襯砌培訓隧道施工測量技術培訓課件

1、2022-3-182022-3-182022-3-18 適用于中鐵五局貴廣鐵路工程指揮部第二項目部管段內(nèi)高興隧道二次襯砌施工測量。適用于中鐵五局貴廣鐵路工程指揮部第二項目部管段內(nèi)高興隧道二次襯砌施工測量。2022-3-182022-3-182022-3-182022-3-182022-3-182022-3-182022-3-18BtuAe2022-3-18BtuAeBtuAe)t1(blnalnut1tlnuut blnau2022-3-182022-3-18),(iiyxnkkknxaxp0)(min)(00202 miminkikikiinyxayxpI2022-3-18)(xpn min

2、kikikyxaI020)(naaa,10),(10naaaIInjxyxaaImijinkikikj, 1 , 0, 0)(2002022-3-18njyxaxnkmiijikmikji, 1 , 0,)(000miinimiiimiinminiminiminiminimiimiiminimiiyxyxyaaaxxxxxxxxm0001002010010200012022-3-182022-3-182022-3-182022-3-182022-3-18 相向開挖的兩條施工中線上，具有貫通相向開挖的兩條施工中線上，具有貫通面里程的中線點不重合，兩點連線的空間線面里程的中線點不重合，兩點連線的空

3、間線段稱為貫通誤差。段稱為貫通誤差。實際的貫通誤差實際的貫通誤差只有在貫通后才只有在貫通后才能確定！能確定！貫貫通通面面2022-3-18貫貫通通面面2022-3-18 與貫通面平行的分量，稱為橫向貫通誤差，與貫通面平行的分量，稱為橫向貫通誤差，簡稱橫向誤差；簡稱橫向誤差； 與貫通面垂直的分量，稱為縱向貫通誤差，與貫通面垂直的分量，稱為縱向貫通誤差，簡稱縱向誤差。簡稱縱向誤差。貫貫通通面面2022-3-18 縱向誤差影響隧道中線的長度和線路的設縱向誤差影響隧道中線的長度和線路的設計坡度。計坡度。 橫向誤差影響線路方向，如果超過一定的橫向誤差影響線路方向，如果超過一定的范圍，就會引起隧道幾何形狀

4、的改變，甚范圍，就會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)濟損失又延誤重建，既給工程造成重大經(jīng)濟損失又延誤了工期。因此，必須對橫向誤差加以限制。了工期。因此，必須對橫向誤差加以限制。 2022-3-182022-3-18 一般將洞外平面控制測量的誤差做為影響隧一般將洞外平面控制測量的誤差做為影響隧道橫向貫通誤差的一個獨立的因素，將兩相道橫向貫通誤差的一個獨立的因素，將兩相向開挖的洞內(nèi)導線測量的誤差各為一個獨立向開挖的洞內(nèi)導線測量的誤差各為一個獨立的因素，按照等影響原則確定相應的橫向貫的因素，按照等影響原則確定相

5、應的橫向貫通誤差。通誤差。 高程控制測量中，洞內(nèi)、洞外高程測量的誤高程控制測量中，洞內(nèi)、洞外高程測量的誤差對高程貫通誤差的影響，按相等原則分配。差對高程貫通誤差的影響，按相等原則分配。2022-3-182022-3-18（mm） 2XyRmm 測角誤差的影響測角誤差的影響設設RX 為導線環(huán)在隧道兩洞口連線的一列邊上為導線環(huán)在隧道兩洞口連線的一列邊上的各點至貫通面的垂直距離（的各點至貫通面的垂直距離（m），則導線），則導線的測角中誤差的測角中誤差m （）對橫向貫通中誤差的）對橫向貫通中誤差的影響為：影響為：貫通誤差估算的方法因控制網(wǎng)的形式不同而異貫通誤差估算的方法因控制網(wǎng)的形式不同而異2022-

6、3-18RX1RX2RX3RX4RX5RX6RX7RX812345678（mm） 2XyRmmxy貫通面貫通面2022-3-182ylyldlmm2022-3-18dy2dy412345678dy1貫通面貫通面dy5dy72ylyldlmm2022-3-1822ylymmm 受角度測量誤差和距離測量誤差的共同影受角度測量誤差和距離測量誤差的共同影響，導線測量誤差對貫通面上橫向貫通中誤響，導線測量誤差對貫通面上橫向貫通中誤差的影響為：差的影響為：2022-3-1812345678方法方法2. 2. 按導線估算（偏于安全，目前不提倡）按導線估算（偏于安全，目前不提倡）2022-3-18）（ 4 7

7、 LMmh式中，式中，M 為每千米水準測量的偶然中誤差，為每千米水準測量的偶然中誤差，以以mm計；計；L為洞外或洞內(nèi)兩開挖洞口間高為洞外或洞內(nèi)兩開挖洞口間高程路線長度的公里數(shù)。程路線長度的公里數(shù)。2022-3-18因此，只能敷設成支線形式，其形狀完因此，只能敷設成支線形式，其形狀完全取決于隧道的形狀；全取決于隧道的形狀；只能用重復觀測的方法進行檢核。只能用重復觀測的方法進行檢核。2022-3-18 中線形式就是以定測精度或稍高于定測精中線形式就是以定測精度或稍高于定測精度，在洞內(nèi)按中線測量的方法測設隧道中度，在洞內(nèi)按中線測量的方法測設隧道中線。這種方法只適用于短隧道。線。這種方法只適用于短隧道

8、。 洞內(nèi)導線主要有以下幾種形式：洞內(nèi)導線主要有以下幾種形式：1. 單導線單導線O1234圖70洞內(nèi)單導線布置示意圖 2022-3-18O12361 2 3 4 6 455 圖7 洞內(nèi)導線環(huán)布置示意圖O1 13 2 236 65 4 45圖7 洞內(nèi)主副導線環(huán)布置示意圖3.主副導線環(huán)主副導線環(huán)2022-3-18O1 13 2 236 65 4 45圖7 洞內(nèi)交叉導線布置示意圖4O13256ABC圖7 洞內(nèi)旁點導線布置示意圖5.旁點導線旁點導線2022-3-18 點間視線應離開洞內(nèi)設施點間視線應離開洞內(nèi)設施0.2 m 以上；以上； 導線的邊長在直線地段不宜短于導線的邊長在直線地段不宜短于200m，在

9、曲，在曲線地段不宜短于線地段不宜短于70 m，并盡量選擇長邊和接，并盡量選擇長邊和接近等邊；近等邊； 導線點應埋于坑道底板面以下導線點應埋于坑道底板面以下1020cm，上，上面蓋鐵板以保護樁面及標志中心不受損壞，面蓋鐵板以保護樁面及標志中心不受損壞，為便于尋找，應在邊墻上用紅油漆預以標注；為便于尋找，應在邊墻上用紅油漆預以標注；2022-3-18 采用雙照準法測角，測回間要重新對中儀器采用雙照準法測角，測回間要重新對中儀器和覘標，以減小對中誤差和對點誤差的影響；和覘標，以減小對中誤差和對點誤差的影響； 由洞外引向洞內(nèi)的測角工作，宜在夜晚或陰由洞外引向洞內(nèi)的測角工作，宜在夜晚或陰天進行，以減小折

10、光差的影響；天進行，以減小折光差的影響； 洞內(nèi)導線應重復觀測，定期檢查；洞內(nèi)導線應重復觀測，定期檢查； 設立新點前必須檢查與之相關的既有導線點，設立新點前必須檢查與之相關的既有導線點，在對既有導線點確認的基礎上測量新點在對既有導線點確認的基礎上測量新點; 應構(gòu)成多邊形閉合導線或主副導線環(huán)；應構(gòu)成多邊形閉合導線或主副導線環(huán)； 當有平行導坑時，應利用橫向通道，使平行當有平行導坑時，應利用橫向通道，使平行導坑的單導線與正洞的導線聯(lián)測，以資檢核。導坑的單導線與正洞的導線聯(lián)測，以資檢核。2022-3-18 洞內(nèi)應每隔洞內(nèi)應每隔200500m設立一對高程控制點。高程設立一對高程控制點。高程控制點可選在導線

11、點上，也可根據(jù)情況埋設在隧道控制點可選在導線點上，也可根據(jù)情況埋設在隧道的頂板、底板或邊墻上。的頂板、底板或邊墻上。 當采用水準測量時，應進行往返觀測；采用光電測當采用水準測量時，應進行往返觀測；采用光電測距三角高程測量時，應進行對向觀測距三角高程測量時，應進行對向觀測; 三等及以上的高程控制測量應采用水準測量，四、三等及以上的高程控制測量應采用水準測量，四、五等可采用水準測量或光電測距三角高程測量五等可采用水準測量或光電測距三角高程測量; 高程導線宜構(gòu)成閉合環(huán)。高程導線宜構(gòu)成閉合環(huán)。2022-3-18圖7 洞 內(nèi) 倒 尺 法 傳 遞 高 程 示 意 圖 應用倒尺法傳遞高程時，規(guī)定倒尺的讀數(shù)應

12、用倒尺法傳遞高程時，規(guī)定倒尺的讀數(shù)為負值，則高差的計算與常規(guī)水準測量方為負值，則高差的計算與常規(guī)水準測量方法相同：法相同： hAB = a - b 2022-3-185.5.導線測量的內(nèi)業(yè)計算（簡易平差）導線測量的內(nèi)業(yè)計算（簡易平差）（一）計算前準備工作（一）計算前準備工作1、檢查外業(yè)觀測手?。òㄋ浇怯^測、邊長觀測、方位角、檢查外業(yè)觀測手薄（包括水平角觀測、邊長觀測、方位角觀測等），確認觀測、記錄及計算成果正確無誤。觀測等），確認觀測、記錄及計算成果正確無誤。2、繪制導線略圖。略圖是一種示意圖，繪圖比例、用線粗細、繪制導線略圖。略圖是一種示意圖，繪圖比例、用線粗細沒有嚴格要求，但應注意美觀

13、、大方，大小適宜，與實際圖形沒有嚴格要求，但應注意美觀、大方，大小適宜，與實際圖形保持相似，且與實地方位大體一致。所有的已知數(shù)據(jù)（已知方保持相似，且與實地方位大體一致。所有的已知數(shù)據(jù)（已知方位角，已知點坐標）和觀測數(shù)據(jù)（水平角值，邊長）應正確抄位角，已知點坐標）和觀測數(shù)據(jù)（水平角值，邊長）應正確抄錄于圖中，注意字跡工整，位置正確。錄于圖中，注意字跡工整，位置正確。3、繪制計算表格。繪制計算表格。在對應的列表中抄錄已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)，在對應的列表中抄錄已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)，注意應確認抄錄無誤。在點名或點號一列應按推算坐標的順序注意應確認抄錄無誤。在點名或點號一列應按推算坐標的順序（亦即前進順序）填

14、寫點名和點號。（亦即前進順序）填寫點名和點號。2022-3-181、繪制計算草圖， 在圖上填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)（如上圖）;繪制表格填寫已知數(shù)據(jù)；2、角度閉合差的計算與調(diào)整;（1）計算角度閉合差： =測-理= 測-(n-2)180nfVi/fVi（二）內(nèi)業(yè)計算二）內(nèi)業(yè)計算2022-3-184、計算各邊坐標增量;左右后前1805、坐標增量閉合差計算與調(diào)整; iiiiiiDDsinycosx00理理yx理論上實際上測測yfxfyx（3）改正后的角值：iV測改2022-3-18（1）計算坐標增量閉合差：導線全長相對閉合差:導線全長閉合差: 測理測測理測yyyfxxxfyx22DyxfffDDfDDf

15、K/12022-3-18 若K1/40000（四等導線），則將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各坐標增量上去。并計算改正后的坐標增量。 iyyiixxiDDfVDDfVyiixiiVxyVxxiiyyxxfvfv2022-3-186、坐標計算12121212yyyxxx根據(jù)起始點的已知坐標和經(jīng)改正的新的坐標增量，來依次計算各導線點的坐標。 改后前改后前yyyxxx2022-3-18輔輔助助計計算算點點號號觀測角觀測角（右角）（右角） 改改正正數(shù)數(shù) 改正角改正角 ABCD坐標坐標方位角方位角 距離距離 D m點點號號ABCD增量計算值增量計算值改正后增量改正后增量坐標值坐標值x my m

16、x my mxmymABAB閉閉 合合 導導 線線 坐坐 標標 計計 算算 表表87 30 0389 14 4075 55 4541 16 34133 46 40107 20 10-09-09-10-10-38360 00 3887 29 54107 20 0075 55 3589 14 31360 00 00133 46 40328 36 34224 32 09239.18239.93232.39299.301010.80 +0.03 -165.48+0.03 +180.32 +0.03 +198.38 +0.03 -213.34 0+172.69 0+158.28 0-121.04 -0.

17、01 -209.92-0.12+0.01+158.28+180.35+198.41-121.04-209.93-213.31-165.45+172.690.000.001672.691709.931753.311374.551830.971554.901540.001500.001500.001540.0083180)2( nf測012406 容f12. 0測xfx01. 0測yfy12. 022yxDfff20001容K8400180.101012. 0DfKD2022-3-185.嚴密平差（條件平差嚴密平差（條件平差)停止返回2022-3-18在 AV +W=0的條件下確定 VTPV 的最

18、小值，這在數(shù)學中是求函數(shù)=VTPV的條件極值問題。條件平差，實際上是確定條件方程滿足VTPV=min 的唯一解。2022-3-182022-3-18dXdYZdXdZYdXZYdTTT)(CdXCXd)(2)設Y、Z 均為列陣，則：2022-3-18AKPVPVdVdTTT2)(函數(shù) = VTPV 2 KT ( AV+W ) 對 V 求導：2022-3-18npppP.212022-3-18npppP1.1.12112022-3-182022-3-18四、精度評定1）單位權(quán)中誤差 tnPVVTrpvv從中誤差計算公式可知，為了計算 ，關鍵是計算 。下面將討論 的計算方法。PVVTpvvPVVT

19、PVV由 直接計算 iV2222211nnvPvPvPpvv由聯(lián)系數(shù) 及常數(shù)項 計算KW)(rrbbaakWkWkWpvv2022-3-18VLL2022-3-18條件方程一、水準網(wǎng)tnrCqpqpt多余的獨立起算數(shù)據(jù)網(wǎng)點數(shù)1列條件的原則：1、閉合水準路線2、附合水準路線包含的線路數(shù)最少為原則停止返回2022-3-18h1h7h5h6h3h4h2h8AODCBBAFGEDCh1h6h7h2h5h4h34373317tnrCt06520)(4570)(7610)(321hhhHHhhhHHhhhHHhhhBDABAC448415tnrCt0584042306310756hhhhhhhhhhhh停

20、止返回2022-3-18水準網(wǎng)平差示例例：如圖，A、B是已知的高程點，P1、P2、P3是待定點。已知數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)列于下表。按條件平差求各點的高稱平差值。h2Ah1h3h4h5h6h7P1P2P3B停止返回2022-3-18解：1、列條件方程4373115tnrCt042076305430521hhhhhhhhhhh0342067630854307521vvvvvvvvvvv停止返回2022-3-180001010110010000111000010011A3687W2、定權(quán)取C=1，則：6 . 24 . 14 . 27 . 23 . 27 . 11 . 11PQ3、形成法方程03687432

21、11 . 407 . 27 . 103 . 63 . 207 . 23 . 24 . 74 . 27 . 104 . 22 . 5kkkk停止返回2022-3-184、解算法方程TTK4568.14414.04028.12226.05、計算改正數(shù))(2 .16 .09 .31 .02 .49 .22 .0mmVT6、計算平差值)(5962.02374.06531.00119.13588.00119.23588.1mLT7、計算高程平差值mLHHAP3748.311mLHHAP0279.722mLHHBP6121.673停止返回2022-3-18附合導線按條件平差算例附合導線按條件平差算例1.1

22、.附合導線的條件平差方程式附合導線的條件平差方程式如圖1所示，符合在已知 ， 之間的單一符合導線有 條 與 是已知方位角。),(AAyxA),(CCyxCnABCD設觀測角為 、 、 、 ，測角中誤差為 ，觀測邊長為 、 、 、 ，測邊中誤差為 （ 1、2、 ）。121n1s2snssiin此導線共有 個觀測值，有 個未知數(shù)，故 則 。因此，應列出三個條件方程，其中一個是坐標方位角條件，另兩個是縱、橫坐標條件。12 n1n) 1(2nt3) 1(2) 12(nnrBA( 1 )C( n + 1 )Ds1s2sn23n12345n + 1圖12022-3-18 1 1）坐標方位角條件坐標方位角條件 設觀測角 的改正數(shù)為 （ 1、2、 1），觀測邊 的改正數(shù)為 （ 1、2、 ）。由圖1知iivinissivin180) 1(11niniBACD011ainiv式中 方位角條件的不符值，按 a180) 1(11niniCDBAa若導線的A 點B 與點重合，則形成一閉合導線，由此坐標方位角條件就成了多邊形的圖形閉合條件。2022-3-18 2 2）縱、橫坐標條件縱、橫坐標條件 設以 、 、 表示（圖1）中各