第七章-隧道工程施工放樣

1、P7 隧道工程施工放樣P7.1 隧道工程測(cè)量?jī)?nèi)容1隧道施工測(cè)量的特點(diǎn)(1) 洞外總體控制作為指導(dǎo)隧道施工的測(cè)量工作，在隧道開挖前一般要建立具有必要精 度的、獨(dú)立的隧道洞外施工控制網(wǎng)，作為引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)；對(duì)于較短的隧 道，可不必單獨(dú)建立洞外施工控制網(wǎng)，而以經(jīng)隧道施工復(fù)測(cè)、調(diào)整后并確 認(rèn)的洞外線路中線控制樁為引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)。(2) 洞內(nèi)分級(jí)控制洞內(nèi)控制點(diǎn)控制正式中線點(diǎn)，正式中線點(diǎn)是洞內(nèi)襯砌和洞內(nèi)建筑物施 工放樣的依據(jù)，正式中線點(diǎn)控制臨時(shí)中線點(diǎn)；臨時(shí)中線點(diǎn)控制掘進(jìn)方向。洞內(nèi)高程控制與平面相仿，臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)控制開挖面的高低，正式水準(zhǔn) 點(diǎn)控制洞內(nèi)襯砌和洞內(nèi)建筑物的高程位置。(3) 開挖方法影響測(cè)量方式先導(dǎo)

2、坑后擴(kuò)大成型法對(duì)隧道的位置還有一定的糾正余地，隧道施工測(cè) 量可先粗后精；全斷面開挖法一次成型，隧道施工測(cè)量必須一次到位。對(duì)于采用全斷面開挖法開挖的隧道，其測(cè)量過(guò)程與先挖導(dǎo)坑后擴(kuò)大成 型開挖的隧道基本一樣，不同的是對(duì)臨時(shí)中線點(diǎn)、臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)精度 要求較高，或者是直接測(cè)設(shè)正式中線點(diǎn)、正式水準(zhǔn)點(diǎn)。(4) 隧道施工的特殊環(huán)境對(duì)控制點(diǎn)布設(shè)提出特殊要求隧道貫通前，洞內(nèi)平面控制測(cè)量只能采用支導(dǎo)線的形式，測(cè)量誤差隨著開挖的延伸而積累。洞外控制網(wǎng)和洞內(nèi)施工控制測(cè)量應(yīng)保證必要的精度?？刂泣c(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易被破壞的位置處。2.隧道施工測(cè)量的主要內(nèi)容(1) 洞外平面控制測(cè)量； 對(duì)于直線隧道，洞外平面控制測(cè)量的目的主要是

3、獲取兩端洞口較為精 確點(diǎn)的平面位置和引測(cè)進(jìn)洞的方向。對(duì)于曲線隧道，洞外平面控制測(cè)量除具有與直線隧道相同的目的外， 還在于間接求算隧道所在曲線的轉(zhuǎn)向角與兩端洞口控制樁與交點(diǎn)的相對(duì) 位置，進(jìn)而按設(shè)計(jì)選配的圓曲線半徑和緩和曲線長(zhǎng)重新確定隧道中線的位 置。建立洞外平面控制常用的方法有：中線法、精密導(dǎo)線法、三角網(wǎng)和網(wǎng) 等。 中線法 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)。中線法一般只能用于短于 1000 m 的直線隧道和短于 500 m 的曲線隧 道的洞外平面控制。 精密導(dǎo)線法 用導(dǎo)線方式建立隧道洞外平

4、面控制時(shí)，導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)沿兩端洞口的連線布 設(shè)。導(dǎo)線點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)隧道的長(zhǎng)度和輔助坑道的數(shù)量與分布情況，并結(jié) 合地形條件和儀器測(cè)程選擇。見(jiàn)圖 7-1 所示。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，以減小測(cè)角誤差對(duì)導(dǎo)線橫向誤差的影響。導(dǎo)線的水平角一般采用方向觀測(cè)法。當(dāng)水平角只有兩個(gè)方向時(shí)，可按 奇數(shù)和偶數(shù)測(cè)回分別觀測(cè)導(dǎo)線的左角和右角，這樣可以檢查出測(cè)角儀器的 帶動(dòng)誤差，數(shù)據(jù)處理時(shí)可以較大程度地消除此項(xiàng)誤差的影響。導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算一般采用嚴(yán)密平差法，對(duì)于四、五等導(dǎo)線也可采用近 似平差計(jì)算。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

5、邊數(shù)約為 4-6條，應(yīng)盡可能將兩端洞口控制點(diǎn) 納入到導(dǎo)線網(wǎng)中。 三角網(wǎng)法三角測(cè)量建立隧道洞外平面控制時(shí)，一般是布設(shè)成單三角鎖的形式， 見(jiàn)圖7-2所示。精密導(dǎo)線法對(duì)于直線隧道，一排三角點(diǎn)應(yīng)盡量沿線路中線 布設(shè)。條件許可時(shí)，可將線路中線做為三角鎖的一條基本邊，布設(shè)為直伸 三角鎖。以減小邊長(zhǎng)誤差對(duì)橫向貫通的影響。對(duì)于曲線隧道，應(yīng)盡量沿著兩洞口的連線方向布設(shè)，以減弱邊長(zhǎng)誤差 對(duì)橫向貫通的影響。圖7-2三角網(wǎng)法(2) 洞外高程控制測(cè)量;洞外高程控制測(cè)量的任務(wù)，是按照測(cè)量設(shè)計(jì)中規(guī)定的精度要求，以洞 口附近一個(gè)線路定測(cè)點(diǎn)的高程為起算高程，測(cè)量并傳算到隧道另一端洞口 與另一個(gè)定測(cè)高程點(diǎn)閉合。閉合的高程差應(yīng)設(shè)斷

6、高，或推算到路基段調(diào)整。這樣，既使整座隧道 具有統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，又使之與相鄰線路正確銜接，從而保證隧道按規(guī)定 精度在高程方面正確貫通，保證各項(xiàng)建筑物在高程方面按規(guī)定限界修建。（3）洞內(nèi)平面控制測(cè)量；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。1）洞內(nèi)導(dǎo)線主要有以下幾種形式： 單導(dǎo)線（見(jiàn)圖7-3所示） 導(dǎo)線環(huán)（見(jiàn)圖7-4所示）圖7-4導(dǎo)線環(huán)法 主副導(dǎo)線環(huán)（見(jiàn)圖7-5所示）圖7-5主副導(dǎo)線環(huán) 交叉導(dǎo)線（見(jiàn)圖7-6所示）圖7-6交叉導(dǎo)線 旁點(diǎn)導(dǎo)線（見(jiàn)圖7-7所示）洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

7、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； 點(diǎn)間視線應(yīng)離幵洞內(nèi)設(shè)施 0.2 m以上； 導(dǎo)線的邊長(zhǎng)在直線地段不宜短于 200m，在曲線地段不宜短于70 m， 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10-20，上面蓋鐵板以保護(hù)樁面與標(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； 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； 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)； 應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合導(dǎo)線

8、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)線與正洞的 導(dǎo)線聯(lián)測(cè)，以資檢核。(4) 洞內(nèi)高程控制測(cè)量；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)施工高程放樣的依據(jù)。洞內(nèi)應(yīng)每隔200-500m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、底板或邊墻上。三等與以上的高程控制測(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；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)；高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)。洞內(nèi)高程控制測(cè)量采用水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，除采用常規(guī)的方法外，有時(shí)

9、為避 免施工干擾還采用倒尺法傳遞高程。應(yīng)用倒尺法傳遞高程時(shí)，規(guī)定倒尺的 讀數(shù)為負(fù)值，則高差的計(jì)算與常規(guī)水準(zhǔn)測(cè)量方法相同。圖7 洞內(nèi)倒尺法傳遞高程示意圖圖7-8洞內(nèi)高程測(cè)量(7-1)H ab a b(5) 進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測(cè)量控制測(cè)量確認(rèn)了隧道兩端線路中線控制樁與洞外平面控制點(diǎn)的相對(duì)位 置關(guān)系。根據(jù)洞外控制測(cè)量成果，計(jì)算由洞外控制點(diǎn)引測(cè)進(jìn)洞測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)， 據(jù)此指導(dǎo)隧道的進(jìn)洞與洞內(nèi)開挖，稱為進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算 。進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測(cè)量的主要任務(wù) 確定隧道中線與平面控制網(wǎng)之間的關(guān)系； 在洞內(nèi)控制建立之前，指導(dǎo)中線進(jìn)洞和洞內(nèi)開挖。隧道進(jìn)洞測(cè)設(shè)的主要方法極坐標(biāo)法將隧道的中線控制樁納入洞外平面控制網(wǎng)，控制測(cè)量完成

10、后，即可求 得它們的精確坐標(biāo)。根據(jù)這些點(diǎn)的坐標(biāo)和洞口(或洞內(nèi))中線點(diǎn)的坐標(biāo)， 反算出極坐標(biāo)法的放樣數(shù)據(jù)，進(jìn)而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)。(6) 洞內(nèi)中線與洞身斷面測(cè)設(shè)(7) 貫通誤差與其調(diào)整；相向開挖的兩條施工中線上，具有貫通面里程的中線點(diǎn)不重合，兩點(diǎn) 連線的空間線段稱為貫通誤差。 貫通誤差的分類貫通誤差在水平面上的正射投影稱為平面貫通誤差；在鉛垂面上的正 射投影稱為高程貫通誤差，簡(jiǎn)稱高程誤差。平面貫通誤差在水平面內(nèi)可分解為兩個(gè)分量，與貫通面平行的分量， 稱為橫向貫通誤差，簡(jiǎn)稱橫向誤差；與貫通面垂直的分量，稱為縱向貫通 誤差，簡(jiǎn)稱縱向誤差。 貫通誤差對(duì)隧道貫通的影響縱向誤差影響隧道中線的長(zhǎng)度和線路的設(shè)計(jì)坡度。橫

11、向誤差影響線路 方向，如果超過(guò)一定的范圍，就會(huì)引起隧道幾何形狀的改變，甚至造成侵 入建筑限界而迫使大段襯砌拆除重建，既給工程造成重大經(jīng)濟(jì)損失又延誤 了工期。因此，必須對(duì)橫向誤差加以限制。高程誤差主要影響線路坡度。 橫向誤差和高程誤差的限差（見(jiàn)表 7-1）表7-1橫向誤差和高程誤差的限差兩開挖洞口間長(zhǎng)度（）v 44-88-1010-1313-1717-20橫向貫通誤差（）100150200300400500高程貫通誤差（）50 影響貫通誤差的主要因素與其分解由于洞外控制測(cè)量、洞內(nèi)外聯(lián)系測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量和洞內(nèi)中線放樣等項(xiàng)誤差的共同影響。一般將洞外平面控制測(cè)量的誤差做為影響隧道橫向 貫通誤差的一個(gè)

12、獨(dú)立的因素，將兩相向幵挖的洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的誤差各為一 個(gè)獨(dú)立的因素，按照等影響原則確定相應(yīng)的橫向貫通誤差。高程控制測(cè)量 中，洞內(nèi)、洞外高程測(cè)量的誤差對(duì)高程貫通誤差的影響，按相等原則分配。（8）竣工測(cè)量。P7.2 隧道工程施工測(cè)量案例案例一本節(jié)將以湖南省內(nèi)韶山“一號(hào)工程”旅游公路建設(shè)中的一隧道工程的 施工測(cè)量為例來(lái)說(shuō)明隧道施工的全過(guò)程的步驟與方法。（一）、洞外平面控制測(cè)量此案例采用全球定位系統(tǒng)（）法進(jìn)行平面控制測(cè)量。全球定位系統(tǒng)（） 的定位技術(shù)做隧道施工的地面平面控制時(shí)，只需要在洞口布設(shè)控制點(diǎn)和定 向點(diǎn)，除了洞口點(diǎn)與其定向點(diǎn)之間因需要通視而應(yīng)作施工定向觀測(cè)外，洞 口與另外洞口之間的點(diǎn)不需要通視，與

13、國(guó)家控制點(diǎn)之間聯(lián)測(cè)也不需要通 視，如圖7-9所示。圖7-9導(dǎo)線平面示意圖本此控制測(cè)量采用附合導(dǎo)線，用2個(gè)測(cè)回觀測(cè)法測(cè)角，距離測(cè)量為往返測(cè)距取平均值。測(cè)量?jī)x器為精度為0.5 日本索佳（2130R ）無(wú)棱鏡電子全站儀。起始、終止點(diǎn)坐標(biāo)采用設(shè)計(jì)院提供的坐標(biāo)成果，即為1、2、3、4。如表7-2。表7-2控制點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)與咼程點(diǎn)號(hào)XYZ備注13088200.123548401.060130.89323087995.849548345.223146.669原導(dǎo)線點(diǎn)10233087912.832547171.978134.702原導(dǎo)線點(diǎn)10943088020.051547330.830140.151在幵始

14、施工前，必須對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表7-3表7-3導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)測(cè)成果表點(diǎn)號(hào)XY備注13088200 123548401 06023087995 849548345 2231033087961 857548251 6001043087852 443548103 7121053087770 527547943 1441063087773 427547764 8071073087738.378547557.6261083087889 549547325 7161 W33087912 832547171 97843088020.051v r f 1 f 1 1547330.830（二）、洞外高

15、程控制測(cè)量洞外高程控制測(cè)量的任務(wù)，是按照測(cè)量設(shè)計(jì)中規(guī)定的精度要求，施測(cè) 隧道洞口（包括隧道的進(jìn)出口、豎井口、斜井口和坑道口）附近水準(zhǔn)點(diǎn)的 高程，作為高程引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)。采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，當(dāng)兩洞口之間 的距離大于1時(shí)，在中間增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。本次測(cè)量嚴(yán)格按四等水準(zhǔn)測(cè)量，往返較差，附合閉合差按平原微丘區(qū) 計(jì)算，測(cè)量?jī)x器為索佳（B20 U）水準(zhǔn)儀，利用黑紅面板尺外帶尺墊。起 算點(diǎn)高程采用設(shè)計(jì)院提供的高程成果（見(jiàn)表7-4、表7-5和表7-6 ）。表7-4四等水準(zhǔn)測(cè)量四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表（雙面尺法）測(cè)站編號(hào)后尺下絲上 絲前尺下絲上 絲方向與尺號(hào)讀尺準(zhǔn)數(shù)水紅-八中 差數(shù)高注 備I 后I 前面 黑面 紅差-

16、104.7133 a07后35261 +高L 1為893 顒程血 后1334106 前1 +O00.31 +4QO 00 .2 +-5-206 后33621 +45407前1 +-n32-3323207后1 +06 前30025O53 +丄336 +LJ1 +1 a-41.1871.592后1061.1065.892+11.0251.422前1071.5076.1940-0.401516.217后-前-0.401-0.302+1-0.8-0.951.8920.564后1071.816.49701.7280.408前1060.4865.2730+1.32416.415.6后-前+1.324+1.

17、2240+0.8-0.162.8560.64后1062.7927.578+12.7280.533前1070.5865.2730+2.205512.810.7后-前+2.206+2.305+1+2.1+2.071.7330.982后1071.6816.367+11.6280.87前1060.9265.712+1+0.75510.511.2后-前+0.755+0.6550-0.7+1.381.4820.557后1061.4646.25101.4470.522前1070.5385.2250+0.9263.53.5后-前+0.92+1.02606nO.3 +9007807后力21 +52271 O50

18、06 前22.50+263-前-后.200941-r50-00+O.62&后5 O8前36513843&215521前-后23O000O000測(cè)站編號(hào)后尺二前尺-二方讀尺準(zhǔn)數(shù)水紅-八中 差數(shù)高注 備I 后I 前向與口面 黑面 紅差距 d視a八號(hào)一O1后106265Z刖1075345O1313前-后2 .8 +002 .9 +1 +90+0.8112.6891.162后1072.6727.358+1前視2高程為 146.6692.6551.136刖1061.1485.936-1+1.5233.42.6后-前+1.524+1.422+2+0.8+1.65.2821.926后5.24914.7215

19、.2171.869前1.89611.3713.35156.55.7后-前3.353.350.801.60表7-5四等水準(zhǔn)測(cè)量四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表（雙面尺法）測(cè)站編號(hào)后尺下絲 上 絲前尺下絲 上 絲方向與尺號(hào)讀尺準(zhǔn)數(shù)水紅-八中 差數(shù)高注 備I 后I 前面 黑面 紅差 距 視ad10.6282.158后1060.5825.3690后視3高程為 134.7020.5382.06刖1072.1086.7950-1.52699.8后-前-1.526-1.4260-0.8-0.821.0612.424后1070.8255.51200.591.95前1062.1876.973+1-1.361547.147.4

20、后-前-1.362-1.461-1-0.3-1.131.0612.42后1060.9225.70900.7832.143刖1072.2826.968+1-1.359527.827.7后-前-1.36-1.259-1+0.1-1.041.1312.08后1071.0125.69900.8931.839刖1.966.7470-0.94810623.824.1后-前-0.948-1.0480-0.3-1.3后2.1821.0721062.0266.812+1刖1.870.7560.9145.6+1+1.1125107+1.11+1.2131.231.6后-前220-0.4-1.7后2.0030.67

21、81071.9696.6560刖1.9360.6120.6455.4320+1.3246106+1.32+1.226.76.6后-前440+0.1-1.6后2.4620.6831062.4397.226072.4160.638刖0.6615.347+1+1.77810754.64.5后-前+1.77+1.87-189+0.1-1.581.8331.728后1071.7776.46401.7221.609刖1061.6686.4550+0.1091111.9后-前+0.109+0.0090-0.9-2.492.5180.956后1062.4877.273+12.4550.897前1070.927

22、5.613+1+1.5606.45.9后-前+1.560+1.6600+0.5-1.914.87914.199后14.03956.7213.20312.504刖13.35255.930.6885167.6169.5后-前0.6870.79-1.9-1.9四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表 （雙面尺法）測(cè)站編號(hào)后尺下絲上 絲前尺下絲上 絲方向與尺號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)黑-紅八、咼差中數(shù)備注后距前距黑面紅面視距差dEd102.3620.701后1072.3347.02102.3070.650、八刖1060.6765.462+1+1.65855.55.1后-前+1.658+1.559-1+0.4-1.5112.0221.03

23、1后1061.9916.777+11.9590.967、八刖1070.9985.6850+0.99256.36.4后-前+0.993+1.092+1-0.1-1.6122.0780.983后1072.0536.74002.0280.932、八刖1060.9575.743+1+1.096555.1后-前+1.096+0.997-1-0.1-1.7132.1631.155后1062.1006.8870前視4高程為140.1512.0371.017、八前1071.0865.772+1+1.014512.613.8后-前+1.014+1.115-1-0.8-2.58.6253.87后8.47827.4

24、258.3313.566、八刖3.71722.6624.762029.430.4后-前4.764.76-0.60-2.50表7-6水準(zhǔn)點(diǎn)成果對(duì)比表水準(zhǔn)點(diǎn)成果對(duì)比表點(diǎn)號(hào)設(shè)計(jì)高 程（m ）設(shè)計(jì)高差（m）實(shí)際高 差（m）偏差值（）允許偏差（）備注1130.89+15.7+15.77-5.520 V10.3各點(diǎn)的37605冋程采用由設(shè)計(jì)院提2146.6691130.893+3.80+3.819+10.020 35.6供的高程（見(jiàn)附3134.7029表）3134.702+5.44+5.450+1.520 V12.64140.15195（三）、進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和進(jìn)洞測(cè)量1 .直線隧道進(jìn)洞方向放樣如圖7-10為

25、一直線隧道，A、D為洞口點(diǎn)，為方向控制點(diǎn)，它們都納 入在地面控制網(wǎng)中，平差后求得這些點(diǎn)的精密坐標(biāo)。（1 ）撥角進(jìn)洞法已知的A、D、B、C點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系，可反算出在進(jìn)洞點(diǎn)A處的方位角 ad和長(zhǎng)度Sad，以與進(jìn)洞、出洞方向!、 2 o進(jìn)洞時(shí)分別在A、D架設(shè)儀器，后視B、C然后撥角法確定進(jìn)洞方向_ E7* I*二一/ X圖7-10直線隧道進(jìn)洞方向放樣(2)移樁法進(jìn)洞若要利用B、C作為方向控制點(diǎn)直接按中線方向進(jìn)洞，必須將 B、C兩 點(diǎn)分別移到直線上的B點(diǎn)和C點(diǎn)上。這時(shí)要確定移樁數(shù)據(jù)，以B點(diǎn)的移樁 為例，移樁數(shù)據(jù)是長(zhǎng)和/角度。貝心BB AB sini(7-2 )ABB 270 i(7-3 )

26、具體方法：將經(jīng)緯儀置于B點(diǎn)，后視A點(diǎn)，撥角量長(zhǎng)得點(diǎn)；同法測(cè)得C 點(diǎn)。以上就是直線隧道的移樁。線路進(jìn)洞時(shí)，經(jīng)緯儀置于 A點(diǎn)，照準(zhǔn)B點(diǎn)，即得到進(jìn)洞的方向。為消 除橫軸誤差和視準(zhǔn)軸誤差，須用盤左盤右分中法。2 .曲線隧道進(jìn)洞方向放樣如圖7-11，A、E、C、D為確定曲線兩切線設(shè)置的控制點(diǎn)，B、D為洞口投點(diǎn)，這些點(diǎn)都是地面控制網(wǎng)的控制點(diǎn)。利用這四點(diǎn)A、E、D、C的精密坐標(biāo)可推算出精密的偏角，它和定測(cè)時(shí)所測(cè)偏角有一差數(shù)。利用這個(gè)精密的偏角和原先給定的緩和曲線長(zhǎng)I與圓曲線半徑R( l和R 一般不能改變)重新計(jì)算曲線要素，從而可推出AD線路中線各段長(zhǎng)，而各段相接點(diǎn)的曲率半徑是顯然的，由于起點(diǎn)A的樁號(hào)定測(cè)時(shí)已

27、給定，對(duì)于該線路中線上任意一點(diǎn)J都可以計(jì)算其坐標(biāo) Xj、Yj和切線方位角jLi、.匚z 1 X 一圖7-11曲線隧道進(jìn)洞方向放樣若置儀器于B點(diǎn)，后視A點(diǎn)，按A、B、J三點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算角/和長(zhǎng)， 則可直接放樣出中樁點(diǎn) J,或引測(cè)出一個(gè)地下導(dǎo)線點(diǎn)，這是按極坐標(biāo)法進(jìn) 洞。但傳統(tǒng)的曲線進(jìn)洞是由設(shè)置在中線上洞口點(diǎn)的切線方向進(jìn)洞，這樣就 要把B點(diǎn)移到中線上B 點(diǎn)定測(cè)時(shí)認(rèn)為B點(diǎn)在中線上，精密計(jì)算后它可能 有小的偏離）。為此要計(jì)算出移樁數(shù)據(jù)：由 B沿中線的法線方向到垂足 B 的垂距和/求和/稱為移樁數(shù)據(jù)推算。傳統(tǒng)的推算方法非常復(fù)雜， 要根 據(jù)點(diǎn)在曲線的不同位置建立不同的推算方法。我們不采用這種算法，而采 用點(diǎn)到

28、中線垂距的計(jì)算方法。根據(jù)這個(gè)方法，只要知道一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，就 能精確的計(jì)算出該點(diǎn)到確定的中線的垂距與垂足的樁號(hào)，坐標(biāo)和切線方位 角，從而很容易的算出移樁數(shù)據(jù)和進(jìn)洞數(shù)據(jù)。A點(diǎn)的切線圖7-12 曲線隧道切線進(jìn)洞如圖7-12 , A點(diǎn)為進(jìn)洞點(diǎn)，N為另一控制點(diǎn)，現(xiàn)在要把該點(diǎn)移到中線上A 點(diǎn)。按照上述算法，可以計(jì)算出A到中線的垂距（記為S），并求得A 點(diǎn)坐標(biāo)與 A 點(diǎn)的切線方位角a,再由N、A、A 三點(diǎn)坐標(biāo)，容易求得移 樁數(shù)據(jù) （移樁距離s已求得），并由下式計(jì)算進(jìn)洞數(shù)據(jù)an(7-4 )式中：an由A和N點(diǎn)的坐標(biāo)反算而得。S、就是進(jìn)洞數(shù)據(jù)根據(jù)s和 可將A點(diǎn)移至中線上A 點(diǎn)處，然后在A 點(diǎn)后視N點(diǎn)，撥角即 得

29、A點(diǎn)的切線方向。這就是所謂的切線進(jìn)洞3 .橫洞（或斜井）進(jìn)洞放樣為了增加幵挖面，在某些地方要增設(shè)橫洞。橫洞中心線通常由兩點(diǎn)給 出，該兩點(diǎn)連線的方向即為橫洞進(jìn)洞的方向線。橫洞（或斜井）的進(jìn)洞關(guān) 系計(jì)算就是要求出橫洞中線和正洞中線的交點(diǎn)、交點(diǎn)樁號(hào)與坐標(biāo)，橫洞口 至交點(diǎn)的距離與交點(diǎn)處的撥角，然后按切線方向進(jìn)洞。橫洞與直線隧道的 這種關(guān)系容易求得，這里主要討論橫洞與曲線隧道的進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算問(wèn)題。 如圖7-13所示，M和H2為確定橫洞中線的兩點(diǎn)，U為橫洞口點(diǎn)，兩點(diǎn)均為地面控制點(diǎn)，已獲其精確坐標(biāo)。交點(diǎn)的切線 H_中線一正洞/*/ Ha/H圖7-13橫洞（或斜井）進(jìn)洞放樣正洞中線由前述算法也已確定（所謂確定，

30、是指任給一樁號(hào)，可計(jì)算出其在地面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)）?，F(xiàn)在要求橫洞中線交點(diǎn)J的樁號(hào)、比到J的距離s與撥的角度。同樣，根據(jù)過(guò)一點(diǎn)直線與曲線相交計(jì)算方法可求得交點(diǎn)J的樁號(hào)與其坐標(biāo)Xj、Yj和切線方位角 J，再由比點(diǎn)的坐標(biāo)易求得 出到J的距離s與 撥的角度。案例二:如圖7-14為某隧道線路平面圖，洞外控制點(diǎn)投1、投2、投3、投4、投5、投6，有意設(shè)在三條切線上，用以確定這三條切線方向，橫1和橫2標(biāo)定橫洞的幵挖方向，所有這些點(diǎn)都納入了地面控制網(wǎng)中，經(jīng)平差后獲 得了這些點(diǎn)的精密坐標(biāo)，如表7-1所示。該隧道自進(jìn)口 A起進(jìn)入一曲線段，接著進(jìn)入一夾直線，再進(jìn)入第二條 曲線，最后從直線段處出洞。因此，整個(gè)隧道包括兩

31、段直線和兩段曲線， 為一螺旋形隧道。兩個(gè)交點(diǎn)1和2的圓曲線半徑和緩和曲線長(zhǎng)都為400m ，ls=110m，除進(jìn)口和出口外，在靠近出口處設(shè)一橫洞，以增加幵挖面。橫 洞中心線與正洞中線的交點(diǎn)為Q。投1樁號(hào)為K189+225.735 。試對(duì)該隧道進(jìn)行線路進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算和放樣。表7-7隧道進(jìn)出口控制點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)x（ m）y（ m）點(diǎn)號(hào)x（ m）y（ m）投12000.0002000.000投21731.2992268.703投31631.5852214.204投41637.6672370.414投51838.8772421.807投61713.7152515.471橫11969.6612182.573橫2

32、1871.6212379.743A1656.9602425.943解:（1）由投1、投2、投3、投4、投5和投6的坐標(biāo)反算出各切線邊的方位角為12135，3487 4613.2，56143 1T28.0由此計(jì)算出1和2的偏角1 47 13468，2 304 34452-Q投5ZHi二投6投2HY2HZ17精JD1投4精JD2HY2ZH2圖7-14隧道線路平面圖（2 ）計(jì)算兩交點(diǎn)的曲線要素，計(jì)算公式為（7-5）式中，0計(jì)算結(jié)果為JD1: T 230.395m, L 439.725mJD2： T 155.794m, L 2236.364m注意，在按上式計(jì)算2切線長(zhǎng)T時(shí)，所求得負(fù)值。(3 )計(jì)算由投

33、1沿路線中線到出洞的各圓曲線(直線段作圓曲線段看待)和緩和曲線段長(zhǎng)度并求路線各主點(diǎn)坐標(biāo)。為此由下式計(jì)算投1到i的直線段長(zhǎng)：(Xi X3)sin 34 (yi y3)cos 34sSin( 1234)(2000 1631.585)sin87 4613.2”(2000 2214.204)cos87 46132sin(13587 4613.2)512.845m由此求得投1到1的長(zhǎng)度為282.450m 。同樣，還可求出投3到1和投 3到2的距離分別為148.544m 和352.726m，而1到2的距離為上述兩值 之差，差值為204.182m。由此得1到2 (夾直線)的距離為：T2- (T1-兩交點(diǎn)間距

34、)=155.794 (230.395 204.182 ) = 129.581(m)而兩交點(diǎn)間曲線中圓曲線段長(zhǎng)分別為 219.725m 和2016.364m，由此從 投1幵始中線段投1 111122222各段長(zhǎng)依次為282.450 ,110,219.725 ,110, 129.581 , 110 , 2016.364 , 110 , 155.794。以上各段曲線符合圓曲線和緩和曲線相間的特性，各相接點(diǎn)的曲率半 徑是顯然的，故可計(jì)算各主點(diǎn)的樁號(hào)和坐標(biāo)。其結(jié)果列于表7-9中。表7-9計(jì)算結(jié)果點(diǎn)號(hào)x (m)y (m )點(diǎn)號(hào)x (m)y (m)11800.272199.7211726.202280.91

35、K189+225.782K189+618.137358611647.082482.9511646.322592.85K189+837.971K189+947.97610121651.362722.3321660.672831.85K190+77.4989K190+187.41319121860.962411.5721770.042473.32K192+203.820K192+313.821555521645.302566.66K192+469.67449作為校核，由投3坐標(biāo)和投3到2的方位角、邊長(zhǎng)算得2的坐標(biāo)為x 1645.308m ，y 2566.662m兩者相差最大為2，可見(jiàn)計(jì)算無(wú)誤。（4

36、）計(jì)算洞口投點(diǎn)A的移樁數(shù)據(jù)和進(jìn)洞方向撥角。按點(diǎn)到中線的垂距計(jì)算得垂距和垂足A 的樁號(hào)坐標(biāo)和切線方位角為SAA =0.030m ,A 的樁號(hào)189+780xA =1656.931 ， yA =2425.936A 103 5636.9由投6、A、A 三點(diǎn)坐標(biāo)求出撥角投6 = 136 1856.4，撥距SAA.上面已 求出，再計(jì)算A 點(diǎn)的切線與A 到投5方向的夾角為57 3700.2。在A 點(diǎn)后 視投 6，撥該角值可得進(jìn)洞切線方向。（5）橫洞中心線與正洞中線的相交計(jì)算由橫 1、橫2的坐標(biāo)計(jì)算出橫 1到橫 2的方位角 284 2940.1，在按 直線與曲線相交計(jì)算的方法得橫 1 到交點(diǎn) Q 的間距、

37、交點(diǎn)樁號(hào)、 坐標(biāo)和切 線方位角為橫1到Q的間距：260.290m。Q 點(diǎn)的樁號(hào)： K192+212.120XQ=1853.771（m）YQ=2415.640 （m）Q 149 5549.0（四 ）、隧道洞門施工放樣1 削竹式洞門施工放樣 案例三 ：洋坪隧道位于福 （州）寧（德）高速公路 1 合同段內(nèi)， 為分離式 4 車道高速 公路隧道， 隧道襯砌設(shè)計(jì)采用單心圓曲墻式襯砌， 明洞襯砌采用 25 # 鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)，其左右線出口端洞門形式設(shè)計(jì)都為削竹式洞門，洞門端墻坡 度為 1: 1 ，洞門端襯砌截面為一不規(guī)則面。見(jiàn)圖 7-15 。圖7-15削竹式洞門施工放樣測(cè)量放線時(shí)：（1）要計(jì)算截面輪廓線上關(guān)鍵點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)（2）襯砌擋頭模板尺寸。解決方法：利用三維模型進(jìn)行計(jì)算，只需要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸建立起洞門端襯砌的立體實(shí)體模型，則截面輪廓線上關(guān)鍵點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)與襯砌擋頭 模板尺寸就可以在三維坐標(biāo)系下利用2000的計(jì)算功能在三維實(shí)體模型上自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。見(jiàn)圖7-16所示。圖7-16洞門施工放樣尺寸2 .隧道全斷面掘進(jìn)輪廓線放樣方法隧道幵挖輪廓線就是在每次全斷面爆破前，測(cè)定爆眼位置，直接定位 鉆孔。輪廓線放