地下工程測量

19一月2023第1頁，共99頁19一月2023地下工程的種類地下工程根據(jù)工程建設(shè)的特點可分為三大類:一.地下通道工程，如隧道工程(包括鐵路隧道、公路隧道以及輸水隧洞)、城市地下鐵道工程等;二.地下建(構(gòu))筑物，如地下工廠、倉庫、影劇院、游樂場、舞廳、餐廳、醫(yī)院、圖書室、地下商業(yè)街、人防工程以及軍事設(shè)施等;三.為開采各種礦產(chǎn)而建設(shè)的地下采礦工程。8.地下工程測量

UndergroundEngineeringSurveying19一月2023第2頁，共99頁19一月2023與地面工程測量相比，地下工程測量具有以下特點：(1)地下工程施工面黑暗潮濕，環(huán)境較差，經(jīng)常需進行點下對中，有時邊長較短，因此測量精度難以提高；(2)地下工程的坑道往往采用獨頭掘進，洞室之間互不相通，不便組織校核，出現(xiàn)錯誤不能及時發(fā)現(xiàn)。隨著坑道的進展，點位誤差的累積越來越大；8.地下工程測量

UndergroundEngineeringSurveying19一月2023第3頁，共99頁19一月2023(3)地下工程施工面狹窄，并且坑道往往只能前后通視，造成控制測量形式比較單一，僅適合布設(shè)導(dǎo)線；(4)測量工作隨著坑道工程的掘進，而不間斷的進行。一般先以低等級導(dǎo)線指示坑道掘進，而后布設(shè)高級導(dǎo)線進行檢核；(5)由于地下工程的需要，往往采用一些特殊或特定的測量方法（如為保證地下和地面采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，需進行聯(lián)系測量）和儀器。8.地下工程測量

UndergroundEngineeringSurveying19一月2023第4頁，共99頁8.地下工程測量

UndergroundEngineeringSurveying19一月20238.1概述8.2地面控制測量8.3地下控制測量8.4豎井聯(lián)系測量8.5貫通誤差預(yù)計8.6地下工程施工測量與竣工測量8.7貫通誤差的測定與調(diào)整19一月2023第5頁，共99頁19一月20238.1概述1.隧道工程測量綜述隧道可分為超長隧道、長隧道和短隧道。對于直線隧道，其長度在3000m以上的屬超長隧道；長度在1000～3000m的屬長隧道；長度在500～1000m的屬中長隧道；長度在500m以下的屬短隧道。對于同等級的曲線隧道，其長度界限為直線形隧道的一半。開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，不等貫通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)建成；特點：19一月2023第6頁，共99頁19一月20238.1概述2.隧道工程測量的任務(wù)勘測設(shè)計階段是提供選址地形圖和地質(zhì)填圖所需的測繪資料，以及定測時將隧道線路測設(shè)在地面上，即在洞門前后標定線路中線控制樁及洞身頂部地面上的中線樁；施工階段是保證隧道相向開挖時，能按規(guī)定的精度正確貫通，并使建筑物的位置符合規(guī)定，不侵入建筑限界，以確保運營安全。19一月2023第7頁，共99頁19一月20238.1概述3.隧道工程測量的內(nèi)容及作用

洞外平面控制測量；

洞外高程控制測量；

洞內(nèi)平面控制測量；

洞內(nèi)高程控制測量；

進洞測量；

洞內(nèi)中線測設(shè)；

貫通誤差調(diào)整；

竣工測量。19一月2023第8頁，共99頁19一月20238.1概述3.隧道工程測量的內(nèi)容及（1）在地下標定出地下工程建筑物的設(shè)計中心線和高程，為開挖、襯砌和施工指定方向和位置；（2）保證在兩個相向開挖面的掘進中，施工中線在平面和高程上按設(shè)計的要求正確貫通，保證開挖不超過規(guī)定的界線，保證所有建筑物在貫通前能正確地修建；（3）保證各種設(shè)備的正確安裝；（4）為設(shè)計和管理部門提供竣工測量資料等。作用19一月2023第9頁，共99頁19一月20238.1概述4.隧道貫通誤差的測量要求在隧道施工中，由于地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量以及細部放樣的誤差，使得兩個相向開挖的工作面的施工中線，不能理想地銜接，而產(chǎn)生錯開現(xiàn)象，即所謂貫通誤差，其在線路中線方向的投影長度稱為縱向貫通誤差（簡稱縱向誤差），其允許值一般為±20cm。在垂直于中線方向的投影長度稱為橫向貫通誤差（簡稱橫向誤差），其允許值一般為±10cm。在高程方向的投影長度稱為高程貫通誤差（簡稱高程誤差），其允許值一般為±5cm。

19一月2023第10頁，共99頁19一月20238.1概述4.隧道貫通誤差的測量要求橫向貫通誤差高程貫通誤差縱向貫通誤差01一一月月2023第11頁，，共共99頁01一一月月2023※影響貫貫通誤誤差的的主要要因素素及其其分解解8.1概述4.隧道貫通誤誤差的測量量要求由于洞外控控制測量、、洞內(nèi)外聯(lián)聯(lián)系測量、、洞內(nèi)控制制測量和洞洞內(nèi)中線放放樣等項誤誤差的共同同影響。一般將洞外平面控控制測量的誤差做為為影響隧道道橫向貫通通誤差的一一個獨立的的因素，將兩相向開開挖的洞內(nèi)內(nèi)導(dǎo)線測量量的誤差各各為一個獨獨立的因素素，按照等影影響原則確確定相應(yīng)的的橫向貫通通誤差。洞外（內(nèi)））平面控制制測量的誤誤差所引起起的橫向貫貫通誤差的的允許值：：01一月2023第12頁，共99頁01一月2023高程控制測量量中，洞內(nèi)、、洞外高程測測量的誤差對對高程貫通誤誤差的影響，，按相等原則則分配。洞外（內(nèi)）高高程測量的誤誤差對高程貫貫通誤差的允允許值：8.1概述4.隧道貫通誤差差的測量要求求對于縱向貫通通精度而言，，它主要影響響隧道中線的的長度，只要要求滿足定測測中線的精度度，即：01一一月月2023第13頁，，共共99頁01一一月月20238.1概述4.隧道貫貫通誤誤差的的測量量要求求測量部位橫向中誤差（mm）高程中誤差mm相鄰兩開挖洞口間長度（km）＜44~88~1010~1313~1717~20洞外30456090120150±18洞內(nèi)406080120160200±17洞外、洞內(nèi)總影響5075100150200250±25無豎井井公路路鐵路路隧道道控制制測量量的誤誤差對對于貫貫通誤誤差所所容許許的影影響值值01一月月2023第14頁，共99頁01一月2023橫向誤差17.3毫米高程誤差4.6毫米大瑤山隧道(14.3公里)隧道工程舉例例8.1概述4.隧道貫通誤差差的測量要求求01一月月2023第15頁，共99頁01一月月20238.1概述4.隧道貫通誤誤差的測量量要求西康鐵路秦秦嶺特特長隧道(18.4公里)縱向誤差125毫米橫向誤差12毫米高程誤差1毫米01一月2023第16頁，共99頁01一一月月20238.2地面面控控制制測測量量對于于直直線線隧隧道道，，洞洞外外平平面面控控制制測測量量的的目的主要是是獲取取兩端端洞口口較為為精確確的點點的平平面位位置和和引測測進洞洞的方方向；；對于曲曲線隧隧道，，洞外外平面面控制制測量量除具具有與與直線線隧道道相同同的目目的外外，還還在于于間接求求算隧隧道所所在曲曲線的的轉(zhuǎn)向向角及及兩端端洞口口控制制樁與與交點點的相相對位位置，，進而而按設(shè)設(shè)計選選配的的圓曲曲線半半徑和和緩和和曲線線長重重新確確定隧隧道中中線的的位置置。01一月月2023第17頁，共99頁01一一月20238.2地面控制制測量直線隧道道長度大大于1000m，曲線隧隧道長度度大于500m，均應(yīng)根根據(jù)橫向向貫通精精度要求求進行隧隧道平面面控制測測量設(shè)計計。兩相鄰開開挖洞口口（包括括橫洞口口、斜井井口）高高程路線線長度大大于5000m，應(yīng)根據(jù)據(jù)高程貫貫通精度度要求進進行隧道道高程控控制測量量設(shè)計。。01一月2023第18頁，共99頁01一一月月20238.2地面控控制測測量1.中線法法（現(xiàn)現(xiàn)場標標定法法）中線法法一般般只能能用于于短于于1000m的直線線隧道道和短短于500m的曲線線隧道道的洞洞外平平面控控制。。建立洞洞外平平面控控制的的常用用的方方法有有：中線法法、精精密導(dǎo)導(dǎo)線法法、三三角網(wǎng)網(wǎng)和GPS網(wǎng)等。先將洞洞內(nèi)線線路中中線點點的平平面位位置測測設(shè)于于地面面，經(jīng)經(jīng)檢核核確認認該段段中線線與兩兩端相相鄰線線路中中線能能夠正正確銜銜接后后，方方可以以此作作為依依據(jù)，，進行行引測測進洞洞和洞洞內(nèi)中中線測測設(shè)。。01一一月月2023第19頁，，共共99頁01一一月月20238.2地面控控制測測量假設(shè)A、D兩點為為隧道道中線線在洞洞口處處的已已知點點，由由于不不能通通視，，因此此要在在中間間定出出B、C兩點，，作為為向洞洞內(nèi)引引線的的依據(jù)據(jù)。標標定時時可按設(shè)設(shè)計圖圖紙求求得AD的概略略方位位角，，然后后在現(xiàn)現(xiàn)場按按此方方向用用經(jīng)緯緯儀以以正倒倒鏡延延長直直線的的方法法，將將中線線從A點延長長至B、C′，最后后至D′′點，并并量出出DD′′間的距距離。。另外用用視距距法求求得AB′、B′C′、C′D′等距離離，這這時CC′的距離離可用用下式式求得得：1.中線法法01一一月2023第20頁，共99頁01一月20238.2地面控制測量量1.中線法中線法簡單、、直觀，但其其精度不太高高。然后將經(jīng)緯儀儀移到C，后視D點，再用上法法延長直線至A，若直線不通通過A點，再按上述述方法計算在在B點的偏距，并并將儀器移至至B點，依此方法法，直至使B、C二點都在AD直線上為止。。最后將B、C二點在地面上上標定出來，，作為向洞內(nèi)內(nèi)引線的依據(jù)據(jù)。若用于曲線隧隧道，則應(yīng)首首先精確標出出兩切線方向向，然后精確確測出轉(zhuǎn)向角角，將切線長長度正確地標標定在地表上上，以切線上上的控制點為為準，將中線線引入洞內(nèi)。。01一月2023第21頁，共99頁01一一月月2023隧道洞洞外導(dǎo)導(dǎo)線測測量和和經(jīng)緯緯儀（（或全全站儀儀）導(dǎo)導(dǎo)線測測量方方法相相同，，但它它的精度要要求較較高，所以以測角角和量量邊均均用較較精密密的儀儀器和和方法法。8.2地面控控制測測量2.導(dǎo)線法法（1）在直直線隧隧道的的設(shè)計計中，，導(dǎo)線線應(yīng)盡盡量沿沿兩洞洞口連連接的的方向向布設(shè)設(shè)成直伸形形式。因為直直伸導(dǎo)導(dǎo)線量量距誤誤差只只影響響隧道道的長長度，，而對對垂直直隧道道中線線方向向上的的誤差差（即即橫向向貫通通誤差差）影影響較較小。。01一月月2023第22頁，共99頁01一月月2023（2）在曲線隧道的測設(shè)當中中，當兩端端洞口附近近為曲線而而中部為直直線的隧道道，兩端曲曲線部分可可沿切線、、中部直線線部分沿中中線布設(shè)導(dǎo)導(dǎo)線點；當整個隧道道在曲線上上時，宜沿沿兩端洞口口的連接線線布設(shè)導(dǎo)線線點，如受地形形地物限制制，可離開開中線或兩兩洞口的連連接線，但但不宜過遠遠。同時，，曲線隧道的的導(dǎo)線還應(yīng)應(yīng)盡可能通通過洞外曲曲線起訖點點或交點樁樁，這樣曲曲線交點上上的總偏角角可根據(jù)導(dǎo)導(dǎo)線測量結(jié)結(jié)果計算出出來，據(jù)此可將定定測時所測測得的總偏偏角加以修修正，用得得到的較精精確的數(shù)值值來求算曲曲線元素。。8.2地面控制測測量2.導(dǎo)線法01一月2023第23頁，共99頁01一一月月2023（3）導(dǎo)線線應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能通通過過隧隧道道兩兩端端洞洞口口及及各各輔輔助助坑坑道道口口的的進進洞洞點點，，使使這這些些點點能能夠夠成成為為主主導(dǎo)導(dǎo)線線點點。。有時時受受條條件件限限制制，，輔輔助助坑坑道道口口的的進進洞洞點點不不便便直直接接聯(lián)聯(lián)系系為為主主導(dǎo)導(dǎo)線線點點時時，，可可作作為為支支導(dǎo)導(dǎo)線線點點，，這這些些點點至至少少與與兩兩個個主主導(dǎo)導(dǎo)線線點點聯(lián)聯(lián)測測，，以以保保證證其其精精度度。。8.2地面面控控制制測測量量（4）在在確確定定控控制制點點位位置置時時，，應(yīng)應(yīng)使使每個個洞洞口口不不少少于于三三個個能能彼彼此此聯(lián)聯(lián)系系的的平平面面控控制制點點（包括洞口口插點及附附近的三角角點，導(dǎo)線線點）。以以便于進洞洞時進行檢檢測，或某某個點在施施工過程中中被破壞后后，便于補補測。2.導(dǎo)線法01一一月月2023第24頁，，共共99頁01一一月月2023（5）為了了提高高導(dǎo)線線測量量的精精度和和增加加校核核條件件，一一般都都將導(dǎo)導(dǎo)線布布置成成多邊形形閉合合環(huán)。當量量距困困難時時，可可布設(shè)設(shè)成主主副導(dǎo)導(dǎo)線閉閉合環(huán)環(huán)，副副導(dǎo)線線只測測其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角而而不量量距。。8.2地面控控制測測量（6）導(dǎo)線線最短短邊長長不應(yīng)小小于300m，相鄰邊邊長的的比不不應(yīng)小小于1：3，并盡盡量采采用長長邊，，以減小測測角誤誤差對對導(dǎo)線線橫向向誤差差的影響響。2.導(dǎo)線法法01一一月2023第25頁，共99頁01一一月月2023（7）隧隧道道洞洞外外導(dǎo)導(dǎo)線線應(yīng)應(yīng)組組成成閉閉合合環(huán)環(huán)，，一一個個控控制制網(wǎng)網(wǎng)中中導(dǎo)導(dǎo)線線環(huán)環(huán)的的個個數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)不不少少于于4個；每個個環(huán)的邊邊數(shù)約為為4~6條，應(yīng)盡盡可能將將兩端洞洞口控制制點納入入到導(dǎo)線線網(wǎng)中。。8.2地面控制制測量2.導(dǎo)線法01一一月2023第26頁，共99頁01一月月2023（8）導(dǎo)線的水水平角一般般采用方向觀測法法。當水平角角只有兩個個方向時，，可按總測測回數(shù)的奇數(shù)和偶數(shù)數(shù)測回分別別觀測導(dǎo)線線的左角和和右角，以檢查測測角錯誤；；將它們換換算為左角角或右角后后再取平均均值，可以以提高測角角精度。2.導(dǎo)線法8.2地面控制測測量導(dǎo)線測量的的優(yōu)點是選點布網(wǎng)網(wǎng)較自由、、靈活，對對地形的適適應(yīng)性較好好。目前光光電測距導(dǎo)導(dǎo)線已成為為隧道平面面控制測量量的主要布布設(shè)方案之之一。光電電測距導(dǎo)線線的布設(shè)形形式可分為為附合導(dǎo)線線、閉合導(dǎo)導(dǎo)線和直伸伸形多環(huán)導(dǎo)導(dǎo)線鎖等。。01一一月月2023第27頁，，共共99頁01一一月月2023三角角測測量量的的方方向向控控制制較較中中線線法法、、導(dǎo)導(dǎo)線線法法都都高高，，如果果僅僅從從橫橫向向貫貫通通精精度度的的觀觀點點考考慮慮，，則則它它是是最最理理想想的的隧隧道道平平面面控控制制方方法法。。三角角測測量量除除采采用用測測角角三三角角鎖鎖外外，，還還可可采采用用變變角角網(wǎng)網(wǎng)和和三三邊邊網(wǎng)網(wǎng)。。但但從從精精度度、、工工作作量量、、經(jīng)經(jīng)濟濟方方面面綜綜合合考考慮慮，，以以測測角角三三角角鎖鎖為為好好。。8.2地面面控控制制測測量量3.三角角網(wǎng)網(wǎng)法法01一一月2023第28頁，共99頁01一月2023直線隧道以單單鎖為主，三角點盡量靠靠近中線，條條件許可時，，可利用隧道道中線三角鎖鎖的一邊，以以減少測量誤誤差對橫向貫貫通的影響。。曲線隧道三角角鎖以沿兩端端洞口的連線線方向布設(shè)較較為有利，較短的曲線隧隧道可布設(shè)成成中點多邊形形鎖，長的曲線隧道道，包括一部部分直線，一一部分曲線的的隧道可布設(shè)設(shè)成任意三角角形鎖。8.2地面控制測量量3.三角網(wǎng)法01一一月月2023第29頁，，共共99頁01一月月20238.2地面控制測測量3.三角網(wǎng)法01一月2023第30頁，共99頁01一一月月2023三角角鎖鎖一一般般布布置置一一條條高精精度度的的基基線線作為為起起始始邊邊，，并并在在三三角角鎖鎖另另一一端端增增設(shè)設(shè)一一條條基基線線，，以以資資檢檢核核；；其其余余僅僅只只有有測測角角工工作作，，按按正正弦弦定定理理推推算算邊邊長長，，經(jīng)經(jīng)過過平平差差計計算算可可求求得得三三角角點點和和隧隧道道軸軸線線上上控控制制點點的的坐坐標標，，然然后后以以控控制制點點為為依依據(jù)據(jù)，，確確定定進進洞洞方方向向。。8.2地面面控控制制測測量量3.三角角網(wǎng)網(wǎng)法法三角角鎖鎖的的優(yōu)優(yōu)點點是圖圖形形結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)堅堅強強、、布布點點少少、、推推進進快快、、精精度度高高、、多多余余觀觀測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)較較多多，，可可以以檢檢查查判判斷斷明明顯顯的的粗粗差差和和系系統(tǒng)統(tǒng)誤誤差差，，其缺缺點點是測測角角工工作作量量大大，，受受圖圖形形傳傳距距角角大大小小的的限限制制以以及及基基線線丈丈量量困困難難。。但但目目前前由由于于高高精精度度光光電電測測距距儀儀的的應(yīng)應(yīng)用用，，測測量量邊邊長長已已不不再再困困難難。。所所測測邊邊長長根根據(jù)據(jù)其其測測距距精精度度的的高高低低，，可可作作為為基基線線使使用用也也可可當當作作觀觀測測值值參參與與平平差差。。01一一月月2023第31頁，共共99頁01一8.2地面控制制測量4.GPS法用全球定定位系統(tǒng)統(tǒng)GPS技術(shù)作洞洞外平面面控制時時，只需在洞洞口處布布點，對于直直線隧道道，洞口口點選在在線路中中線上，，另外再再布設(shè)兩兩個定向向點，除除要求洞洞口點與與定向點點通視外外，定向向點之間間不要求求通視。。對于曲線線隧道01一一月月2023第32頁，，共共99頁01一一月2023由上述各各種方法法比較看看出：8.2地面控制制測量中線法控制形式式最簡單單，但由由于方向向控制較較差，故故只能用用于較短短的隧道道；三角測量量方法其方向控控制精度度最高，，故在光光電測距距儀未廣廣泛使用用之前，，是隧道道控制最最主要的的形式，，但其三三角點的的布設(shè)要要受到地地形、地地物條件件的限制制，而且且基線邊邊要求精精度高，，使丈量量工作復(fù)復(fù)雜，平平差計算算工作量量大；精密導(dǎo)線線法，在光電電測距儀儀的測程程和精度度不斷提提高的今今天，由由于布設(shè)設(shè)簡單、、靈活、、地形適適應(yīng)性強強、外業(yè)業(yè)工作量量少，因因而逐漸漸成為隧隧道控制制的主要要形式，，只要在在水平角角測量時時適當增增加測回回數(shù)，就就可彌補補其方向向控制不不如三角角測量之之不足。。而且光光電測距距導(dǎo)線和和光電測測距三角角高程可可以同時時進行，，大大減減少了野野外工作作量，是是隧道控控制中應(yīng)應(yīng)首選的的方案之之一；GPS測量是目前的一一種全新控控制形式，，隨著其價價格的降低低、精度的的提高、理理論的完善善，已經(jīng)成成為使用最最廣、效率率最高的控控制形式。。01一月2023第33頁，共99頁01一月20238.2地面控制測量量5.高程控制測量量洞外高程控制制測量的任務(wù)，是按照設(shè)計計精度施測兩兩相向開挖洞洞口附近水準準點之間的高高差，以便將將整個隧道的的統(tǒng)一高程系系統(tǒng)引入洞內(nèi)內(nèi)，同時在每每一個洞口應(yīng)埋設(shè)不少于于2個水準點，兩水準點之之間的高差，，以安置一次次水準儀即可可測出為宜。。保證按規(guī)定定精度在高程程方面正確貫貫通，并使隧隧道工程在高高程方面按要要求的精度正正確修建。隧道高程控制制測量一般采采用水淮測量量，對于四、、五等高程控控制測量也可可采用光電測測距三角高程程測量。01一月2023第34頁，共99頁01一月月20238.2地面控制測測量測量部位測量等級每公里高差中數(shù)的偶然中誤差(mm)兩開挖洞口間的水準路線長度(km)水準儀等級水準尺類型洞外二≤1.0＞36S0.5、S1線條式因瓦水準尺三≤3.013～36S1線條式因瓦水準尺S3區(qū)格式水準尺四≤5.05～13S3區(qū)格式水準尺洞內(nèi)二≤1.0＞32S1線條式因瓦水準尺三≤3.011～32S3區(qū)格式水準尺四≤5.05～11S3區(qū)格式水準尺等級水準測測量的路線線長度和儀儀器精度5.高程控制測測量01一月月2023第35頁，共99頁01一一月2023洞外控制制測量完完成以后后，應(yīng)把各洞口口的線路路中線控控制樁和和洞外控控制網(wǎng)聯(lián)聯(lián)系起來來。由于控控制網(wǎng)和和線路中中線兩者者的坐標標系不一一致，應(yīng)應(yīng)首先把把洞外控控制點和和中線控控制樁的的坐標納納入同一一坐標系系統(tǒng)內(nèi)，，故必須須先進行行坐標變變換計算算，得到到控制點點在變換換后的新新坐標。。一般在直直線段以以線路中中線作為為x軸；曲線線上則以以一條切切線方向向作為x軸。用線路中中線點和和控制點點的坐標標，反算算兩點的的距離和和方位角角，即洞內(nèi)中中線點與與洞口控控制點之之間的距距離、角角度和高高差關(guān)系系。測設(shè)洞內(nèi)內(nèi)中線點點位。從從而確定定進洞測測量的數(shù)數(shù)據(jù)。把中線引引入洞內(nèi)內(nèi)。8.3進洞關(guān)系系計算和和進洞測測量01一月2023第36頁，共99頁01一一月月2023進洞關(guān)關(guān)系計計算和和進洞洞測量量的主主要任任務(wù)：：1.確定隧隧道中中線與與平面面控制制網(wǎng)之之間的的關(guān)系系；2.在洞內(nèi)內(nèi)控制制建立立之前前，指指導(dǎo)中中線進進洞和和洞內(nèi)內(nèi)開挖挖。8.3進洞關(guān)關(guān)系計計算和和進洞洞測量量01一月月2023第37頁，共99頁01一月20231.直線隧道8.3進洞關(guān)系計算算和進洞測量量如圖所示一直直線隧道的平平面控制網(wǎng)，，A、B、C、…、G為地面平面控控制點。其中中A、G為洞口點，Sl、S2為設(shè)計進洞的的第1、第2個中線里程樁樁。為了求得得A點洞口中線掘掘進方向及掘掘進后測設(shè)中中線里程樁S1，用坐標反算算公式求測設(shè)設(shè)數(shù)據(jù)。01一月2023第38頁，共99頁01一一月月20232.曲線隧隧道8.3進洞關(guān)關(guān)系計計算和和進洞洞測量量對于中中間具具有曲曲線的的隧道道，如如圖所所示，，隧道道中線線轉(zhuǎn)折折點C的坐標標和曲曲線半半徑已已由設(shè)設(shè)計文文件給給定。。因此此，可可以計計算兩端進進洞中中線的的方向向和里程程并測測設(shè)。。當掘掘進達達到曲曲線段段的里里程以以后，，按照照測設(shè)設(shè)線路路工程程平面面圓曲曲線的的方法法測設(shè)設(shè)曲線線上的的里程程樁。。01一一月月2023第39頁，共共99頁01一一月月20233.洞口口掘掘進進方方向向的的標標定定8.3進洞洞關(guān)關(guān)系系計計算算和和進進洞洞測測量量隧道道貫貫通通的的橫橫向向誤誤差差主主要要由由隧隧道道中中線線方方向向的的測測設(shè)設(shè)精精度度所所決決定定，而而進進洞洞時時的的初初始始方方向向尤尤為為重重要要。。因因此此，，在在隧隧道道洞洞口口，，要要埋埋設(shè)設(shè)若若干干個個固固定定點點，，將將中中線線方方向向標標定定于于地地面面，，作作為為開開始始掘掘進進及及以以后后與與洞洞內(nèi)內(nèi)控控制制點點聯(lián)聯(lián)測測的的依依據(jù)據(jù)。。如如圖圖所所示示，，用用1、2、3、4標定定掘掘進進方方向向，，再再在在洞洞口口與與中中線線垂垂直直方方向向上上埋埋設(shè)設(shè)5、6、7、8樁。。所所有有固固定定點點應(yīng)應(yīng)埋埋設(shè)設(shè)在在不不易易受受施施工工影影響響的的地地方方，，并并測測定定A點至至2、3、6、7點的的平平距距。。這這樣樣，，在在施施工工過過程程中中可可以以隨隨時時檢檢查查或或恢恢復(fù)復(fù)洞洞口口控控制制點點的的位位置置和和進進洞洞中中線線的的方方向向及及里里程程。。01一一月月2023第40頁，共共99頁01一月20238.4豎井聯(lián)系測量量在隧道施工中中，除了通過過開挖平洞、、斜井以增加加工作面外，，還可以采用用開挖豎井的的方法來增加加工作面，將將整個隧道分分成若干段，，實行分段開開挖。例如，，城市地下鐵鐵道的建造，，每個地下站站是一個大型型豎井，在站站與站之間用用盾構(gòu)進行開開挖，并不受受城市地面密密集的建筑物物和繁忙交通通的影響。01一一月月2023第41頁，，共共99頁為了了保保證證地地下下各各方方向向的的開開挖挖面面能能準準確確貫貫通通，，必必須須將將地面面控控制制網(wǎng)網(wǎng)中中的的點點位位坐坐標標、、方方位位和和高高程程，，通通過過豎豎井井傳傳遞遞到到地地下下，這這項項工工作作稱稱為為豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量。01一一月月20238.4豎井聯(lián)聯(lián)系測測量按照地地下控控制網(wǎng)網(wǎng)與地地面上上聯(lián)系系的形形式不不同，，定向向的方方法可可分為為下列列四種種：經(jīng)過一一個豎豎井定定向（（簡稱稱一井井定向向）經(jīng)過兩兩個豎豎井定定向（（簡稱稱兩井井定向向）經(jīng)過橫橫洞（（平坑坑）與與斜井井的定定向；；應(yīng)用陀陀螺經(jīng)經(jīng)緯儀儀定向向。01一月月2023第42頁，共99頁01一一月20238.4豎井聯(lián)系系測量abca′b′c′(1)投點及連連接測量量方法O1O2ABA′B′O1O2聯(lián)系三角角形1、一井定定向目的：將將地面點點坐標和和方位角角傳遞到到地下01一一月2023第43頁，共99頁01一一月月20238.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量(2)聯(lián)系系三三角角形形平平差差計計算算bcaO1O2A邊長長檢檢核核要要求求在在地地面面及及地地下下所所量量得得的的吊吊錘錘線線間間距距離離之之差差不不超超過過2mm（1）計計算算兩兩吊吊垂垂線線間間距距。。（2）檢檢核核計計算算。。（4）計計算算β角和和γ角。。（5）求求閉閉合合差差并并進進行行改改正正。。（3）計計算算三三角角形形邊邊長長改改正正數(shù)數(shù)。。01一月2023第44頁，共99頁01一一月月2023(3)地下下導(dǎo)導(dǎo)線線起起始始邊邊方方位位角角推推算算BAA′B′O1O2O1O2BA8.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量01一一月月2023第45頁，共共99頁01一一月2023O1O2A′B′C′D′mqmo(4)方位角傳傳遞的誤誤差8.4豎井聯(lián)系系測量01一一月2023第46頁，共99頁01一月月20238.4豎井聯(lián)系測測量(5)聯(lián)系三角形形的最有利利形狀A(yù)O1O2baBAA′B′O1O201一月月2023第47頁，共99頁01一月2023AO1O2（1）兩垂線之間間距離盡可能能遠。（2）應(yīng)為伸展形狀，不能大于3°。O1O2O1O2（3）b/a的數(shù)數(shù)值值應(yīng)應(yīng)大大約約等等于于1.5。Aab測距精度的影響測角精度的影響(5)聯(lián)系系三三角角形形的的最最有有利利形形狀狀8.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量01一一月2023第48頁，共99頁01一一月2023(5)聯(lián)系三角角形的最最有利形形狀b＜cO1O2Abca8.4豎井聯(lián)系系測量01一一月2023第49頁，共99頁01一一月月2023O1O2（4）傳傳遞遞方方向向應(yīng)應(yīng)經(jīng)經(jīng)過過小小角角。。BAA′B′路線對應(yīng)的角度1234√(5)聯(lián)系三三角形形的最最有利利形狀狀8.4豎井聯(lián)聯(lián)系測測量01一月月2023第50頁，共99頁01一一月2023第51頁，共99頁01一一月2023第52頁，共99頁01一月2023第53頁，共99頁01一一月月2023第54頁，，共共99頁01一一月月2023第55頁，共共99頁01一一月月2023第56頁，共共99頁01一月月20238.4豎井聯(lián)系測測量M2、兩井定向向通風井豎井a(chǎn)bcO1231O2無定向?qū)Ь€線PQN(1)投點及聯(lián)系系測量BA01一一月2023第57頁，共99頁無定向?qū)Ь€:是沒有方向檢檢核的導(dǎo)線，，即為從一條條已知邊出發(fā)發(fā)而閉合到一一個已知點上上，但有時在在導(dǎo)線的一端端只有一個已已知點,沒有定向點，，另一端也可可能是一個點點。這種導(dǎo)線線就不能用常常規(guī)的計算方方法來推算坐坐標，因為起起算時沒有定定向點，所以以稱為無定向向?qū)Ь€。由于沒有方向向檢核精度比比附合導(dǎo)線要要低。閉合到到一個已知點點上只有一個個坐標檢核條條件，但比支支導(dǎo)線精度要要高。01一月月2023第58頁，共99頁無定向?qū)Ь€線近似平差差步驟01一一月月2023第59頁，，共共99頁01一一月月2023第60頁，，共共99頁01一一月月2023第61頁，共共99頁01一月月2023第62頁，共99頁01一月月2023第63頁，共99頁01一月月2023第64頁，共99頁01一月月20238.4豎井聯(lián)系測測量(2)內(nèi)業(yè)計算①計算兩吊錘錘線在地面面坐標系的的方向角與與距離01一一月月2023第65頁，共共99頁01一一月月20238.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量②計算算地地下下導(dǎo)導(dǎo)線線點點在在假假定定坐坐標標系系中中的的坐坐標標設(shè)A點為為原原點點，，A1邊為為X’’軸方方向向Ax123ByX’Y’i=（1，2，………，n－1）式中中：：01一一月月2023第66頁，，共共99頁01一一月20238.4豎井聯(lián)系系測量B點的坐標標為：由A、B兩點在假假定坐標標系中坐坐標，反反算其假假定方位位角與距距離為：：01一一月2023第67頁，共99頁01一一月20238.4豎井聯(lián)系系測量③計算地下下導(dǎo)線各各點在地地面坐標標系中的的坐標Ax123ByX’Y’A.計算井下下起始邊邊在地面面坐標系系統(tǒng)中的的方位角角B.根據(jù)A點的坐標標和計算算出的A1邊的方位位角計算算出井下下導(dǎo)線各各點在地地面坐標標系統(tǒng)中中的坐標標和方位位角。01一一月月2023第68頁，共共99頁01一一月月20238.4豎井聯(lián)系測測量④兩豎井間地地下導(dǎo)線的的平差坐標閉合差差由于全長相對閉閉合差為01一月月2023第69頁，共99頁01一一月月20238.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量（4）鉛鉛垂垂儀儀與與全全站站儀儀聯(lián)聯(lián)合合定定向向法法通風風井井豎井井TD1TD2W1W2`BCPQ01一一月月2023第70頁，共99頁01一一月20238.4豎井聯(lián)系系測量aPbQ水準點1水準點23、豎井井高程傳傳遞（1）鋼尺尺傳遞法法l01一一月2023第71頁，共99頁01一一月20238.4豎井聯(lián)系測測量②檢核水準點1水準點2注意事項①鋼尺改正01一月月2023第72頁，共99頁01一一月月20238.4豎井井聯(lián)聯(lián)系系測測量量（2）測測距距儀儀傳傳遞遞法法ab水準點1水準點2mnD01一一月月2023第73頁，，共共99頁01一一月月2023莫找借借口失失敗，，只找找理由由成功功！思考題題：01一一月月2023第74頁，共共99頁01一一月月20238.5地下控控制測測量地下控控制測測量的的目的是以必必要的的精度度，按按照與與洞外外控制制測量量統(tǒng)一一的坐坐標系系統(tǒng)，，建立立洞內(nèi)內(nèi)的控控制系系統(tǒng)。。根據(jù)據(jù)洞內(nèi)內(nèi)導(dǎo)線線的坐坐標，，就可可以放放樣出出隧道道中線線及其其襯砌砌的位位置，，指出出隧道道開挖挖的方方向，，保證相相向開開挖的的隧道道在所所要求求的精精度范范圍內(nèi)內(nèi)貫通通。01一一月月2023第75頁，共99頁01一月20231、地下平面控控制測量6.5地下控制測量量網(wǎng)形：導(dǎo)線(網(wǎng)）地下導(dǎo)線系隨隨著隧道的開開挖而向前延延伸，因此只只能敷設(shè)支導(dǎo)線（導(dǎo)線線環(huán)），而不是將整整條導(dǎo)線一次次測完。支導(dǎo)導(dǎo)線只能用重復(fù)觀測的方方法進行檢核核。應(yīng)考慮的因素素：1）在貫通面處處，其橫向誤誤差不能超過過容許的數(shù)值值2）地下導(dǎo)線點點的位置應(yīng)保保持在隧道內(nèi)內(nèi)能以必要的的精度進行放放樣01一月2023第76頁，共99頁01一月20236.5地下控制測量量采用分級布設(shè)設(shè)的方法解決辦法：（1）施工導(dǎo)線：：在開挖面向前前推進時，用用以進行放樣樣而指導(dǎo)開挖挖的導(dǎo)線測量量，一部分施施工導(dǎo)線的點點，將作為以以后敷設(shè)基本本導(dǎo)線的點，，施工導(dǎo)線的的邊長為25~50m。（2）基本導(dǎo)線：：當掘進100~300m時，為了檢查查坑道的方向向是否與設(shè)計計的相符合，，就要選擇一一部分施工導(dǎo)導(dǎo)線點敷設(shè)邊邊長較長（50~100m）精度要求較較高的基本導(dǎo)導(dǎo)線。（3）主要導(dǎo)線：：當坑道掘進大大于1km時，基本導(dǎo)線線將不能保證證應(yīng)有的貫通通精度，這時時就要選擇一一部分基本導(dǎo)導(dǎo)線點來敷設(shè)設(shè)主要導(dǎo)線，，主要導(dǎo)線的的邊長為150~800m。為了改善通通視條件，主主要導(dǎo)線點應(yīng)應(yīng)盡量靠近隧隧道中線。01一月月2023第77頁，共99頁01一一月月20236.5地下控控制測測量01一月月2023第78頁，共99頁01一月月20232、地下高程程控制測量量6.5地下控制測測量洞內(nèi)應(yīng)每隔隔200~500m設(shè)立一對高高程控制點點（永久））。高程控控制點可選選在導(dǎo)線點點上，也可可根據(jù)情況況埋設(shè)在隧隧道的頂板板、底板或或邊墻上。。洞內(nèi)高程程控制測測量的目的，是由洞洞口高程程控制點點向洞內(nèi)內(nèi)傳遞高高程，即即測定洞洞內(nèi)各高高程控制制點的高高程，做做為洞內(nèi)內(nèi)施工高高程放樣樣的依據(jù)據(jù)。三等及以以上的高高程控制制測量應(yīng)應(yīng)采用水水準測量量，四、、五等可可采用水水準測量量或光電電測距三三角高程程測量;01一一月2023第79頁，共99頁01一月20236.5地下控制測量量有時由于隧道道內(nèi)施工場地地狹小，工種種繁多，干擾擾較大，所以以洞內(nèi)水準測測量還常使用用倒尺法傳遞高程。對于倒尺的讀讀數(shù)應(yīng)作為負值計算01一月2023第80頁，共99頁01一一月月20236.6隧道開開挖中中的測測量工工作在隧道道施工工過程程中，，測量量人員員的主要任任務(wù)是是隨時時確定定開挖挖的方方向，此外外還要要定期期檢查查工程程進度度（進進尺））及計計算完完成的的土石石方數(shù)數(shù)量。。在隧隧道竣竣工后后，還還要進進行竣竣工測測量。。01一一月月2023第81頁，共共99頁01一一月月20236.6隧道道開開挖挖中中的的測測量量工工作作1、中中線線放放樣樣2、坡坡度度放放樣樣3、斷斷面面放放樣樣在隧隧道道施施工工過過程程中中，，根根據(jù)據(jù)洞洞內(nèi)內(nèi)布布設(shè)設(shè)的的地地下下導(dǎo)導(dǎo)線線點點，，經(jīng)經(jīng)坐坐標標推推算算而而確確定定隧隧道道中中心心線線方方向向上上有有關(guān)關(guān)點點位位，，以以準準確確知知道道較較長長隧隧道道的的開開挖挖方方向向和和便便于于日日常常施施工工放放樣樣。。為了了控控制制隧隧道道坡坡度度和和高高程程的的正正確確性性，，通通常常在在隧隧道道巖巖壁壁上上每每隔隔5~10m，標標出出比比洞洞底底地地坪坪高高出出1m的抄抄平平線線，，又又稱稱腰線線，腰腰線線與與洞洞底底地地坪坪的的設(shè)設(shè)計計高高程程線線是是平平行行的的。。施施工工人人員員根根據(jù)據(jù)腰腰線線可可以以很很快快地地放放樣樣出出坡坡度度和和各各部部位位高高程程。。01一一月月2023第82頁，共共99頁01一一月月20231、中線線放樣樣ADP4P5L（1）中線法法6.6隧道開開挖中中的測測量工工作01一月2023第83頁，共99頁01一月20236.6隧道開挖中的的測量工作ADP4P5L操作過程標定中線上的的點A;標定開挖方向向(定D點)中線點向前延延伸180o01一月2023第84頁，共99頁01一月2023（2）串線法BDC>5m工作面<30m6.6隧道開挖中的的測量工作01一一月月2023第85頁，，共共99頁01一一月月20236.6隧道道開開挖挖中中的的測測量量工工作作2、坡坡度度放放樣樣洞底底地地坪坪腰線線NHN=172.76mi=+5‰1maa=1.437mA’’B’’C’’D’’5m01一月月2023第86頁，共99頁01一月月20236.6隧道開挖中中的測量工工作3、斷面放樣樣每次開挖鉆鉆爆前，應(yīng)應(yīng)在開挖斷斷面上根據(jù)據(jù)中線和規(guī)規(guī)定高程標標出預(yù)計開開挖斷面輪輪廓線。BC工作面BBlb1b2l支距法測量量斷面原理理01一月月2023第87頁，共99頁01一一月2023半徑法放放樣斷面面6.6隧道開挖挖中的測測量工作作01一一月2023第88頁，共99頁01一一月20234、隧道竣竣工測量量8.6隧道開挖挖中的測測量工作作隧道竣工工后，為為檢查主主要結(jié)構(gòu)構(gòu)及線路路位置是是否符合合設(shè)計要要求，應(yīng)應(yīng)進行竣竣工測量量。該項項工作包包括，隧道凈空斷面面測量、永久久中線點及水水準點的測設(shè)設(shè)。01一一月月2023第89頁，共共99頁01一一月月2023隧道凈凈空斷斷面測測量時時，應(yīng)應(yīng)在直直線地地段每每50m、曲線線地段段每20m或需要要加測測斷面面處測測繪隧隧道的的實際際凈空空。測量時時均以以線路路中線線為準準，包包括測測量隧隧道的的拱頂高高程、、起拱拱線寬寬度等。。近年年來許許多施施工單單位已已開始始應(yīng)用用便攜式式斷面面儀進行隧隧道的的凈空空斷面面測量量，該該種儀儀器可可進行行自動動掃描描、跟跟蹤和和測量量，并并可立立即顯顯示面面積、、高度度和寬寬度等等測量量結(jié)果果，測測量速速度快快、精精度高高。6.6隧道開開挖中中的測測量工工作01一一月月2023第90頁，，共共99頁01一一月月2023隧道道施施工工時時基基本本上上都都是是采采用用邊開開挖挖、、邊邊襯襯砌砌的方方法法，，等等到到隧隧道道貫貫通通時時，，未未襯襯砌砌部部分分也也所所剩剩不不多多，，故故可可進進行行中中線線調(diào)調(diào)整整的的地地段段有有限限。。于于是是，，如何何保保證證隧隧道道在在貫貫通通時時（（包包括括橫橫向向、、縱縱向向、、高高程程方方向向）），，兩兩相相向向開開挖挖施施工工中中線線的的相相對對錯錯位位不不超超過過規(guī)規(guī)定定的的限限值值，，是是隧隧道道施施工工測測量量的的關(guān)鍵問題。6.7貫通誤差的測測定與調(diào)整01一一月月2023第91頁，共共99頁01一一月月20236.7貫通誤誤差的的測定定與調(diào)調(diào)整（1）高程程貫通通誤差差mh1、分類類使用一一般水水準測測量方方法即即可滿滿足01一一月2023第92頁，共99頁01一一月20236.7貫通誤差差的測定定與調(diào)整整（2）縱向貫貫通誤差差ml一般對隧道道施工和隧隧道質(zhì)量不不產(chǎn)生影響響，一般不不超過±320mm01一一月月2023第93頁，，共共99頁01一一月月20236.7貫通通誤誤差差的的測測定定與與調(diào)調(diào)整整（3）橫橫向向貫貫通通誤誤差差mq直接接影影響響隧隧道道的的施施工工質(zhì)質(zhì)量量，，嚴嚴重重者者甚甚至至?xí)?dǎo)導(dǎo)致致隧隧道道報報廢廢01一一月2023第94頁，共99頁01一一月2023橫向誤差差17.3毫米高程誤差差4.6毫米大瑤山隧隧道(14.3公里)隧道工程程舉例6.7貫通誤差差的測定定與調(diào)整整01一一月2023第95頁，共99頁01一月月20236.7貫通誤差的的測定與調(diào)調(diào)整西康鐵路秦秦嶺特特長隧道(18.4公里)縱向誤差125毫米橫向誤差12毫米高程誤差1毫米01一月月2023第96頁，共99頁01一一月月20236.7貫通誤誤差的的測定定與調(diào)調(diào)整2、貫通通誤差差的估估算影響橫橫向貫貫通誤誤差的的主要要因素素有：：洞外和和洞內(nèi)內(nèi)平面面控制制測量量誤差差、洞洞外與與洞內(nèi)內(nèi)之間間聯(lián)系系測量量誤差差。一般將將洞外外平面面控制制測量量的誤誤差作作為影影響隧隧道橫橫向貫貫通誤誤差的的一個個獨立立的因因素，，將兩兩相向向開挖挖的洞洞內(nèi)導(dǎo)導(dǎo)線測測量的的誤差差各為為一個個獨立立的因因素，，按照照等影影響原原則確確定相相應(yīng)的的橫向向貫通通誤差差。01一月月2023第97頁，共99頁01一月月20236.7貫通誤差的的測定與調(diào)調(diào)整1.地面（下））控制測量量誤差對橫橫向貫通精精度的影響響測角誤差的的影響設(shè)RX為導(dǎo)線環(huán)上上的各點至至貫通面的的垂直距離離（m），則導(dǎo)線線的測角中中誤差m（″）對橫向貫貫通中誤差差的影響為為：（mm）01一月