超長隧道施工測量基本知識講座講稿

超長隧道施工測量

基本知識講座◆引言◆測量工作的基本概念◆超長隧道施工測量的技術(shù)設(shè)計◆超長隧道施工測量的實施

引言本講座的目的與對象隧道的類型按隧道的功能分類鐵路隧道公路隧道水工隧洞其它隧道按隧道的長度分類普通隧道（總長小于4km）長隧道（總長4km~10km）長大隧道（總長10km~20km）超長隧道（總長大于20km）按隧道的掘進方式分類鉆爆法掘進隧道TBM掘進隧道一、測量工作的基本概念1測量工作的基本內(nèi)容測定通過測量而確定待定地面點的位置（點的空間坐標或平面坐標與高程）測設(shè)通過測量將圖上設(shè)計的工程放樣于實地，以作為工程施工的依據(jù)2測量的基本工作外業(yè)觀測工作內(nèi)業(yè)計算工作3地面點的定位方法直接三維定位直接以地面點的空間直角坐標（X、Y、Z）表示其空間位置地面點的空間直角坐標通常應(yīng)用空間測量（如GPS）方法直接測定，三維坐標同時確定投影三維定位先將地面點沿基準線投影到基準面（大地水準面或橢球體面）上，再以投影點在投影面上的二維坐標（即經(jīng)、緯度）和地面點沿基準線至基準面的高度（即高程）來表示地面點的空間位置當將投影到橢球體面上的投影點進一步投影到平面上時，地面點投影點二維坐標以平面直角坐標（X、Y）表示在用該方法進行定位時，地面點的平面坐標（經(jīng)、緯度或平面直角坐標）與高程將分別確定。前者通過平面測量獲得，后者通過高程測量而確定4測量工作的基準線與基準面野外觀測的基準線與基準面—鉛垂線與水準面鉛垂線是野外觀測時儀器對中的基準水準面是野外觀測時儀器整平的基準內(nèi)業(yè)計算的基準線與基準面—地球橢球體面與法線地球橢球體面是大地高的起算面地球橢球體是地球的數(shù)學模型大地水準面大地水準面是假想將平靜的平均的海水面延伸通過陸地而形成的封閉曲面。大地水準面是一個特殊的水準面大地水準面是正高的起算面大地水準面包圍的形體稱為大地體，它是地球的物理模型5測量工作面臨的矛盾與解決途徑測量工作面臨的矛盾野外測量是在地球自然表面上以鉛垂線和水準面為基準而進行的。但是，鉛垂線和大地水準面均僅具有物理性質(zhì)而不具有數(shù)學性質(zhì)，無法以此為基準進行計算解決矛盾的途徑選取一個與大地體盡可能接近的數(shù)學面（旋轉(zhuǎn)橢球體面），將其與大地體套合并確定兩者的關(guān)系（該過程稱為地球橢球體定位，定位后的橢球體稱為地球橢球體），然后將地面觀測元素（距離和角度等）經(jīng)過各項改正（因鉛垂線與法線、大地水準面與地球橢球體面不一致而產(chǎn)生的影響）而歸算到地球橢球體面上進行球面坐標的計算，或進一步投影到平面上進行平面坐標的計算6地球橢球體及其定位地球橢球體的參數(shù)幾何參數(shù)長半徑a、短半徑b、扁率α、第一偏心率e、第二偏心率e′表示地球橢球體的形狀和大小僅需要上列5個參數(shù)中的2個，但至少包含1個長度參數(shù)幾何物理參數(shù)地球橢球體的定位確定地球橢球體與大地體相關(guān)位置的工作稱為地球橢球體的定位參考橢球與總橢球當以地球橢球體與大地體在局部地區(qū)達到最佳吻合為條件進行地球橢球體定位后的地球橢球體稱為參考橢球當以地球橢球體與大地體在全球范圍達到最佳吻合為條件進行地球橢球體定位后的地球橢球體稱為總橢球我國的1954年北京坐標系和1980西安坐標系所采用的橢球為參考橢球，GPS采用的WGS84橢球則為總橢球7高程系統(tǒng)正高從地面點沿鉛鉛垂線到大地地水準面的高高度不能精確地測測定正常高從地面點沿正正常重力線到到似大地水準準面的高度可以精確地測測定我國的《測繪法》和《大地測量法式式》規(guī)定我國國采用正常高高系統(tǒng)大地高從地面點沿法法線到地球橢橢球體面的高高度常規(guī)測量方法法無法直接測測得大地高，，但GPS可以直接測得得大地高正高、正常高高與大地高的的關(guān)系其中N為大地水準面面差距；ζ為高程異常水準原點中華人民共和和國水準原點點是我國正常常高系統(tǒng)的高高程起算點我國的水準原原點位于青島島的觀象山上上。在1956年黃海高高程系下它的的高程為72.289m，在1985國國家高程基準準下的高程為72.260m1956年黃黃海高程系以1950年至1956年7年間的驗潮資資料推求的平平均海水面作作為高程基準準1985國家家高程基準以1952年至1979年19年間的驗潮資資料，按10個19年取平均推求求的平均海水水面作為高程程基準8高斯[-克呂呂格]投影與與高斯[-克克呂格平面直直角]坐標地圖投影的概概念地球橢球體面面是不可展曲曲面，而地圖圖是平面。為為了將地球橢球體面面上的景觀表示示到地圖平面面上，必須建建立地球橢球體面面上點的坐標與與地圖平面上上對應(yīng)點的坐坐標之間的函函數(shù)變換關(guān)系系，這個坐標標轉(zhuǎn)換過程就就是地圖投影影由于平面計計算要比橢橢球面計算算容易得多多，因此在在控制測量量時，為了了簡化計算算往往將橢橢球面上的的觀測值和和已知點坐坐標歸算到到平面上進進行計算，，這個轉(zhuǎn)換換的實質(zhì)也也就是地圖圖投影的過過程高斯投影是是地圖投影影的一種高斯投影高斯投影的的幾何意義義高斯投影的的實質(zhì)高斯投影屬屬于分帶等等角橫切橢橢圓柱投影影高斯投影的的性質(zhì)高斯投影為為等角投影影，可保證證投影前后后微分圖形形的形狀不不變高斯投影后后只有中央央子午線不不變形外，，其它線段段均變長，，且隨著離離開中央子子午線而其其變形急劇劇增大高斯投影的的分帶選取中央子子午線并確確定帶寬。。國家標準準的高斯坐坐標系的帶帶寬為3°°或6°。。在3°分帶時東半半球的中央央子午線的的經(jīng)度為東東經(jīng)3°、、6°、9°、12°、┄┈┈、180°，帶號號n3與中央子午午線經(jīng)度L03關(guān)系為：L03=3°×n3；在6°分帶時東半半球的中央央子午線的的經(jīng)度為東東經(jīng)3°、、9°、15°、21°、┄┄┈、177°，帶帶號n6與中央子午午線經(jīng)度L06關(guān)系為：L06=6°×n6－3°高斯坐標系系的建立以投影后的的中央子午午線和赤道道這兩條相相互正交的的直線分別別作為縱軸軸（X軸）和橫軸軸（Y軸）建立高高斯平面直直角坐標系系由于我國疆疆域均位于于北半球，，X坐標值不會會出現(xiàn)負值值。為了保保證Y坐標值也不不出現(xiàn)負值值，將縱坐坐標軸向西西平移500km由于分帶投投影的緣故故，每一個個高斯坐標標值將會在在各個投影影帶中出現(xiàn)現(xiàn)一個對應(yīng)應(yīng)點，從而而產(chǎn)生多值值性。為避避免多值性性，在Y坐標前加上上地面點所所在投影帶帶的帶號。。由于我國國疆域位于于6°投影影的第13～23帶帶，3°投投影的第25～45帶，據(jù)此此可根據(jù)Y坐標前的帶帶號判斷出出投影帶寬寬是6°還還是3°高斯坐標在應(yīng)用上，，通常將未未平移、加加帶號前的的高斯坐標標值稱為高高斯坐標的的自然值,將平移、、加帶號后后的高斯坐坐標值稱為為高斯坐標標的通用值值，或直稱稱為高斯坐坐標值。例如：某輸輸水隧洞的的出口的高高斯坐標的的通用值為為x通用=4625588.812m，Y通用=42379811.332m。由此可以推推知：該出出口屬于3°分帶的的第42帶帶，中央子子午線的精精度為東經(jīng)經(jīng)126°°；它位于于中央子午午線以西，，距中央子子午線120188.668m處，位于赤赤道以北，，距赤道4625588.812m；該出口的的高斯坐標標自然值為為x自然=4625588.812m，Y自然=-120188.668m9測量坐坐標系統(tǒng)天文地理坐坐標系以鉛垂線為為基準線、、大地水準準面為基準準面而建立立的球面坐坐標系坐標元素為為天文經(jīng)、、緯度（λ、φ）和正高（Hg）大地地理坐坐標系以法線為基基準線、地地球橢球體體面為基準準面而建立立的球面坐坐標系坐標元素為為大地經(jīng)、、緯度（L、B）和大地高（（H）空間大地直直角坐標系系以法線為基基準線、地地球橢球體體面為基準準面而建立立的空間直直角坐標系系坐標元素為為空間大地地直角坐標標（X、Y、Z）GPS測量可以直直接獲得空空間大地直直角坐標（（X、Y、Z）參心大地坐坐標系以參考橢球球為基礎(chǔ)建建立的空間間大地坐標標系包括參心大大地地理坐坐標系和參參心空間大大地直角坐坐標系我國的1954年北北京坐標系系和1980西安坐坐標系就屬屬于參心大地坐坐標系地心大地坐坐標系以總橢球為為基礎(chǔ)建立立的空間大大地坐標系系包括地心大大地地理坐坐標系和地地心空間大大地直角坐坐標系GPS采用的WGS84坐標系就屬屬于地心大大地坐標系系1954年年北京坐標標系將采用克拉拉索夫斯基基橢球、以以普爾科沃沃為大地原原點的前蘇蘇聯(lián)大地坐坐標系引伸伸到我國而而建立的參參心大地坐坐標系1980國國家大地坐坐標系采用75國國際橢球、、大地原點點位于陜西西省涇陽縣縣的參心大大地坐標系系，也稱1980西西安坐標系系該坐標系建建立后，在在全國選了了約5萬個大地點點，共計31萬個觀測方方向和102萬個原始數(shù)數(shù)據(jù)，組成成誤差方程程式進行整整體平差，，獲得這約約5萬個大地點點在該坐標標系下的坐坐標；對于于沒有參加加整體平差差的近8萬個三、四四等點，通通過坐標轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換方法換換算成該坐坐標系下的的坐標同一個點在在該坐標系系下與1954年北京坐標標系下的坐坐標相差很很大。例如如：哈爾濱濱地區(qū)差值值達到55.85m，喀什地區(qū)區(qū)達到115.23m，武漢地區(qū)區(qū)達到61.61m，拉薩地區(qū)區(qū)達到104.59m新1954年北京坐坐標系將1980國家大地地坐標系下下的國家大大地點坐標標通過坐標標轉(zhuǎn)化換算算到1954年北京京坐標系下下而形成的的過渡坐標標系全國80％地區(qū)的新新、舊1954年北京坐標標系下的坐坐標差在5m以內(nèi)WGS84世界大地坐坐標系采用WGS84國際橢球而而建立的地地心大地坐坐標系GPS采用的就是是該坐標系系高斯-克呂呂格平面直直角坐標系系簡稱高斯坐坐標系按高斯投影影原理建立立的平面直直角坐標系系我國的基本本比例尺地地形圖均采采用的就是是該坐標系系國家統(tǒng)一的的高斯坐標標系是按規(guī)規(guī)定的中央央子午線和和投影面（（地球橢球球體面）建建立的局部(地方)高斯坐標系系按高斯投影影原理建立立，投影面面仍為地球球橢球體面面，但中央央子午線根根據(jù)需要選選取而建立立的高斯坐坐標系施工坐標系按高斯投影原理建建立，但中央子午午線和投影面根據(jù)據(jù)需要選取而建立立的平面直角坐標標系工程坐標系為方便工程放樣而而建立的坐標系。。例如：建筑測量量中以房屋中軸線線為坐標軸而建立立的坐標系；為設(shè)設(shè)備安裝在廠房中中以廠房中軸線為為坐標軸而建立的的坐標系10測量工作中中常用的角度制60進制度分秒（（DMS）10進制度（DEG）將60進制的分秒秒表示成為10進進制的度。例如：：10°30′00″=10.5°，10°10′10″=10.16944444°弧度制（RAD）弧度的本質(zhì)是圓弧弧長與其半徑的比比值，是一個無量量綱的量，表示為為“弳”1弳相當于60進進值度、分、秒的的值用ρ°、ρ′、ρ″來表示，它是將弧弧度值表示為60進值度、分、秒秒時的重要常數(shù),在精度估算和測測量平差中占有重重要地位,其值為為：ρ°=57.29577951°，，ρ′=3438′，，ρ″=206265″100進制度、分、秒（（GRAD）亦稱100進制角角度或角度的梯度度值它是將一個圓周分分為400份，每每一份為100進進值的1度（單位位是“g”）；將1g再分為100份，，每一份為100進值的1分（單單位是“c”）；將1c再分為100份，，每一份為100進值的1秒（單位是“cc”）。100進制角角度的111g22c33cc可表示為111.222333g1g=0.9°，1c=0.54′，1cc=0.324″-密位制是將一個圓周分為為6000（或6400）份，每每1份為1個密位位。該角度制主要要在國家基本地形形圖的三北方向圖圖上標注，為炮兵兵服務(wù)11測量工作的的組織原則與控制制程序測量工作的一般組組織原則與控制程程序從整體到局部，先先控制后碎部（放放樣）測量；控制制測量時應(yīng)從整體體到局部，從高級級到低級，分級布布網(wǎng),逐級控制工程控制網(wǎng)的布設(shè)設(shè)程序從整體到局部，分分層布網(wǎng),逐層控控制12測量工作的的基本原則檢驗至上原則在測量工作中，測測量誤差是不可避避免的，而錯誤是是不允許存在的，，區(qū)別誤差與錯誤誤的界限是測量的的限差不經(jīng)過檢核的成果果是絕對不準許使使用的精度保證原則滿足工程需要且留留有一定余地的精精度是最好的精度度。如果精度不夠夠?qū)⒖赡芤鸸こ坛痰腻e誤，如果精精度過高將會增加加工程的造價而形形成浪費可靠性保證原則可靠性是從觀測成成果中發(fā)現(xiàn)錯誤和和剔除錯誤的能力力沒有可靠性做保證證的精度將失去精精度的意義可靠性是以存在有有多余觀測為前提提的，但有多余觀觀測并一定具有可可靠性二、超長隧道施工工測量技術(shù)設(shè)計1國內(nèi)幾個含有有超長隧道的大型型水利工程之簡介介山西引黃入晉工程程萬家寨引黃入晉工工程是一項跨流域域的大型國家重點點調(diào)水工程，位于于山西省西北部，，從萬家寨水利樞樞紐引水，分別向向太原、大同、朔朔州三個能源基地地供水工程由44.43km的總干線、101.72km的南干線、166.82km的北干線、58.15km的聯(lián)接段和81.20km的天然輸水河道組組成，全長452.32km，調(diào)水總高差為648m，工程總設(shè)計造價價180億元引黃入晉工程是由由隧洞、泵站、渡渡槽、埋涵與埋管管、分水閘與放水水閘、倒虹吸、水水庫、水電站等緊緊密銜接的帶狀混混凝土建筑群，包包括隧洞31條，總長度212.74km。引黃入晉工程的的隧洞工程，不僅僅總長度驚人、在在整個工程中所占占的比例大（高達達47.58%，在第一期工程中中更高達89.04%），且集中有4條長度在10km~20km的長大隧洞和3條長度超過20km的超長隧洞，最長長的隧洞長達42.57km，施工測量的難度度非常大地下泵站2座，地地上泵站3座，設(shè)計總揚程776m。引黃入晉工程的的兩個地下泵站是是以主廠房為中心心，與進出水系統(tǒng)統(tǒng)、交通洞、通風風洞等100多條管洞和7個豎井組成、被深深埋于180m左右地下的洞室管管網(wǎng)群，其規(guī)模之之大和結(jié)構(gòu)之復(fù)雜雜都是非常罕見的的，施工測量的難難度非常之大渡槽40座，總長度3.59KM埋涵與埋管39條，總長度104.22km分水閘和放水閘各各1座，總長度0.16km倒虹吸4座，總長度12.30km水庫3座，調(diào)節(jié)庫容1.0864億m3水電站1座，總裝機4×3200kw，發(fā)電水頭78.7m遼寧大伙房隧洞引引水工程遼寧大伙房隧洞引引水工程是一項跨跨流域的大型調(diào)水水工程，從渾河自自流引水，穿過隧隧洞，再經(jīng)自然河河道注入大伙房水水庫，然后向撫順順、沈陽、營口、、本溪、鞍山等8個能源基地供水大伙房引水隧洞全全長85.31km，16條支洞。3臺TBM共掘進約66.50km，鉆爆法掘進約18.81km2隧道貫通誤差允許許值的確定隧道貫通誤差允許許值確定的原則隧道貫通誤差允許許值根據(jù)工程的性性質(zhì)、用途、規(guī)格格由工程設(shè)計人員員和測量人員共同同確定通常而言，鐵路隧隧道要求的貫通精精度要略高于水工工隧洞TBM法施工要求的貫通通精度要高于鉆爆爆法鐵路隧道貫通精度度的規(guī)定根據(jù)《鐵路測量技技術(shù)規(guī)則》，鐵路路隧道貫通精度的的要求如下表水工隧洞貫通精度度的規(guī)定《水利水電工程施工工測量規(guī)范》僅對8km以內(nèi)的隧洞貫通精精度進行了規(guī)定。。橫向貫通中誤差差的限差與鐵路隧隧道相同，分別為為50mm（1~4km）和75mm（4~8km）；豎向貫通中誤誤差限差分別為25mm（1~4km）和40mm（4~8km）。對向開挖長度(km)＜44~88~1010~1313~1717~20橫向貫通中誤差允許值(mm)5075100150200250豎向貫通中誤差允許值(mm)25多貫通面隧道貫通通精度的確定對于通過多支洞開開挖的隧道，貫通通面必然很多，如如果每個貫通面的的貫通精度分別按按前表的貫通限差差要求，則最后將將使整個隧道中線線的幾何形狀十分分零亂。李青岳先先生在《工程測量量學》中提出：為為了保證整個隧道道的貫通精度和使使隧道中線符合設(shè)設(shè)計的幾何形狀，，對于多貫通面開開挖的隧道，雖然然貫通面有多個，，但仍只按一個貫貫通面來考慮整個個隧道的貫通精度度要求，然后再將將總限差分配到各各個貫通段，作為為各自的貫通限差差將總限差分配到各各個貫通段的方法法是：如果整個隧隧道分為n個長度度大致致相等等的貫貫通段段，則則每個個貫通通段的的限差差是總總限差差的1/n1/2；如果各各貫通通段的的長度度相差差過大大，可可設(shè)整整個隧隧道的的長度度為L，總的貫貫通限限差為為m，某貫通通段的的長度度為si，則該貫貫通段段的貫貫通限限差mi為mi=m×（si／L）1/2隧洞（（道））貫通通誤差差的分分配通常將將貫通通總誤誤差按按（1/3）1/2：（2/3）1/2分別分分配給給洞外外控制制測量量和洞洞內(nèi)控控制測測量；；當通過過豎井井貫通通時，，應(yīng)把把豎井井作為為一個個新增增加的的獨立立因素素參加加貫通通誤差差的分分配例如：：對于山山西引引黃南南干7#隧洞工工程來來說，，全長長42.6km，TBM掘進段段為41.0km，其中中有3個支洞洞，工工程采采用兩兩臺TBM對向掘掘進。。若按按前表表列的的限差差分段段要求求（即即每段段限差差為150mm）進行計計算，，則整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差將將達到到260mm，極限貫貫通誤誤差將將達到到520mm。但是是，根根據(jù)工工程需需要，，若按按整體體考慮慮，整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差的的限差差可被被規(guī)定定為152mm，極限限貫通通誤差差為304mm，隧洞洞竣工工時的的實際際貫通通誤差差為85mm；對于大大伙房房隧洞洞工程程，全全長85.3km，工程程分為為3個個約20km的TBM掘進段段和5個約約5km的鉆爆爆法施施工段段。若若按前前表列列的限限差分分別要要求（（即TBM段限差差為250mm，，鉆爆法法施工工段限限差為為75mm））進行計計算，，則整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差將將達到到460mm，，極限貫貫通誤誤差將將達到到920mm，，但是，，若按按整體體考慮慮，整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差的的限差差可被被設(shè)計計為300mm，極限限貫通通誤差差僅為為600mm；對于八八十一一大坂坂隧洞洞工程程來說說，全全長30.7km，工程程分為為2個長度度分別別約1.5km和3.5km的鉆爆爆法施施工段段和1個約26.2km的TBM掘進段段，TBM掘進段段又被被2個支洞洞分為為3段（長長度分分別1.4km、12.5km、11.7km）。若若按前前表列列的限限差分分別要要求進進行計計算，，則整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差將將達到到（3×502＋2×1502）1/2=214mm，，極限貫貫通誤誤差將將達到到428mm，但是，，若按按整體體考慮慮，整整個隧隧洞的的貫通通中誤誤差的的限差差可被被規(guī)定定為150mm，極限限貫通通誤差差為300mm。3施工坐坐標系系統(tǒng)的的設(shè)計計施工坐坐標系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計的的目的的由于工工程設(shè)設(shè)計在在標準準的高高斯坐坐標系系統(tǒng)下下（即即：該該標準準中央央子午午線線是規(guī)規(guī)定的的，投投影面面為地球橢橢球體體面））進行行，而而工程卻是是在實實際的的工程程面上上施工的。。當工工程面面與橢橢球體體面不一致致(高高差設(shè)設(shè)為ΔH）時，將產(chǎn)生生歸算算高程程面投投影誤誤差ΔS1；當工程程距離離中央央子午午線的距距離為為ym時，將將產(chǎn)生生高斯投影影誤差差ΔS2。兩者的的聯(lián)合影響響的相相對誤誤差為為ΔS/S。為了不不進行行煩瑣瑣歸化化計算算，這這個影影響必必須在在工程程施工工允許許誤差差范圍圍之內(nèi)內(nèi)，即即必須須保證證在施施工過過程中中地面面實際際測量量的數(shù)數(shù)據(jù)與與控制制測量量成果果反算算的數(shù)數(shù)據(jù)相相一致致。為為此，，當ΔS/S超過允允許范范圍時時，應(yīng)應(yīng)通過過變換換歸算算高程程面或或（和和）中中央子子午線線位置置，以以減少少其誤誤差的的影響響施工坐坐標系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計的的途徑徑為了使使歸算算高程程面投投影誤誤差ΔS1與高斯斯投影影誤差差ΔS2聯(lián)合影影響的的相對對誤差差ΔS/S限制在在允許許范圍圍之內(nèi)內(nèi)，由由影響響公式式可以以看出出有3條途途徑，，即⑴抵償償高程程面法法保持標標準中中央子子午線線的位位置不不變，，僅調(diào)調(diào)整歸歸算高高程面面的位位置,此時時選擇擇的歸歸算高高程面面稱為為抵償償高程程面⑵抵償償投影影帶法法投影高高程面面仍保保持為為橢球球體面面不變變，僅僅調(diào)整整中央央子午午線的的位置置⑶兼兼具有有抵償償高程程面和和抵償償投影影帶的的綜合合法既調(diào)整整歸算算高程程面的的位置置，又又調(diào)整整中央央子午午線的的位置置。此此時，，通常常將歸歸算高高程面面的位位置選選擇在在工程程平均均高程程面上上，中中央子子午線線被選選擇為為通過過測區(qū)區(qū)中央央的子子午線線，通通過限限制投投影的的高差差和帶帶寬以以使投投影誤誤差被被限制制在允允許范范圍之之內(nèi)施工測測量坐坐標系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計的的限差差施工測測量坐坐標系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計限限差應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)工程程控制制精度度的允允許值值來確確定。。對于于隧道道而言言，經(jīng)經(jīng)過坐坐標系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計抵抵償后后的剩剩余誤誤差應(yīng)應(yīng)不大大于隧隧道允允許貫貫通誤誤差對對洞外外平面面控制制誤差差的分分配值值。對于一一般工工程而而言，，測區(qū)區(qū)內(nèi)投投影長長度變變形值值應(yīng)不不大于于2.5cm/km（即1/40000）；對于特特殊工工程應(yīng)應(yīng)專門門設(shè)計計。例例如：：大伙伙房隧隧道橫橫向貫貫通允允許中中誤差差為m橫=300mm。。m橫由3項項誤差差構(gòu)成成，即即：貫貫通段段左、、右導導線對對橫向向貫通通影響響中誤誤差m左、m右和地面面控制制對橫橫向貫貫通影影響中中誤差差m控。根據(jù)據(jù)精度度等影影響原原則可可得：：m控=m左=m右=m橫/31/2（m控=±173mm）。。若再設(shè)設(shè)縱、、橫向向誤差差相等等，則則地面面控制制網(wǎng)的的點位位中誤誤差的的限差差為m點=m控×21/2（m點=±245mm））。該允許許誤差差的實實質(zhì)是是隧道道兩端端洞口口點間間相對對點位位中誤誤差m相對的允許許值。。若貫貫通段段的長長度為為L，則m相對=m點/L（m相對=1/320000）；按按照類類似計計算，，整個個山西西引黃黃工程程的m相對取為1/190000；對于于八十十一大大坂隧隧洞，，若按按m橫=150mm計算，，可選選擇m相對=1/240000。測區(qū)區(qū)內(nèi)投投影長長度變變形允允許相相對誤誤差應(yīng)應(yīng)為2m相對投影的的層高高和帶帶寬設(shè)設(shè)計投影層層高的的確定定由于歸歸算高高程面面投影影誤差差隨工工程平平均高高程面面距歸歸算高高程面面的高高度增增加而而增大大，故故當工工程分分布的的高差差過大大時，，必須須分層層投影影。層層高ΔH的確定定應(yīng)滿滿足ΔH/RA≤m相對據(jù)此可可求出出層高高ΔH。然后再再根據(jù)據(jù)工程程分布布的高高差決決定定投影影的分分層（（例如如對于于山西西引黃黃工程程而言言，設(shè)設(shè)計投投影限限差為為1/95000，ΔH應(yīng)小于于67m。由于于工程程分布布的總總高差差有近近1000m，故根根據(jù)ΔH的限值值和工工程實實際，，選擇擇了7個投影影高程程面；；大伙伙房隧隧洞工工程和和八十十一大大坂隧隧洞工工程分分布的的高差差均在在ΔH限差（（40m和53m）之內(nèi)內(nèi)，故故不存存在分分層問問題；；對于于一般般工程程，ΔH=159m）投影帶寬的的確定由于高斯投投影誤差隨隨工程距中中央子午線線的距離增增大而急劇劇增大，故故當工程分分布的東西西寬度過大大時，必須須分帶投影影。帶寬Δy的確定應(yīng)滿滿足Δy2/（2RA2）≤m相對據(jù)此可求出出帶寬Δy（對于山西引引黃工程，，Δy=29km；大伙房隧隧洞工程，，Δy=23km；對于八十十一大坂隧隧洞工程，，Δy=26km；對于一般般工程，Δy=45km）4施工樁號的的設(shè)計施工樁號設(shè)設(shè)計的目的的由于工程設(shè)設(shè)計通常是是在標準高高斯投影平平面上進行行的，工程程特征點的的樁號也是是按高斯投投影平面上上的工程長長度確定的的。但是，，在施工測測量坐標系系統(tǒng)下，工工程的長度度（即工程程面上的實實際長度））相對高斯斯投影平面面上長度會會發(fā)生變化化。如果仍仍按設(shè)計樁樁號進行施施工將會產(chǎn)產(chǎn)生錯誤，，因此必須須進行施工工樁號系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計施工樁號的的編寫方法法施工樁號系系統(tǒng)編寫的的最簡單而而又最理想想的辦法就就是從樁號號0+000.000開始，，按照高斯斯投影平面面上的工程程長度重新新對各工程程特征點編編寫樁號。。對于線路路長度不是是特別大的的工程即可可按此方法法進行。但但是，對于于線路長度度特別大，，投影分帶帶和分層又又特別多（（如引黃入入晉工程））時，可根根據(jù)投影分分帶和分層層并結(jié)合標標段和承包包商承攬的的工程段等等因素分成成若干個工工程段，分分別編寫各各自的施工工樁號。每每工程段的的起始施工工樁號應(yīng)與與相應(yīng)設(shè)計計樁號相同同超長隧道的的樁號系統(tǒng)統(tǒng)在工程設(shè)計計時，工程程特征點的的樁號是按按高斯投影影平面上的的工程長度度確定的，，此時的樁樁號稱為設(shè)設(shè)計樁號；；在工程施施工時，工工程特征點點的樁號是是按施工測測量坐標系系統(tǒng)下的工工程長度確確定，且往往往分工程程段編寫而而不連續(xù)，，稱為施工工樁號；在在工程運營營管理階段段，為了管管理的方便便，工程的的樁號應(yīng)按按實際長度度且連續(xù)編編寫，稱為為管理樁號號。工程的的設(shè)計樁號號、施工樁樁號、管理理樁號共同同組成工程程的樁號系系統(tǒng)。在工工程竣工時時應(yīng)列出樁樁號系統(tǒng)對對照表5隧道施工測測量技術(shù)設(shè)設(shè)計的內(nèi)容容和注意事事項隧道施工測測量技術(shù)設(shè)設(shè)計的內(nèi)容容施工測量坐坐標系統(tǒng)的的設(shè)計地面控制網(wǎng)網(wǎng)的設(shè)計樁號系統(tǒng)設(shè)設(shè)計洞口控制網(wǎng)網(wǎng)設(shè)計洞內(nèi)控制網(wǎng)網(wǎng)的設(shè)計洞內(nèi)控制網(wǎng)網(wǎng)觀測綱要要設(shè)計隧道施工測測量技術(shù)設(shè)設(shè)計的注意意事項設(shè)計應(yīng)針對對具體工程程進行，與與待設(shè)計工工程無關(guān)的的內(nèi)容不要要涉及設(shè)計的出發(fā)發(fā)點和目的的均應(yīng)是貫貫通精度的的允許值設(shè)計時洞外外控制在通通常情況下下已經(jīng)布設(shè)設(shè)完成，它它的精度已已經(jīng)確定，，但應(yīng)通過過計算對它它的精度進進行核對，，或椐此推推算洞內(nèi)控控制測量精精度設(shè)計的最后后要通過貫貫通精度的的估算確定定洞內(nèi)導線線的觀測綱綱要，即：：測角精度度、測距精精度、儀器器等級、觀觀測的測回回數(shù)普通隧道施施工測量的的技術(shù)設(shè)計計，因其多多數(shù)內(nèi)容在在規(guī)范中已已有明確規(guī)規(guī)定，只需需選擇執(zhí)行行。故其技技術(shù)設(shè)計相相對比較簡簡單，設(shè)計計內(nèi)容和程程序也與長長隧道、長長大隧道、、超長隧道道不同三、超長隧隧道施工測測量的實施施1地面控制制網(wǎng)的設(shè)計計地面控制網(wǎng)網(wǎng)設(shè)計的原原則地面控制網(wǎng)網(wǎng)的精度和和等級根據(jù)據(jù)隧洞橫向向貫通中誤誤差分配給給地面控制制測量的分分量來確定定地面控制網(wǎng)網(wǎng)的設(shè)計重重點是洞口口控制點的的選位和已已知控制點點的選擇洞口控制點點的數(shù)量不不得少于3個，其位置置要便于進進一步布設(shè)設(shè)洞口網(wǎng)或或直接用于于進洞地面控制網(wǎng)網(wǎng)設(shè)計的方方法對于隧洞長長度超規(guī)范范的地面控控制網(wǎng)的等等級根據(jù)隧隧洞橫向貫貫通中誤差差分配給地地面控制測測量的分量量確定洞口口點間相對對中誤差，，然后推定定地面控制制網(wǎng)的等級級對于隧洞長長度未超規(guī)規(guī)范的地面面控制網(wǎng)的的等級可直直接參照規(guī)規(guī)范確定。。例如《水利水電工工程施工測測量規(guī)范》表8.2.1規(guī)定了隧洞洞長度小于于8km時的地面控控制網(wǎng)的等等級，如下下表所列隧洞相向開挖長度(km)控制網(wǎng)等級平面高程6~8二三4~6三1~4四四≤1五五2隧洞施工放放樣總圖的的編制隧洞施工放放樣總圖編編制的目的的目的就是根根據(jù)隧洞的的進口點、、轉(zhuǎn)向點以以及其它工工程控制點點的施工坐坐標和彎道道的施工元元素（彎道道的轉(zhuǎn)向角角和半徑）），計算出出隧洞中線線的坐標方方位角、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向點間的的長度和彎彎道的切線線長度與曲曲線長度，，進而計算算出切點的的施工坐標標和各樁點點的施工樁樁號。最后后，將各樁樁點的施工工坐標、施施工樁號、、直道的坐坐標方位角角和施工元元素等標注注在略圖上上，即為隧隧洞施工放放樣總圖。。隧洞施工工放樣總圖圖是隧洞施施工放樣的的依據(jù)隧道施工放放樣總圖編編制的步驟驟⑴根據(jù)隧道道的進口點點、轉(zhuǎn)向點點的坐標反反算折線坐坐標方位角角α和邊長D⑵根據(jù)計算算出的相鄰鄰折線邊的的坐標方位位角進而計計算彎道的的轉(zhuǎn)向角θ⑶根據(jù)計算算出的彎道道轉(zhuǎn)向角和和半徑R計算彎道的的切線長度度T與曲線長度S⑷將折線長度度減去相應(yīng)的的切線長度即即為直道的長長度L⑸從進口樁號號開始，進口口的樁號加上上直道的長度度即為直園點點（ZYD）的樁號，再加加上曲線長度度即為圓直點點（YZD）的樁號，依此此類推⑹折點的樁號號等于直圓點點的樁號加上上切線長度⑺最后，將各各樁點的施工工坐標、施工工樁號、直道道的坐標方位位角和施工元元素等標注在在略圖上，即即為隧洞施工工放樣總圖設(shè)計施工坐標直道長（m）彎道長（m）折邊長（m）方位角（°′″）彎道半徑（m）轉(zhuǎn)折角（°′″）切線長（m）施工樁號X（m）Y（m）進口4569675.106532460.547310.1682530044.00＋000.000273.467ZYD14569595.208532199.0120＋273.46770.3491#拐點4569584.485532163.913100.000＋401825.036.7012233.3832931909.0YZD14569599.013532130.2100＋343.8162177.325ZYD24570460.913530130.7422＋521.14138.2402#拐點4570468.576530112.966100.000＋215436.019.35722041.4673151345.0YZD24570482.318530099.3342＋559.3813地面基本控制制網(wǎng)的復(fù)測平面控制網(wǎng)的的復(fù)測全面復(fù)測法或或部分校核法法穿線法（或稱稱地面貫通法法）高程控制網(wǎng)的的復(fù)測4洞口控制網(wǎng)的的布設(shè)洞口平面控制制網(wǎng)布設(shè)的原原則洞口點不要距距離洞口過遠遠（通常不超超過100m）；洞口、洞口點點、洞口基本本控制點之間間的高差不可可過大洞口點要與洞洞口基本控制制點構(gòu)成有可可靠檢核條件件的網(wǎng)形超長隧道的洞洞口控制網(wǎng)點點均要設(shè)置帶帶有強制對中中裝置的觀測測墩洞口網(wǎng)的觀測測等級應(yīng)與洞洞外基本控制制網(wǎng)的等級相相同或略高洞口高程控制制網(wǎng)布設(shè)原則則洞口高程控制制網(wǎng)點連同基基本高程點不不得少于3個個洞口點的觀測測等級應(yīng)與基基本高程點的的等級相同或或略高5洞內(nèi)控制網(wǎng)的的布設(shè)洞內(nèi)控制網(wǎng)的的分級鉆爆法施工時時通常分為3級，即：主主導線（邊長長為150m~800m）、基本導線（邊邊長50m~100m）、施工導線（邊邊長為25m~50m））TBM施工時可分為為兩級，即：：主導線（邊邊長為500m~800m，彎道處除外））、施工導線線（邊長為50m~150m）洞內(nèi)平面控制制網(wǎng)的網(wǎng)形穿線型單導線型主副導線或雙雙導線型導線網(wǎng)型洞內(nèi)平面控制制網(wǎng)樁點的設(shè)設(shè)置鉆爆法施工時時通常設(shè)置在