隧道测量运用知识

隧道测量运用知识隧道测量运用知识隧道测量运用知识资料仅供参考文件编号：2022年4月隧道测量运用知识版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：一般规定平面坐标系及其基准隧道平面控制网的坐标系应建立施工独立坐标系。施工独立坐标系应以隧道平均高程面为基准面，平面控制网的测量成果应归算到隧道平均高程面上。直线隧道：宜以隧道中线为X轴，里程增加方向为X轴正方向，X坐标即为相应的线路里程；曲线隧道：隧道内夹直线较长时，宜以夹直线为X轴；隧道主要在曲线上时，选取切线为X轴。隧道高程系统应采用与线路设计相同的高程系统。控制测量方法隧道平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件，采用GPS测量、导线测量、三角测量及其综合测量方法。10km以上的特长隧道应优先采用GPS控制测量。高程控制测量一般可采用水准测量、光电三角程测量。隧道洞外控制测量应在隧道开始衬砌之前完成。贯通限差规定隧道两相向施工中线在贯通面上的横向贯通限差和高程贯通限差应符合表的规定。表横向和高程贯通限差(mm)横向贯通限差高程贯通限差两开挖洞口间长度(km)＜44~77~1010~1313~1717~2020~2525~3030~3510015020030040050060070085050注：本表不适用于利用竖井贯通的隧道。测量设计规定隧道平面和高程控制测量原则上应进行测量设计，确定控制测量方式、布网方案及测量精度。长度大于2000m的隧道应根据隧道横向允许贯通中误差要求，估算地表控制测量产生的横向贯通误差影响值，并作出洞内测量精度设计。水准路线长度大于5000m的隧道应根据高程允许贯通中误差要求，估算地表高程控制测量产生的高程贯通误差影响值，并确定洞内高程测量等级。控制网与设计线路关系1进行了设计定线的隧道，建立控制网时，应扣联线路控制点(中控点)，将线路纳入控制网构成整体。直线隧道应扣联两端洞口附近各一个中线控制点，该两点连线确定隧道中线方向和位置；曲线隧道洞外切线，应选择具有方向代表性的中线控制点扣联。控制测量后，相关洞外线路应以隧道控制测量结果为准。2未作精确定线的隧道，施工控制网的两端应与设计控制网相联系，以求得坐标相互转换。隧道中线及相关中线应依据设计坐标测设。3洞外施工的高程控制测量，应从隧道一端的设计高程点起算，至另一端的设计高程点闭合，并求出高程差。控制网点布设基本要求1地表控制网应沿两洞口连线方向布设；2控制网应布设成多边形组合图形，构成闭合检核条件，以提高控制网的可靠性；3地表控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实的地方；4控制点间的视线应超越和旁离障碍物1m以上，当通过水田、沙滩时，应适当增加视线高度；5测站和觇标场地应清理和平整，以利于观测；6除水准点可利用基岩或在稳固的基石上刻凿外，其余均应埋设混凝土包金属标志。标志规格和埋设要求应符合本规范附录B的规定。洞口网布设要求洞口网布设除应满足的基本要求外,还应符合以下要求：1洞口附近应布设不少于三个平面控制点和不少于两个高程控制点；2用于向洞内传算方向的洞外联系边长度：当隧道长度大于4km时，不宜小于300m；隧道长度小于4km时，不宜小于200m；特长隧道的GPS控制网联系边不宜小于500m。相邻边长比应小于1：3。3洞口平面控制点应便于向洞内引测导线和洞口中线施工放样。4常规网的进洞联系边最大俯仰角不应大于15°；GPS控制网进洞联系边两端应尽可能等高，最大俯仰角应不大于5°。5布设GPS洞口控制点时，应考虑用常规测量方法检测、加密、恢复控制点以及向洞内引测的需要，洞口子网控制点至少应与其它两个控制点通视。6洞口附近的高程控制点应尽可能与隧道洞口等高，两水准点间高差以水准测量1~2站即可联测为宜。控制测量必须在桩点稳固、可靠、确认后进行。检测项目规定隧道控制测量在下列部位和测量阶段必须进行检测1利用洞外控制点在洞口增设和恢复控制点时，应对相联系的控制点进行检测；2由洞口控制点向洞内引测导线、中线及高程时，应对相联系的洞口控制点进行检测；3建立新一期洞内导线和高程控制点时，应对相联系的上一期导线点、高程控制点进行检测。检测限差规定检测的精度应不低于原测精度。1平面控制点间的角度、边长检测结果与原测结果之差应不超过按下式计算的限差：式中m1、m2—分别为原测、检测的测边或测角中误差。2高程控制点间高差检测结果与原测结果之差应不超过按下式计算的限差：mΔ—相应等级规定的水准测量每公里偶然中误差；L—检测高程点间的水准路线长度(km)当检测与原测成果较差满足限差要求时，采用原测成果。若超限时，则应从相邻点逐点检测至符合要求的点为止，并分析超限原因。如发现点位位移，则应按重测的合格结果计算成果。内业计算及资料处理规定1内业各项计算，应由两组独立进行，计算过程中应分阶段及时检校。2已作设计定线的隧道，应以控测后的线路方向计算曲线转角及曲线资料；以控测后的线路长度计算里程并推至洞外断链。3未作精确定线的隧道，当施工控制网精度低于和等于设计控制网精度时，应以设计网作约束，平差施工网，消除不符值；若施工网精度高于设计网精度时，则应以设计控制网一端的一条边为起算值，并给出控制网终端联系边(共公边)的坐标差及方位差，并通报相关单位。4洞外高程控制测量结果与设计高程的不符值(高程差)，当施工控制高程精度低于和等于设计高程精度时，应采用约束平差、消除高程不符值；施工高程控制测量精度高于设计高程精度时，将不符值(高程差)推出洞外至设计高程点上，并通报相关单位。5进行约束平差时，应对约束网进行必要的检测，对不符值进行分析比对，选用合理的约束条件平差。测量用的GPS接收机、经纬仪、水准仪及标尺、全站仪或光电测距仪，在使用前必须检校并应符合下列规定：1GPS接收机1)接收机与接收天线应匹配，主机及附件齐全；2)天线连接件、各种电缆的型号及接口配套完好；3)光学对中器、天线、基座或对中杆的圆水准器检校合格；4)电池、充电器功能完好；接收机数据传输接口配件及软件齐全，数据传输性能正常。2经纬仪1)照准部旋转时，各位置气泡读数互差：DJ1仪器不应超过2格；DJ2仪器不应超过1格；2)光学测微器行差：DJ1仪器应不超过1″，DJ2仪器应不超过2″4)水平轴不垂直于竖轴之差的绝对值：DJ1仪器应不超过10″；DJ2仪器应不超过15″5)经纬仪两倍视轴差的绝对值：DJ1仪器应不超过20″，DJ2仪器应不超过30″6)光学对中器旋转180，先后标定的两点应重合。3水准仪及标尺1)水准仪视准轴与水准管轴在竖直面上的夹角(i角)用于二等水准的仪器应不超过15″；用于三、四等水准的仪器应不超过20″2)水准仪光学测微器的效用应正确，其分划值的平均值与名义值之差应不超过。3)水准标尺的圆水准器气泡，当水准标尺位于垂直位置时应居中。4)水准标尺分划面弯曲差(矢距)，对于线条式因瓦水准标尺应不超过4mm；对区格式水准标尺应不超过8mm4光电测距仪及全站仪1)测尺频率的校正精度应高于1×10-62)发射、接收、照准三轴之间应平行或重合。3)周期误差的振幅应不大于仪器标称精度中固定误差的倍，检定中误差应不大于4)加常数的检定中误差应不大于标称精度中固定误差的倍，乘常数检定中误差应不大于比例误差系数的倍。5)光学对中器旋转180时，先后标定的两点应重合。6)安置反射器的对中杆使用前应检查圆水准的正确性；安置反射器的光学对中器旋转180时，先后标定的两点应重合。控制测量使用的GPS接收机、全站仪、光电测距仪、经纬仪、水准仪，必须定期送法定计量检定机构周检。隧道测量设计及贯通精度估算允许贯通中误差规定洞外、洞内控制测量误差对每个贯通面的贯通误差影响值应符合表的规定。表允许贯通中误差(mm)测量部位横向允许贯通中误差高程允许贯通中误差相邻两开挖洞口间长度(km)＜44~88~1010~1313~1717~2020~2525~3030~35洞外3045609012015015015015018洞内40608012016020026032040017洞外洞内总影响507510015020025030035042525隧道测量设计前应收集下列资料：1线路平面图及洞口附近地形图、线路纵断面图；2辅助导坑布置图及洞口施工场地布置图；3定测平面和高程控制桩及相关成果资料；4隧道附近国家大地点、水准点及资料，含坐标系统、高程系统、成果数据及控制点在原网中的位置和精度；5进行GPS控制测量时须用的隧道所在地区高程异常图。测量设计的基本内容测量设计应根据隧道长度和允许贯通中误差，结合控制网的选布进行测量精度设计。其基本内容应包括：1平面控制网测量前精度设计：依据洞外允许横向贯通中误差，结合实际布网条件，一般可按贯通近似估算公式作精度设计。确定精度等级、观测精度、仪器、观测量和作业要求等。2平面控制网测量后贯通精度检算：采用平差后的精度，按贯通误差严密估算公式，检算控制测量的横向贯通中误差。检算的横向贯通中误差必须满足允许贯通中误差规定，控制测量视为合格。3根据洞口不同控制点组合估算的横向贯通中误差，择优选择引测进洞的洞外联系边。4洞内导线测量设计：依据洞内允许的横向贯通中误差，结合隧道长度和施工方法，一般可按贯通近似估算公式作测量精度设计，确定精度等级、导线边长、仪器、观测量、作业要求等。5高程控制网测量设计：根据勘选的地表高程路线长度和洞内贯通长度，按高程贯通误差估算公式分别估算洞外、洞内高程贯通中误差。施测前设计确定高程测量精度，施测后按平差精度检算高程贯通中误差。检算的高程贯通中误差必须满足允许贯通中误差的规定，控制测量视为合格。6洞外、洞内控制测量由同一个测量机构施测时，测量设计可整体考虑，允许将洞外测量的贯通影响裕量纳入洞内测量设计，但洞内、外总影响值必须符合规定。隧道平面和高程控制测量设计要素可按表和表选用。表平面控制测量适用长度及设计要素测量部位测量方法测量等级适用长度洞口联系边方位精度(秒)测角精度(秒)边长相对中误差洞外GPS测量一30~35km——二20~30km—三<20km—导线测量一20~35—1/200000二8~20—1/2000006~8—1/100000三4~6—1/80000四2~4—1/50000五＜2—1/20000三角测量一20~35—1/300000二8~20—1/2000006~8—1/150000三4~61/100000四2~41/50000洞内导线测量二6~351/100000三4~61/50000四2~41/50000五＜21/20000表高程控制测量适用的水准路线长度及设计要素测量部位测量等级两开挖洞口间高程路线长度(km)每千米高程测量偶然中误差水准仪等级全站仪等级水准标尺类型洞外二＞36≤、DS1线条式因瓦水准尺三13~36≤DS1/I线条式因瓦水准尺DS3/I区格式水准尺四5~13≤DS3/I区格式水准尺五＜5≤DS3/I、II区格式水准尺洞内二＞32≤DS1线条式因瓦水准尺三11~32≤DS3/I区格式水准尺四5~11≤DS3/I区格式水准尺五＜5≤DS3/I、II区格式水准尺竖井联系测量的平面控制宜采用光学投点、陀螺仪定向。高程测量宜采用光电测距仪或全站仪导高。贯通精度应根据技术条件，另行设计。光学垂准仪的精度应按井深选择，可在1/50000~1/200000之间选定。陀螺仪的定向精度应不低于10″级。GPS控制测量横向贯通精度估算1近似估算应按下式计算：式中：mJ、mC—分别为隧道进出口GPS控制点Y坐标误差；LJ、LC—分别为洞口GPS控制点至贯通点的长度；mα、mβ—分别为进出口GPS联系边的方位中误差；θ、φ—分别为进出口控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角。2严密估算应按下式计算：式中σΔx、σΔy、σΔxΔy—分别为贯通点x、y坐标的方差和协方差；αF—为贯通面的方位角常规控制测量(导线网\三角网\边角网及其组合)横向贯通精度估算1近似估算应按下式计算：式中myβ—测角误差影响在贯通面上的横向中误差(mm)，myl—测边误差影响在贯通面上的横向中误差(mm)，1)myβ应按下式计算式中mβ—控制网设计的测角中误差(″)Rx—控制网邻近两洞口连线的一列测边上的各点至贯通面的垂直距离(m)。2)myl应按下式计算式中ml/l—控制网设计的边长相对中误差；dy—控制网邻近隧道两洞口连线的一列测边在贯通面上投影长度(m)。2严密估算应按下式计算：式中σΔx、σΔy、σΔxΔy—分别为贯通点x、y坐标的方差和协方差；αF—为贯通面的方位角当三角锁采用条件平差时，严密估算横向贯通精度应按下式计算式中Mr—由于方向测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差(mm)Mb—由于起始边测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差(mm)1、Mr应按下式计算式中mr—方向观测中误差(″)，可在平差计算成果中摘取。ρ″—206265″1/Pφ—平差后求得的方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数。2、Mb应分别按下列公式计算1)一条起始边时式中yc、yJ—三角锁出口、进口控制点C和J的横坐标(m)；mb/b—起始边边长相对中误差。2)两条起始边并加入基线条件平差时式中mb1、mb2—起始边边长中误差(mm)Fb1、Fb2—起始边边长误差对贯通精度的影响系数，可从条件平差表格中直接摘取。高程贯通精度估算洞外、洞内高程控制测量误差影响产生在贯通面上的高程贯通中误差应按下式计算：式中MΔ—每千米高程测量偶然中误差(mm)，水准测量按本规范式()计算，三角高程双导线按()计算。L—洞外或洞内高程路线长度(km)。GPS控制测量隧道GPS平面网除应满足和的布网要求外，还应满足以下要求1隧道GPS控制网由洞口子网和子网间的联系网组成。当洞口子网布网特别困难时可布设一条定向边，并与常规仪器联合测量增设控制点形成洞口控制网。2布网时应将选定的独立施工坐标系的坐标原点和X轴方向点纳入GPS控制网。3对于特长隧道，应分段布设控制网，以边连或网连方式联测。洞口GPS点位要求（略，见）应满足工程测量的需要和技术设计要求。点位基础坚实稳定、安全，易于保存，便于安置接收机设备和操作，观测和使用不受干扰。周围视野开阔，便于布设通视方向，利于用常规测量方法扩展与联测。附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，远离大功率无线电发射台（如电视台、微波站等），其距离不宜小于200m；远离千伏高压输电线，其距离不宜小于50~100m；特殊情况下可缩短，但应使用抗干扰性能强的接收机观测。对天空通视情况良好，高度角15˚以上不得有成片障碍物阻挡卫星信号；应尽量减少多路径影响，避免在截止高度角上方有成片反射物。交通方便，易于寻找和到达。测量模式1隧道GPS控制测量应采用静态相对定位模式，并使用双频接收机；用于同步观测的接收机数量不少于3台套。2洞口子网和子网间的联系网可分别采用不同时段长度进行观测，但均不得少于60分钟。3GPS洞口联系边应为直接观测边。联系网宜在不同卫星组下进行观测。4洞口子网和联系网的重复设站率≥2。观测记录和基线解算过程记录的内容及相关要求1接收机自动记录和测量外业手簿记录的信息应包括：相位观测值及其对应的时间、卫星星历参数、测站和接收机初始信息(测站名、测站号、时段号、近似坐标及高程、天线及接收机编号、天线高)等。2卫星测量可不观测气象元素，但应记录天气状况。对于基线长度大于20km或有特殊需要、精度要求特别高的控制网应同时观测气象元素。3外业测量记录应现场填写，不得事后补记或追记。完成测量后，外业测量记录应按控制网装订成册，交内业验收。4当天的仪器观测记录数据应及时录入计算机硬盘，并拷贝成一式两份；数据文件备份时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。5解算基线时应建立具有可追溯性的基线解算过程记录，以记录解算模式、开窗、删星等具体操作。6用于数据处理的软件必须通过正式鉴定或检测。GPS网起算数据1各级网基线处理时，卫星广播星历坐标可作基线解的起算数据。基线需要高精度处理时，也可采用精密星历作为基线解的起算数据。2基线解算中起算点应有WGS-84坐标，起算点坐标精度不宜低于20m。所需要的起算点坐标，应按以下优先顺序采用：1)国家A、B级网控制点或其他高等级GPS控制点的WGS-84坐标；2)国家或城市等级控制点转换到WGS-84后的坐标值。3)不少于观测90min的单点定位结果的平均值提供的WGS-84坐标。4)随机商用处理软件从定位结果中自动选择。基线解算1根据数据处理软件的功能，基线解算一般可采用多基线解或单基线解的解算模式。基线解算时，长度小于15km的基线应采用双差固定解；15km以上的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果。30km以上的基线，也可采用三差解作为基线解算的最终结果。2GPS控制点间距离超过20km时，基线解算应加入对流层和电离层改正。3用于后续平差处理的基线向量结果应包括：基线名(起点—终点)、时段号、基线WGS-84三维坐标向量增量及其方差—协方差阵等。基线向量的质量应符合下列要求：1基线解质量因子应符合处理软件的规定。一般应检查以下指标：基线误差rms或相对精度ppm、整周残差、ratio(比率)值、RDOP值等是否满足要求。2利用批处理软件处理的基线，当基线质量因子满足软件规定时，可不进行同步环检验。3采用单基线处理模式时，对于采用同一数学模型的基线解，其同步时段所组成的环应进行同步环闭合差检验，限差应符合表基线质量检验限差表的相关规定。4对采用不同数学模型的基线解，其同步时段中所组成的环按独立环闭合差的要求检核。5由若干条独立基线边组成的独立环或者附合路线应进行闭合差检验，其闭合差应符合表基线质量检验限差表的相关规定。6重复观测基线较差的限差应符合表基线质量检验限差表的相关规定。7以上指标超限时，应全面分析原因，提出解决方案，组织补测和重测。表基线质量检验限差表检验项目限差要求X坐标分量闭合差Y坐标分量闭合差Z坐标分量闭合差环线全长闭合差同步环独立环(附合路线)重复观测基线较差≤注：1、σ—相应等级规定的弦长精度。当使用的接收机标称精度高于等级规定的a、b值时，应采用接收机的标称精度计算σ；2、n—为闭合环边数。3当环由长短悬殊的边组成时，宜按边长和等级规定的精度计算每条边的σ，并按误差传播定律计算环闭合差的精度，以代替表中的，计算环闭合差的限差。无约束平差1基线质量检验符合要求后，应根据控制网技术设计方案，以所有独立基线构成控制网，以三维基线向量及其对应的方差—协方差阵作为观测信息，用独立施工网坐标系原点的WGS-84坐标(可由坐标增量从GPS网坐标起算点传算得到)为起算值，进行无约束平差。2GPS控制网应采用WGS-84无约束平差成果计算施工独立坐标并评定精度。坐标转换时，采用隧道测区平均经度作为中央子午线经度，设计的隧道平均高程作为投影面高程，可采用工程椭球直接投影法(见附录A)REF_Ref0\r\h。约束平差1若隧道测区有更高精度控制网或高精度的测量元素需要进行联测，在GPS无约束平差的基础上，可以采用GPS网和地面网的三维平差法、二维联合平差法，或采用以联测点为约束条件的约束平差法和以基线向量为约束条件的基线向量约束平差法进行平差。2作为约束条件的已知坐标、已知距离、已知方位角可以作为强制约束的固定值，也可以作为加权约束的可变值。3约束平差基线向量改正数与无约束平差的同名基线改正数的较差(dvx、dvy、dvz)应符合下式的规定，否则认为参与约束的某些条件不成立，应删除误差较大的约束条件，直至满足下式：dvx≤2σ，dvy≤2σ，dvz≤2σ。平差计算应进行以下检验：1观测值的误差分布是否合理，检验误差是否存在粗差。若有粗差，则剔除该观测值，重新进行平差和检查，直至参加平差的观测值无粗差为止。2控制网方位角中误差、距离相对中误差应满足(表相应等级规定的精度指标。GPS控制网外部检核隧道GPS控制网施测完成后，应使用常规仪器检测洞口子网控制点间距离和角度，超限时应分析原因并做出相应处理。1检测距离应投影到相同高程面后再进行比较。可按GPS接收机和全站仪的仪器标称精度计算距离较差中误差，限差按2倍中误差计。2角度检测应顾及垂线偏差影响。角度较差的限差可按该等级GPS网方位中误差的倍计。隧道GPS测量贯通误差估算隧道GPS控制网施测完成并达到技术设计要求后，应估算GPS网测量对隧道横向贯通误差的影响值，估算时，联系边的方位角精度小于”，按”计。GPS测量对贯通误差的影响值应满足表的规定，否则应重新进行技术设计与测量。合格后应作出洞内测量设计及作业建议。洞外导线测量和三角测量导线网布设要求洞外导线测量平面控制网除应满足和的要求外，还应满足以下要求：1导线应组成多边形闭合导线环。每个环的边数宜为4~6条。导线网图形应简单。2导线边长应根据隧道长度和辅助坑导的数量及分布情况，结合地形条件和仪器测程来选择，宜采用长边。三角锁布设要求洞外三角测量平面控制网除应满足和的要求外，还应满足以下要求：1三角锁力求图形简单、强度好。一般宜采用单三角锁。地形条件适宜，个别图形亦可组成大地四边形或中点多边形。2组成三角锁的三角形，其求距角不宜小于30度，经估算能满足贯通精度要求时，求距角可适当减小。3三角锁宜在两端分别布设一条起算边，一条检核边。4三角测量除采用测角网外，还可采用边角网。控制网观测应在成像清晰稳定的时间内进行。在地形、地面条件复杂和旁折光影响较大的地方，应在最有利的观测时间观测。水平角观测方法及测回数规定导线网和三角锁的水平角观测宜采用方向观测法。方向观测法的测回数应根据测量设计的测角精度要求，结合所用的仪器等级选定，并应符合表的规定。表测角精度、仪器等级和测回数规定测量等级测角中误差仪器等级测回数一DJ07、DJ19~12二DJ16~9DJ29~12三DJ14DJ26四DJ12DJ24五DJ22当导线水平角仅有两个方向时，可按奇数和偶数测回分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后按下式计算圆周角闭合差Δ，其值应符合表的规定。表测站圆周角闭合差的限差(″)导线等级一二三四五限差(秒)圆周角闭合差反号平分于左右角，作为导线的实测角。水平方向观测作业要求：1观测时宜先将仪器置于阴影下20~30min之后进行。观测过程中不应使仪器受日光直接照射，并注意脚架稳固。2应选择距离适中、通视良好、成像清晰且垂直角较小的方向作为零方向。分组观测时应采用同一零方向。3当边长较短时，宜在测回间采用仪器和觇标多次置中。4方向观测时，三等以上观测方向的垂直角大于6°、四等观测方向的垂直角大于10°，均应在测回间重新整置仪器，或进行竖轴倾斜改正。5为消除度盘误差，测回间应适当变动度盘，使各测回的零方向分布于度盘的不同位置。水平角方向观测法的各项观测限差应符合表的规定。表水平方向观测法观测限差(″)仪器等级光学测微器两次重合读数之差半测回归零差各测回同方向两倍视轴差的互差各测回同方向值互差DJ071696DJ11696DJ2381310方向观测重测规定水平方向观测超过表限差时，应在原测度盘位置上重测，并应遵守下列规定：1对错度盘、测错方向、读记错误或因中途发现观测条件不佳而放弃的测回，重新观测时应不计重测数。2两倍视轴差的互差或方向值互差超限时，应重测超限方向，并联测零方向。3半测回归零差超限，应立即重测该半测回。当引起该测回重测时，计重测数为(N-1)个方向测回(重测一个方向算做一个方向测回，N为包括零方向在内的方向总数)。4测回中重测的方向数超过方向总数的1/3时，该测回应重测，但重测数只计超限方向数。5测站中重测的方向测回数超过全部方向测回总数的1/3时，该测站全部成果应重测。6一测站全部方向测回总数应为(N-1)·M。M为基本测回数。导线环、三角锁的角度闭合应不大于按下式计算的限差：式中m—测量设计的测角中误差(″)n—导线环或三角锁的内角个数，三角锁n=3。控制网的测角中误差应按导线网、三角网分别估算，并应符合测量设计的精度要求。1导线网的测角中误差应按下式估算：式中fβ—导线环的角度闭合差(″)；N—导线环的个数。2三角锁的测角中误差应按下式估算：式中w—三角形的角度闭合差(″)；N—三角形个数。导线边和三角锁的起始边长测量应根据测量设计所需的精度，结合仪器设备条件，采用光电测距仪或全站仪进行往返观测，必要时按不同时段往返观测。测距精度、最短边长和测回数应符合表测距精度表的规定。精度高于1/200000的测边，测回间宜采用仪器及目标两次对中。表测距精度表测距精度测距仪等级最短边长(m)测回数测量要求往返1/300000I50022测回间180°方向重置仪器及目标1/200000I300221/100000I、II2001~21~21/50000I、II100111/20000II6011注：1一测回是指照准目标一次读数3~4次2时段是指测边的时间段，如上午、下午或不同的白天；光电测距时的气象因素测定、改正值计算、最后长度计算应按下列要求进行：1各等级仪器测距读数要求应符合的规定。2光电测距边长均应进行仪器常数及气象因素改正。3气象因素测定应符合表的要求。表气象因素测定要求测距精度最小读数测定时间气象数据取用温度气压CPa1/200000~1/300000每边观测始未每边两端的平均值1/20000~1/100000(1mmHg)每边测定一次测站端的数据注：1mmHg=4仪器加、乘常数及气象改正后的斜距应按下式归算为平距：式中S—所测斜距(m)；Z—天顶距。5导线边长或三角锁的起始边和检测边往返观测的平距应按下式分别归算到隧道平均高程面上：式中H—反射镜高程(m)；H0—隧道设计线路的平均高程(m)；R—地求平均曲率半径，取6371km。6归算到隧道平均高程面的往返测较差符合表限差要求后，最后长度应取往返测平均值。光电测距边长精度，应采用归算后的往返测较差，按下式评定：1一次测距中为误差：2往返平均值中误差：3相对中误差：式中d—归算至隧道平均高程面的往返测平距较差(mm)；n—所有较差的个数D—测距边的水平距离(mm)。控制网平差计算应符合以下要求：1一、二、三、四等导线网及三角锁的平差计算应采用严密平差。五等导线可以采用近似平差。2导线网平差的角度和边长观测值应按下式定权：式中mβ—按本规范式计算的控制网测角中误差，宜采用实测的统计值；md—按式计算的控制网边长中误差。三角锁应按方向观测中误差定权。一般宜按等权观测平差。3三角锁需要增列基线条件平差时，应将起始边设在锁段的两端。起始边测量精度除满足表规定外，还应满足下式要求：4三角锁的最弱边精度应按下式估算：式中LINK"D:\\ywy\\隧道测量规范\\隧道测量正文.doc""OLE_LINK1"\a\rmb/b—起始边相对中误差；1/P—平差后求得的最弱边边长权倒数。m0—为单位权中误差：其中[PVV]为方向改正数的平方和；r多余观测的个数。控制网及线路成果计算完成外业观测及内业准备工作后，应进行网平差及线路关系计算，其内容包括：1控制网(包括隧道轴线控制)点及其它中线控制点坐标成果及精度计算；2控制测量后隧道线路中线曲线转角、曲线长度等曲线要素计算及线路里程和断链值计算。3洞口中线放样计算及进洞关系计算。洞外高程控制测量隧道高程控制测量应按以下要求进行：1洞外高程测量的等级分为二、三、四、五等，各等级的基本精度(每千米高程测量的偶然中误差)应符合本规范表的规定；2洞外高程控制测量结果所计算的基本精度，必须符合测量设计的精度要求或所确定等级的相应精度规定，并应满足洞外允许贯通中误差；3水准测量应按全隧道所有测段的往返高差计算基本精度；4三角高程测量应按所有双导线环的闭合差计算基本精度；按所有多边形闭合差计算每公里全中误差。隧道高程控制测量方法隧道高程控制测量应根据测量设计所需的精度，结合仪器设备和高程路线条件选择。二等高程控制测量应采用水准测量。三、四、五等高程控制测量可以采用水准测量，也可采用光电三角高程测量。高程测量路线的选布要求1二等水准路线一般应沿隧道进出口间的公路或车马道勘选。若无上述道路或绕行较远，可沿越岭人行小路勘选，但对采用绕行或小路越岭应比较外业工作量。2三等及其以下的高程路线应首先按三角高程导线沿越岭道路勘选。采用水准时，宜沿公路、车马道和人行小路结合外业工作量比较勘选。3三角高程边应避开大面积水域、荒漠、公路、铁路等高蒸发地面，以减小气差的影响。各等级水准测量两水准点间测段往返测高差不符值应符合表的限差规定。在山区水准测量时，当平均每千米单程测站大于25站时，测段往返测高差不符值应符合表的规定。表山区往返测高差不符值的限差(mm)水准测量等级测段往返测高差不符值限差二三四五表中：n为两水准点间单程测站数水准测量超限时应进行重测。重测后测段高差应采用合限的往返测高差平均值。各等级水准测量的最大视线长度、测段前后视距累积差和视线高度应符合表的规定。表视线长度、前后视距累积差和视线高度规定(m)等级最大视线长度测段前后视距累积差视线高度仪器等级视线长视线长＞20m视线长≤20m二DS175≤≥≥80三DS375≤三丝能读数三丝能读数DS1100四DS3100≤三丝能读数三丝能读数五DS3100≤三丝能读数三丝能读数水准测量的观测应按以下要求进行1二等水准测量应采用光学测微法进行测段往返观测，测站的观测顺序应为：⑴照准后视标尺的基本分划(或第一次读数)；⑵照准前视标尺的基本分划(或第一次读数)；⑶照准前视标尺的辅助分划(或第二次读数)；⑷照准后视标尺的辅助分划(或第二次读数)；2三等、四、五等水准测量可采用中丝读数法进行测段往返观测，测站的观测顺序三等应为后、前、前、后，四五等应为后、后、前、前。当使用光学测微法时，可只读基本分划。各等级水准测量测站观测的基、辅分划读数或红黑面读数之差应符合表的规定。表水准测量测站观测读数限差(mm)水准测量等级基、辅分划读数或黑、红面读数之差二三光学测微法中丝法四五光电测距三角高程测量精度等级、适用仪器及最大边长应符合表的规定。表三角高程测量等级、适用仪器及最大边长高程等级高程精度仪器标称精度最大边长(m)竖直角(度)偶然中误差(mm/km)全中误差(mm/km)测距精度(mm/km)测角精度(秒)三≤3≤6≤3≤1600≤15≤5≤2四≤5≤10≤3≤1700≤15≤5≤2五≤≤15≤5≤2800≤15三角高程导线布设要求1三、四等光电测距三角高程测量的高程路线应构成闭合环，有条件时可与平面控制网同网。五等三角高程测量应起闭于原设计水准点，并与原测成果比较，无水准点闭合时，应测双导线环闭合。2构成三角高程网的最大边长和高差应适当控制，一般应不超过表的规定。3测边视线应高于地面以上。三角高程测量观测要求1三角高程网的每一测边必须进行对向观测，竖直角观测采用中丝法。2光电测距三角高程测量的仪器高和反射镜高，观测前后应各量一次，量至毫米，其较差三、四等不应超过2mm，五等不应超过3mm，并取两次量高的中数。3每条边应连续进行对向观测，并尽量缩短对向观测间隔时间。4选择最有利的观测时间，应避免K值变化大的时间段观测，以减小大气垂直折光影响。各等级光电测距三角高程测量的技术作业要求应符合表的规定。表三角高程测量技术作业规定高程等级仪器标称精度距离测回数竖直角对向观测高差较差的限差(mm)闭合或附合限差(mm)测回数指标差互差″测回差互差″三1″、1+1ppm235525122″、2+2ppm24四1″、1+1ppm127730202″、3+2ppm13五2″、3+2ppm1210105030注：D－边长(km)；[D]－闭合环周长或附合导线长(km)对向观测高差应按进行地球曲率改正后的较差值衡量是否合限。高程测量的平差计算和精度评定应符合以下要求1高程控制测量作业结束后，二、三、四等高程控制网的平差计算应采用严密平差。五等高程可以采用近似平差。2水准测量应用测段往返测高差不符值按本规范式计算每千米的偶然中误差；3三角高程测量应用环闭合差计算每千米的全中误差。双导线用闭合差计算的精度按每公里偶然中误差看待。洞内导线控制测量洞内导线控制网应在洞外控制测量的基础上，结合洞内施工特点按以下要求布设1洞内导线应从测量设计所确定的洞外联系边引入，洞内导线与洞外导线应通过边连接，以加强联接的可靠性。2洞内导线应布设成多边形闭合导线环，每一导线环的边数以4~6条为宜。3洞内导线的边长应根据测量设计的要求并考虑通视条件确定，宜选择长边。直线段不宜短于200m。4导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，点间视线应旁离洞内设施以上。进行洞内导线测量前应按的相关要求进行洞口平面控制点的检测。洞内导线水平角观测应按以下要求进行：1由洞外引向洞内的洞口站测角工作，应在夜晚或阴天进行。2洞内导线水平角观测的测回数应符合本规范表的规定，限差应符合表的规定。3观测时宜在测回间采用仪器和目标多次置中的方法，并采用双照准(两次照准，两次读数)观测。4照准的目标应有足够的明亮度，受光均匀、目标清晰。洞内导线边长应使用光电测距仪、全站仪测量，并应符合下列要求1测距精度、仪器和测回数应符合本规范表的规定。2测距限差应符合本规范表的规定。3测距要求和精度评定应按本规范第、条要求执行。4测距时的环境条件应符合下列要求：1)充分通风、避免尘雾；2)测线避开用电器；3)反射镜有适度照明；4)仪器和反射镜面无水雾；当洞内有瓦斯时，必须采取安全可靠的防爆措施，必要时应采用防爆仪器进行观测。较长的隧道，随施工进度，洞内导线须分期布设。在建立新一期导线时，应对起算的原导线进行检测。检测结果应符合的规定。长度大于20km的特长隧道，应在隧道单口掘进约5km和近10km时加测不低于6″级的陀螺定向边。陀螺定向不少于4测回。以提高控制导线方向的可靠性。5km处的陀螺定向可作导线方位检核；10km处的陀螺定向可控制导线方位。洞内导线内业计算应符合以下要求：1洞内导线的起算坐标和方位角应采用与之联测的地表控制点成果。2洞内导线平差宜采用严密平差，四等以下控制导线可采用近似平差。3应用导线成果计算相应中线坐标及开挖地段施工中线点的偏差，纠正施工中线。洞内高程测量洞内二等高程测量应采用水准测量；三、四、五等可以采用水准测量或光电三角高程测量。洞内高程必须由洞外高程控制点传算。洞内应每隔200~500m设立一对高程控制点。洞内高程测量当采用水准测量时，应进行往返观测，当采用光电三角高程测量时，每条边应进行对向观测。高程导线应按双导线施测或独立测量两组。有条件时可与平面导线同网。洞内高程测量应符合以下规定：1测量的技术作业及观测限差应满足表、表和表的相关要求。2洞内高程测量的精度估算应符合本规范表的有关规定。3洞内测量结果的精度必须符合洞内高程测量设计要求的精度。洞内高程测量应结合地质条件、施工方法和施工进度进行定期复测。隧道施工测量施工用的永久中线点应由洞内导线测设，短隧道也可按中线法独立测设。永久中线点的间距应符合表规定。施工用的临时中线点可由导线点或永久中线点增设。表永久中线点间距隧道中线测设直线地段曲线地段由导线测设中线150~250100~200独立中线法不小于100不小于50施工中线测设应符合下列要求1用导线点测设中线点宜采用极坐标法，一次测设应不少于3个点，并相互检核。2用独立中线法测设中线，直线上应采用正倒镜法延伸直线；曲线上宜采用弦线偏角法测设，也可采用其它曲线测设方法。3供衬砌用的临时中线点宜每10米加密一点。直线上应正倒镜压点或延伸；曲线上可用偏角法、长弦支距法等方法测定。4供延伸用的临时中线点可采用串线法延伸标定。串线长度直线段不大于30m，曲线段不大于20m。5全断面开挖的施工中线宜先用激光导向，后用全站仪、光电测距仪测定。6采用上下半断面施工的隧道，上半断面每延伸90~120米时应与下半断面的中线点联测，检查校正上半断面中线。7永久中线点和临时中线点的距离测量应使用光电距仪，可变动反射镜高度测量两次，其较差在各等级仪器限差内时取平均值。使用钢尺量距应保证不低于1/5000测距精度要求。洞内中线点埋设宜采用混凝土包木桩，严禁包埋木板、铁板和在砼上钻眼。设在顶板上的临时点可灌入拱部砼中或打入坚固岩石的钎眼内。曲线隧道中线点横移时，可以根据横移距离S，按一定密度计算出横移后的相应点坐标，根据计算坐标放设相应的横移中线。洞内施工高程测量应符合以下规定：1施工高程测量应根据洞内已设的高程控制点引测加密。加密点可用道钉埋设在永久中线点旁。2用光电三角高程测定高程时，可变动反射镜高度测量两次取平均值。但这种方法不宜进行高程传递。3用水准测量高程时，应测量两次或利用加密点作转点闭合到已知高程点上。4施工高程点应经常检查。隧道开挖测量应按以下要求进行1每次开挖钻爆前，应在开挖断面上标示隧道中线、轨顶高程线和开挖断面轮廓线。2在开挖断面成形后，应即时按要求间距(最大20m)进行隧道开挖断面测量，绘制开挖断面图。作为隧道衬砌和竣工的依据。3开挖断面测量优先采用断面自动极坐标系统，也可采用断面支距法进行。4断面支距法测量时，应按中线和外拱顶高程从上至下每(拱部和曲墙)和(直墙)向左右量测支距。量支距时应计入曲线隧道中心与线路中心的偏移值和施工预留宽度。5仰拱断面测量，应由设计轨顶高程线每隔(自中线向左右)向下量出开挖深度。隧道衬砌测量应按以下要求进行1隧道立模衬砌前，必须复测检查使用的永久中线点或临时中线点。检查的中线点其横向较差不应大于5mm。超限时应从相邻点逐点检查至合限的点位，再重新定正中线点位。2检测中线和高程后测设横断面的十字线方向，同时在断面上标定出拱架顶、起拱线和边墙底的高程位置。3立模后必须再一次检查校正模板。贯通误差的测定及调整隧道贯通后，实际贯通误差应分别按下述方法测定1采用中线法测量的隧道，应从两相向开挖方向向贯通面引伸中线并定出各自的贯通点，两实际贯通点间的横向距离和纵向距离即为横向和纵向贯通误差。2采用导线测量的隧道，应在贯通面中线附近钉一临时点，由两端导线分别测量该点的坐标，其坐标闭合差分别投影至贯通面及其相垂直的方向上，即为横向和纵向贯通误差。同时测量该点的水平角，以此求算方位角贯通误差。3由两端的高程点分别测量出贯通面处临时点的高程，其高程差即为高程贯通误差。隧道贯通以后，中线和高程的实际贯通误差应在未衬砌地段(调线地段)调整。调线地段的开挖和衬砌均应以调整后的中线和高程进行放样。隧道贯通误差的的调整1直线隧道的贯通误差宜采用折线法调整并应符合下列要求1）因调整而产生的转折角小于5′时，可视为直线线路。2）转折角在5′~25′时，应按顶点内移量确定线路及相应衬砌位置。顶点内移量应符合表的规定。表顶点内移量转折角(′)内移量(mm)5′110′415′1020′1725′263）转折角大于25′时，一般铁路应加设半径不小于4000m的圆曲线。高速铁路应加设半径不小于8000m的圆曲线通过导线测得的贯通误差在规定的贯通限差以内时，贯通误差调整应符合下列要求1贯通点坐标闭合差应在调线地段的导线上按边长比例分配，闭合差很小时也可按坐标平差处理。图2采用调整后的导线坐标作为未衬砌地段中线放样的依据。图中线法贯通的隧道，