地下工程测量教程郑(7)

1、 隧道可分为隧道可分为超长隧道、长隧道和短隧道超长隧道、长隧道和短隧道。对于直线隧。对于直线隧道，其长度在道，其长度在3000m3000m以上的属超长隧道；长度在以上的属超长隧道；长度在100010003000m3000m的属长隧道；长度在的属长隧道；长度在5005001000m1000m的属中长隧道；长度的属中长隧道；长度在在500m500m以下的属短隧道。以下的属短隧道。 开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和洞内建筑物开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和洞内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）的施工紧跟其后，不等贯（避车洞、排水沟、电缆槽等）的施工紧跟其后，不等贯通，隧道内的大部分建筑物已经

2、建成。通，隧道内的大部分建筑物已经建成。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院西康铁路西康铁路 秦岭特长隧道秦岭特长隧道(18.4(18.4公里公里) )第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院大瑶山隧道大瑶山隧道(14.3(14.3公里公里) )第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量：o 1）洞外控制测量：在洞外建立平面和高程控制网，测定各洞口

3、控制点的位置；o 2）进洞测量：将洞外的坐标、方向和高程传递到隧道内，建立洞内、洞外统一坐标系统；o 3）洞内控制测量：包括隧道内的平面和高程控制；o 4）隧道施工测量：根据隧道设计要求进行施工放样、指导开挖；o 5）竣工测量：测定隧道竣工后的实际中线位置和断面净空及各建、构筑物的位置尺寸。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量一、洞外控制测量 隧道的设计位置，一般是以定测的精度初步标定在地面上。在施工之前必须进行施工复测，检查并确认两端洞口的中线控制桩（也称为洞口投点）的位置，它是进行洞内施工测量的主

4、要依据。 （一）控制点的设置：规程规定 1、在每个洞口应测设不少于3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）2个高程控制点。 2、直线隧道上，两端洞口应各确定一个中线控制桩，以两桩连线作为隧道的中线； 3、在曲线隧道上，应在两端洞口的切线上各确定两个间距不小于200 m的中线控制桩，以两条切线的交角和曲线要素为依据，来确定隧道中线的位置。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量（二）控制点的设置要求1、各洞口外两点纳入控制网，洞口投点包含其中。2、曲线隧道时，必须包含切线上的转点，以便精确确

5、定转向角及曲线其他元素。3.平面控制网应尽可能包括隧道各洞口的中线控制点，这样既可以在施工测量时提高贯通精度，又可减少工作量。4、同时进行高程控制测量,联测各洞口水准点的高程，以便引测进洞，保证隧道在高程方向准确贯通。 山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量1. 1. 中线法（现场标定法）中线法（现场标定法）二、洞外平面控制的常用的方法二、洞外平面控制的常用的方法建立洞外平面控制的常用的方法有：建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、精密导线法中线法、精密导线法、三角网和、三角网和GPSGPS网网等。等

6、。 先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面，经检核确先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面，经检核确认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后，方可以认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后，方可以此作为依据，进行引测进洞和洞内中线测设。此作为依据，进行引测进洞和洞内中线测设。 第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 假设A、D两点为隧道中线在洞口处的已知点，由于不能通视，因此要在中间定出B、C两点，作为向洞内引线的依据。标定时可按设图纸求得AD的概略方位角，然后在现场按此方向用经纬仪以计正倒镜延长直

7、线的方法，将中线从A点延长至B、C，最后至D 点，并量出DD 间的距离。另外用视距法求得AB 、B C 、C D 等距离，这时CC 的距离可用下式求得：DDCCCAD 第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 然后将经纬仪移到C，后视D点，再用上法，若直线不通过A点，再按上述方法计算在B点的偏距，并将仪器移至B点，依此方法，直至使B、C二点都在AD直线上为止。最后将B、C二点在地面上标定出来，作为向洞内引线的依据。 若用于曲线隧道，则应首先精确标出两切线方向，然后精确测出转向角，将切线长度正确地标定在地表

8、上，以切线上的控制点为准，将中线引入洞内。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院隧道洞外导线测量和经纬仪（或全站仪）导线测量方法相同，但它的精度要求较高，所以测角和量边均用较精密的仪器和方法。2. 2. 导线法导线法 （1）在直线隧道的设计中，导线应尽量沿两洞口连接的方向布设成直伸形式。因为直伸导线量距误差只影响隧道的长度，而对垂直隧道中线方向上的误差（即横向贯通误差）影响较小。 （2）在曲线隧道的测设当中，当两端洞口附近为曲线而中部为直线的隧道，两端曲线部分可沿切线、中部直线部分沿中线布设导线点；当整

9、个隧道在曲线上时，宜沿两端洞口的连接线布设导线点，如受地形地物限制，可离开中线或两洞口的连接线，但不宜过远。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院同时，曲线隧道的导线还应尽可能通过洞外曲线起讫点或交点桩，这样曲线交点上的总偏角可根据导线测量结果计算出来，据此可将定测时所测得的总偏角加以修正，用得到的较精确的数值来求算曲线元素。（3）导线应尽可能通过隧道两端洞口及各辅助坑道口的进洞点，使这些点能够成为主导线点。有时受条件限制，辅助坑道口的进洞点不便直接联系为主导线点时，可作为支导线点，这些点至少与两个主导

10、线点联测，以保证其精度。（4）在确定控制点位置时，应使每个洞口不少于三个能彼此联系的平面控制点（包括洞口插点及附近的三角点，导线点）。以便于进洞时进行检测，或某个点在施工过程中被破坏后，便于补测。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 （5）为了提高导线测量的精度和增加校核条件，一般都将导线布置成。当量距困难时，可布设成主副导线闭合环，副导线只测其转角而不量距。 （6）导线最短边长不应小于300m，相邻边长的比不应小于1：3，并尽量采用长边，以的影响。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工

11、和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 （7）隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中导线环的个数应不少于 4 个；每个环的边数约为 46 条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到导线网中。 （8）导线的水平角一般采用。当水平角只有两个方向时，可按总测回数的，以检查测角错误；将它们换算为左角或右角后再取平均值，可以提高测角精度。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院三角测量的方向控制较中线法、导线法都高，如果仅从横向贯通精度的观点考虑，则它是最理想的隧道平面控制方法。三角

12、测量除采用测角三角锁外，还可采用边角网和三边网。但从精度、工作量、经济方面综合考虑，以测角三角锁为好。3. 3. 三角网法三角网法第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院直线隧道以单锁为主，三角点尽量靠近中线，条件许可时，可利用隧道中线三角锁的一边，以减少测量误差对横向贯通的影响。曲线隧道三角锁以沿两端洞口的连线方向布设较为有利，较短的曲线隧道可布设成中点多边形锁，长的曲线隧道，包括一部分直线，一部分曲线的隧道可布设成任意三角形锁。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道

13、施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院三角锁一般布置一条高精度的基线作为起始边，并在三角锁另一端增设一条基线，以资检核；其余仅只有测角工作，按正弦定理推算边长，经过平差计算可求得三角点和隧道轴线上控制点的坐标，然后以控制点为依据，确定进洞方向。三角锁的优点是图形结构坚强、布点少、推进快、精度高、多余观测数据较多，可以检查判断明显的粗差和系统误差，其缺点是测角工作量大，受图形传距角大小的限制以及基线丈量困难。但目前由于高精度光电测距仪的应用，测量边长已不再困难。所测边长根据其测距精度的高低，可作为基线使用也可当作观测值参与平差。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施

14、工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院4. GPS4. GPS法法 用全球定位系统GPS技术作洞外平面控制时，对于直线隧道，洞口点选在线路中线上，另外再布设两个定向点，除要求洞口点与定向点通视外，定向点之间不要求通视。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道；三角测量方法其方向控制精度最高，故在光电测距仪未广泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角点的布设要受到地形、地物条件的限制，而且基线边要求精

15、度高，使丈量工作复杂，平差计算工作量大；精密导线法，在光电测距仪的测程和精度不断提高的今天，由于布设简单、灵活、地形适应性强、外业工作量少，因而逐渐成为隧道控制的主要形式，只要在水平角测量时适当增加测回数，就可弥补其方向控制不如三角测量之不足。GPS测量是目前的一种全新控制形式，随着其价格的降低、精度的提高、理论的完善，已经成为使用最广、效率最高的控制形式。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院三、洞外高程控制测量 洞外高程控制测量，是按照设计精度施测各开挖洞口附近水准点的高程，以便将统一的高程系统引入

16、洞内，保证在高程方向按规定精度正确贯通。 高程控制方法：1）常采用水准测量方法，2）四、五等高程控制亦可采用光电测距三角高程的方法进行。 高程控制路线：应选择连接各洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一个洞口应埋设不少于2个水准点，以相互检核；两水准点的位置，以能安置一次仪器即可联测为宜，方便引测并避开施工的干扰山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第一节隧道施工测量第一节隧道施工测

17、量测量部测量部位位测量等测量等级级每公里高差中每公里高差中数的偶然中误数的偶然中误差差(mm)(mm)两开挖洞口间两开挖洞口间的水准路线长的水准路线长度度(km)(km)水准仪等水准仪等级级水准尺类型水准尺类型洞外洞外二二1.01.03636S S0.50.5、S S1 1线条式因瓦水准尺线条式因瓦水准尺三三3.03.013133636S S1 1线条式因瓦水准尺线条式因瓦水准尺S S3 3区格式水准尺区格式水准尺四四5.05.05 51313S S3 3区格式水准尺区格式水准尺洞内洞内二二1.01.03232S S1 1线条式因瓦水准尺线条式因瓦水准尺三三3.03.011 113232S S

18、3 3区格式水准尺区格式水准尺四四5.05.05 511 11S S3 3区格式水准尺区格式水准尺山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量 洞外控制测量完成以后，应。由于控制网和线路中线两者的坐标系不一致，应首先把洞外控制点和中线控制桩的坐标纳入同一坐标系统内，故必须先进行坐标变换计算，得到控制点在变换后的新坐标。用线路中线点和控制点的坐标，反算两点的距离和方位角，测设洞内中线点位。从而确定进洞测量的数据。一、进洞关系计算和进洞测量一、进洞关系计算和进洞测量山东科技大学测绘科学与工程学

19、院（一）直线隧道进洞 1.拨角法 如图所示，A、D为隧道的洞口投点，位于线路中线上，当以AD为坐标纵轴方向时，可根据洞外控制测量确定的A、B和C、D点坐标进行坐标反算，分别计算放样角1和2。测设放样时，仪器分别安置在A点，后视B点；安置在D点，后视C点，相应地拨角1和2，就得到隧道口的进洞方向。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量2.移线法如图所示，洞口两端线路控制点A、B、C、D是按定测精度测设的，未严格位于同一条直线上。经精测后以A为原点，AB方向为纵轴，计算出C、D两点相应的偏离值yc、yd和角，将经纬仪

20、分别安置在C和D上，拔角量出垂线yc和yd，即可移桩定出C和D点，再将经纬仪安置于D点，照准C即得进洞方向。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量（二）曲线隧道 曲线隧道两端洞口的每条切线上已有两个投点的坐标在控制网中得到，如图中的A、G和D、E。经坐标变换后，以A点为坐标系原点，AG的切线方向为y轴，其进洞关系的计算步骤如下：山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量（1）坐

21、标变换后，得到A、G、D、E各点的新坐标。根据这些新坐标反算得到AG、DE的方位角；两方位角相减得到曲线精测的转向角，它的精度较之定测角值精确，并与各点的坐标相一致。（2）计算交点的坐标 因为AG切线与 y轴重合或平行，故JD的x坐标为零或选定值，它是已知的，只需计算出JD的y坐标值即可。山东科技大学测绘科学与工程学院()JDEJDEDEEDxxyyyyxxEDAG第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量（3）根据精测算得的和选定的曲线半径R和缓和曲线长l0，计算出曲线要素T、L、0、p、m、x0、y0。（4）选定

22、洞口外面一个中线控制桩的里程，使其和定测里程一致，例如选定A点。由此从A推算隧道范围内其它中线控制点的里程，到隧道另一端洞口外的中线控制点上出现断链，这是由于精测长度和定测长度不一致所致，这种里程称为隧道施工里程。（5）计算任一中线点的坐标首先确定该点的施工里程，并与曲线控制桩的施工里程相比较，确定该点是在直线或曲线上，由于任一中线点的位置不同，所以计算坐标的方法也不同。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量 二、洞内、外联系测量 在隧道施工中，除了通过开挖平洞、斜井以增加工作面外，

23、还可以采用开挖竖井的方法来增加工作面，将整个隧道分成若干段，实行分段开挖。为此就要经由它们，把洞外的方向、坐标和高程传递到洞内，构成一个洞内、外统一的控制系统，山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量山东科技大学测绘科学与工程学院一、洞内平面控制测量一、洞内平面控制测量o 洞内平面控制通常有两种形式，即中线形式和导线形式。洞内平面控制通常有两种形式，即中线形式和导线形式。 中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中线测量的方法测

24、设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。 洞内导线主要有以下几种形式：洞内导线主要有以下几种形式： 1. 单导线单导线O1234图70洞 内 单 导 线 布 置 示 意 图 第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第二节隧道洞外、洞内联系测量第二节隧道洞外、洞内联系测量山东科技大学测绘科学与工程学院2.导线环导线环O123612346455图7洞内导线环布置示意图O113223665445图7洞内主副导线环布置示意图3.主副导线环主副导线环第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第三节隧道洞内控制测量

25、第三节隧道洞内控制测量山东科技大学测绘科学与工程学院4.交叉导线交叉导线O113223665445图7洞内交叉导线布置示意图4O13256ABC图7洞内旁点导线布置示意图5.旁点导线旁点导线第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第三节隧道洞内控制测量第三节隧道洞内控制测量山东科技大学测绘科学与工程学院洞内导线应注意的问题洞内导线应注意的问题o 导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、地层稳固的导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、地层稳固的地方；地方； 点间视线应离开洞内设施点间视线应离开洞内设施0.2 m 以上；以上； 导线的边长在直线地段不宜短于导线的边长在直线

26、地段不宜短于200m，在曲线地段不宜短，在曲线地段不宜短于于70 m，并尽量选择长边和接近等边；，并尽量选择长边和接近等边； 导线点应埋于坑道底板面以下导线点应埋于坑道底板面以下1020cm，上面盖铁板以保，上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注；红油漆预以标注；第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第三节隧道洞内控制测量第三节隧道洞内控制测量山东科技大学测绘科学与工程学院 采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器和觇标，以减采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器和觇标，以减小对中

27、误差和对点误差的影响；小对中误差和对点误差的影响； 由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或阴天进行，以减由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或阴天进行，以减小折光差的影响；小折光差的影响； 洞内导线应重复观测，定期检查；洞内导线应重复观测，定期检查； 设立新点前必须检查与之相关的既有导线点，在对既有导线设立新点前必须检查与之相关的既有导线点，在对既有导线点确认的基础上测量新点点确认的基础上测量新点; 应构成多边形闭合导线或主副导线环；应构成多边形闭合导线或主副导线环； 当有平行导坑时，应利用横向通道，使平行导坑的单导线当有平行导坑时，应利用横向通道，使平行导坑的单导线与正洞的导线联测，以资检核。与

28、正洞的导线联测，以资检核。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第三节隧道洞内控制测量第三节隧道洞内控制测量山东科技大学测绘科学与工程学院二、洞内高程控制测量二、洞内高程控制测量o 洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向洞内传洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向洞内传递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，做为洞内施工递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，做为洞内施工高程放样的依据。高程放样的依据。 洞内应每隔洞内应每隔200500m设立一对高程控制点。高程控制点可设立一对高程控制点。高程控制点可选在导线点上，也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或选在导线点

29、上，也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或边墙上。边墙上。 当采用水准测量时，应进行往返观测；采用光电测距三角当采用水准测量时，应进行往返观测；采用光电测距三角高程测量时，应进行对向观测高程测量时，应进行对向观测; 三等及以上的高程控制测量应采用水准测量，四、五等可三等及以上的高程控制测量应采用水准测量，四、五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量采用水准测量或光电测距三角高程测量; 高程导线宜构成闭合环。高程导线宜构成闭合环。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第三节隧道洞内控制测量第三节隧道洞内控制测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣

30、工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院2255PAPAXXYYL5AADP4P5L555PAPAAPXXYYarctg4555PPAP5APADA第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院5AADP4P5L标定中线上的点标定中线上的点A;A;标定开挖方向标定开挖方向( (定定D D点点) )中线点向前延伸中线点向前延伸180o第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量

31、山东科技大学测绘科学与工程学院BDC5m 30m第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院1231.437 1.00.4371.437 1 5 0.0050.4121.437 1 10 0.0050.0.378HmHmHm 洞底地坪洞底地坪腰线腰线NHN=172.76mi=+51maa=1.437mABCD5m1H2H第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院每次开挖钻爆前，应在开挖断面上根据中线和规定高

32、程标出预计开挖断面轮廓线。 有两次测量有两次测量: :第一次是衬砌前第一次是衬砌前, ,确定没有欠挖确定没有欠挖. .第二次是衬第二次是衬砌后砌后, ,确定是否符合设计确定是否符合设计. . 一般给出数据：断面宽度一般给出数据：断面宽度b b、拱高、拱高d d、拱弧半径、拱弧半径R R，以，以及设计起拱线的高度及设计起拱线的高度L L等数据。等数据。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量 首先在中线桩上安置经纬仪，在工作面上标定出断面中垂线。然后测定中垂线下部的地面高程，令其与该处洞底设计高程之差为h，则拱弧圆心在中垂线上离

33、地面的高度应为L+d-R- h，用钢尺从地面顺中垂线向上竖直量取这一长度，定出拱弧圆心的位置。然后根据拱弧半径R，起拱线高度L及断面宽度b，便可按几何作图的方法将断面形状在工作面上画出来。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院BBlb1b2l支距法测量断面原理支距法测量断面原理第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 极坐标系统架设于隧道内，通过激光测距光束对隧道内壁进

34、行测距，并同时测角，得到隧道轮廓一个点的三维极坐标值，即一个空间距离值，水平角度值 ，竖直角度值。如果极坐标系统中本身有数据处理程序，便可在极坐标系统内部将这个极坐标数据进行处理，直接得到三维迪卡尔坐标数据。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第四节隧道洞内施工测量第四节隧道洞内施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院隧道竣工后，为检查主要结构及线路位置是否符合设计要求，应进行竣工测量。该项工作包括，隧道净空断面测量、永久中线点及水准点的测设。 隧道净空断面测量时，应在直线地段每50m、曲线地段每20m或需要加测断面处测绘隧道的实际净空。测量时均以线路中线为准，包括测

35、量隧道的拱顶高程、起拱线宽度等。近年来许多施工单位已开始应用便携式断面仪进行隧道的净空断面测量，该种仪器可进行自动扫描、跟踪和测量，并可立即显示面积、高度和宽度等测量结果，测量速度快、精度高。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院1） 隧道净空隧道净空是指隧道内轮廓线所包围的空间，包括公路隧道建筑限界、通风及其它功能所需要的断面积。2）隧道建筑限界隧道建筑限界是指为了保证在隧道中的安全行车，在一定的宽度、高度空间范围内任何部件不得侵入的界限。隧道中线（路面中线）垂直于路面水平铅垂250（水平）铅垂垂直于

36、路面/ 2水平75建筑限界垂直于路面平行于路面垂直于路面铅垂铅垂垂直于路面起拱线250水平75500水平（水平）/ 2RLLR第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院5.掘进中隧道断面的测量方法常用的方法有：五寸台阶法（断面支距法）、大样法、三角高程法等。1）“五寸台阶法”（断面支距法）第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量2） “直接测量”（放大样法或以内模为参照物法）3） 三角高程法（直角坐标）山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧

37、道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量4）激光断面仪法山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量山东科技大学测绘科学与工程学院断面测量示意图断面测量示意图直线段每隔直线段每隔6m6m，曲线段每隔，曲线段每隔5m5m。不同形状轨道断面图不同形状轨道断面图测量点位：测量点位：L5L1L2L4D1D2L3第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第五节隧道竣工测量第五节隧道竣工测量 为了缓解城市地面交通的严重拥挤状态，全国大型城市相继兴建地下铁道

38、。目前正在建设地铁工程的城市有北京、天津、广州、深圳、南京，武汉、重庆，而规划有轨道交通（包括地铁）建设工程项目的城市已达26个之多。包括正在筹建中的苏州、杭州、沈阳、成都、青岛、西安等城市。其中大多采用了盾构法区间隧道建设工法。除此之外，盾构法隧道施工在诸如地下供水隧道、合流污水管道、供电和通讯电缆隧道、煤气管道等方面的应用也日渐普及。盾构法以其独特的优越性在城市交通及市政工程中发挥着作用。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量一、地下铁道测量的特点：1. 全部解析设计、定线 因为地铁建在建筑物密集、

39、地下管网和地下建筑物繁多的城市环境里，其设计只能利用大比例尺地形图和大量实测“控制点”的三维坐标来进行，其施工放样也是根据设计资料以三维坐标放点，而不象一般道路和铁路用转角、量边放点。2.地铁专用控制网作用大 地铁专用平面、高程控制网是施工时按照设计坐标在实地复现设计的唯一根据。它建立在城市控制网的基础上，相对精度又高于城市控制网。它既保证全线首尾的平顺衔接，又避免工程放样时与设计使用的大量城市测量资料数据产生矛盾。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量 3.总体规划、分期建设 地下铁道工程浩大、投资大

40、、工期长，一个城市地铁建设要根据近期、远期客流量先作总体规划，分期建设。测量工作不仅要考虑全局，既要沿每条线路独立布设控制网，又要在线路交叉处有一定数量控制点重合，以保证各相关线路准确衔接。4. 工程分段短，且分段多 地铁工程受工期要求和尽量缩短对城市生活干扰要求的制约，全线要分成十几个小段实施而且开工时间不同、方法不同、结构形式多种多样，又分别由不同的承包商施工。要求达到准确的贯通，完整实现设计要求，不仅要求每个承包商的测量人员完成好本段的测量任务，还要顾及邻接工程项目的衔接，并且需要一支专业测量队伍来负责全线的控制点检查及贯通检核工作。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁

41、施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量5.地上、下联系密切测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、地下测量工作要保证万无一失。6. 限界余量小轨道交通工程有严格的限量规定。为保证限界要求，应给结构轮廓考虑一定施工误差作为余量。从降低工程成本的原则出发，余量尽量小，所以对施工测量精度要求较高。7. 环境监测任务重地铁工程盾构掘进会对周围城市环境产生影响，其中至少要对工程正上方及邻近地表建筑物的沉陷、倾斜或位移进行观测。对某些从地下穿越居民区、水域、桩基的工程地段，这种观测数量大，精度要求较高，如盾构推进对地表沉降监测的精度 1 mm

42、。在隧道建设中及建成后对洞体的沉降和位移进行变形监测。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量地铁施工测量的特点地铁施工测量的特点测量精度要求高测量精度要求高 城市轨道交通为线形工程，为确保线路圆顺，施工中城市轨道交通为线形工程，为确保线路圆顺，施工中各环节工艺间施工容许偏差要求严，相邻点相对精度要求各环节工艺间施工容许偏差要求严，相邻点相对精度要求高。例如城市轨道交通工程测量规范要求卫星定位控制网高。例如城市轨道交通工程测量规范要求卫星定位控制网相邻点的相对点位中误差小于相邻点的相对点位中误差小于10m

43、m10mm，精密导线相邻点的，精密导线相邻点的相对点位中误差小于相对点位中误差小于8mm8mm，铺轨精度要求小于，铺轨精度要求小于2mm2mm；为保；为保证工程和施工环境安全而进行的安全监测变形点的高程中证工程和施工环境安全而进行的安全监测变形点的高程中误差精度小于误差精度小于1mm1mm，变形中误差精度小于，变形中误差精度小于6mm6mm等。等。测量作业环境差测量作业环境差 测量作业干扰大，作业时间受限制，地下和夜间夜间测量作业干扰大，作业时间受限制，地下和夜间夜间测量多，作业环境条件差等因素增加了施工测量难度和困测量多，作业环境条件差等因素增加了施工测量难度和困难，难，山东科技大学测绘科学

44、与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 上海长江隧道第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量二、盾构及其工作原理 盾构是一种钢制活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是海

45、底、河底以及城市中心区修建隧道的一种机械。山东科技大学测绘科学与工程学院o 概念：是一种用于软土隧道暗挖施工、具有金属外壳、壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成型的工作机械。o 盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、量测导向纠偏等功能。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院目前世界上最大的泥水盾构机第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量

46、第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院o 土压平衡盾构（面板式和辐条式）第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 盾构的三大要素1、开挖面稳定2、掘进及排土3、管片衬砌及壁后注浆。 第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院o 按断面形状分类o 按支护地层的形式分类o 按开挖面与作业室之间隔板的构造分类（一）盾构分类第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施

47、工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院o 单圆盾构、复圆盾构（多圆盾构）、非圆盾构。o 异形盾构包括复圆盾构（双圆和三圆）和非圆盾构（椭圆形盾构、矩形、马蹄形、半圆形）按断面形状分类第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院双圆和多圆盾构第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院盾构吊装第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学

48、与工程学院盾构安装第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院盾构施工第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量o （二）盾构法的主要优点o 除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪音和振动影响；o 盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少；o 土方量较少；o 穿越河道时不影响航运；o 施工不受风雨等气候条件影响；o 在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性

49、。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量o （三） 盾构法存在的主要问题o 当隧道曲线半径过小时，施工较为困难；o 在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅则盾构法施工不够安全；o 盾构施工中采用全气压力法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差；o 盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内；o 在饱和含水地层小，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水性的技术要求较高

50、。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院三、盾构施工测量 盾构施工测量就是对盾构机的实时姿态和各种参数进行测 量的工作。实现方法有人工方法和自动导向方法。 1、人工方法 在盾构机出洞前完成盾构仪的安装，包括前、后标志的安装，坡度板的安装等，安装完成后将测量参数测定完成。在盾构推进施工中，应用井下导线成果计算出盾构的标志，前标和后标的座标（并进行转角改正），再算出切口和盾尾的座标与设计坐标进行比较后计算出切口和盾尾的平面偏离值。测出前标中心的天顶角计算出前标高程，再以盾构纵坡

51、计算出切口、盾尾的高程，经与设计高程比较后，计算出切口和盾尾的高程偏离。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量 人工测量盾构机姿态是利用对盾构机盾尾的一些固定点位的测设,通过人工计算，得出盾构机相关的姿态参数，但计算比较繁琐。可以借助于AutoCAD工程绘图软件进行坐标转换，使计算过程简单明了。 盾构机制造时，在盾尾视线较好的位置选择了许多测量点，并精确测得以前参考点为原点的各点的三维坐标做为初始坐标。通过人工测量，可测得其中任意三点在大地坐标系中的三维坐标。利用AutoCAD提供的ALGIN命令将这三点及盾构机前后参考点的出厂初始

52、坐标转换为掘进中的大地坐标。各参数的计算也可借助AutoCAD软件实现。山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 盾构进洞处洞口中心坐标测量盾构进洞处洞口中心坐标测量 隧道中心坐标的测量方法,其难度并不很高,但较复杂。 n隧道瓦形环衬砌洞壁，环中心在洞壁上没有明显标志，所以测量方法通常是测定一个圆周上若干点的坐标，然后按最小二乘拟合的方法计算环的椭圆度和环中心坐标n上海地铁二号线中，也试用一种简便的方法。具体就是用长5m的特制标杆，借助以水准器使标杆置于水平位置，这时标杆中央

53、的标志就是环片的中央，如图。 6.2m 5.5m (a) (b)第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院盾构施工测量第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 盾构机姿态测量原理盾构机姿态测量原理2.盾构自动测量系统简介第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 盾构机测量的实质就是通过间接测量方法推算出盾构机切口中心和盾尾中心的三

54、维坐标，从而知道盾构机实时姿态。 目前国内主要采用自动测量系统进行盾构姿态测量，部门施工单位也在采用人工测量方法，自动测量系统主要有两大体系：棱镜法和激光导向法，下面就这两种系统测量方法做个简单介绍。1 1）日本演算工房）日本演算工房ROBOTECROBOTEC自动测量系统简介自动测量系统简介 硬件硬件组成组成 测站全站仪一台、后视棱镜一个、前视棱镜三个（一个备用）；第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院 双向测斜仪器一台（含传感器）； 测量黄盒子3个（分别位于测站、前视、后视，用于数据交换，其中测站和

55、后视还兼作电源箱）； 计算机一台（在盾构机操作室，用于测量数据处理）；数据线： 三个前视棱镜通过3根数据线与黄盒子连接，然后黄盒子通过1根数据线与操作室连接； 全站仪通过数据线与黄盒子连接，黄盒子通过数据线与操作室连接并通过电源线与电箱连接，为全站仪提供电源； 后视棱镜通过数据线与黄盒子连接，黄盒子通过电源线与电箱连接，为后视棱镜提供电源。 电箱2个，为测量系统提供电源。第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院第七章第七章 隧道、地铁施工和竣工测量隧道、地铁施工和竣工测量 第六节地铁施工测量第六节地铁施工测量山东科技大学测绘科学与工程学院2 2）测量原理）测量原理 根据3个前视棱镜和盾构机中心的空间关系，在盾构掘进过程中通过测量3个棱镜的坐标并通过双向倾斜仪测量出盾构机的俯仰和滚动角而间接地推算出盾构机的中心坐标。（1）测量过程 盾构始发前首先测量出安装在盾构机上面的3个棱镜和盾构机中心的空间关系保存到自动系统工业电脑里； 根据区间线路设计资料，计算出隧道中心三维坐标，并保存到自动测量系统工业电脑中； 测量自动系统的测站、后视三维坐标并将实测坐标保存到工业电脑中； 后视复位：就是利用自动系统的