隧道施工测量

1、.：.；施工前期丈量任务一、领桩及接桩、踏勘施工现场施工前期必需由甲方丈量人员会同乙方丈量人员踏勘施工现场，并由甲方丈量人员担任对现有平面控制点与高程控制点进展现场认领，做好领桩及接桩任务。甲方必需做到仔细交桩，并提供桩位点标志图；乙方必需做到仔细接桩，并根据现场通视情况拟建施工控制网等一系列丈量内容，提出一些丈量技术性问题，由甲方现场解释清楚；最后，以双方在交桩领桩书上签名为准，这时才算领桩及接桩义务终了。这里必需强调每个区间隧道，甲方必需提供四个平面控制点和两个以上的高程控制点图7-1，否那么，以控制点缺乏为理由，乙方可回绝接桩。二、布设丈量施工控制网MA 隧道施工对丈量精度的要求，要根据

2、隧道长度和施工方法而定。所谓精度要求，主要是指横向贯穿的误差限值。 为隧道工程施工而建立的地面控制，包括平面控制和高程控制。地面控制的主要义务是：保证盾构按实践要求的精度推进，确保隧道正确贯穿。 通常在建立地面控制前，地面已选好竖井位置，选点时地面控制点应能够包括隧道的进出口控制点，这样可以在丈量时提高贯穿的精度，又可以减少任务量。布设地面控制网可以采用三角锁法、导线法、三角锁和导线结合法。进展三角锁可以防止大量量距任务，图形扩展灵敏，但受通视条件限制，普通很难建成理想的三角锁形，特别在高层集中的城市中更难布设。导线法布设控制网已成为目前隧道施工中布设地面控制的热点，它灵敏、简便，为了减少测角

3、对横向贯穿精度的影响，对导线丈量方法加以选择，对丈量仪器的精度加以提高等方法满足控制精度要求。由于全站仪的开展，地面控制丈量采用导线方法来进展起来越显示它的优越性。地面高程控制丈量普通都采用几何水准丈量的相应等级精度来满足隧道施工要求。水准点应埋设在便于观测且不受施工破坏的地方。三、仪器及人员配备隧道丈量是盾构掘进的眼睛，为了确保盾构沿实际轴线跟踪，丈量任务主显得特别重要。丈量任务的质量包括仪器设备的精度与丈量技术力量强弱，为此，必需引起足够注重。普通规定每个隧道施工区间段配备J2级经纬仪两台，S3准仪两台，全站仪一台，丈量高级工一名，中级工两名，初级工三名。以上仪器及人员配备为既经济又合理的

4、配备。他们的任务内容包括地面控制网丈量、地下导线丈量、地下施工丈量、隧道贯穿丈量和开工丈量。四、盾构仪安装及测定盾构掘进时，在土层的姿态平面位置、高程位置、横向坡度、纵向坡度必需经过丈量的方法来测定。如何测定，测定精度的高低将直接影响盾构在土层中姿态的正确性。盾构丈量标志，它的术语称盾构仪，它的设定精度将直接影响盾构姿态的正确性。盾构仪由前靶、后靶横向坡度、纵向坡度组成图7-2。经过前靶和后靶的测定，根据盾构的横坡和纵坡进展一系列几何关系转换计算切口和盾尾中心的位置(图7-3)。第二节 建立地面控制网隧道是铁路、公路建筑中的一项重点工程，对于长隧道或曲线隧道来讲，如何确保盾构推进能正确地沿着设

5、计轴线进展和全线贯穿。其主要取决于地面控制丈量和地下控制丈量以及施工丈量技术手段来实现。由于地面丈量误差所引起的横向贯穿中误差的允许值m可用下面式子表达：m=/3=0.58 (7-1)式中：-总的横向贯穿中误差足见地面控制丈量误将是总的横向贯穿中误差的0.58倍，绝不能忽视。一、地面控制丈量地面控制丈量误差对地下横向贯穿误差的影响较为复杂，主要控制其丈量终点横向点位误差终点的横向位移。终点的横向点位误差是测角误差和边长误差共同影响结果，但这里必需指出其终边方位角所致的误差，虽然终点横向点位误差由测角误差和量边误差共同影响所致，但是这并非是影响横向贯穿误差的两项独立误差要素而用误差传播定律来处置

6、横向误差计算公式。地面控制网的布设，必需因地制宜，既从当前工程建立需求出发，又适当思索开工需求。地面控制网的布设，可采用三角网、导线网和测边网等方案。普通三角网布设过程中受地形限制相当严重，因此出现非等边的恣意三角形平锁，并且三角点只是分布于隧道中线的两侧，严厉地讲三角锁中的边长误差和测角误差的关系与导线丈量不一样，不是相互独立的，只需在边长误差不计其起始边的误差时，它才是测角误差的函数，再说三角网锁的误差传播及平差关系也不同于导线丈量。因此，假设将三角网中最弱边的精度来代表三角锁中的边长精度求得贯穿误差显然是不适当的。隧道工程受现场地形通视情况的限制，故三角网不宜作为布设方案。根据各类隧道外

7、形的地形情况，导线丈量方案作为布设方案为优。其导线布设如下：将导线横跨隧道区间段敷设在区间两端的两个高级点上，为了减少导线量距误差对隧道横向贯穿的影响，应尽能够将导线沿着隧道的中线敷设。这样导线点数可减少，大大减少测角误差对横向的影响。在导线丈量中，测角误差引起的横向坐标误差可用下式表示：myN()= EQ f(m,) XN-Xi2 - EQ f(XN-Xi2,N) (7-2) 量距误差引起的横向坐标坐标误差可用下式表示：myN(s)= EQ f(ms,S) yi2 7-3最后得到地成控制导线丈量误差所引起的终点横向坐标误差为：myN = (m2yN()+m2 yN(s)= EQ f(m,)

8、2 (XN-Xi2 - EQ f(XN-Xi2,N) + ( EQ f(ms,S) )2(yi2) (7-4)因此，采用导线丈量布网其估算横向误差公式具有直观，准确的特点。可是导线终点的变动对横向贯穿误差影响显著。从隧道工程丈量误差来看，平面误差均在10mm内，高程误差控制均在5mm内。二、高程控制丈量普通来讲基点到基点包括暂时水准基点之间即为一测段，由于M是测段往返高差中数的每公里中误差，故单次丈量每公里的中M1应为M的2倍。即：M1=2 EQ f(1,4n) EQ f(,R) =( EQ f(1,2n) EQ f(,R) ) 7-5式中：- 测段往返高差的差值mm R 测段长度km n -

9、 测段数故往返差值允许值为：d n=22M1=4M故该差值为50mm，中误差为25mm，地表与地下各为 EQ f(25,2) =17mm，允许的贯穿中误差mh=ML应不大于17mm。以上分析采用等水准中线由始发井至接纳井。隧道区间段包括跨河隧道时，还须做跨河水准丈量进展精细水准量测来有效地控制隧道高程贯穿误差。第三节 竖井联络丈量隧道工程盾构掘进机经过竖井出洞后进展地下掘进任务，为了保证盾构掘进机设计轴线正确掘进，必需将地面控制网中的坐标、方向及高程经竖井传送到地下去。这些传送任务称为竖井联络丈量。其中坐标和方向的传送，称为竖井定向丈量。经过定向丈量，使一下平面控制网与地面上有同一坐标系统。而

10、经过高程传送那么使财下高程系统获得与地面同一的起算系统。竖井定向的误差对隧道贯穿有一定影响，其中坐标传送图7-4的误差将使地下导线的各点产生同一数值的位移，其对贯穿的影响是一个常数。方向角传送图7-5的误差，将使地下导线各边方向角转动一个误差值，它对贯穿的影响将随着导线长度的添加而增大。Mg= E EQ f(mo,) (注：表示“秒) 7-6Mg是由起始方向角误差m0引起，并随着开挖隧道长度l折添加而增大。由此可见，隧道丈量中定向丈量的精度要求是很高的，因此定向丈量任务是非常仔细而艰苦的。一、定向丈量定向任务可分为两种方法：其一为物理方法。它包括磁性定向、光学投向和陀螺仪定向。主要是运用地球磁

11、场及光学原理和陀螺仪的性质进展定向。其精度取决于仪器精度，精度越高，仪器价钱越昂贵。目前，各大施工企业在经济上难以接受，而在日常保养维护仪器上也没有条件做到。其二为几何定向。此法根据几何学原理在竖井内投放两根钢丝，下挂重锤，使其构成铅垂。建立竖直面，在该面上两垂线间恣意两点连线的方位角都是相等的，而同一垂线上恣意一点的坐标也都相等。实际证明，选择几何定向本钱低、收敛快、可靠性强、不受施工条件影响，任何施工企业在经济上才干接受。1、几何定向众所周知，定向是贯穿丈量的保证手段，那么定向的好坏双如何评价呢？可以讲衡量定向精度、主要是对地下导线起算坐标方位角的丈量误差来提出要求。定向丈量，一普通可沿轴

12、线布置狭长三角形为最正确图形-6。其中要求：a,a为垂球间距，视井宽尽能够长；对应，应尽量小， 不能超越20，这样平差过程中可减少计算角、的误差； EQ f(b,a) 及 EQ f(b,a) 之比值1.5。丈量时：测角井上X站观测外方向及两根钢丝方向观测需9个测回，按丈量规范进展；井下Y站观测两根钢丝及所传方向，方向观测需9个测回，按测角规范进展。量边井上丈量a、b、c三条边各三组数据，限差2mm。当测角、量边任务终了后，检查成果满足限差要求后，即可视为本次定向任务终了。经过简易平差计算联络三角形。2、误差分析在狭长三角形中sin= EQ f(b,a) *sinsin= EQ f(c,a) *

13、sin对sin= EQ f(b,a) sin进展全微分后化成中误差方式： EQ f(1,p2 )cos2. m2= EQ f(sin2,a2 ) mb2+ EQ f(b2sin2,a4) Ma2+ EQ f(b2,2a2) Cos2.m2由于sin=sin EQ f(a,b) cos2=1-sin2 EQ f(a,b) 令：ma=mb=mc=ms那么：m=tan22 EQ f(1,a2) + EQ f(1,b2)ms2+ EQ f(c2cos2,a2cos2) ma2 7-7同理得：m=tan22( EQ f(1,a2) + EQ f(1,c2) )ms2+ EQ f(c2cos2,a2cos

14、2) ma2 7-8由此可见，其中，传送角精度m，m取决于ms，ma和联络三角形外形。当和接近于00时，即接近于1800m= EQ f(b,a) ma 7-9m= EQ f(c,a) ma 7-10结论：1联络三角形选择狭长的延伸三角形，以减小量边误差对传送角精度影响； 2cb, mm,为此，选择小角作为传送角来传送方位； 3尽能够增大两垂线间距，适当减小置站点X至近钢丝01间距b,以减少 EQ f(b,a) ，减少测角误差对传送角精度的影响。B值不能过小，否那么会降低测角精度。3、竖井定向精度经过竖井联络三角形定向，地下导线起始方向角的误差可用下式表示：M02=ms2+ m2+mQ2 (7-11)式中：ms - 边长丈量误差引起的计算角度误差m 角度观测误差mQ 吊锤投点误差其中mQ 采用一定方法加以改良可视为不计，图7-7为竖井定向表示图。虚线为方位角推算道路AMAT+-+1用OFFICE的公式编辑器。方法是点“插入菜单中的“对象选“Mic