控制測量方案

1、福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)福建省南平至順昌高速公路福建省南平至順昌高速公路 A2A2 標段標段隧道施工控制測量隧道施工控制測量 技術(shù)方案技術(shù)方案 中鐵十七局集團一公司延順高速公路中鐵十七局集團一公司延順高速公路A2A2 合同段項目經(jīng)理部合同段項目經(jīng)理部二二一三年九月九日一三年九月九日福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)福建省南平至順昌高速公路福建省南平至順昌高速公路 A2A2 標段標段巖仔頭隧道洞內(nèi)施工巖仔頭隧道洞內(nèi)施工控制測量技術(shù)方案控

2、制測量技術(shù)方案編制：編制： 審核：審核： 批準：批準： 中鐵十七局集團一公司延順高速公路中鐵十七局集團一公司延順高速公路A2A2 合同段項目經(jīng)理部合同段項目經(jīng)理部 二二一三年九月九日一三年九月九日 福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 0目目 錄錄目 錄11、編制依據(jù)22、工程概況23、人員設(shè)備配置24、控制測量方案34.1 洞外控制測量概述34.2 洞內(nèi)控制測量34.2.1 布設(shè)方案34.2.2 精度設(shè)計44.2.3 觀測注意事項55、測量數(shù)據(jù)處理55.1 平面控制測量數(shù)據(jù)處理55.1.1 測距邊的精度評定65.1.2 距離歸化改正65.1.3 水平角觀測中誤差6

3、5.1.4 導(dǎo)線環(huán)角度閉合差65.1.5 導(dǎo)線環(huán)平差65.2 高程控制測量數(shù)據(jù)處理76、貫通誤差預(yù)計分析76.1 洞外平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響76.2 洞內(nèi)平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響86.3 高程控制測量貫通誤差預(yù)計分析97、貫通誤差的測定與調(diào)整97.1 貫通誤差的測定97.2 貫通誤差的調(diào)整 108、 竣工測量 10附圖 1、巖仔頭隧道進口段洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)示意圖福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 11 1、編制依據(jù)、編制依據(jù)(1)工程測量規(guī)范 （GB50026-2007） 。(2)公路勘測規(guī)范(JTGC10-2007)。(3)國家三角測量規(guī)范

4、 （GB_T17942-2000） 。(4)福建省南平至順昌高速公路 A2 標段施工圖 。2 2、工程概況、工程概況巖仔頭隧道為延順 A2 合同段的主要控制工程。隧址區(qū)屬低山丘陵地貌，隧道軸線大致呈東西走向，穿越一南北向的寬緩梳狀山脈，沿線地形呈波狀起伏，溝谷較發(fā)育，以東西走向為主，寬度較窄，切割不深，但長度較長，地形起伏較大，地表植被較發(fā)育，覆蓋層較厚。進口處地面高程 130-140m，出口處地面高程 175-180m，隧道軸線最高點高程 797m，相對高差約 637m。進口側(cè)山坡自然坡度約 2535，出口側(cè)山坡的自然坡度約 4555。巖仔頭隧道平面采用分離式雙洞布置，凈距其中左洞起訖樁號Z

5、K8+521ZK13+220，總長 4699m，平面線形為：直線 130.789m +圓曲線 2539.589m（R左=2850m）+直線 1340.487m+緩和曲線 200m+圓曲線 488.135m(R右=1450m)；縱坡坡率/坡長為：1.25%/4699;貫通面的里程 ZK10+870.5，進口至貫通面高差-28.728m，出口至貫通面的高差為 26.98。右洞起訖樁號 YK8+505YK13+205，總長4700m，平面線形為：直線 140.314m +圓曲線 2532.874m（R左=2850m）+直線 1389.242m+緩和曲線 200m+圓曲線 437.57m(R右=145

6、0m)；縱坡坡率/坡長為：1.25%/4699;右洞貫通面的里程是YK10+855，進口至貫通面高差-29.894m，出口至貫通面的高差為26.973。設(shè)計時速 80Km/h，單向雙車道，隧道凈空 10.255m。3 3、人員設(shè)備人員設(shè)備配置配置（詳見下表 3-1/2）福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 2人員表 表 3-1序號姓名職務(wù)工作內(nèi)容1余萬清總工程師方案審核2黃運河測量隊長方案的制定、實施、總結(jié)3史海波測工方案的實施、儀器設(shè)備的保養(yǎng)4趙順順測工方案的實施、儀器設(shè)備的保養(yǎng)5任曉濱測工方案的實施、現(xiàn)場施工放樣設(shè)備表 表 3-2序號設(shè)備名稱型號標稱精度數(shù)量1雙頻

7、 GPS 接收機天寶 R83mm+1ppm4 臺2全站儀Leica TS0621 臺3全站儀Leica Tc80221 臺4水準儀DSZ21.0mm2 臺4 4、控制測量方案、控制測量方案4.14.1 洞外控制測量概述洞外控制測量概述由于隧道通過的地區(qū)山高林密，通視條件很差，若采用全站儀進行導(dǎo)線控制測量，很難減少測站數(shù)，無法保證貫通精度，因此決定洞外平面控制測量采用接樁復(fù)測時的三等 GPS 控制網(wǎng)和三等水準路線。在隧道進口利用三等 GPS 點 BI01、BI02 作為進洞控制點，同時 BI01、BI02、BIO4 既是三等 GPS 控制點又是三等水準點。在隧道出口利用三等 GPS 點 XJ02

8、、XJ03、YE65 作為進洞控制點，同時 YE65 點又是三等水準點。根據(jù)復(fù)測結(jié)果無論平面控制點還是高程控制點的數(shù)量或是精度，均能滿足隧道施工控制測量要求。洞外控制測量精度見下表 4-1。福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 3三等控制點二維約束平差精度統(tǒng)計 表 4-1基線邊相對中誤差中央子午線 1175000起點終點S(m)MS(cm)MS:SppmYE64 YE63281.20640.381/7400013.47最弱邊基線邊方位角相對中誤差起點終點方位角(DDD.MMSSS)中誤差()備注YE64 YE63342.364622.68最弱邊點位坐標平面中誤差x (

9、m)y (m)誤差橢圓點名中誤差 (cm)中誤差 (cm)點位中誤差(cm)E(cm)F(cm)ET(D:M:S)備注2942302.6693 522527.5165 XJ01 0.430.360.570.460.32150.5949最弱點4.24.2 洞內(nèi)控制測量洞內(nèi)控制測量4.2.14.2.1 布設(shè)方案布設(shè)方案受地形限制，進洞口投點選在距洞口 500m 處的公路上，編號BIO2。出洞口投點選在距洞口 518m 處的房頂上，編號為 XJ03。進洞口平面控制以 BI02 為起點在洞口段左右洞各布兩條支導(dǎo)線。兩條支導(dǎo)線在人行橫洞處(車行橫洞)形成 4 個閉合環(huán)。每個環(huán)在閉合前為了加強圖形強度，采

10、用多邊形閉合形式向前推進。出洞口平面控制以 XJ03 為起點在洞口段左右洞各布兩條支導(dǎo)線，導(dǎo)線最短邊 1m,最長邊 1m。兩條支導(dǎo)線在人行橫洞處形成 4 個閉合環(huán)。每個環(huán)在閉合前為了加強圖形強度，采用多邊形閉合形式向前推進。（詳見附圖 1 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)示意圖） 。根據(jù)實施性施工組織設(shè)計 ，貫通面位于巖仔頭隧道的中點，即ZK10+870.5、YK10+855 處。高程控制測量采用四等水準測量方法，以 BI04 作為進洞口水福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 4準基點，以 YE65 作為出洞口水準基點，用洞內(nèi)平面控制點作為洞內(nèi)水準點，在左右線支導(dǎo)線形成閉合環(huán)

11、的同時組成水準閉合環(huán)。在水準閉合環(huán)形成之前采用往返水準路線向前推進。4.2.24.2.2 精度設(shè)計精度設(shè)計根據(jù)工程測量規(guī)范(GB50026-2007)的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合巖仔頭隧道實際情況，洞內(nèi)平面控制按最高的四等導(dǎo)線網(wǎng)進行設(shè)計，高程按照四等水準網(wǎng)要求布設(shè)。具體設(shè)計見表 4-3/4。 洞內(nèi)平面控制測量主要技術(shù)要求 表 4-3導(dǎo)線網(wǎng)等級貫通誤差限差（mm)橫向貫通中誤差（mm)導(dǎo)線測角中誤差（）測距中誤差（mm）測距相對中誤差測回數(shù)方位角閉合差（）閉合環(huán)全長相對閉合差四等150652.5181/8000065n1/35000洞內(nèi)高程控制測量主要技術(shù)要求 表 4-4導(dǎo)線網(wǎng)等級貫通誤差限差（mm)橫向貫

12、通中誤差（mm)每千米高差全中誤差（mm）儀器型號水準尺觀測次數(shù)往返較差環(huán)線閉合差四等702510DS3雙面往返各一次20L20L測量方法及作業(yè)要求見表 4-5/6平面控制測量觀測主要技術(shù)要求 表 4-5測角測距導(dǎo)線等級儀器型號測回數(shù)半測回歸零差（）一測回內(nèi) 2C 互差（）同一方向值各測回較差（）一測回讀數(shù)較差（mm）單程各測回較差（mm）往返測距較差（mm）四等leicaTS0668139572（a+b*D)高程控制測量觀測主要技術(shù)要求 表 4-6福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 5等級儀器型號視線長度（m）前后視的距離較差（m）前后視的距離較差累積（m）視線離

13、地面高度（m）紅黑面讀數(shù)較差（mm）黑紅面所測高差較差（mm）四等蘇一光DSZ21005100.23.05.04.2.34.2.3 觀測注意事項觀測注意事項1） 、洞內(nèi)的平面控制網(wǎng)宜采用導(dǎo)線形式，導(dǎo)線的邊長宜近似相等，直線段不宜短于 200m，曲線段不宜短于 70m，導(dǎo)線邊距離洞內(nèi)設(shè)施不小于 0.2m。2） 、洞口內(nèi)、外兩個測站在觀測時，由于洞口內(nèi)、外溫差大，空氣密度變化劇烈，使得測角時目標成像極不穩(wěn)定，嚴重影響照準精度，而且折光影響異常顯著，而且這兩個測站又距貫通面最遠，其測角誤差對貫通影響最大，因此這兩站應(yīng)安排在大氣穩(wěn)定的夜間或陰天進行。3） 、洞內(nèi)測角必須觀測左右角且必須配置度盤，在配置

14、度盤時需要特別注意度盤尾數(shù)值不能是同一個值。4） 、由于洞內(nèi)導(dǎo)線邊短，儀器對中和目標偏心對測角的影響較大，因此，測角時在測回間儀器和目標均應(yīng)重新對中至少三次，為減小照準誤差，在觀測時采用瞄準兩次讀數(shù)兩次的方法。5） 、測角必須在洞內(nèi)通風排煙完成、成像清晰后才可進行，且在觀測過程中禁止儀器受到任何震動干擾。6） 、洞內(nèi)水準路線均為支水準路線，必須用往返觀測進行檢核。并經(jīng)常進行復(fù)測。5 5、測量數(shù)據(jù)處理、測量數(shù)據(jù)處理5.15.1 平面控制測量數(shù)據(jù)處理平面控制測量數(shù)據(jù)處理5.1.15.1.1 測距邊的精度評定測距邊的精度評定 1）單位權(quán)中誤差： =(Pdd/ 2n)式中 d各邊往、返測的距離較差（m

15、m）; n測距邊數(shù)；福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 6 P各邊距離的先驗權(quán)，其值為 1/D2, D為測距的先驗中誤差，可按測距儀器的標稱精度計算。 2）任一邊的實際測距中誤差：mDi=（1/Pi）式中 mDi第 i 邊的實際測距中誤差（mm）; Pi第 i 邊距離測量的先驗權(quán)。5.1.25.1.2 距離歸化改正距離歸化改正在測距時，距離的氣象改正采取直接輸入大氣溫度和氣壓使全站儀進行自動改正，而加、乘常數(shù)改正可根據(jù)儀器檢定常數(shù)進行改正，然后進行歸算到隧道統(tǒng)一高程面改正計算，計算公式為： DH=DP*(1+(HP- Hm)/RA)式中 DH歸算到測區(qū)平均高程面上的

16、測距邊長度（m）; DP測線的水平距離（m） ； HP測區(qū)的平均高程（m） ； Hm測距邊兩端點的平均高程（m） ；RA參考橢球體曲率半徑，取 6371000m。5.1.35.1.3 水平角觀測中誤差水平角觀測中誤差m=（ff/n/N）式中 f導(dǎo)線環(huán)的角度閉合差（）; n計算 f時的相應(yīng)測站數(shù)； N閉合環(huán)的總數(shù)。5.1.45.1.4 導(dǎo)線環(huán)角度閉合差導(dǎo)線環(huán)角度閉合差導(dǎo)線環(huán)角度閉合差允許值如果采用公式 f=5n （n 為導(dǎo)線環(huán)內(nèi)的測站數(shù)）計算。5.1.55.1.5 導(dǎo)線環(huán)平差導(dǎo)線環(huán)平差閉合環(huán)必須采用軟件進行嚴密平差，內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字取位應(yīng)符合表 5-1內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字取位要求 表 5-1等級觀測方向

17、值及各項修正數(shù)（）邊長觀測值及各項修正數(shù)（m）邊長與坐標（m）方位角（）福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 7三、四等0.10.0010.0010.15.25.2 高程控制測量數(shù)據(jù)處理高程控制測量數(shù)據(jù)處理高程必須采用軟件進行嚴密平差，同時按照下列要求進行處理。1）水準路線的每千米高差全中誤差MW=(WW/L/N)式中 MW高差全中誤差（mm）; W環(huán)線閉合差（mm） ； L計算各 W 時，相應(yīng)的路線長度（km）; N閉合環(huán)總個數(shù)。 2）高程成果的取值應(yīng)精確至 1mm。6 6、貫通誤差預(yù)計分析、貫通誤差預(yù)計分析在隧道施工中，縱向貫通誤差的限差較容易達到，而且對隧道的質(zhì)

18、量影響較小，而橫向貫通誤差和高程貫通誤差較難達標，因此隧道貫通誤差主要來自這兩方面。6.16.1 洞外平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響洞外平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響巖仔頭隧道洞外控制測量是采用三等 GPS 進行，根據(jù)接樁復(fù)測結(jié)果經(jīng)采用武漢大學(xué)科傻 GPS 數(shù)據(jù)處理軟件進行貫通誤差預(yù)計分析，洞外平面控制測量對隧道貫通誤差影響值見下表 6-1。貫通點橫向、縱向中誤差及誤差橢圓元素 表 6-1入口測站入口照準點出口測站出口照準點橫向(CM)縱向(CM)長軸(CM)短軸(CM)長軸方位(D.M.S)左洞貫通里程 ZK10+870.5BI02BI01XJ02XJ031.3240.2941.

19、3340.24590.07461BI02BI01XJ02XJ032.5340.32.5380.26494.00191BI02BI01XJ02XJ032.4320.4732.460.29191.14127BI02BI01XJ02XJ031.20.2831.2060.25791.27594右洞貫通里程 ZK10+855BI02BI01XJ02XJ032.4320.4732.460.29191.14127BI02BI01XJ02XJ031.1890.361.2090.28989.24539BI02BI01XJ02XJ031.3130.3651.3360.26989.09437BI02BI01XJ02

20、XJ032.510.4762.5410.27491.07114從表中可知，橫向中誤差最大 25.34mm,小于規(guī)范要求的福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 835mm。6.26.2 洞內(nèi)平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響洞內(nèi)平面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響隧道洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)為導(dǎo)線環(huán)，為便于計算，將貫通面設(shè)在右線標段終點。Rx值和 dy值統(tǒng)計表如下表 6-2。洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng) Rx值和 dy值統(tǒng)計表 表 6-2測角點Rx(m)Rx2導(dǎo)線邊dy(m)dy2JM72773.642JM7Z01137.445Z012284.873Z01Z023.255Z021604.011Z0

21、2Z030Z03924.013Z03Z040Z04244.011Z04Y0442.750 Y04243.997Y04Y030Y03924Y03Y020Y021604Y02Y012.212Y012283.9665010.244952Y01JM793.653143.99368根據(jù)表中元素貫通誤差預(yù)計如下：1）測角誤差所產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差為：my=m*Rx2/=2.5*5010.245/206265=43.72mm2）測距誤差所產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差為：myl=ml*dy2/l=1*143.994/80000=0.96mm則洞內(nèi)導(dǎo)線測量誤差對橫向貫通精度的總影響為：m=（my2+ myl

22、2）= （43.722+0.962）=43.73mm式中 m測角中誤差（）; Rx導(dǎo)線中測角的各導(dǎo)線點至貫通面的垂直距離（m） ； 206265;ml/l導(dǎo)線邊長相對中誤差; dy導(dǎo)線各邊長在貫通面上投影長度（m） ； 為了進一步減小洞內(nèi)導(dǎo)線測量誤差對橫向貫通精度的影響，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可以考慮加測一到兩條陀螺經(jīng)緯儀定向邊。6.36.3 高程貫通誤差預(yù)計分析高程貫通誤差預(yù)計分析根據(jù)接樁復(fù)測結(jié)果可知，洞外高程控制測量閉合差分別為-福建省南平至順昌高速公路 A2 標 巖仔頭隧道洞內(nèi)控制測量方案 91.7mm,水準路線長分別為 22.97km，根據(jù)每公里水準測量的偶然中誤差公式計算得Mw=0.44

23、mm，據(jù)此計算出洞外水準測量誤差對高程貫通誤差的影響值為：mh 外=M 外L外=0.44（22.97）=2.11mm。洞內(nèi)水準測量誤差對高程貫通誤差的影響為：mH 內(nèi)=m 內(nèi)L內(nèi)=5*5.0=12.25mm；洞內(nèi)、外水準測量誤差對高程貫通的總影響為：mH=（m2 外+ m2 內(nèi)）=（12.252 + 2.112）=13mm。小于規(guī)范規(guī)定的 25mm。式中 m外洞外高程控制測量每公里往返側(cè)高差中數(shù)的偶然中誤差(mm); L外洞外水準路線長度（km） ； m內(nèi)洞內(nèi)高程控制測量每公里往返側(cè)高差中數(shù)的偶然中誤差(mm);L內(nèi)洞內(nèi)水準路線長度（往返暫定 6.0km） 。7.7.貫通誤差貫通誤差的測定與調(diào)整的測定與調(diào)整7.17.1 貫通誤差的測定貫通誤差的測定7.1.17.1.1 平面控制貫通誤差的測定平面控制貫通誤差的測定隧道貫通后，及時進行貫通測量，測出實際的橫向、縱向、和豎向貫通誤差。在貫通面附近埋設(shè)一臨時點 A，分別用貫通面兩端導(dǎo)線測出其坐標。由進口端測得的坐標為 xj、yj，由出口端測得的坐標為 xc、yc，則實際貫通誤差為：f=(xj-xc)2+( yj - yc)2)橫向、縱向貫通誤差分別為：f橫= |yj - yc | f縱= |xj-xc |將儀器安