1为消除因竖轴偏差，除每测回均应严格置为消除因竖轴偏差，除每测回均应严格置 平、对中外，还应事先沿仪器三角基板边平、对中外，还应事先沿仪器三角基板

50、边 缘在三脚架顶面划线，每测回投点后转动缘在三脚架顶面划线，每测回投点后转动 基座基座120度。当点投完后，用钢卷尺丈量度。当点投完后，用钢卷尺丈量 井上、井下投点构成图形的对应边长进行井上、井下投点构成图形的对应边长进行 校核，其较差校核，其较差5mm. 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2投点时要加强井筒内通风，减少水汽和尘投点时要加强井筒内通风，减少水汽和尘 埃的影响，尽量使空气达到清晰程度，而埃的影响，尽量使空气达到清晰程度，而 且要有足够的照明设备（矿灯）且要有足够的照明设备（矿灯） 3要求井下觇标应是：色泽鲜明、图案对要求井下觇标应是：色泽鲜明、图案对 称，并且有足够的面积，一般直

51、径或边长称，并且有足够的面积，一般直径或边长 为为50cm。投点时用厚。投点时用厚23cm的光滑木板垫的光滑木板垫 在其觇标下面，并平置井底地面。使觇标在其觇标下面，并平置井底地面。使觇标 处于水平位置。处于水平位置。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.2.43.2.4联系测量联系测量 1 1）联系三角形的布置）联系三角形的布置 联系三角形布置如下图联系三角形布置如下图3.1-1所示并应符合所示并应符合 下列要求：下列要求： 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 1.1.垂线间距垂线间距a与与a下 下 尽量布置长些。尽量布置长些。 2.对应于对应于a与与a下 下之 之 角角与与下 下应尽量 应

52、尽量 小，最大不超过小，最大不超过 2 垂 线 垂 线 b 下 下 下 下 下 下 下 图3.1-1 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.b/a和和b下 下/a下下的比值尽可能近于 的比值尽可能近于 1，最大比值应不大于，最大比值应不大于1.5。 4.4.井上之测站应与三角点或导井上之测站应与三角点或导 线点通视，以便观测线点通视，以便观测w，井下，井下 测站应与井下导线点通视，以测站应与井下导线点通视，以 便观测我便观测我w下 下角。 角。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2）联系三角测量，井上与井下的下列观测）联系三角测量，井上与井下的下列观测 最好同时进行最好同时进行 1.1.量量

53、a、b、c、 a下 下、 、b下 下、 、c下 下边长； 边长； 2.2.测测w、w下 下、 、下 下角； 角； 3.3.角边测角精度：各角的测量精度和各边角边测角精度：各角的测量精度和各边 的测量精度，应根据传递坐标和坐标方位的测量精度，应根据传递坐标和坐标方位 角所要求的精度作出设计加以规定。角所要求的精度作出设计加以规定。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3）平差计算）平差计算 联系三角测量可以采用下面所说的简易平联系三角测量可以采用下面所说的简易平 差方法：差方法： （1 1）边长改正）边长改正 首先按测得的首先按测得的、a a、b b、 c c根据正弦定理算出根据正弦定理算出值，即

54、值，即 a b 测 测测 算 sin 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 然后根据下式求然后根据下式求c算 算 再求不符值再求不符值fc 再按下式求边长改正数再按下式求边长改正数 （a）=fc/4 (b) = fc/4 (c) =+ fc/2 井下计算同上井下计算同上 coscos 算 测测测算 abc cc f c 测算 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 （2 2）角度改正）角度改正 角值不加改正（理论证明改正值极小，可角值不加改正（理论证明改正值极小，可 忽略）。忽略）。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 3.3竖井联系测量的高程传递竖井联系测量的高程传递 1.1.长卷尺导入法长卷尺导入法

55、需要注意的是要进行钢需要注意的是要进行钢 卷尺自重伸长改正、钢卷尺加重伸长改正卷尺自重伸长改正、钢卷尺加重伸长改正 以及温度改正。以及温度改正。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 2. 2.光电测距仪作竖井的导入光电测距仪作竖井的导入 用光电测距仪作竖井的高程导入，实用光电测距仪作竖井的高程导入，实 践证明，其精度比用钢卷尺或钢丝导入法践证明，其精度比用钢卷尺或钢丝导入法 高，成果可靠，操作、计算也较方便，作高，成果可靠，操作、计算也较方便，作 法如下：法如下： 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 上 上 上 下 下 下 井上基点 井下基点 图3.2-1 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 如图如

56、图3.2-1，在井口搭一支架，支，在井口搭一支架，支 架可根据测距仪主机及配套的经纬仪架可根据测距仪主机及配套的经纬仪 的外部轮廓加工制作，并在测距头上的外部轮廓加工制作，并在测距头上 安装专备的直角棱镜，将测距仪安置安装专备的直角棱镜，将测距仪安置 在支架上，安置中心与井下反射的安在支架上，安置中心与井下反射的安 置中心均应在原投点位置，观测时使置中心均应在原投点位置，观测时使 测距头通过直角测距头通过直角 棱棱 镜瞄准井底的反镜瞄准井底的反 射棱射棱 镜镜 测距，一般测距，一般 应观测应观测34测回，测回， 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 每测回读数三次，限差应该符合要求，距每测回读数三

57、次，限差应该符合要求，距 离应该加气象及常数改正（但不需要竖直离应该加气象及常数改正（但不需要竖直 角倾斜改正）改正后的距离即为测距仪中角倾斜改正）改正后的距离即为测距仪中 心至井底反射棱镜的高差心至井底反射棱镜的高差Dh,然后用两台然后用两台 水准仪分别测出井上基点至测距仪中心的水准仪分别测出井上基点至测距仪中心的 高差及井下基点与井下反射棱镜的高差，高差及井下基点与井下反射棱镜的高差， 按下式计算将井上基点的高程传递至井下按下式计算将井上基点的高程传递至井下 基点。基点。 三、竖井联系测量三、竖井联系测量 式中式中H下 下井下基点高程； 井下基点高程； H上 上已知井上基点高程； 已知井上

58、基点高程； a上 上井上用水准仪测量时的后视读数； 井上用水准仪测量时的后视读数； b上 上井上用水准仪测量时的前视读数； 井上用水准仪测量时的前视读数； a下 下井下用水准仪测量时的后视读数； 井下用水准仪测量时的后视读数； b下 下井下用水准仪测量时的前视读数； 井下用水准仪测量时的前视读数； Dh测距仪中心至井底棱镜的距离。测距仪中心至井底棱镜的距离。 abDbaHH h下下上上上下 四、隧道洞门仰坡放样四、隧道洞门仰坡放样 仰坡和边坡在坡面上的放样方法相同。仰坡和边坡在坡面上的放样方法相同。 即先把仰坡的坡角线（相当于边坡的路肩即先把仰坡的坡角线（相当于边坡的路肩 线）按设计文件在地面

59、上确定下来，知道线）按设计文件在地面上确定下来，知道 坡角线的高程和平面位置以后，再根据规坡角线的高程和平面位置以后，再根据规 定的仰坡坡度，即可定出坡顶线。这里重定的仰坡坡度，即可定出坡顶线。这里重 点介绍仰坡与边坡连接部分的放样。点介绍仰坡与边坡连接部分的放样。 隧道洞门仰坡和线路边坡的连接方式隧道洞门仰坡和线路边坡的连接方式 有方脚式和圆角式两种。有方脚式和圆角式两种。 四、隧道洞门仰坡放样四、隧道洞门仰坡放样 4.14.1方角式仰坡放样方角式仰坡放样 方角式仰坡放样，主要是确定仰坡和方角式仰坡放样，主要是确定仰坡和 边坡的交线与线路中线方向的水平夹角和边坡的交线与线路中线方向的水平夹角

60、和 交线的坡度。交线的坡度。 四、隧道洞门仰坡放样四、隧道洞门仰坡放样 4.1.14.1.1相关资料内业计算相关资料内业计算 如图如图4.1-1所示。所示。C、A为仰坡在洞顶的为仰坡在洞顶的 坡角点，坡角点，CA为坡角线与线路任意相交。为坡角线与线路任意相交。 CA的位置可以根据它的设计里程和洞门的位置可以根据它的设计里程和洞门 与线路中线的交角与线路中线的交角或或来测定，来测定，CA的设的设 计高程是已知的。现在已知的是仰坡坡度计高程是已知的。现在已知的是仰坡坡度 1：m和和边坡坡度边坡坡度1：mL和和1：mR. 四、隧道洞门仰坡放样四、隧道洞门仰坡放样 令令 为左侧边坡与仰坡的交线与线路的