控制测量方案

1、福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案海峡西岸经济区高速公路网海峡西岸经济区高速公路网福建省南平至顺昌高速公路福建省南平至顺昌高速公路 A2A2 标段标段隧道施工控制测量隧道施工控制测量 技术方案技术方案 中铁十七局集团一公司延顺高速公路中铁十七局集团一公司延顺高速公路A2A2 合同段项目经理部合同段项目经理部二二一三年九月九日一三年九月九日福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案海峡西岸经济区高速公路网海峡西岸经济区高速公路网福建省南平至顺昌高速公路福建省南平至顺昌高速公路 A2A2 标段标段岩仔头隧道洞内施工岩仔头隧道洞内施工控制测量技术方案控

2、制测量技术方案编制：编制： 审核：审核： 批准：批准： 中铁十七局集团一公司延顺高速公路中铁十七局集团一公司延顺高速公路A2A2 合同段项目经理部合同段项目经理部 二二一三年九月九日一三年九月九日 福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 0目目 录录目 录11、编制依据22、工程概况23、人员设备配置24、控制测量方案34.1 洞外控制测量概述34.2 洞内控制测量34.2.1 布设方案34.2.2 精度设计44.2.3 观测注意事项55、测量数据处理55.1 平面控制测量数据处理55.1.1 测距边的精度评定65.1.2 距离归化改正65.1.3 水平角观测中误差6

3、5.1.4 导线环角度闭合差65.1.5 导线环平差65.2 高程控制测量数据处理76、贯通误差预计分析76.1 洞外平面控制测量误差对横向贯通误差的影响76.2 洞内平面控制测量误差对横向贯通误差的影响86.3 高程控制测量贯通误差预计分析97、贯通误差的测定与调整97.1 贯通误差的测定97.2 贯通误差的调整 108、 竣工测量 10附图 1、岩仔头隧道进口段洞内控制导线网示意图福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 11 1、编制依据、编制依据(1)工程测量规范 （GB50026-2007） 。(2)公路勘测规范(JTGC10-2007)。(3)国家三角测量规范

4、 （GB_T17942-2000） 。(4)福建省南平至顺昌高速公路 A2 标段施工图 。2 2、工程概况、工程概况岩仔头隧道为延顺 A2 合同段的主要控制工程。隧址区属低山丘陵地貌，隧道轴线大致呈东西走向，穿越一南北向的宽缓梳状山脉，沿线地形呈波状起伏，沟谷较发育，以东西走向为主，宽度较窄，切割不深，但长度较长，地形起伏较大，地表植被较发育，覆盖层较厚。进口处地面高程 130-140m，出口处地面高程 175-180m，隧道轴线最高点高程 797m，相对高差约 637m。进口侧山坡自然坡度约 2535，出口侧山坡的自然坡度约 4555。岩仔头隧道平面采用分离式双洞布置，净距其中左洞起讫桩号Z

5、K8+521ZK13+220，总长 4699m，平面线形为：直线 130.789m +圆曲线 2539.589m（R左=2850m）+直线 1340.487m+缓和曲线 200m+圆曲线 488.135m(R右=1450m)；纵坡坡率/坡长为：1.25%/4699;贯通面的里程 ZK10+870.5，进口至贯通面高差-28.728m，出口至贯通面的高差为 26.98。右洞起讫桩号 YK8+505YK13+205，总长4700m，平面线形为：直线 140.314m +圆曲线 2532.874m（R左=2850m）+直线 1389.242m+缓和曲线 200m+圆曲线 437.57m(R右=145

6、0m)；纵坡坡率/坡长为：1.25%/4699;右洞贯通面的里程是YK10+855，进口至贯通面高差-29.894m，出口至贯通面的高差为26.973。设计时速 80Km/h，单向双车道，隧道净空 10.255m。3 3、人员设备人员设备配置配置（详见下表 3-1/2）福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 2人员表 表 3-1序号姓名职务工作内容1余万清总工程师方案审核2黄运河测量队长方案的制定、实施、总结3史海波测工方案的实施、仪器设备的保养4赵顺顺测工方案的实施、仪器设备的保养5任晓滨测工方案的实施、现场施工放样设备表 表 3-2序号设备名称型号标称精度数量1双频

7、 GPS 接收机天宝 R83mm+1ppm4 台2全站仪Leica TS0621 台3全站仪Leica Tc80221 台4水准仪DSZ21.0mm2 台4 4、控制测量方案、控制测量方案4.14.1 洞外控制测量概述洞外控制测量概述由于隧道通过的地区山高林密，通视条件很差，若采用全站仪进行导线控制测量，很难减少测站数，无法保证贯通精度，因此决定洞外平面控制测量采用接桩复测时的三等 GPS 控制网和三等水准路线。在隧道进口利用三等 GPS 点 BI01、BI02 作为进洞控制点，同时 BI01、BI02、BIO4 既是三等 GPS 控制点又是三等水准点。在隧道出口利用三等 GPS 点 XJ02

8、、XJ03、YE65 作为进洞控制点，同时 YE65 点又是三等水准点。根据复测结果无论平面控制点还是高程控制点的数量或是精度，均能满足隧道施工控制测量要求。洞外控制测量精度见下表 4-1。福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 3三等控制点二维约束平差精度统计 表 4-1基线边相对中误差中央子午线 1175000起点终点S(m)MS(cm)MS:SppmYE64 YE63281.20640.381/7400013.47最弱边基线边方位角相对中误差起点终点方位角(DDD.MMSSS)中误差()备注YE64 YE63342.364622.68最弱边点位坐标平面中误差x (

9、m)y (m)误差椭圆点名中误差 (cm)中误差 (cm)点位中误差(cm)E(cm)F(cm)ET(D:M:S)备注2942302.6693 522527.5165 XJ01 0.430.360.570.460.32150.5949最弱点4.24.2 洞内控制测量洞内控制测量4.2.14.2.1 布设方案布设方案受地形限制，进洞口投点选在距洞口 500m 处的公路上，编号BIO2。出洞口投点选在距洞口 518m 处的房顶上，编号为 XJ03。进洞口平面控制以 BI02 为起点在洞口段左右洞各布两条支导线。两条支导线在人行横洞处(车行横洞)形成 4 个闭合环。每个环在闭合前为了加强图形强度，采

10、用多边形闭合形式向前推进。出洞口平面控制以 XJ03 为起点在洞口段左右洞各布两条支导线，导线最短边 1m,最长边 1m。两条支导线在人行横洞处形成 4 个闭合环。每个环在闭合前为了加强图形强度，采用多边形闭合形式向前推进。（详见附图 1 岩仔头隧道洞内控制导线网示意图） 。根据实施性施工组织设计 ，贯通面位于岩仔头隧道的中点，即ZK10+870.5、YK10+855 处。高程控制测量采用四等水准测量方法，以 BI04 作为进洞口水福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 4准基点，以 YE65 作为出洞口水准基点，用洞内平面控制点作为洞内水准点，在左右线支导线形成闭合环

11、的同时组成水准闭合环。在水准闭合环形成之前采用往返水准路线向前推进。4.2.24.2.2 精度设计精度设计根据工程测量规范(GB50026-2007)的相关规定，结合岩仔头隧道实际情况，洞内平面控制按最高的四等导线网进行设计，高程按照四等水准网要求布设。具体设计见表 4-3/4。 洞内平面控制测量主要技术要求 表 4-3导线网等级贯通误差限差（mm)横向贯通中误差（mm)导线测角中误差（）测距中误差（mm）测距相对中误差测回数方位角闭合差（）闭合环全长相对闭合差四等150652.5181/8000065n1/35000洞内高程控制测量主要技术要求 表 4-4导线网等级贯通误差限差（mm)横向贯

12、通中误差（mm)每千米高差全中误差（mm）仪器型号水准尺观测次数往返较差环线闭合差四等702510DS3双面往返各一次20L20L测量方法及作业要求见表 4-5/6平面控制测量观测主要技术要求 表 4-5测角测距导线等级仪器型号测回数半测回归零差（）一测回内 2C 互差（）同一方向值各测回较差（）一测回读数较差（mm）单程各测回较差（mm）往返测距较差（mm）四等leicaTS0668139572（a+b*D)高程控制测量观测主要技术要求 表 4-6福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 5等级仪器型号视线长度（m）前后视的距离较差（m）前后视的距离较差累积（m）视线离

13、地面高度（m）红黑面读数较差（mm）黑红面所测高差较差（mm）四等苏一光DSZ21005100.23.05.04.2.34.2.3 观测注意事项观测注意事项1） 、洞内的平面控制网宜采用导线形式，导线的边长宜近似相等，直线段不宜短于 200m，曲线段不宜短于 70m，导线边距离洞内设施不小于 0.2m。2） 、洞口内、外两个测站在观测时，由于洞口内、外温差大，空气密度变化剧烈，使得测角时目标成像极不稳定，严重影响照准精度，而且折光影响异常显著，而且这两个测站又距贯通面最远，其测角误差对贯通影响最大，因此这两站应安排在大气稳定的夜间或阴天进行。3） 、洞内测角必须观测左右角且必须配置度盘，在配置

14、度盘时需要特别注意度盘尾数值不能是同一个值。4） 、由于洞内导线边短，仪器对中和目标偏心对测角的影响较大，因此，测角时在测回间仪器和目标均应重新对中至少三次，为减小照准误差，在观测时采用瞄准两次读数两次的方法。5） 、测角必须在洞内通风排烟完成、成像清晰后才可进行，且在观测过程中禁止仪器受到任何震动干扰。6） 、洞内水准路线均为支水准路线，必须用往返观测进行检核。并经常进行复测。5 5、测量数据处理、测量数据处理5.15.1 平面控制测量数据处理平面控制测量数据处理5.1.15.1.1 测距边的精度评定测距边的精度评定 1）单位权中误差： =(Pdd/ 2n)式中 d各边往、返测的距离较差（m

15、m）; n测距边数；福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 6 P各边距离的先验权，其值为 1/D2, D为测距的先验中误差，可按测距仪器的标称精度计算。 2）任一边的实际测距中误差：mDi=（1/Pi）式中 mDi第 i 边的实际测距中误差（mm）; Pi第 i 边距离测量的先验权。5.1.25.1.2 距离归化改正距离归化改正在测距时，距离的气象改正采取直接输入大气温度和气压使全站仪进行自动改正，而加、乘常数改正可根据仪器检定常数进行改正，然后进行归算到隧道统一高程面改正计算，计算公式为： DH=DP*(1+(HP- Hm)/RA)式中 DH归算到测区平均高程面上的

16、测距边长度（m）; DP测线的水平距离（m） ； HP测区的平均高程（m） ； Hm测距边两端点的平均高程（m） ；RA参考椭球体曲率半径，取 6371000m。5.1.35.1.3 水平角观测中误差水平角观测中误差m=（ff/n/N）式中 f导线环的角度闭合差（）; n计算 f时的相应测站数； N闭合环的总数。5.1.45.1.4 导线环角度闭合差导线环角度闭合差导线环角度闭合差允许值如果采用公式 f=5n （n 为导线环内的测站数）计算。5.1.55.1.5 导线环平差导线环平差闭合环必须采用软件进行严密平差，内业计算中数字取位应符合表 5-1内业计算中数字取位要求 表 5-1等级观测方向

17、值及各项修正数（）边长观测值及各项修正数（m）边长与坐标（m）方位角（）福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 7三、四等0.10.0010.0010.15.25.2 高程控制测量数据处理高程控制测量数据处理高程必须采用软件进行严密平差，同时按照下列要求进行处理。1）水准路线的每千米高差全中误差MW=(WW/L/N)式中 MW高差全中误差（mm）; W环线闭合差（mm） ； L计算各 W 时，相应的路线长度（km）; N闭合环总个数。 2）高程成果的取值应精确至 1mm。6 6、贯通误差预计分析、贯通误差预计分析在隧道施工中，纵向贯通误差的限差较容易达到，而且对隧道的质

18、量影响较小，而横向贯通误差和高程贯通误差较难达标，因此隧道贯通误差主要来自这两方面。6.16.1 洞外平面控制测量误差对横向贯通误差的影响洞外平面控制测量误差对横向贯通误差的影响岩仔头隧道洞外控制测量是采用三等 GPS 进行，根据接桩复测结果经采用武汉大学科傻 GPS 数据处理软件进行贯通误差预计分析，洞外平面控制测量对隧道贯通误差影响值见下表 6-1。贯通点横向、纵向中误差及误差椭圆元素 表 6-1入口测站入口照准点出口测站出口照准点横向(CM)纵向(CM)长轴(CM)短轴(CM)长轴方位(D.M.S)左洞贯通里程 ZK10+870.5BI02BI01XJ02XJ031.3240.2941.

19、3340.24590.07461BI02BI01XJ02XJ032.5340.32.5380.26494.00191BI02BI01XJ02XJ032.4320.4732.460.29191.14127BI02BI01XJ02XJ031.20.2831.2060.25791.27594右洞贯通里程 ZK10+855BI02BI01XJ02XJ032.4320.4732.460.29191.14127BI02BI01XJ02XJ031.1890.361.2090.28989.24539BI02BI01XJ02XJ031.3130.3651.3360.26989.09437BI02BI01XJ02

20、XJ032.510.4762.5410.27491.07114从表中可知，横向中误差最大 25.34mm,小于规范要求的福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 835mm。6.26.2 洞内平面控制测量误差对横向贯通误差的影响洞内平面控制测量误差对横向贯通误差的影响隧道洞内导线布设为导线环，为便于计算，将贯通面设在右线标段终点。Rx值和 dy值统计表如下表 6-2。洞内导线网 Rx值和 dy值统计表 表 6-2测角点Rx(m)Rx2导线边dy(m)dy2JM72773.642JM7Z01137.445Z012284.873Z01Z023.255Z021604.011Z0

21、2Z030Z03924.013Z03Z040Z04244.011Z04Y0442.750 Y04243.997Y04Y030Y03924Y03Y020Y021604Y02Y012.212Y012283.9665010.244952Y01JM793.653143.99368根据表中元素贯通误差预计如下：1）测角误差所产生在贯通面上的横向中误差为：my=m*Rx2/=2.5*5010.245/206265=43.72mm2）测距误差所产生在贯通面上的横向中误差为：myl=ml*dy2/l=1*143.994/80000=0.96mm则洞内导线测量误差对横向贯通精度的总影响为：m=（my2+ myl

22、2）= （43.722+0.962）=43.73mm式中 m测角中误差（）; Rx导线中测角的各导线点至贯通面的垂直距离（m） ； 206265;ml/l导线边长相对中误差; dy导线各边长在贯通面上投影长度（m） ； 为了进一步减小洞内导线测量误差对横向贯通精度的影响，根据现场实际情况，可以考虑加测一到两条陀螺经纬仪定向边。6.36.3 高程贯通误差预计分析高程贯通误差预计分析根据接桩复测结果可知，洞外高程控制测量闭合差分别为-福建省南平至顺昌高速公路 A2 标 岩仔头隧道洞内控制测量方案 91.7mm,水准路线长分别为 22.97km，根据每公里水准测量的偶然中误差公式计算得Mw=0.44

23、mm，据此计算出洞外水准测量误差对高程贯通误差的影响值为：mh 外=M 外L外=0.44（22.97）=2.11mm。洞内水准测量误差对高程贯通误差的影响为：mH 内=m 内L内=5*5.0=12.25mm；洞内、外水准测量误差对高程贯通的总影响为：mH=（m2 外+ m2 内）=（12.252 + 2.112）=13mm。小于规范规定的 25mm。式中 m外洞外高程控制测量每公里往返侧高差中数的偶然中误差(mm); L外洞外水准路线长度（km） ； m内洞内高程控制测量每公里往返侧高差中数的偶然中误差(mm);L内洞内水准路线长度（往返暂定 6.0km） 。7.7.贯通误差贯通误差的测定与调整的测定与调整7.17.1 贯通误差的测定贯通误差的测定7.1.17.1.1 平面控制贯通误差的测定平面控制贯通误差的测定隧道贯通后，及时进行贯通测量，测出实际的横向、纵向、和竖向贯通误差。在贯通面附近埋设一临时点 A，分别用贯通面两端导线测出其坐标。由进口端测得的坐标为 xj、yj，由出口端测得的坐标为 xc、yc，则实际贯通误差为：f=(xj-xc)2+( yj - yc)2)横向、纵向贯通误差分别为：f横= |yj - yc | f纵= |xj-xc |将仪器安