隧道控制測量方案

1、牡綏鐵路擴能改造工程3標 隧道控制測量施工方案 1、編制依據(jù)(1)鐵路工程測量規(guī)范（TB10101-2009）；(2)三.四等導線測量規(guī)范（CH/T2007-2001）；(3)國家三、四等水準測量規(guī)范（GB/T12898-2009）；(4)牡綏鐵路擴能改造工程隧道施工設計圖及相關設計文件。2、工程概況本標段涵蓋兩座長大隧道：紅池隧道（5621米）和轉心湖隧道（6676米），鐵路等級： I級，正線數(shù)目：雙線，設計行車速度： 200Km/h以上。隧道平面設計為：紅池隧道進口698.13米位于直線上，出口1939米為直線、243.28米位于圓曲線和緩和曲線上，其余地段位于半徑4500米的圓曲線和緩和

2、曲線上，縱斷面設計坡度進口段為10上坡，出口段為3.8上坡，進出口高差為8.305m；轉心湖隧道進口666.11米位于圓曲線和緩和曲線上，其余地段為直線，縱斷面設計坡度進口段為3.8上坡，中間設置豎曲線，出口段為5.0下坡，進出口高差為6.61m。平面控制采用設計院提供CP控制點，洞口加密點由我局測量公司精測大隊采用GPS進行CP控制點加密，并提供二等水準加密控制點高程。3、測量人員及儀器保障3.1 測量人員（1）為確保本標段控制測量工作準確、快速、順利的進行，針對此項目技術含量高，對測量精度的特別要求，項目部預計投入技術人員3人，其中工程師1人，技術員2人。（2）建立和完善測量工作規(guī)章制度和

3、復核流程，測量技術人員對測量資料進行整理歸檔。測量人員見下表：序號姓名性別專業(yè)職稱1陳家欣男鐵道工程工程師2曹小寶男鐵道工程技術員3張巖男鐵道工程技術員3.2 測量儀器項目部根據(jù)測量要求，配置一定數(shù)量、精度高、技術性能穩(wěn)定的儀器。儀器在進場前已檢定合格；在測量過程中如發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)異常情況，須經(jīng)檢定后方可再次投入使用；測量儀器指定專人管理，定期進行檢定校核。測量儀器配置表序號儀器名稱儀器型號儀器精度數(shù)量(臺)檢定情況1全站儀TCR1201+11mm1已檢定2精密水準儀DSZ21mm1已檢定3激光斷掃描面儀BJSD-43mm61已檢定4、平面控制測量4.1 洞外控制測量紅池隧道和轉心湖隧道，開挖均

4、是采用進口、出口和一個斜井三個開挖面同時進行的掘進方案，在隧道每個洞口處分別布設四個GPS控制加密點，該加密點兼做水準控制點。經(jīng)精測大隊測量平差，其精度合格后，可以作為隧道控制和施工測量的依據(jù)。4.2洞口投點觀測注意事項1）因洞口投點距貫通點最遠,測角誤差對貫通的影響值最大。2）洞口投點應布設在便于施工放樣、聯(lián)測洞外控制點以及向洞內(nèi)測設導線之處。向洞內(nèi)傳算方位的起算邊長度不宜小于300米。投點樁的埋設高程應與隧道施工地平高程相適應，樁點應穩(wěn)固可靠。3）每個洞口應測設不少于3個平面控制點和兩個高程控制點。4）為減小洞口投點測角誤差的影響，投點時選在氣溫穩(wěn)定的陰天或夜晚進行。4.3洞內(nèi)平面控制測量

5、4.3.1洞內(nèi)控制測量的特點1）受洞內(nèi)地形條件限制，場地狹窄?？刂茣r只能以導線形式布設。2）導線在洞內(nèi)是隨著隧道的開挖逐漸向前延伸，是分期逐次測量到最后貫通形成導線，不可能一次將導線全部測完，是由多個小的閉合導線環(huán)組成。3）洞內(nèi)測量是在施工條件下進行的，因此洞內(nèi)行車、通風排煙和照明等外界環(huán)境因素對測量結果的影響比較大。4）由于洞內(nèi)施工等機械設備長期來回行駛，使原有埋設的控制點容易發(fā)生位移，因此在導線點引伸前都需要檢測以前控制點是否發(fā)生位移現(xiàn)象。5）受場地和觀測條件、通風排煙及照明等影響，導線邊長一般不可能較長。有時難免采用短邊和特殊短邊。在有條件時須及時改善短邊條件并加以補測，以避免方位角誤差

6、過大對貫通精度的影響。4.3.2導線布設方案的確定在進行洞內(nèi)控制時，根據(jù)具體情況布設不同的導線網(wǎng)形，在測量計算方面施以不同的方案。一般采用多邊形閉合導線。單線缺乏必要的檢核和評定測量精度的條件，故生產(chǎn)上一般不采用，多邊形閉合導線既測角又量邊，有閉合條件檢核，可以防止粗差及用于評定精度。紅池隧道和轉心湖隧道洞內(nèi)導線點控制均采用閉合導線環(huán)作為洞內(nèi)導線布設形式，每環(huán)邊數(shù)以46條為宜，但相鄰邊長不宜過長，相鄰邊長短邊之比不宜大于1.3。施工導線暫按每隔200米在左右側邊墻邊布設一組導線點，曲線困難地段導線點間距不小于70米。導線要及時成環(huán)，經(jīng)過嚴密平差計算，檢驗導線網(wǎng)精度，檢查隧道中線準確性，指導下一

7、步隧道洞身開挖及襯砌。4.3.3洞內(nèi)控制測量精度設計根據(jù)鐵路工程測量規(guī)范TB101012009上的規(guī)定：相向開挖隧道長度4L7km，隧道的貫通限差為130mm。按測規(guī)規(guī)定的分配原則，分配給洞外貫通中誤差為40mm，洞內(nèi)貫通中誤差為50mm。隧道洞內(nèi)控制測量導線按四等導線要求布設。其精度分別達到如下要求：1）考慮到隧道內(nèi)施工干擾大、能見度低、外部環(huán)境對測角誤差的影響值較大，測角中誤差力求達到2.5的測角精度。2）邊長精度，在曲線隧道中，由于洞內(nèi)導線狀與隧道形狀一致，所以邊長精度按測距相對中誤差的1/50000考慮。在直線段隧道貫通精度與邊長精度的影響較小，主要是測角精度。因此邊長的長短也主要是影

8、響測角精度的因素，在直線段的導線邊長一般為200米。曲線段的邊長不小于100米。關于導線測量的主要技術要求見下表：導線測量的主要技術要求等級測角中誤差（）邊長相對中誤差方位角閉合差（）導線全長相對閉合差測回數(shù)0.5級儀器1級儀器2級儀器6級儀器三等1.81/500003.61/550004610-四等2.51/5000051/40000346-注：1、表中n 為測站數(shù)。2、當邊長短于500m 時，三等邊長中誤差應小于3.5mm，四等邊長中誤差應小于5mm。3）測量方法及作業(yè)要求，洞內(nèi)導線測量已選定用徠卡TCRA1201+全站儀，其標稱的測角精度為1.0，測距精度（1mm+1.0ppm）。儀器的

9、精度完全滿足四等導線測量的要求。測量時，測角采用方向觀測法，角度4個測回，其中左角、右角各2個測回，照準同一目標觀測時，調整測微輪，兩次照準，兩次讀秒。每一次左右角之和在3605內(nèi)，左角平均值與右角平均值之和也控制在3602內(nèi)，同一個左角或右角互差不大于5。水平角方向觀測法的主要技術要求和測量數(shù)據(jù)記錄表見下表：水平角方向觀測法的主要技術要求等級儀器等級半測回歸零差（）一測回內(nèi)各方向2C 互差（）歸零后同一方向值各測回較差（）四等及以上0.5級儀器4641級儀器6962級儀器8139一級及以下2級儀器1218126級儀器18-24注：當觀測方向的垂直角超過3的范圍時，該方向2C 互差可按相鄰測回

10、同方向進行比較，其值應滿足表中一測回內(nèi)各方向2C 互差的限值。104.3.4洞內(nèi)控制導線布點與施測洞內(nèi)導線的主要用途是保證隧道在平面位置上按規(guī)定的精度貫通和測設中線點，以便施工放樣。洞內(nèi)埋設的每一個導線點，以混凝土包埋鋼樁，鋼樁長度為3040cm間，并打入地面10cm，外露1cm。埋設時四周用30cm30cm的木板作支撐，以做到平整，上面再加護蓋，護蓋背面寫上導線點相對應的線路里程及點號。埋設點位距旁構筑物至少在0.3m以上。以減少旁折光對測量的影晌。并在不受重物的受力之下。洞內(nèi)導線邊長在曲線段以交叉形式布設。點間以最大通視距離布設，在直線段，導線沿邊墻平行布設，每200m設一個導線點，控制點

11、距旁構物不小于0.3m,以減少旁折光影響及便于置鏡。中線以導線控制點放樣，中線上每100m設置一個，以便于施工放樣所用。當隧道延伸至導線設計邊長的23倍時，進行一次導線引伸測量，利用原控制點（含中線控制點）作第二次設站觀測或根據(jù)原控制點增設新點時，必須對原控制點的相鄰邊和水平角進行檢測,檢測精度不低于原測精度。測邊、測角中誤差按洞外導線控制測量的方法計算。當超限時，則應從相鄰點逐點檢測至符合要求的點時為止，并應分析超限原因。發(fā)現(xiàn)點位位移，則應按重測的合格結果計算成果資料。當不超限時，進行新點測設，并放樣新的中線點。正式中線點由鄰近的導線點以極坐標法測設在地面上之后，應在中線點上安置儀器，以任何

12、兩個已知其坐標的點為目標測其角度。以實測角值與坐標反算出的角值比較，以檢查中線點測設的正確性。4.3.5洞內(nèi)控制測量注意事項1）洞內(nèi)導線點應布設在施工干擾小、穩(wěn)固可靠的地方，點間視線應離開洞內(nèi)設施0.3米上。2）洞內(nèi)導線邊長應盡量形成長邊，前后視邊長比例不得小于1/3。3）因洞內(nèi)導線邊長較短，儀器和目標的對中誤差對水平角觀測的影響較大，為減小此項誤差影響，洞內(nèi)的測角宜在測回間采用儀器和目標多次置中的方法，并采用雙照準法觀測（即兩次照準、兩次讀數(shù)）4）洞內(nèi)多邊形閉合導線宜采用按角度條件嚴密平差法，其坐標與方位角傳算與洞外控制點一致。5）洞內(nèi)導線測邊時，應將全站儀和反射器鏡面的水汽必須擦拭干凈后才

13、宜測距。5、高程控制測量鐵路工程測量規(guī)范TB10101-2009規(guī)定各種長度的隧道，在每個貫通面處的高程貫通限差為50mm，分配給洞外和洞內(nèi)的中誤差分別為18mm和17mm。平面高程控制是經(jīng)對測量公司所交的水平樁點復測后進行的。復測采用三等水準測量的方法進行，實測誤差應在允許誤差的范圍內(nèi)。經(jīng)復測與測量公司的水準點均正確無誤。三、四等水準測量精度要求測量等級三等四等M3.05.0Mw6.010.0注：M和Mw分別代表每公里水準測量的偶然中誤差和全中誤差5.1高程控制測量設計洞外高程控制測量完成后，精度滿足要求，可以進行洞內(nèi)高程測量。由于隧道洞內(nèi)高程測量地形比較平坦，根據(jù)工程類比法采用DSZ2精密

14、水準測量，完全可滿足貫通高程要求。為提高洞內(nèi)的高程測量精度，洞內(nèi)采用三等水準測量，其作業(yè)方法與要求按國家三、四等水準測量規(guī)范進行。1）在洞內(nèi)依據(jù)洞外高程控制點進行往返觀測,在洞口處埋設一個永久性水準點作為向洞內(nèi)傳遞高程的依據(jù)。2）洞內(nèi)每隔200m300m設立一對高程控制點，采用往返觀測，其精度應滿足規(guī)范要求，否則應重測。3）洞內(nèi)高程點必須定期復測。5.2高程控制測量技術要求水準測量的主要技術要求等級儀器類別視線長度前后視距差任一測站上前后視距差累計視線高度數(shù)字水準儀重復測量次數(shù)三等DS3752.05.0三絲能讀數(shù)3次DS1、DS05100四等DS31003.010.0三絲能讀數(shù)2次DS1、DS

15、05150注：在地面震動較大時，應暫時停止測量，直至震動消失，無法回避時應隨時增加重復測量次數(shù)。5.3三等水準測量記錄表三等水準測量記錄表時間： 年 月 日 天氣： 成像：觀測： 記錄： 前（后）視： 復核：測站編號點號后尺下絲前尺下絲方向及尺號標尺中絲讀數(shù)（m）K+右-左（mm）高差中數(shù)（m）備 注上絲上絲后視距（m）前視距（m）左右視距差d（m）d（m）（1）（4）后（3）（8）（14）（18）（2）（5）前（6）（7）（13）（9）（10）后前（15）（16）（17）（11）（12）后前后前后前后前后前后前后前后前計算檢核注：K為水準尺常數(shù)，K=3.01550m。6、控制測量數(shù)據(jù)處理1.

16、導線閉合環(huán)閉合差的限值，應小于下式計算值：W閉合環(huán)=2m式中 m=設計所需的測角中誤差（）； n=導線環(huán)內(nèi)的個數(shù)。2.當導線數(shù)量達到測量設計閉合條件時，應及時應對閉合環(huán)進行閉合測量，并對閉合環(huán)進行平差計算：首先對單個閉合環(huán)進行簡易平差，當形成兩個以上閉合環(huán)時，再采用電算程序對整個環(huán)網(wǎng)進行嚴密平差計算，以減少測量誤差的積累。3.閉合導線坐標平差計算見下表。 7、施工中控制樁復測施工過程中，對控制網(wǎng)進行定期或不定期的檢測。隧道每掘進500m對前期所埋設的控制點進行一次復測。當發(fā)現(xiàn)控制點的穩(wěn)定性有問題時，應立即進行局部或全面復測。當發(fā)現(xiàn)控制網(wǎng)中僅個別控制點位移或沉陷，而周圍其它控制點仍然可靠時，可進

17、行局部復測，將已產(chǎn)生位移的控制點與周圍和穩(wěn)定點聯(lián)成插點網(wǎng)，經(jīng)精密測量及平差計算后，對不穩(wěn)定點賦新值。當控制網(wǎng)中少量控制點發(fā)生明顯位移，而其他控制點的穩(wěn)定性難以判斷時，應進行全面復測，全面復測在原定測網(wǎng)的基礎上進行；復測精度應與原網(wǎng)定測精度相同。8、貫通誤差預計分析隧道貫通面上貫通誤差的影響值，由洞外、洞內(nèi)控制測量兩部分組成。由于洞外采用GPS網(wǎng)作控制來保證洞外控制精度，因此本設計只對洞內(nèi)控制測量進行設計。8.1平面貫通誤差預計分析下面以紅池隧道為例，進行紅池隧道進口和斜井貫通精度估算,貫通面里程選在DK383+750，估算條件均以極限最差條件計算。隧道洞內(nèi)導線布設為導線環(huán)，根據(jù)隧道實際線形通視

18、情況，平均邊長暫按200米計算，按上述布設方案，貫通誤差預計如下：（1）導線邊長：預計隧道布置導線邊總數(shù)為11個（進口端）。（2）測角中誤差為m2.5（3）邊長精度：按全站儀測距較低精度1/50000進行計算；由于測角和測邊誤差所產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差分別按下式計算：=22.99mm=5.5mm則貫通誤差預計為：=23.6mm130mm8.2高程貫通誤差預計分析由式 Mh= ML取值2.0km,當按三等水準測量時，每公里高程偶然中誤差按M3 mm計算，則Mh =4.2mm；洞外高程中誤差為1.6mm,Mh總=5.8mm50mm因此紅池隧道進口與斜井的橫向貫通誤差預計為:23.6mm,高程貫通誤差預計為:5.8mm。9、貫通誤差調整方案隧道貫通以后，中線和高程的實際貫通誤差，在未襯砌地段調整。調整地段的開挖和襯砌，均以調整后的中線和高程進行放樣。9.1平面貫通誤差的調整通過導線測得的貫通誤差，在規(guī)定的貫通誤差以內(nèi)時，方位角貫通誤差分配在未襯砌地段的導線角上；計算貫通點坐標閉合差；坐標閉合差在調整地段導線上，按邊長比例分配，閉合差很小時也可按坐標平差處理，采用調整后的導線坐標作為未襯砌地段中線放樣的依據(jù)。以