地下工程測(cè)量教程鄭(7)

1、 隧道可分為隧道可分為超長(zhǎng)隧道、長(zhǎng)隧道和短隧道超長(zhǎng)隧道、長(zhǎng)隧道和短隧道。對(duì)于直線隧。對(duì)于直線隧道，其長(zhǎng)度在道，其長(zhǎng)度在3000m3000m以上的屬超長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度在以上的屬超長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度在100010003000m3000m的屬長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度在的屬長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度在5005001000m1000m的屬中長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度的屬中長(zhǎng)隧道；長(zhǎng)度在在500m500m以下的屬短隧道。以下的屬短隧道。 開(kāi)挖順著中線不斷地向洞內(nèi)延伸，襯砌和洞內(nèi)建筑物開(kāi)挖順著中線不斷地向洞內(nèi)延伸，襯砌和洞內(nèi)建筑物（避車洞、排水溝、電纜槽等）的施工緊跟其后，不等貫（避車洞、排水溝、電纜槽等）的施工緊跟其后，不等貫通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)

2、建成。通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)建成。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院西康鐵路西康鐵路 秦嶺特長(zhǎng)隧道秦嶺特長(zhǎng)隧道(18.4(18.4公里公里) )第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院大瑤山隧道大瑤山隧道(14.3(14.3公里公里) )第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量：o 1）洞外控制測(cè)量：在洞外建立平面和高程控制網(wǎng)，測(cè)定各洞口

3、控制點(diǎn)的位置；o 2）進(jìn)洞測(cè)量：將洞外的坐標(biāo)、方向和高程傳遞到隧道內(nèi)，建立洞內(nèi)、洞外統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)；o 3）洞內(nèi)控制測(cè)量：包括隧道內(nèi)的平面和高程控制；o 4）隧道施工測(cè)量：根據(jù)隧道設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工放樣、指導(dǎo)開(kāi)挖；o 5）竣工測(cè)量：測(cè)定隧道竣工后的實(shí)際中線位置和斷面凈空及各建、構(gòu)筑物的位置尺寸。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量一、洞外控制測(cè)量 隧道的設(shè)計(jì)位置，一般是以定測(cè)的精度初步標(biāo)定在地面上。在施工之前必須進(jìn)行施工復(fù)測(cè)，檢查并確認(rèn)兩端洞口的中線控制樁（也稱為洞口投點(diǎn)）的位置，它是進(jìn)行洞內(nèi)施工測(cè)量的主

4、要依據(jù)。 （一）控制點(diǎn)的設(shè)置：規(guī)程規(guī)定 1、在每個(gè)洞口應(yīng)測(cè)設(shè)不少于3個(gè)平面控制點(diǎn)（包括洞口投點(diǎn)及其相聯(lián)系的三角點(diǎn)或?qū)Ь€點(diǎn)）2個(gè)高程控制點(diǎn)。 2、直線隧道上，兩端洞口應(yīng)各確定一個(gè)中線控制樁，以兩樁連線作為隧道的中線； 3、在曲線隧道上，應(yīng)在兩端洞口的切線上各確定兩個(gè)間距不小于200 m的中線控制樁，以兩條切線的交角和曲線要素為依據(jù)，來(lái)確定隧道中線的位置。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量（二）控制點(diǎn)的設(shè)置要求1、各洞口外兩點(diǎn)納入控制網(wǎng)，洞口投點(diǎn)包含其中。2、曲線隧道時(shí)，必須包含切線上的轉(zhuǎn)點(diǎn)，以便精確確

5、定轉(zhuǎn)向角及曲線其他元素。3.平面控制網(wǎng)應(yīng)盡可能包括隧道各洞口的中線控制點(diǎn)，這樣既可以在施工測(cè)量時(shí)提高貫通精度，又可減少工作量。4、同時(shí)進(jìn)行高程控制測(cè)量,聯(lián)測(cè)各洞口水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，以便引測(cè)進(jìn)洞，保證隧道在高程方向準(zhǔn)確貫通。 山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量1. 1. 中線法（現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定法）中線法（現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)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：中線法、精密導(dǎo)線法中線法、精密導(dǎo)線法、三角網(wǎng)和、三角網(wǎng)和GPSGPS網(wǎng)網(wǎng)等。等

6、。 先將洞內(nèi)線路中線點(diǎn)的平面位置測(cè)設(shè)于地面，經(jīng)檢核確先將洞內(nèi)線路中線點(diǎn)的平面位置測(cè)設(shè)于地面，經(jīng)檢核確認(rèn)該段中線與兩端相鄰線路中線能夠正確銜接后，方可以認(rèn)該段中線與兩端相鄰線路中線能夠正確銜接后，方可以此作為依據(jù)，進(jìn)行引測(cè)進(jìn)洞和洞內(nèi)中線測(cè)設(shè)。此作為依據(jù)，進(jìn)行引測(cè)進(jìn)洞和洞內(nèi)中線測(cè)設(shè)。 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 假設(shè)A、D兩點(diǎn)為隧道中線在洞口處的已知點(diǎn)，由于不能通視，因此要在中間定出B、C兩點(diǎn)，作為向洞內(nèi)引線的依據(jù)。標(biāo)定時(shí)可按設(shè)圖紙求得AD的概略方位角，然后在現(xiàn)場(chǎng)按此方向用經(jīng)緯儀以計(jì)正倒鏡延長(zhǎng)直

7、線的方法，將中線從A點(diǎn)延長(zhǎng)至B、C，最后至D 點(diǎn)，并量出DD 間的距離。另外用視距法求得AB 、B C 、C D 等距離，這時(shí)CC 的距離可用下式求得：DDCCCAD 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 然后將經(jīng)緯儀移到C，后視D點(diǎn)，再用上法，若直線不通過(guò)A點(diǎn)，再按上述方法計(jì)算在B點(diǎn)的偏距，并將儀器移至B點(diǎn)，依此方法，直至使B、C二點(diǎn)都在AD直線上為止。最后將B、C二點(diǎn)在地面上標(biāo)定出來(lái)，作為向洞內(nèi)引線的依據(jù)。 若用于曲線隧道，則應(yīng)首先精確標(biāo)出兩切線方向，然后精確測(cè)出轉(zhuǎn)向角，將切線長(zhǎng)度正確地標(biāo)定在地表

8、上，以切線上的控制點(diǎn)為準(zhǔn)，將中線引入洞內(nèi)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院隧道洞外導(dǎo)線測(cè)量和經(jīng)緯儀（或全站儀）導(dǎo)線測(cè)量方法相同，但它的精度要求較高，所以測(cè)角和量邊均用較精密的儀器和方法。2. 2. 導(dǎo)線法導(dǎo)線法 （1）在直線隧道的設(shè)計(jì)中，導(dǎo)線應(yīng)盡量沿兩洞口連接的方向布設(shè)成直伸形式。因?yàn)橹鄙鞂?dǎo)線量距誤差只影響隧道的長(zhǎng)度，而對(duì)垂直隧道中線方向上的誤差（即橫向貫通誤差）影響較小。 （2）在曲線隧道的測(cè)設(shè)當(dāng)中，當(dāng)兩端洞口附近為曲線而中部為直線的隧道，兩端曲線部分可沿切線、中部直線部分沿中線布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)；當(dāng)整

9、個(gè)隧道在曲線上時(shí)，宜沿兩端洞口的連接線布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)，如受地形地物限制，可離開(kāi)中線或兩洞口的連接線，但不宜過(guò)遠(yuǎn)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院同時(shí)，曲線隧道的導(dǎo)線還應(yīng)盡可能通過(guò)洞外曲線起訖點(diǎn)或交點(diǎn)樁，這樣曲線交點(diǎn)上的總偏角可根據(jù)導(dǎo)線測(cè)量結(jié)果計(jì)算出來(lái)，據(jù)此可將定測(cè)時(shí)所測(cè)得的總偏角加以修正，用得到的較精確的數(shù)值來(lái)求算曲線元素。（3）導(dǎo)線應(yīng)盡可能通過(guò)隧道兩端洞口及各輔助坑道口的進(jìn)洞點(diǎn)，使這些點(diǎn)能夠成為主導(dǎo)線點(diǎn)。有時(shí)受條件限制，輔助坑道口的進(jìn)洞點(diǎn)不便直接聯(lián)系為主導(dǎo)線點(diǎn)時(shí)，可作為支導(dǎo)線點(diǎn)，這些點(diǎn)至少與兩個(gè)主導(dǎo)

10、線點(diǎn)聯(lián)測(cè)，以保證其精度。（4）在確定控制點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)使每個(gè)洞口不少于三個(gè)能彼此聯(lián)系的平面控制點(diǎn)（包括洞口插點(diǎn)及附近的三角點(diǎn)，導(dǎo)線點(diǎn)）。以便于進(jìn)洞時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，或某個(gè)點(diǎn)在施工過(guò)程中被破壞后，便于補(bǔ)測(cè)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 （5）為了提高導(dǎo)線測(cè)量的精度和增加校核條件，一般都將導(dǎo)線布置成。當(dāng)量距困難時(shí)，可布設(shè)成主副導(dǎo)線閉合環(huán)，副導(dǎo)線只測(cè)其轉(zhuǎn)角而不量距。 （6）導(dǎo)線最短邊長(zhǎng)不應(yīng)小于300m，相鄰邊長(zhǎng)的比不應(yīng)小于1：3，并盡量采用長(zhǎng)邊，以的影響。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工

11、和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 （7）隧道洞外導(dǎo)線應(yīng)組成閉合環(huán)，一個(gè)控制網(wǎng)中導(dǎo)線環(huán)的個(gè)數(shù)應(yīng)不少于 4 個(gè)；每個(gè)環(huán)的邊數(shù)約為 46 條，應(yīng)盡可能將兩端洞口控制點(diǎn)納入到導(dǎo)線網(wǎng)中。 （8）導(dǎo)線的水平角一般采用。當(dāng)水平角只有兩個(gè)方向時(shí)，可按總測(cè)回?cái)?shù)的，以檢查測(cè)角錯(cuò)誤；將它們換算為左角或右角后再取平均值，可以提高測(cè)角精度。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院三角測(cè)量的方向控制較中線法、導(dǎo)線法都高，如果僅從橫向貫通精度的觀點(diǎn)考慮，則它是最理想的隧道平面控制方法。三角

12、測(cè)量除采用測(cè)角三角鎖外，還可采用邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)。但從精度、工作量、經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮，以測(cè)角三角鎖為好。3. 3. 三角網(wǎng)法三角網(wǎng)法第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院直線隧道以單鎖為主，三角點(diǎn)盡量靠近中線，條件許可時(shí)，可利用隧道中線三角鎖的一邊，以減少測(cè)量誤差對(duì)橫向貫通的影響。曲線隧道三角鎖以沿兩端洞口的連線方向布設(shè)較為有利，較短的曲線隧道可布設(shè)成中點(diǎn)多邊形鎖，長(zhǎng)的曲線隧道，包括一部分直線，一部分曲線的隧道可布設(shè)成任意三角形鎖。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道

13、施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院三角鎖一般布置一條高精度的基線作為起始邊，并在三角鎖另一端增設(shè)一條基線，以資檢核；其余僅只有測(cè)角工作，按正弦定理推算邊長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)平差計(jì)算可求得三角點(diǎn)和隧道軸線上控制點(diǎn)的坐標(biāo)，然后以控制點(diǎn)為依據(jù)，確定進(jìn)洞方向。三角鎖的優(yōu)點(diǎn)是圖形結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)、布點(diǎn)少、推進(jìn)快、精度高、多余觀測(cè)數(shù)據(jù)較多，可以檢查判斷明顯的粗差和系統(tǒng)誤差，其缺點(diǎn)是測(cè)角工作量大，受圖形傳距角大小的限制以及基線丈量困難。但目前由于高精度光電測(cè)距儀的應(yīng)用，測(cè)量邊長(zhǎng)已不再困難。所測(cè)邊長(zhǎng)根據(jù)其測(cè)距精度的高低，可作為基線使用也可當(dāng)作觀測(cè)值參與平差。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施

14、工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院4. GPS4. GPS法法 用全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)作洞外平面控制時(shí)，對(duì)于直線隧道，洞口點(diǎn)選在線路中線上，另外再布設(shè)兩個(gè)定向點(diǎn)，除要求洞口點(diǎn)與定向點(diǎn)通視外，定向點(diǎn)之間不要求通視。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院中線法控制形式最簡(jiǎn)單，但由于方向控制較差，故只能用于較短的隧道；三角測(cè)量方法其方向控制精度最高，故在光電測(cè)距儀未廣泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角點(diǎn)的布設(shè)要受到地形、地物條件的限制，而且基線邊要求精

15、度高，使丈量工作復(fù)雜，平差計(jì)算工作量大；精密導(dǎo)線法，在光電測(cè)距儀的測(cè)程和精度不斷提高的今天，由于布設(shè)簡(jiǎn)單、靈活、地形適應(yīng)性強(qiáng)、外業(yè)工作量少，因而逐漸成為隧道控制的主要形式，只要在水平角測(cè)量時(shí)適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)，就可彌補(bǔ)其方向控制不如三角測(cè)量之不足。GPS測(cè)量是目前的一種全新控制形式，隨著其價(jià)格的降低、精度的提高、理論的完善，已經(jīng)成為使用最廣、效率最高的控制形式。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院三、洞外高程控制測(cè)量 洞外高程控制測(cè)量，是按照設(shè)計(jì)精度施測(cè)各開(kāi)挖洞口附近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，以便將統(tǒng)一的高程系統(tǒng)引入

16、洞內(nèi)，保證在高程方向按規(guī)定精度正確貫通。 高程控制方法：1）常采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，2）四、五等高程控制亦可采用光電測(cè)距三角高程的方法進(jìn)行。 高程控制路線：應(yīng)選擇連接各洞口最平坦和最短的線路，以期達(dá)到設(shè)站少、觀測(cè)快、精度高的要求。每一個(gè)洞口應(yīng)埋設(shè)不少于2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以相互檢核；兩水準(zhǔn)點(diǎn)的位置，以能安置一次儀器即可聯(lián)測(cè)為宜，方便引測(cè)并避開(kāi)施工的干擾山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第一節(jié)隧道施工測(cè)量第一節(jié)隧道施工測(cè)

17、量測(cè)量部測(cè)量部位位測(cè)量等測(cè)量等級(jí)級(jí)每公里高差中每公里高差中數(shù)的偶然中誤數(shù)的偶然中誤差差(mm)(mm)兩開(kāi)挖洞口間兩開(kāi)挖洞口間的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度度(km)(km)水準(zhǔn)儀等水準(zhǔn)儀等級(jí)級(jí)水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)尺類型洞外洞外二二1.01.03636S S0.50.5、S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺三三3.03.013133636S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺四四5.05.05 51313S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺洞內(nèi)洞內(nèi)二二1.01.03232S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺三三3.03.011 113232S S

18、3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺四四5.05.05 511 11S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量 洞外控制測(cè)量完成以后，應(yīng)。由于控制網(wǎng)和線路中線兩者的坐標(biāo)系不一致，應(yīng)首先把洞外控制點(diǎn)和中線控制樁的坐標(biāo)納入同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，故必須先進(jìn)行坐標(biāo)變換計(jì)算，得到控制點(diǎn)在變換后的新坐標(biāo)。用線路中線點(diǎn)和控制點(diǎn)的坐標(biāo)，反算兩點(diǎn)的距離和方位角，測(cè)設(shè)洞內(nèi)中線點(diǎn)位。從而確定進(jìn)洞測(cè)量的數(shù)據(jù)。一、進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測(cè)量一、進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)

19、院（一）直線隧道進(jìn)洞 1.撥角法 如圖所示，A、D為隧道的洞口投點(diǎn)，位于線路中線上，當(dāng)以AD為坐標(biāo)縱軸方向時(shí)，可根據(jù)洞外控制測(cè)量確定的A、B和C、D點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)反算，分別計(jì)算放樣角1和2。測(cè)設(shè)放樣時(shí)，儀器分別安置在A點(diǎn)，后視B點(diǎn)；安置在D點(diǎn)，后視C點(diǎn)，相應(yīng)地?fù)芙?和2，就得到隧道口的進(jìn)洞方向。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量2.移線法如圖所示，洞口兩端線路控制點(diǎn)A、B、C、D是按定測(cè)精度測(cè)設(shè)的，未嚴(yán)格位于同一條直線上。經(jīng)精測(cè)后以A為原點(diǎn)，AB方向?yàn)榭v軸，計(jì)算出C、D兩點(diǎn)相應(yīng)的偏離值yc、yd和角，將經(jīng)緯儀

20、分別安置在C和D上，拔角量出垂線yc和yd，即可移樁定出C和D點(diǎn)，再將經(jīng)緯儀安置于D點(diǎn)，照準(zhǔn)C即得進(jìn)洞方向。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量（二）曲線隧道 曲線隧道兩端洞口的每條切線上已有兩個(gè)投點(diǎn)的坐標(biāo)在控制網(wǎng)中得到，如圖中的A、G和D、E。經(jīng)坐標(biāo)變換后，以A點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，AG的切線方向?yàn)閥軸，其進(jìn)洞關(guān)系的計(jì)算步驟如下：山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量（1）坐

21、標(biāo)變換后，得到A、G、D、E各點(diǎn)的新坐標(biāo)。根據(jù)這些新坐標(biāo)反算得到AG、DE的方位角；兩方位角相減得到曲線精測(cè)的轉(zhuǎn)向角，它的精度較之定測(cè)角值精確，并與各點(diǎn)的坐標(biāo)相一致。（2）計(jì)算交點(diǎn)的坐標(biāo) 因?yàn)锳G切線與 y軸重合或平行，故JD的x坐標(biāo)為零或選定值，它是已知的，只需計(jì)算出JD的y坐標(biāo)值即可。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院()JDEJDEDEEDxxyyyyxxEDAG第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量（3）根據(jù)精測(cè)算得的和選定的曲線半徑R和緩和曲線長(zhǎng)l0，計(jì)算出曲線要素T、L、0、p、m、x0、y0。（4）選定

22、洞口外面一個(gè)中線控制樁的里程，使其和定測(cè)里程一致，例如選定A點(diǎn)。由此從A推算隧道范圍內(nèi)其它中線控制點(diǎn)的里程，到隧道另一端洞口外的中線控制點(diǎn)上出現(xiàn)斷鏈，這是由于精測(cè)長(zhǎng)度和定測(cè)長(zhǎng)度不一致所致，這種里程稱為隧道施工里程。（5）計(jì)算任一中線點(diǎn)的坐標(biāo)首先確定該點(diǎn)的施工里程，并與曲線控制樁的施工里程相比較，確定該點(diǎn)是在直線或曲線上，由于任一中線點(diǎn)的位置不同，所以計(jì)算坐標(biāo)的方法也不同。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量 二、洞內(nèi)、外聯(lián)系測(cè)量 在隧道施工中，除了通過(guò)開(kāi)挖平洞、斜井以增加工作面外，

23、還可以采用開(kāi)挖豎井的方法來(lái)增加工作面，將整個(gè)隧道分成若干段，實(shí)行分段開(kāi)挖。為此就要經(jīng)由它們，把洞外的方向、坐標(biāo)和高程傳遞到洞內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)洞內(nèi)、外統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院一、洞內(nèi)平面控制測(cè)量一、洞內(nèi)平面控制測(cè)量o 洞內(nèi)平面控制通常有兩種形式，即中線形式和導(dǎo)線形式。洞內(nèi)平面控制通常有兩種形式，即中線形式和導(dǎo)線形式。 中線形式就是以定測(cè)精度或稍高于定測(cè)精度，在洞內(nèi)按中中線形式就是以定測(cè)精度或稍高于定測(cè)精度，在洞內(nèi)按中線測(cè)量的方法測(cè)

24、設(shè)隧道中線。這種方法只適用于短隧道。線測(cè)量的方法測(cè)設(shè)隧道中線。這種方法只適用于短隧道。 洞內(nèi)導(dǎo)線主要有以下幾種形式：洞內(nèi)導(dǎo)線主要有以下幾種形式： 1. 單導(dǎo)線單導(dǎo)線O1234圖70洞 內(nèi) 單 導(dǎo) 線 布 置 示 意 圖 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院2.導(dǎo)線環(huán)導(dǎo)線環(huán)O123612346455圖7洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)布置示意圖O113223665445圖7洞內(nèi)主副導(dǎo)線環(huán)布置示意圖3.主副導(dǎo)線環(huán)主副導(dǎo)線環(huán)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量

25、第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院4.交叉導(dǎo)線交叉導(dǎo)線O113223665445圖7洞內(nèi)交叉導(dǎo)線布置示意圖4O13256ABC圖7洞內(nèi)旁點(diǎn)導(dǎo)線布置示意圖5.旁點(diǎn)導(dǎo)線旁點(diǎn)導(dǎo)線第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)注意的問(wèn)題洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)注意的問(wèn)題o 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在施工干擾小、通視良好、地層穩(wěn)固的導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)盡量布設(shè)在施工干擾小、通視良好、地層穩(wěn)固的地方；地方； 點(diǎn)間視線應(yīng)離開(kāi)洞內(nèi)設(shè)施點(diǎn)間視線應(yīng)離開(kāi)洞內(nèi)設(shè)施0.2 m 以上；以上； 導(dǎo)線的邊長(zhǎng)在直線地段不宜短于導(dǎo)線的邊長(zhǎng)在直線

26、地段不宜短于200m，在曲線地段不宜短，在曲線地段不宜短于于70 m，并盡量選擇長(zhǎng)邊和接近等邊；，并盡量選擇長(zhǎng)邊和接近等邊； 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋于坑道底板面以下導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋于坑道底板面以下1020cm，上面蓋鐵板以保，上面蓋鐵板以保護(hù)樁面及標(biāo)志中心不受損壞，為便于尋找，應(yīng)在邊墻上用護(hù)樁面及標(biāo)志中心不受損壞，為便于尋找，應(yīng)在邊墻上用紅油漆預(yù)以標(biāo)注；紅油漆預(yù)以標(biāo)注；第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 采用雙照準(zhǔn)法測(cè)角，測(cè)回間要重新對(duì)中儀器和覘標(biāo)，以減采用雙照準(zhǔn)法測(cè)角，測(cè)回間要重新對(duì)中儀器和覘標(biāo)，以減小對(duì)中

27、誤差和對(duì)點(diǎn)誤差的影響；小對(duì)中誤差和對(duì)點(diǎn)誤差的影響； 由洞外引向洞內(nèi)的測(cè)角工作，宜在夜晚或陰天進(jìn)行，以減由洞外引向洞內(nèi)的測(cè)角工作，宜在夜晚或陰天進(jìn)行，以減小折光差的影響；小折光差的影響； 洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)重復(fù)觀測(cè)，定期檢查；洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)重復(fù)觀測(cè)，定期檢查； 設(shè)立新點(diǎn)前必須檢查與之相關(guān)的既有導(dǎo)線點(diǎn)，在對(duì)既有導(dǎo)線設(shè)立新點(diǎn)前必須檢查與之相關(guān)的既有導(dǎo)線點(diǎn)，在對(duì)既有導(dǎo)線點(diǎn)確認(rèn)的基礎(chǔ)上測(cè)量新點(diǎn)點(diǎn)確認(rèn)的基礎(chǔ)上測(cè)量新點(diǎn); 應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)；應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)； 當(dāng)有平行導(dǎo)坑時(shí)，應(yīng)利用橫向通道，使平行導(dǎo)坑的單導(dǎo)線當(dāng)有平行導(dǎo)坑時(shí)，應(yīng)利用橫向通道，使平行導(dǎo)坑的單導(dǎo)線與正洞的導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，以資檢核。與

28、正洞的導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，以資檢核。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院二、洞內(nèi)高程控制測(cè)量二、洞內(nèi)高程控制測(cè)量o 洞內(nèi)高程控制測(cè)量的目的，是由洞口高程控制點(diǎn)向洞內(nèi)傳洞內(nèi)高程控制測(cè)量的目的，是由洞口高程控制點(diǎn)向洞內(nèi)傳遞高程，即測(cè)定洞內(nèi)各高程控制點(diǎn)的高程，做為洞內(nèi)施工遞高程，即測(cè)定洞內(nèi)各高程控制點(diǎn)的高程，做為洞內(nèi)施工高程放樣的依據(jù)。高程放樣的依據(jù)。 洞內(nèi)應(yīng)每隔洞內(nèi)應(yīng)每隔200500m設(shè)立一對(duì)高程控制點(diǎn)。高程控制點(diǎn)可設(shè)立一對(duì)高程控制點(diǎn)。高程控制點(diǎn)可選在導(dǎo)線點(diǎn)上，也可根據(jù)情況埋設(shè)在隧道的頂板、底板或選在導(dǎo)線點(diǎn)

29、上，也可根據(jù)情況埋設(shè)在隧道的頂板、底板或邊墻上。邊墻上。 當(dāng)采用水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)；采用光電測(cè)距三角當(dāng)采用水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)；采用光電測(cè)距三角高程測(cè)量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)高程測(cè)量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè); 三等及以上的高程控制測(cè)量應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量，四、五等可三等及以上的高程控制測(cè)量應(yīng)采用水準(zhǔn)測(cè)量，四、五等可采用水準(zhǔn)測(cè)量或光電測(cè)距三角高程測(cè)量采用水準(zhǔn)測(cè)量或光電測(cè)距三角高程測(cè)量; 高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)。高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣

30、工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院2255PAPAXXYYL5AADP4P5L555PAPAAPXXYYarctg4555PPAP5APADA第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院5AADP4P5L標(biāo)定中線上的點(diǎn)標(biāo)定中線上的點(diǎn)A;A;標(biāo)定開(kāi)挖方向標(biāo)定開(kāi)挖方向( (定定D D點(diǎn)點(diǎn)) )中線點(diǎn)向前延伸中線點(diǎn)向前延伸180o第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量

31、山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院BDC5m 30m第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)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線腰線NHN=172.76mi=+51maa=1.437mABCD5m1H2H第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院每次開(kāi)挖鉆爆前，應(yīng)在開(kāi)挖斷面上根據(jù)中線和規(guī)定高

32、程標(biāo)出預(yù)計(jì)開(kāi)挖斷面輪廓線。 有兩次測(cè)量有兩次測(cè)量: :第一次是襯砌前第一次是襯砌前, ,確定沒(méi)有欠挖確定沒(méi)有欠挖. .第二次是襯第二次是襯砌后砌后, ,確定是否符合設(shè)計(jì)確定是否符合設(shè)計(jì). . 一般給出數(shù)據(jù)：斷面寬度一般給出數(shù)據(jù)：斷面寬度b b、拱高、拱高d d、拱弧半徑、拱弧半徑R R，以，以及設(shè)計(jì)起拱線的高度及設(shè)計(jì)起拱線的高度L L等數(shù)據(jù)。等數(shù)據(jù)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量 首先在中線樁上安置經(jīng)緯儀，在工作面上標(biāo)定出斷面中垂線。然后測(cè)定中垂線下部的地面高程，令其與該處洞底設(shè)計(jì)高程之差為h，則拱弧圓心在中垂線上離

33、地面的高度應(yīng)為L(zhǎng)+d-R- h，用鋼尺從地面順中垂線向上豎直量取這一長(zhǎng)度，定出拱弧圓心的位置。然后根據(jù)拱弧半徑R，起拱線高度L及斷面寬度b，便可按幾何作圖的方法將斷面形狀在工作面上畫(huà)出來(lái)。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院BBlb1b2l支距法測(cè)量斷面原理支距法測(cè)量斷面原理第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 極坐標(biāo)系統(tǒng)架設(shè)于隧道內(nèi)，通過(guò)激光測(cè)距光束對(duì)隧道內(nèi)壁進(jìn)

34、行測(cè)距，并同時(shí)測(cè)角，得到隧道輪廓一個(gè)點(diǎn)的三維極坐標(biāo)值，即一個(gè)空間距離值，水平角度值 ，豎直角度值。如果極坐標(biāo)系統(tǒng)中本身有數(shù)據(jù)處理程序，便可在極坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部將這個(gè)極坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，直接得到三維迪卡爾坐標(biāo)數(shù)據(jù)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院隧道竣工后，為檢查主要結(jié)構(gòu)及線路位置是否符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行竣工測(cè)量。該項(xiàng)工作包括，隧道凈空斷面測(cè)量、永久中線點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)。 隧道凈空斷面測(cè)量時(shí)，應(yīng)在直線地段每50m、曲線地段每20m或需要加測(cè)斷面處測(cè)繪隧道的實(shí)際凈空。測(cè)量時(shí)均以線路中線為準(zhǔn)，包括測(cè)

35、量隧道的拱頂高程、起拱線寬度等。近年來(lái)許多施工單位已開(kāi)始應(yīng)用便攜式斷面儀進(jìn)行隧道的凈空斷面測(cè)量，該種儀器可進(jìn)行自動(dòng)掃描、跟蹤和測(cè)量，并可立即顯示面積、高度和寬度等測(cè)量結(jié)果，測(cè)量速度快、精度高。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院1） 隧道凈空隧道凈空是指隧道內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括公路隧道建筑限界、通風(fēng)及其它功能所需要的斷面積。2）隧道建筑限界隧道建筑限界是指為了保證在隧道中的安全行車，在一定的寬度、高度空間范圍內(nèi)任何部件不得侵入的界限。隧道中線（路面中線）垂直于路面水平鉛垂250（水平）鉛垂垂直于

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鉛垂鉛垂垂直于路面起拱線250水平75500水平（水平）/ 2RLLR第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院5.掘進(jìn)中隧道斷面的測(cè)量方法常用的方法有：五寸臺(tái)階法（斷面支距法）、大樣法、三角高程法等。1）“五寸臺(tái)階法”（斷面支距法）第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量2） “直接測(cè)量”（放大樣法或以內(nèi)模為參照物法）3） 三角高程法（直角坐標(biāo)）山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧

37、道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量4）激光斷面儀法山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院斷面測(cè)量示意圖斷面測(cè)量示意圖直線段每隔直線段每隔6m6m，曲線段每隔，曲線段每隔5m5m。不同形狀軌道斷面圖不同形狀軌道斷面圖測(cè)量點(diǎn)位：測(cè)量點(diǎn)位：L5L1L2L4D1D2L3第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第五節(jié)隧道竣工測(cè)量第五節(jié)隧道竣工測(cè)量 為了緩解城市地面交通的嚴(yán)重?fù)頂D狀態(tài)，全國(guó)大型城市相繼興建地下鐵道

38、。目前正在建設(shè)地鐵工程的城市有北京、天津、廣州、深圳、南京，武漢、重慶，而規(guī)劃有軌道交通（包括地鐵）建設(shè)工程項(xiàng)目的城市已達(dá)26個(gè)之多。包括正在籌建中的蘇州、杭州、沈陽(yáng)、成都、青島、西安等城市。其中大多采用了盾構(gòu)法區(qū)間隧道建設(shè)工法。除此之外，盾構(gòu)法隧道施工在諸如地下供水隧道、合流污水管道、供電和通訊電纜隧道、煤氣管道等方面的應(yīng)用也日漸普及。盾構(gòu)法以其獨(dú)特的優(yōu)越性在城市交通及市政工程中發(fā)揮著作用。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量一、地下鐵道測(cè)量的特點(diǎn)：1. 全部解析設(shè)計(jì)、定線 因?yàn)榈罔F建在建筑物密集、

39、地下管網(wǎng)和地下建筑物繁多的城市環(huán)境里，其設(shè)計(jì)只能利用大比例尺地形圖和大量實(shí)測(cè)“控制點(diǎn)”的三維坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行，其施工放樣也是根據(jù)設(shè)計(jì)資料以三維坐標(biāo)放點(diǎn)，而不象一般道路和鐵路用轉(zhuǎn)角、量邊放點(diǎn)。2.地鐵專用控制網(wǎng)作用大 地鐵專用平面、高程控制網(wǎng)是施工時(shí)按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)在實(shí)地復(fù)現(xiàn)設(shè)計(jì)的唯一根據(jù)。它建立在城市控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，相對(duì)精度又高于城市控制網(wǎng)。它既保證全線首尾的平順銜接，又避免工程放樣時(shí)與設(shè)計(jì)使用的大量城市測(cè)量資料數(shù)據(jù)產(chǎn)生矛盾。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量 3.總體規(guī)劃、分期建設(shè) 地下鐵道工程浩大、投資大

40、、工期長(zhǎng)，一個(gè)城市地鐵建設(shè)要根據(jù)近期、遠(yuǎn)期客流量先作總體規(guī)劃，分期建設(shè)。測(cè)量工作不僅要考慮全局，既要沿每條線路獨(dú)立布設(shè)控制網(wǎng)，又要在線路交叉處有一定數(shù)量控制點(diǎn)重合，以保證各相關(guān)線路準(zhǔn)確銜接。4. 工程分段短，且分段多 地鐵工程受工期要求和盡量縮短對(duì)城市生活干擾要求的制約，全線要分成十幾個(gè)小段實(shí)施而且開(kāi)工時(shí)間不同、方法不同、結(jié)構(gòu)形式多種多樣，又分別由不同的承包商施工。要求達(dá)到準(zhǔn)確的貫通，完整實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，不僅要求每個(gè)承包商的測(cè)量人員完成好本段的測(cè)量任務(wù)，還要顧及鄰接工程項(xiàng)目的銜接，并且需要一支專業(yè)測(cè)量隊(duì)伍來(lái)負(fù)責(zé)全線的控制點(diǎn)檢查及貫通檢核工作。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵

41、施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量5.地上、下聯(lián)系密切測(cè)量?jī)?nèi)容多，與地面既有建筑結(jié)合緊密。各測(cè)量體和線路聯(lián)接密切，地上、地下測(cè)量工作要保證萬(wàn)無(wú)一失。6. 限界余量小軌道交通工程有嚴(yán)格的限量規(guī)定。為保證限界要求，應(yīng)給結(jié)構(gòu)輪廓考慮一定施工誤差作為余量。從降低工程成本的原則出發(fā)，余量盡量小，所以對(duì)施工測(cè)量精度要求較高。7. 環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)重地鐵工程盾構(gòu)掘進(jìn)會(huì)對(duì)周圍城市環(huán)境產(chǎn)生影響，其中至少要對(duì)工程正上方及鄰近地表建筑物的沉陷、傾斜或位移進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)某些從地下穿越居民區(qū)、水域、樁基的工程地段，這種觀測(cè)數(shù)量大，精度要求較高，如盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地表沉降監(jiān)測(cè)的精度 1 mm

42、。在隧道建設(shè)中及建成后對(duì)洞體的沉降和位移進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量地鐵施工測(cè)量的特點(diǎn)地鐵施工測(cè)量的特點(diǎn)測(cè)量精度要求高測(cè)量精度要求高 城市軌道交通為線形工程，為確保線路圓順，施工中城市軌道交通為線形工程，為確保線路圓順，施工中各環(huán)節(jié)工藝間施工容許偏差要求嚴(yán)，相鄰點(diǎn)相對(duì)精度要求各環(huán)節(jié)工藝間施工容許偏差要求嚴(yán)，相鄰點(diǎn)相對(duì)精度要求高。例如城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范要求衛(wèi)星定位控制網(wǎng)高。例如城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范要求衛(wèi)星定位控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差小于相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差小于10m

43、m10mm，精密導(dǎo)線相鄰點(diǎn)的，精密導(dǎo)線相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差小于相對(duì)點(diǎn)位中誤差小于8mm8mm，鋪軌精度要求小于，鋪軌精度要求小于2mm2mm；為保；為保證工程和施工環(huán)境安全而進(jìn)行的安全監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)的高程中證工程和施工環(huán)境安全而進(jìn)行的安全監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)的高程中誤差精度小于誤差精度小于1mm1mm，變形中誤差精度小于，變形中誤差精度小于6mm6mm等。等。測(cè)量作業(yè)環(huán)境差測(cè)量作業(yè)環(huán)境差 測(cè)量作業(yè)干擾大，作業(yè)時(shí)間受限制，地下和夜間夜間測(cè)量作業(yè)干擾大，作業(yè)時(shí)間受限制，地下和夜間夜間測(cè)量多，作業(yè)環(huán)境條件差等因素增加了施工測(cè)量難度和困測(cè)量多，作業(yè)環(huán)境條件差等因素增加了施工測(cè)量難度和困難，難，山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)

44、與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 上海長(zhǎng)江隧道第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量二、盾構(gòu)及其工作原理 盾構(gòu)是一種鋼制活動(dòng)防護(hù)裝置或活動(dòng)支撐，是通過(guò)軟弱含水層，特別是海

45、底、河底以及城市中心區(qū)修建隧道的一種機(jī)械。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院o 概念：是一種用于軟土隧道暗挖施工、具有金屬外殼、殼內(nèi)裝有整機(jī)及輔助設(shè)備，在其掩護(hù)下進(jìn)行土體開(kāi)挖、土渣排運(yùn)、整機(jī)推進(jìn)和管片安裝等作業(yè)，而使隧道一次成型的工作機(jī)械。o 盾構(gòu)是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)集機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開(kāi)挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、量測(cè)導(dǎo)向糾偏等功能。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院目前世界上最大的泥水盾構(gòu)機(jī)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量

46、第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院o 土壓平衡盾構(gòu)（面板式和輻條式）第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)的三大要素1、開(kāi)挖面穩(wěn)定2、掘進(jìn)及排土3、管片襯砌及壁后注漿。 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院o 按斷面形狀分類o 按支護(hù)地層的形式分類o 按開(kāi)挖面與作業(yè)室之間隔板的構(gòu)造分類（一）盾構(gòu)分類第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施

47、工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院o 單圓盾構(gòu)、復(fù)圓盾構(gòu)（多圓盾構(gòu)）、非圓盾構(gòu)。o 異形盾構(gòu)包括復(fù)圓盾構(gòu)（雙圓和三圓）和非圓盾構(gòu)（橢圓形盾構(gòu)、矩形、馬蹄形、半圓形）按斷面形狀分類第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院雙圓和多圓盾構(gòu)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)吊裝第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)

48、與工程學(xué)院盾構(gòu)安裝第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)施工第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量o （二）盾構(gòu)法的主要優(yōu)點(diǎn)o 除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進(jìn)行，既不影響地面交通，又可減少對(duì)附近居民的噪音和振動(dòng)影響；o 盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行，施工易于管理，施工人員也較少；o 土方量較少；o 穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)；o 施工不受風(fēng)雨等氣候條件影響；o 在土質(zhì)差水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性

49、。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量o （三） 盾構(gòu)法存在的主要問(wèn)題o 當(dāng)隧道曲線半徑過(guò)小時(shí)，施工較為困難；o 在陸地建造隧道時(shí)，如隧道覆土太淺，則盾構(gòu)法施工困難很大，而在水下時(shí)，如覆土太淺則盾構(gòu)法施工不夠安全；o 盾構(gòu)施工中采用全氣壓力法以疏干和穩(wěn)定地層時(shí)，對(duì)勞動(dòng)保護(hù)要求較高，施工條件差；o 盾構(gòu)法隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉陷尚難完全防止，特別在飽和含水松軟的土層中，要采取嚴(yán)密的技術(shù)措施才能把沉陷限制在很小的限度內(nèi)；o 在飽和含水地層小，盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌，對(duì)達(dá)到整體結(jié)構(gòu)防水性的技術(shù)要求較高

50、。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院三、盾構(gòu)施工測(cè)量 盾構(gòu)施工測(cè)量就是對(duì)盾構(gòu)機(jī)的實(shí)時(shí)姿態(tài)和各種參數(shù)進(jìn)行測(cè) 量的工作。實(shí)現(xiàn)方法有人工方法和自動(dòng)導(dǎo)向方法。 1、人工方法 在盾構(gòu)機(jī)出洞前完成盾構(gòu)儀的安裝，包括前、后標(biāo)志的安裝，坡度板的安裝等，安裝完成后將測(cè)量參數(shù)測(cè)定完成。在盾構(gòu)推進(jìn)施工中，應(yīng)用井下導(dǎo)線成果計(jì)算出盾構(gòu)的標(biāo)志，前標(biāo)和后標(biāo)的座標(biāo)（并進(jìn)行轉(zhuǎn)角改正），再算出切口和盾尾的座標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行比較后計(jì)算出切口和盾尾的平面偏離值。測(cè)出前標(biāo)中心的天頂角計(jì)算出前標(biāo)高程，再以盾構(gòu)縱坡

51、計(jì)算出切口、盾尾的高程，經(jīng)與設(shè)計(jì)高程比較后，計(jì)算出切口和盾尾的高程偏離。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量 人工測(cè)量盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)是利用對(duì)盾構(gòu)機(jī)盾尾的一些固定點(diǎn)位的測(cè)設(shè),通過(guò)人工計(jì)算，得出盾構(gòu)機(jī)相關(guān)的姿態(tài)參數(shù)，但計(jì)算比較繁瑣?？梢越柚贏utoCAD工程繪圖軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單明了。 盾構(gòu)機(jī)制造時(shí)，在盾尾視線較好的位置選擇了許多測(cè)量點(diǎn)，并精確測(cè)得以前參考點(diǎn)為原點(diǎn)的各點(diǎn)的三維坐標(biāo)做為初始坐標(biāo)。通過(guò)人工測(cè)量，可測(cè)得其中任意三點(diǎn)在大地坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。利用AutoCAD提供的ALGIN命令將這三點(diǎn)及盾構(gòu)機(jī)前后參考點(diǎn)的出廠初始

52、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為掘進(jìn)中的大地坐標(biāo)。各參數(shù)的計(jì)算也可借助AutoCAD軟件實(shí)現(xiàn)。山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)進(jìn)洞處洞口中心坐標(biāo)測(cè)量盾構(gòu)進(jìn)洞處洞口中心坐標(biāo)測(cè)量 隧道中心坐標(biāo)的測(cè)量方法,其難度并不很高,但較復(fù)雜。 n隧道瓦形環(huán)襯砌洞壁，環(huán)中心在洞壁上沒(méi)有明顯標(biāo)志，所以測(cè)量方法通常是測(cè)定一個(gè)圓周上若干點(diǎn)的坐標(biāo)，然后按最小二乘擬合的方法計(jì)算環(huán)的橢圓度和環(huán)中心坐標(biāo)n上海地鐵二號(hào)線中，也試用一種簡(jiǎn)便的方法。具體就是用長(zhǎng)5m的特制標(biāo)桿，借助以水準(zhǔn)器使標(biāo)桿置于水平位置，這時(shí)標(biāo)桿中央

53、的標(biāo)志就是環(huán)片的中央，如圖。 6.2m 5.5m (a) (b)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)施工測(cè)量第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量原理盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量原理2.盾構(gòu)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)機(jī)測(cè)量的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)間接測(cè)量方法推算出盾構(gòu)機(jī)切口中心和盾尾中心的三

54、維坐標(biāo)，從而知道盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)姿態(tài)。 目前國(guó)內(nèi)主要采用自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)測(cè)量，部門(mén)施工單位也在采用人工測(cè)量方法，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)主要有兩大體系：棱鏡法和激光導(dǎo)向法，下面就這兩種系統(tǒng)測(cè)量方法做個(gè)簡(jiǎn)單介紹。1 1）日本演算工房）日本演算工房ROBOTECROBOTEC自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介 硬件硬件組成組成 測(cè)站全站儀一臺(tái)、后視棱鏡一個(gè)、前視棱鏡三個(gè)（一個(gè)備用）；第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院 雙向測(cè)斜儀器一臺(tái)（含傳感器）； 測(cè)量黃盒子3個(gè)（分別位于測(cè)站、前視、后視，用于數(shù)據(jù)交換，其中測(cè)站和

55、后視還兼作電源箱）； 計(jì)算機(jī)一臺(tái)（在盾構(gòu)機(jī)操作室，用于測(cè)量數(shù)據(jù)處理）；數(shù)據(jù)線： 三個(gè)前視棱鏡通過(guò)3根數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，然后黃盒子通過(guò)1根數(shù)據(jù)線與操作室連接； 全站儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，黃盒子通過(guò)數(shù)據(jù)線與操作室連接并通過(guò)電源線與電箱連接，為全站儀提供電源； 后視棱鏡通過(guò)數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，黃盒子通過(guò)電源線與電箱連接，為后視棱鏡提供電源。 電箱2個(gè)，為測(cè)量系統(tǒng)提供電源。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量隧道、地鐵施工和竣工測(cè)量 第六節(jié)地鐵施工測(cè)量第六節(jié)地鐵施工測(cè)量山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院2 2）測(cè)量原理）測(cè)量原理 根據(jù)3個(gè)前視棱鏡和盾構(gòu)機(jī)中心的空間關(guān)系，在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中通過(guò)測(cè)量3個(gè)棱鏡的坐標(biāo)并通過(guò)雙向傾斜儀測(cè)量出盾構(gòu)機(jī)的俯仰和滾動(dòng)角而間接地推算出盾構(gòu)機(jī)的中心坐標(biāo)。（1）測(cè)量過(guò)程 盾構(gòu)始發(fā)前首先測(cè)量出安裝在盾構(gòu)機(jī)上面的3個(gè)棱鏡和盾構(gòu)機(jī)中心的空間關(guān)系保存到自動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)電腦里； 根據(jù)區(qū)間線路設(shè)計(jì)資料，計(jì)算出隧道中心三維坐標(biāo)，并保存到自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)工業(yè)電腦中； 測(cè)量自動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)站、后視三維坐標(biāo)并將實(shí)測(cè)坐標(biāo)保存到工業(yè)電腦中； 后視復(fù)位：就是利用自動(dòng)系統(tǒng)的