隧道洞内平面控制测量的几种方法

1、隧道洞内平面控制测量的几种方法l=JI三三隧道施工控制测量的目的，主要是控制隧道施工的横向贯通误差和指导洞内的施工，而 横向贯通误差的大小主要取决于隧道施工的平面控制测量。隧道施工平面控制测量包括洞外 平面控制测量和洞内平面控制测量，目前洞外的平面控制测量已经全部采用GPS测量技术， 而洞内的平面控制测量则只能采用各种形式的导线。由于GPS隧道洞外控制网具有测量精 度高、图形强度好和控制点数量少等优势，因此目前隧道施工的横向贯通误差的大小主要取 决于洞内平面控制测量的方法和精度，为此隧道施工测量实习主要进行洞内平面控制测量的 实习。对于铁路隧道而言，要求在隧道贯通后进行洞内线路平面控制网（CP

2、II）的建网测量。 CPII控制网是洞内轨道控制网（CPIII）平面网的起算数据，因此其精度至关重要。下面首先介绍隧道洞内CPII控制网测量的基本知识；然后分别介绍洞内CPII控制网测 量的几种方法，包括符合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网。1、CPII控制网的基本知识高速铁路建设过程中，CPII控制网的主要作用，既是线下工程施工的测量基准，又是 CPIII平面网的起算基准，而隧道洞内的CPII控制网则主要是洞内CPIII平面网建网测量的 起算起算基准。洞内CPII控制网要求沿线路方向每隔400 m左右布设一个控制点或每隔 400m左右布设一对点（两个点），控制点一般布设在隧道

3、洞内排水沟侧墙顶面，最好采用强 制对中标志。洞内CPII控制网只能采用全站仪的导线或导线网方法进行建网测量，测量的 精度根据隧道的长度确定，长度在6km以下的隧道，测量精度为三等；7km以上的隧道， 其洞内平面控制测量的精度为隧道二等。2、洞内CPII控制网测量的四种方法根据隧道的长短，洞内CPII控制网采用不同的测量方法。目前，洞内CPII控制网测量 一般采用符合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网四种方法。（1）符合单导线方法对于长度小于2km的短小隧道，洞内CPII控制网可以采用符合单导线的方法进行测量。 符合单导线的测量网形如下图1所示。CP002CP004CP006CP0

4、08CP010CP012CP002CP004CP006CP008CP010CP012图1洞内附合单导线测量网形示意图图1中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分别是隧道进出口外的洞口控制点，也即高速铁 路的基础控制网（CPI）的控制点，进口或出口的两CPI控制点之间的间距一般为800m左 右，两点之间要求相互通视。CP001、CP004、CP006、CP008、CP009和CP012为洞内导 线点，相邻导线点间的纵向间距一般为400m左右。符合单导线的观测值为各测站上的水平 方向和相邻导线点间的水平距离，要求采用智能型全站仪进行自动测量。（2）导线环网的方法对于长度在2km至6km之间的中

5、长隧道，洞内CPII控制网要求采用导线环网的方法进 行测量，导线环网的测量网形如下图2所示。CP002CP004CP006CP008CP010CP012图2洞内导线环网测量网形的示意图图2中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分别是隧道进出口外的洞口控制点，它们是洞内导 线环网的坐标起算点。当洞内CPII控制网是导线环网时，洞内控制点要求成对布设，CP001、 CP002、CP003、CP012为洞内导线点，相邻导线点点对间的纵向间距一般为400m左 右，要求左右侧的导线点每隔六条导线边构成一个闭合环。洞内导线环网的观测值为各测站 上的水平方向和相邻导线点间的水平距离，要求采用智能型全站仪

6、进行自动测量。交叉导线网的方法对于长度在7km以上的长大隧道，洞内CPII控制网要求采用交叉导线网的方法进行测 量，交叉导线网的测量网形如下图3所示。CP002CP004CP006CP008CP010CP012图3洞内交叉导线网的示意图图3中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分别是隧道进出口外的洞口控制点，它们是洞内导 线环网的坐标起算点。当洞内CPII控制网是交叉导线网时，洞内控制点也要求成对布设， CP001、CP002、CP003、CP012为洞内导线点，相邻导线点点对间的纵向间距一般为 400m左右。洞内交叉导线网的观测值为各测站上的水平方向和相邻导线点间的水平距离， 同一点对间

7、短边的水平方向和水平距离不需要观测，同样要求采用智能型全站仪进行自动测 量。自由测站边角交会网对于长度在7km以上的长大隧道，洞内CPII控制网还采用自由测站边角交会网的方法 进行测量，自由测站边角交会网的测量网形如下图4所示。CP002CP004CP006CP008CP010CP012图4自由测站边角交会网的示意图洞内自由测站边角交会网，采用图4所示的构网方式进行外业测量。图4中，CPII控 制点成对布设在洞内围岩的双侧壁上，并采用强制对中标志安装测距棱镜，这样的话在控制 点上是无法架设全站仪的。洞内自由测站边角交会网控制点点对间距，一般为250 m至300m 左右，外业测量时全站仪自由测站

8、架设在相邻两对CPII控制点中部，观测值是自由测站至 各控制点间的边长与水平方向，此时边长只能单向观测。洞内自由测站边角交会网多余观测 值也较多，其最大优势是在测量时全站仪和棱镜均没有对中误差，而且由于测量时没有靠近 隧道侧壁的视线，因此旁折光对水平方向测量的影响较小，使洞内控制网的横向精度得到了 较好的控制，这是一种长大隧道洞内平面控制网测量的最新方法。图4中CPI1、CPI2和CPI3、CPI4点分别是隧道进、出洞口处的洞外控制点，也是隧 道洞内自由测站边角交会网的起算数据。图4中没有标明点号、在隧道中线附近的点，即为 外业测量时全站仪的自由测站点。3、洞内CPII控制网测量的技术要求(1

9、)洞内CPII控制网测量的主要技术要求，应符合下表1的规定。表1洞内CPII控制网测量的主要技术要求控制网 级别附合长度 (km)边长 (m)测距 中误差 (mm)测角 中误差 ()相邻点位 坐标中误 差 (mm)导线全长相对闭合差限差方位角闭合差限差()对应导线 等级备注CPIL230060031.87.51/55 0003.6 罚三等单导 线CPI2L730060031.351/100 0002.6 隧道二等导线 网(2)洞内各级导线网测量的主要技术要求，应符合下表3的规定。表3导线测量的技术要求等级测角中误 差()测距相对中 误差方位角闭合差 ()导线全长相 对闭合差测回数0.5级 仪器

10、1级 仪器2级仪 器6级仪 器一华二等1.01/2500002.0 w!n1/100 00069三等1.81/1500003.67n1/550004610注：表中n为测站数。(3)符合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网中的水平方向观测，宜 采用全园方向观测法，观测过程中的限差指标应符合下表4的规定。表4水平角方向观测法的技术要求等级仪器等级半测回归零差()一测回内2c 互差()同一方向值各测回 互差()四等 及以上0.5级仪器4841级仪器6962级仪器8139(4)洞内各级导线网边长测量的主要技术要求，应符合下表4的规定。表4导线网中边长测量的技术要求等级使用测距仪精度等级每边测回数一测回读数较差 限值(mm)测回间较差限值 (mm)往返观测平距 较差限值往测返测一华二寺I44232mDII57二笙三等I22232mDII4457注：1、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程；2、测距仪精度等级如下:级I mD | 2mm级 2 mm| mD | 5mmmD为每千米测距标准