隧道工程隧道测量知识详解一套3PPT学习教案

1、会计学1隧道工程隧道测量知识详解一套隧道工程隧道测量知识详解一套3增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在隧道中部设置横洞、斜井或竖井。隧道中部设置横洞、斜井或竖井。 第2页/共59页保证相向开挖的工作面，按照规定的保证相向开挖的工作面，按照规定的精度在预定位置贯通精度在预定位置贯通 两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路中线，应按设计规定的精度正确衔接。中线，应按设计规定的精度正确衔接。第3页/共59页为引测进洞的依据。为引测进洞的依据。第4页/共

2、59页 洞内高程控制与平面相仿，临时水准点洞内高程控制与平面相仿，临时水准点控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置。衬砌和洞内建筑物的高程位置。第5页/共59页3. 3. 开挖方法影响测量方式开挖方法影响测量方式 先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次到位。一次到位。第6页/共59页第7页/共59页第8页/共59页第9页/共59页 洞外高程控制测量

3、；洞外高程控制测量； 洞内平面控制测量；洞内平面控制测量； 洞内高程控制测量；洞内高程控制测量； 进洞测量；进洞测量； 洞内中线测设；洞内中线测设； 贯通误差调整；贯通误差调整； 竣工测量。竣工测量。第10页/共59页 相向开挖的两条施工中线上，具有贯通相向开挖的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点不重合，两点连线的空间面里程的中线点不重合，两点连线的空间线段称为贯通误差。线段称为贯通误差。实际的贯通误差实际的贯通误差只有在贯通后才只有在贯通后才能确定！能确定！贯贯通通面面第11页/共59页贯贯通通面面第12页/共59页 与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，与贯通面平行的分量，称为横向贯通

4、误差，简称横向误差；简称横向误差； 与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，简称纵向误差。简称纵向误差。贯贯通通面面第13页/共59页 纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。计坡度。 横向误差影响线路方向，如果超过一定的横向误差影响线路方向，如果超过一定的范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建，既给工程造成重大经济损失又延误重建，既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此，必须对横向误差加以限制了工期。因此，

5、必须对横向误差加以限制。 第14页/共59页两开挖洞口两开挖洞口间长度间长度（km）448810101313171720横向贯通误横向贯通误差（差（mm）100150200300400500高程贯通误高程贯通误差（差（mm）50第15页/共59页 一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素，将两相道横向贯通误差的一个独立的因素，将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。通误差。 高程控制测量中，洞内、洞外高程

6、测量的误高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。第16页/共59页测量部位横 向 中 误 差 （mm）高 程中误差mm相 邻 两 开 挖 洞 口 间 长 度（km）448810101313171720洞 外3045609012015018洞 内40608012016020017洞外、洞内总影响507510015020025025第17页/共59页（mm） 2XyRmm 测角误差的影响测角误差的影响设设RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边为导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点至贯通面的垂直距离（上的各点至贯通面的垂直

7、距离（m），则导），则导线的测角中误差线的测角中误差m （）对横向贯通中误差）对横向贯通中误差的影响为：的影响为：贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异第18页/共59页RX1RX2RX3RX4RX5RX6RX7RX812345678（mm） 2XyRmmxy贯通面贯通面第19页/共59页2ylyldlmm第20页/共59页dy2dy412345678dy1贯通面贯通面dy5dy72ylyldlmm第21页/共59页22ylymmm 受角度测量误差和距离测量误差的共同影受角度测量误差和距离测量误差的共同影响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误响，导线测

8、量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：差的影响为：第22页/共59页12345678方法方法2. 2. 按导线估算（偏于安全，目前不提倡按导线估算（偏于安全，目前不提倡）第23页/共59页）（47 LMmh式中，式中，M 为每千米水准测量的偶然中误差为每千米水准测量的偶然中误差，以，以mm计；计；L为洞外或洞内两开挖洞口间为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度的公里数。高程路线长度的公里数。第24页/共59页ABBCEDFDEFCYX贯通面图7隧道洞外导线布置示意图第25页/共59页X 的投影长度 dy，其结果于表7-3 中。第26页/共59页（3）估算洞外导线测量误差对贯通的影响）估算洞外导

9、线测量误差对贯通的影响 洞外导线测量误差对贯通的影响列表计算如下第27页/共59页各导线点至贯通面的垂距各导线点至贯通面的垂距RX各导线边在贯通面方向的投各导线边在贯通面方向的投影长度影长度dy点点 名名RX（m）RX2（m2） 导导 线线 边边dy（m） dy2（m2）B400160000AB14019600C15025500BC401600D25062500CD16025600E480230400DE704900EF1301690047540068600第28页/共59页 200001 0 .4 lmml= 13.4（mm） 2XyRmm2ylyldlmm= 13.1（mm）22ylymm

10、m= 18.7（mm） 洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是18.7mm，其允许值是，其允许值是30mm，显然该洞外导，显然该洞外导线测量设计可行。线测量设计可行。 第29页/共59页第30页/共59页 两相邻开挖洞口（包括横洞口、斜井口）两相邻开挖洞口（包括横洞口、斜井口）高程路线长度大于高程路线长度大于5000m，应根据高程贯，应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。通精度要求进行隧道高程控制测量设计。第31页/共59页对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具有与直线隧道相同的目的外，还在于间有与直线隧道相同的目的外，

11、还在于间接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞口控制桩与交点的相对位置，进而按设口控制桩与交点的相对位置，进而按设计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新确定隧道中线的位置。确定隧道中线的位置。第32页/共59页 建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、精密导线法、三角网和、精密导线法、三角网和GPSGPS网等。网等。 先将洞内线路中线点的平面位置测设于地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，方可以此作为依据

12、，进线能够正确衔接后，方可以此作为依据，进行引测进洞和洞内中线测设。行引测进洞和洞内中线测设。 第33页/共59页 用导线方式建立隧道洞外平面控制时，导用导线方式建立隧道洞外平面控制时，导线点应沿两端洞口的连线布设。线点应沿两端洞口的连线布设。 导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑道的数量及分布情况，并结合地形条件和仪道的数量及分布情况，并结合地形条件和仪器测程选择。器测程选择。 第34页/共59页 导线的水平角一般采用方向观测法。当水导线的水平角一般采用方向观测法。当水平角只有两个方向时，可按奇数和偶数测回平角只有两个方向时，可按奇数和偶数测回分别观测导线

13、的左角和右角，这样可以检查分别观测导线的左角和右角，这样可以检查出测角仪器的带动误差，数据处理时可以较出测角仪器的带动误差，数据处理时可以较大程度地消除此项误差的影响。大程度地消除此项误差的影响。 导线的内业计算一般采用严密平差法，对导线的内业计算一般采用严密平差法，对于四、五等导线也可采用近似平差计算于四、五等导线也可采用近似平差计算 第35页/共59页 隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中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导线环的个数应不少于 4 个；每个环的边数约个；每个环的边数约为为 46 条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到导

14、线网中。导线网中。第36页/共59页 对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路中线布设。条件许可时，可将线路中线做中线布设。条件许可时，可将线路中线做为三角锁的一条基本边，布设为直伸三角为三角锁的一条基本边，布设为直伸三角锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。 对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线方向布设，以减弱边长误差对横向贯通的方向布设，以减弱边长误差对横向贯通的影响。影响。 第37页/共59页第38页/共59页 闭合的高程差应设断高，或推算到路基段调闭合的高程差应设断高，或推算到路基段调

15、整。这样，既使整座隧道具有统一的高程系整。这样，既使整座隧道具有统一的高程系统，又使之与相邻线路正确衔接，从而保证统，又使之与相邻线路正确衔接，从而保证隧道按规定精度在高程方面正确贯通，保证隧道按规定精度在高程方面正确贯通，保证各项建筑物在高程方面按规定限界修建。各项建筑物在高程方面按规定限界修建。第39页/共59页测量 部位 测量 等级 每千米水准测量 偶然中误差 M（mm） 两开挖洞口间 高程路线长度 （km） 水准仪等级 / 测距仪等级 水准尺类型 二 1.0 36 DS0.5、DS1 因瓦水准尺 DS1 因瓦水准尺 三 3.0 1336 DS3 区格式水准尺 四 5.0 513 DS3

16、 / I、II 区格式水准尺 洞 外 五 7.5 5 DS3 / I、II 区格式水准尺 隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对于四、五等高程控制测量也可采用光电测于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三角高程测量。距三角高程测量。 第40页/共59页式中：式中：m为每千米水准测量高差中数的偶然中误差为每千米水准测量高差中数的偶然中误差，以，以mm计；计；L为洞外或洞内两开挖洞口间水准路线长度为洞外或洞内两开挖洞口间水准路线长度，以，以km计。计。Lmmh第41页/共59页测值及高程计算列于表中，试计测值及高程计算列于表中，试计算每千米水准测量高差中数的偶算每

17、千米水准测量高差中数的偶然中误差然中误差m，并估算，并估算mh。第42页/共59页实实 测测 高高 差差（m） 点点 号号 往往 测测 返返 测测 平平 均均 高高 差差 （m） 高高 程程 （m） 备备 注注 BM23 569.760 起起算算高高程程 -2.345 2.347 -2.346 BM23-1 567.414 -6.299 6.302 -6.3005 P1 561.1135 -19.326 19.322 -19.324 P2 541.7895 23.632 -23.626 23.629 P3 565.4185 17.423 -17.427 17.425 P4 582.8435 -

18、27.576 27.580 -27.578 P5 555.2655 -9.048 9.045 -9.0465 P6 546.219 21.072 -21.074 21.073 BM24-1 567.292 -1.288 1.287 -1.2875 BM24 566.0045 定定测测为为 66.003m -3.755 3.756 -3.7555 断断高高为为 0.0015m 第43页/共59页高高差差不不符符值值(mm) 点点 号号 测测段段长长度度 R (km) 实实测测 限限差差 /R 备备 注注 BM23 0.9 +5 19 27.78 P1 1.1 -4 21 14.55 P2 0.9

19、 +6 19 40.00 P3 1.3 -4 23 12.31 P4 1.0 +4 20 16.00 P5 1.0 -3 20 9.0 P6 1.2 -3 22 7.50 BM24 7.4 +1 127.14 mm0 . 5mm1 . 2 41RnM 达达到到四四等等水水准准测测量量的的精精度度要要求求。 第44页/共59页mmmmmmLmmh187 . 54 . 71 . 2第45页/共59页第46页/共59页进洞关系计算和进洞测量的主要任务进洞关系计算和进洞测量的主要任务 1. 1.确定隧道中线与平面控制网确定隧道中线与平面控制网之间的关系；之间的关系； 2. 2.在洞内控制建立之前，指导

20、中在洞内控制建立之前，指导中线进洞和洞内开挖。线进洞和洞内开挖。 第47页/共59页ABCD第48页/共59页DABXPY图7极坐标法进洞测量原理图第49页/共59页因此，只能敷设成支线形式，其形状因此，只能敷设成支线形式，其形状完全取决于隧道的形状；完全取决于隧道的形状；只能用重复观测的方法进行检核。只能用重复观测的方法进行检核。第50页/共59页 中线形式就是以定测精度或稍高于定测精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设隧道中度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。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

21、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51页/共59页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52页/共59页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53页/共59页 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地段不宜短于200m，在，在曲线地段不宜短于曲线地段不宜短于70 m，并尽量选择长边，并尽量选择长

22、边和接近等边；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，上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注；以标注；第54页/共59页 采用双照准法测角，测回间要重新对中仪采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器和觇标，以减小对中误差和对点误差的器和觇标，以减小对中误差和对点误差的影响；影响； 由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或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；阴天进行，以减小折光差的影响； 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，在对既有导线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