地下工程測量教程鄭(7)

1、 隧道可分為隧道可分為超長隧道、長隧道和短隧道超長隧道、長隧道和短隧道。對于直線隧。對于直線隧道，其長度在道，其長度在3000m3000m以上的屬超長隧道；長度在以上的屬超長隧道；長度在100010003000m3000m的屬長隧道；長度在的屬長隧道；長度在5005001000m1000m的屬中長隧道；長度的屬中長隧道；長度在在500m500m以下的屬短隧道。以下的屬短隧道。 開挖順著中線不斷地向洞內(nèi)延伸，襯砌和洞內(nèi)建筑物開挖順著中線不斷地向洞內(nèi)延伸，襯砌和洞內(nèi)建筑物（避車洞、排水溝、電纜槽等）的施工緊跟其后，不等貫（避車洞、排水溝、電纜槽等）的施工緊跟其后，不等貫通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)

2、建成。通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)建成。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院西康鐵路西康鐵路 秦嶺特長隧道秦嶺特長隧道(18.4(18.4公里公里) )第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院大瑤山隧道大瑤山隧道(14.3(14.3公里公里) )第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量：o 1）洞外控制測量：在洞外建立平面和高程控制網(wǎng)，測定各洞口

3、控制點的位置；o 2）進洞測量：將洞外的坐標(biāo)、方向和高程傳遞到隧道內(nèi)，建立洞內(nèi)、洞外統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)；o 3）洞內(nèi)控制測量：包括隧道內(nèi)的平面和高程控制；o 4）隧道施工測量：根據(jù)隧道設(shè)計要求進行施工放樣、指導(dǎo)開挖；o 5）竣工測量：測定隧道竣工后的實際中線位置和斷面凈空及各建、構(gòu)筑物的位置尺寸。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量一、洞外控制測量 隧道的設(shè)計位置，一般是以定測的精度初步標(biāo)定在地面上。在施工之前必須進行施工復(fù)測，檢查并確認(rèn)兩端洞口的中線控制樁（也稱為洞口投點）的位置，它是進行洞內(nèi)施工測量的主

4、要依據(jù)。 （一）控制點的設(shè)置：規(guī)程規(guī)定 1、在每個洞口應(yīng)測設(shè)不少于3個平面控制點（包括洞口投點及其相聯(lián)系的三角點或?qū)Ь€點）2個高程控制點。 2、直線隧道上，兩端洞口應(yīng)各確定一個中線控制樁，以兩樁連線作為隧道的中線； 3、在曲線隧道上，應(yīng)在兩端洞口的切線上各確定兩個間距不小于200 m的中線控制樁，以兩條切線的交角和曲線要素為依據(jù)，來確定隧道中線的位置。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量（二）控制點的設(shè)置要求1、各洞口外兩點納入控制網(wǎng)，洞口投點包含其中。2、曲線隧道時，必須包含切線上的轉(zhuǎn)點，以便精確確

5、定轉(zhuǎn)向角及曲線其他元素。3.平面控制網(wǎng)應(yīng)盡可能包括隧道各洞口的中線控制點，這樣既可以在施工測量時提高貫通精度，又可減少工作量。4、同時進行高程控制測量,聯(lián)測各洞口水準(zhǔn)點的高程，以便引測進洞，保證隧道在高程方向準(zhǔn)確貫通。 山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量1. 1. 中線法（現(xiàn)場標(biāo)定法）中線法（現(xiàn)場標(biāo)定法）二、洞外平面控制的常用的方法二、洞外平面控制的常用的方法建立洞外平面控制的常用的方法有：建立洞外平面控制的常用的方法有：中線法、精密導(dǎo)線法中線法、精密導(dǎo)線法、三角網(wǎng)和、三角網(wǎng)和GPSGPS網(wǎng)網(wǎng)等。等

6、。 先將洞內(nèi)線路中線點的平面位置測設(shè)于地面，經(jīng)檢核確先將洞內(nèi)線路中線點的平面位置測設(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)，進行引測進洞和洞內(nèi)中線測設(shè)。此作為依據(jù)，進行引測進洞和洞內(nèi)中線測設(shè)。 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 假設(shè)A、D兩點為隧道中線在洞口處的已知點，由于不能通視，因此要在中間定出B、C兩點，作為向洞內(nèi)引線的依據(jù)。標(biāo)定時可按設(shè)圖紙求得AD的概略方位角，然后在現(xiàn)場按此方向用經(jīng)緯儀以計正倒鏡延長直

7、線的方法，將中線從A點延長至B、C，最后至D 點，并量出DD 間的距離。另外用視距法求得AB 、B C 、C D 等距離，這時CC 的距離可用下式求得：DDCCCAD 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 然后將經(jīng)緯儀移到C，后視D點，再用上法，若直線不通過A點，再按上述方法計算在B點的偏距，并將儀器移至B點，依此方法，直至使B、C二點都在AD直線上為止。最后將B、C二點在地面上標(biāo)定出來，作為向洞內(nèi)引線的依據(jù)。 若用于曲線隧道，則應(yīng)首先精確標(biāo)出兩切線方向，然后精確測出轉(zhuǎn)向角，將切線長度正確地標(biāo)定在地表

8、上，以切線上的控制點為準(zhǔn)，將中線引入洞內(nèi)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院隧道洞外導(dǎo)線測量和經(jīng)緯儀（或全站儀）導(dǎo)線測量方法相同，但它的精度要求較高，所以測角和量邊均用較精密的儀器和方法。2. 2. 導(dǎo)線法導(dǎo)線法 （1）在直線隧道的設(shè)計中，導(dǎo)線應(yīng)盡量沿兩洞口連接的方向布設(shè)成直伸形式。因為直伸導(dǎo)線量距誤差只影響隧道的長度，而對垂直隧道中線方向上的誤差（即橫向貫通誤差）影響較小。 （2）在曲線隧道的測設(shè)當(dāng)中，當(dāng)兩端洞口附近為曲線而中部為直線的隧道，兩端曲線部分可沿切線、中部直線部分沿中線布設(shè)導(dǎo)線點；當(dāng)整

9、個隧道在曲線上時，宜沿兩端洞口的連接線布設(shè)導(dǎo)線點，如受地形地物限制，可離開中線或兩洞口的連接線，但不宜過遠。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院同時，曲線隧道的導(dǎo)線還應(yīng)盡可能通過洞外曲線起訖點或交點樁，這樣曲線交點上的總偏角可根據(jù)導(dǎo)線測量結(jié)果計算出來，據(jù)此可將定測時所測得的總偏角加以修正，用得到的較精確的數(shù)值來求算曲線元素。（3）導(dǎo)線應(yīng)盡可能通過隧道兩端洞口及各輔助坑道口的進洞點，使這些點能夠成為主導(dǎo)線點。有時受條件限制，輔助坑道口的進洞點不便直接聯(lián)系為主導(dǎo)線點時，可作為支導(dǎo)線點，這些點至少與兩個主導(dǎo)

10、線點聯(lián)測，以保證其精度。（4）在確定控制點位置時，應(yīng)使每個洞口不少于三個能彼此聯(lián)系的平面控制點（包括洞口插點及附近的三角點，導(dǎo)線點）。以便于進洞時進行檢測，或某個點在施工過程中被破壞后，便于補測。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 （5）為了提高導(dǎo)線測量的精度和增加校核條件，一般都將導(dǎo)線布置成。當(dāng)量距困難時，可布設(shè)成主副導(dǎo)線閉合環(huán)，副導(dǎo)線只測其轉(zhuǎn)角而不量距。 （6）導(dǎo)線最短邊長不應(yīng)小于300m，相鄰邊長的比不應(yīng)小于1：3，并盡量采用長邊，以的影響。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工

11、和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 （7）隧道洞外導(dǎo)線應(yīng)組成閉合環(huán)，一個控制網(wǎng)中導(dǎo)線環(huán)的個數(shù)應(yīng)不少于 4 個；每個環(huán)的邊數(shù)約為 46 條，應(yīng)盡可能將兩端洞口控制點納入到導(dǎo)線網(wǎng)中。 （8）導(dǎo)線的水平角一般采用。當(dāng)水平角只有兩個方向時，可按總測回數(shù)的，以檢查測角錯誤；將它們換算為左角或右角后再取平均值，可以提高測角精度。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院三角測量的方向控制較中線法、導(dǎo)線法都高，如果僅從橫向貫通精度的觀點考慮，則它是最理想的隧道平面控制方法。三角

12、測量除采用測角三角鎖外，還可采用邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)。但從精度、工作量、經(jīng)濟方面綜合考慮，以測角三角鎖為好。3. 3. 三角網(wǎng)法三角網(wǎng)法第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院直線隧道以單鎖為主，三角點盡量靠近中線，條件許可時，可利用隧道中線三角鎖的一邊，以減少測量誤差對橫向貫通的影響。曲線隧道三角鎖以沿兩端洞口的連線方向布設(shè)較為有利，較短的曲線隧道可布設(shè)成中點多邊形鎖，長的曲線隧道，包括一部分直線，一部分曲線的隧道可布設(shè)成任意三角形鎖。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道

13、施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院三角鎖一般布置一條高精度的基線作為起始邊，并在三角鎖另一端增設(shè)一條基線，以資檢核；其余僅只有測角工作，按正弦定理推算邊長，經(jīng)過平差計算可求得三角點和隧道軸線上控制點的坐標(biāo)，然后以控制點為依據(jù)，確定進洞方向。三角鎖的優(yōu)點是圖形結(jié)構(gòu)堅強、布點少、推進快、精度高、多余觀測數(shù)據(jù)較多，可以檢查判斷明顯的粗差和系統(tǒng)誤差，其缺點是測角工作量大，受圖形傳距角大小的限制以及基線丈量困難。但目前由于高精度光電測距儀的應(yīng)用，測量邊長已不再困難。所測邊長根據(jù)其測距精度的高低，可作為基線使用也可當(dāng)作觀測值參與平差。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施

14、工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院4. GPS4. GPS法法 用全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)作洞外平面控制時，對于直線隧道，洞口點選在線路中線上，另外再布設(shè)兩個定向點，除要求洞口點與定向點通視外，定向點之間不要求通視。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院中線法控制形式最簡單，但由于方向控制較差，故只能用于較短的隧道；三角測量方法其方向控制精度最高，故在光電測距儀未廣泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角點的布設(shè)要受到地形、地物條件的限制，而且基線邊要求精

15、度高，使丈量工作復(fù)雜，平差計算工作量大；精密導(dǎo)線法，在光電測距儀的測程和精度不斷提高的今天，由于布設(shè)簡單、靈活、地形適應(yīng)性強、外業(yè)工作量少，因而逐漸成為隧道控制的主要形式，只要在水平角測量時適當(dāng)增加測回數(shù)，就可彌補其方向控制不如三角測量之不足。GPS測量是目前的一種全新控制形式，隨著其價格的降低、精度的提高、理論的完善，已經(jīng)成為使用最廣、效率最高的控制形式。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院三、洞外高程控制測量 洞外高程控制測量，是按照設(shè)計精度施測各開挖洞口附近水準(zhǔn)點的高程，以便將統(tǒng)一的高程系統(tǒng)引入

16、洞內(nèi)，保證在高程方向按規(guī)定精度正確貫通。 高程控制方法：1）常采用水準(zhǔn)測量方法，2）四、五等高程控制亦可采用光電測距三角高程的方法進行。 高程控制路線：應(yīng)選擇連接各洞口最平坦和最短的線路，以期達到設(shè)站少、觀測快、精度高的要求。每一個洞口應(yīng)埋設(shè)不少于2個水準(zhǔn)點，以相互檢核；兩水準(zhǔn)點的位置，以能安置一次儀器即可聯(lián)測為宜，方便引測并避開施工的干擾山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第一節(jié)隧道施工測量第一節(jié)隧道施工測

17、量測量部測量部位位測量等測量等級級每公里高差中每公里高差中數(shù)的偶然中誤數(shù)的偶然中誤差差(mm)(mm)兩開挖洞口間兩開挖洞口間的水準(zhǔn)路線長的水準(zhǔn)路線長度度(km)(km)水準(zhǔn)儀等水準(zhǔn)儀等級級水準(zhǔn)尺類型水準(zhǔn)尺類型洞外洞外二二1.01.03636S S0.50.5、S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺三三3.03.013133636S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺四四5.05.05 51313S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺洞內(nèi)洞內(nèi)二二1.01.03232S S1 1線條式因瓦水準(zhǔn)尺線條式因瓦水準(zhǔn)尺三三3.03.011 113232S S

18、3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺四四5.05.05 511 11S S3 3區(qū)格式水準(zhǔn)尺區(qū)格式水準(zhǔn)尺山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量 洞外控制測量完成以后，應(yīng)。由于控制網(wǎng)和線路中線兩者的坐標(biāo)系不一致，應(yīng)首先把洞外控制點和中線控制樁的坐標(biāo)納入同一坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，故必須先進行坐標(biāo)變換計算，得到控制點在變換后的新坐標(biāo)。用線路中線點和控制點的坐標(biāo)，反算兩點的距離和方位角，測設(shè)洞內(nèi)中線點位。從而確定進洞測量的數(shù)據(jù)。一、進洞關(guān)系計算和進洞測量一、進洞關(guān)系計算和進洞測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)

19、院（一）直線隧道進洞 1.撥角法 如圖所示，A、D為隧道的洞口投點，位于線路中線上，當(dāng)以AD為坐標(biāo)縱軸方向時，可根據(jù)洞外控制測量確定的A、B和C、D點坐標(biāo)進行坐標(biāo)反算，分別計算放樣角1和2。測設(shè)放樣時，儀器分別安置在A點，后視B點；安置在D點，后視C點，相應(yīng)地撥角1和2，就得到隧道口的進洞方向。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量2.移線法如圖所示，洞口兩端線路控制點A、B、C、D是按定測精度測設(shè)的，未嚴(yán)格位于同一條直線上。經(jīng)精測后以A為原點，AB方向為縱軸，計算出C、D兩點相應(yīng)的偏離值yc、yd和角，將經(jīng)緯儀

20、分別安置在C和D上，拔角量出垂線yc和yd，即可移樁定出C和D點，再將經(jīng)緯儀安置于D點，照準(zhǔn)C即得進洞方向。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量（二）曲線隧道 曲線隧道兩端洞口的每條切線上已有兩個投點的坐標(biāo)在控制網(wǎng)中得到，如圖中的A、G和D、E。經(jīng)坐標(biāo)變換后，以A點為坐標(biāo)系原點，AG的切線方向為y軸，其進洞關(guān)系的計算步驟如下：山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量（1）坐

21、標(biāo)變換后，得到A、G、D、E各點的新坐標(biāo)。根據(jù)這些新坐標(biāo)反算得到AG、DE的方位角；兩方位角相減得到曲線精測的轉(zhuǎn)向角，它的精度較之定測角值精確，并與各點的坐標(biāo)相一致。（2）計算交點的坐標(biāo) 因為AG切線與 y軸重合或平行，故JD的x坐標(biāo)為零或選定值，它是已知的，只需計算出JD的y坐標(biāo)值即可。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院()JDEJDEDEEDxxyyyyxxEDAG第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量（3）根據(jù)精測算得的和選定的曲線半徑R和緩和曲線長l0，計算出曲線要素T、L、0、p、m、x0、y0。（4）選定

22、洞口外面一個中線控制樁的里程，使其和定測里程一致，例如選定A點。由此從A推算隧道范圍內(nèi)其它中線控制點的里程，到隧道另一端洞口外的中線控制點上出現(xiàn)斷鏈，這是由于精測長度和定測長度不一致所致，這種里程稱為隧道施工里程。（5）計算任一中線點的坐標(biāo)首先確定該點的施工里程，并與曲線控制樁的施工里程相比較，確定該點是在直線或曲線上，由于任一中線點的位置不同，所以計算坐標(biāo)的方法也不同。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量 二、洞內(nèi)、外聯(lián)系測量 在隧道施工中，除了通過開挖平洞、斜井以增加工作面外，

23、還可以采用開挖豎井的方法來增加工作面，將整個隧道分成若干段，實行分段開挖。為此就要經(jīng)由它們，把洞外的方向、坐標(biāo)和高程傳遞到洞內(nèi)，構(gòu)成一個洞內(nèi)、外統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院一、洞內(nèi)平面控制測量一、洞內(nèi)平面控制測量o 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。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精度或稍高于定測精度，在洞內(nèi)按中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

24、設(shè)隧道中線。這種方法只適用于短隧道。線測量的方法測設(shè)隧道中線。這種方法只適用于短隧道。 洞內(nèi)導(dǎo)線主要有以下幾種形式：洞內(nèi)導(dǎo)線主要有以下幾種形式： 1. 單導(dǎo)線單導(dǎo)線O1234圖70洞 內(nèi) 單 導(dǎo) 線 布 置 示 意 圖 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量第二節(jié)隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院2.導(dǎo)線環(huán)導(dǎo)線環(huán)O123612346455圖7洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)布置示意圖O113223665445圖7洞內(nèi)主副導(dǎo)線環(huán)布置示意圖3.主副導(dǎo)線環(huán)主副導(dǎo)線環(huán)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量

25、第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院4.交叉導(dǎo)線交叉導(dǎo)線O113223665445圖7洞內(nèi)交叉導(dǎo)線布置示意圖4O13256ABC圖7洞內(nèi)旁點導(dǎo)線布置示意圖5.旁點導(dǎo)線旁點導(dǎo)線第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)注意的問題洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)注意的問題o 導(dǎo)線點應(yīng)盡量布設(shè)在施工干擾小、通視良好、地層穩(wěn)固的導(dǎo)線點應(yīng)盡量布設(shè)在施工干擾小、通視良好、地層穩(wěn)固的地方；地方； 點間視線應(yīng)離開洞內(nèi)設(shè)施點間視線應(yīng)離開洞內(nèi)設(shè)施0.2 m 以上；以上； 導(dǎo)線的邊長在直線地段不宜短于導(dǎo)線的邊長在直線

26、地段不宜短于200m，在曲線地段不宜短，在曲線地段不宜短于于70 m，并盡量選擇長邊和接近等邊；，并盡量選擇長邊和接近等邊； 導(dǎo)線點應(yīng)埋于坑道底板面以下導(dǎo)線點應(yīng)埋于坑道底板面以下1020cm，上面蓋鐵板以保，上面蓋鐵板以保護樁面及標(biāo)志中心不受損壞，為便于尋找，應(yīng)在邊墻上用護樁面及標(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；紅油漆預(yù)以標(biāo)注；第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 采用雙照準(zhǔn)法測角，測回間要重新對中儀器和覘標(biāo)，以減采用雙照準(zhǔn)法測角，測回間要重新對中儀器和覘標(biāo)，以減小對中

27、誤差和對點誤差的影響；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，宜在夜晚或陰天進行，以減由洞外引向洞內(nèi)的測角工作，宜在夜晚或陰天進行，以減小折光差的影響；小折光差的影響； 洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)重復(fù)觀測，定期檢查；洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)重復(fù)觀測，定期檢查； 設(shè)立新點前必須檢查與之相關(guān)的既有導(dǎo)線點，在對既有導(dǎo)線設(shè)立新點前必須檢查與之相關(guān)的既有導(dǎo)線點，在對既有導(dǎo)線點確認(rèn)的基礎(chǔ)上測量新點點確認(rèn)的基礎(chǔ)上測量新點; 應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)；應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合導(dǎo)線或主副導(dǎo)線環(huán)； 當(dāng)有平行導(dǎo)坑時，應(yīng)利用橫向通道，使平行導(dǎo)坑的單導(dǎo)線當(dāng)有平行導(dǎo)坑時，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，以資檢核。與

28、正洞的導(dǎo)線聯(lián)測，以資檢核。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院二、洞內(nèi)高程控制測量二、洞內(nèi)高程控制測量o 洞內(nèi)高程控制測量的目的，是由洞口高程控制點向洞內(nèi)傳洞內(nèi)高程控制測量的目的，是由洞口高程控制點向洞內(nèi)傳遞高程，即測定洞內(nèi)各高程控制點的高程，做為洞內(nèi)施工遞高程，即測定洞內(nèi)各高程控制點的高程，做為洞內(nèi)施工高程放樣的依據(jù)。高程放樣的依據(jù)。 洞內(nèi)應(yīng)每隔洞內(nèi)應(yīng)每隔200500m設(shè)立一對高程控制點。高程控制點可設(shè)立一對高程控制點。高程控制點可選在導(dǎo)線點上，也可根據(jù)情況埋設(shè)在隧道的頂板、底板或選在導(dǎo)線點

29、上，也可根據(jù)情況埋設(shè)在隧道的頂板、底板或邊墻上。邊墻上。 當(dāng)采用水準(zhǔn)測量時，應(yīng)進行往返觀測；采用光電測距三角當(dāng)采用水準(zhǔn)測量時，應(yīng)進行往返觀測；采用光電測距三角高程測量時，應(yīng)進行對向觀測高程測量時，應(yīng)進行對向觀測; 三等及以上的高程控制測量應(yīng)采用水準(zhǔn)測量，四、五等可三等及以上的高程控制測量應(yīng)采用水準(zhǔn)測量，四、五等可采用水準(zhǔn)測量或光電測距三角高程測量采用水準(zhǔn)測量或光電測距三角高程測量; 高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)。高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量第三節(jié)隧道洞內(nèi)控制測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣

30、工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院2255PAPAXXYYL5AADP4P5L555PAPAAPXXYYarctg4555PPAP5APADA第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院5AADP4P5L標(biāo)定中線上的點標(biāo)定中線上的點A;A;標(biāo)定開挖方向標(biāo)定開挖方向( (定定D D點點) )中線點向前延伸中線點向前延伸180o第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量

31、山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院BDC5m 30m第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院1231.437 1.00.4371.437 1 5 0.0050.4121.437 1 10 0.0050.0.378HmHmHm 洞底地坪洞底地坪腰線腰線NHN=172.76mi=+51maa=1.437mABCD5m1H2H第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院每次開挖鉆爆前，應(yīng)在開挖斷面上根據(jù)中線和規(guī)定高

32、程標(biāo)出預(yù)計開挖斷面輪廓線。 有兩次測量有兩次測量: :第一次是襯砌前第一次是襯砌前, ,確定沒有欠挖確定沒有欠挖. .第二次是襯第二次是襯砌后砌后, ,確定是否符合設(shè)計確定是否符合設(shè)計. . 一般給出數(shù)據(jù)：斷面寬度一般給出數(shù)據(jù)：斷面寬度b b、拱高、拱高d d、拱弧半徑、拱弧半徑R R，以，以及設(shè)計起拱線的高度及設(shè)計起拱線的高度L L等數(shù)據(jù)。等數(shù)據(jù)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量 首先在中線樁上安置經(jīng)緯儀，在工作面上標(biāo)定出斷面中垂線。然后測定中垂線下部的地面高程，令其與該處洞底設(shè)計高程之差為h，則拱弧圓心在中垂線上離

33、地面的高度應(yīng)為L+d-R- h，用鋼尺從地面順中垂線向上豎直量取這一長度，定出拱弧圓心的位置。然后根據(jù)拱弧半徑R，起拱線高度L及斷面寬度b，便可按幾何作圖的方法將斷面形狀在工作面上畫出來。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院BBlb1b2l支距法測量斷面原理支距法測量斷面原理第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 極坐標(biāo)系統(tǒng)架設(shè)于隧道內(nèi)，通過激光測距光束對隧道內(nèi)壁進

34、行測距，并同時測角，得到隧道輪廓一個點的三維極坐標(biāo)值，即一個空間距離值，水平角度值 ，豎直角度值。如果極坐標(biāo)系統(tǒng)中本身有數(shù)據(jù)處理程序，便可在極坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)部將這個極坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行處理，直接得到三維迪卡爾坐標(biāo)數(shù)據(jù)。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量第四節(jié)隧道洞內(nèi)施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院隧道竣工后，為檢查主要結(jié)構(gòu)及線路位置是否符合設(shè)計要求，應(yīng)進行竣工測量。該項工作包括，隧道凈空斷面測量、永久中線點及水準(zhǔn)點的測設(shè)。 隧道凈空斷面測量時，應(yīng)在直線地段每50m、曲線地段每20m或需要加測斷面處測繪隧道的實際凈空。測量時均以線路中線為準(zhǔn)，包括測

35、量隧道的拱頂高程、起拱線寬度等。近年來許多施工單位已開始應(yīng)用便攜式斷面儀進行隧道的凈空斷面測量，該種儀器可進行自動掃描、跟蹤和測量，并可立即顯示面積、高度和寬度等測量結(jié)果，測量速度快、精度高。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院1） 隧道凈空隧道凈空是指隧道內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括公路隧道建筑限界、通風(fēng)及其它功能所需要的斷面積。2）隧道建筑限界隧道建筑限界是指為了保證在隧道中的安全行車，在一定的寬度、高度空間范圍內(nèi)任何部件不得侵入的界限。隧道中線（路面中線）垂直于路面水平鉛垂250（水平）鉛垂垂直于

36、路面/ 2水平75建筑限界垂直于路面平行于路面垂直于路面鉛垂鉛垂垂直于路面起拱線250水平75500水平（水平）/ 2RLLR第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院5.掘進中隧道斷面的測量方法常用的方法有：五寸臺階法（斷面支距法）、大樣法、三角高程法等。1）“五寸臺階法”（斷面支距法）第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量2） “直接測量”（放大樣法或以內(nèi)模為參照物法）3） 三角高程法（直角坐標(biāo)）山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧

37、道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量4）激光斷面儀法山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院斷面測量示意圖斷面測量示意圖直線段每隔直線段每隔6m6m，曲線段每隔，曲線段每隔5m5m。不同形狀軌道斷面圖不同形狀軌道斷面圖測量點位：測量點位：L5L1L2L4D1D2L3第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第五節(jié)隧道竣工測量第五節(jié)隧道竣工測量 為了緩解城市地面交通的嚴(yán)重擁擠狀態(tài)，全國大型城市相繼興建地下鐵道

38、。目前正在建設(shè)地鐵工程的城市有北京、天津、廣州、深圳、南京，武漢、重慶，而規(guī)劃有軌道交通（包括地鐵）建設(shè)工程項目的城市已達26個之多。包括正在籌建中的蘇州、杭州、沈陽、成都、青島、西安等城市。其中大多采用了盾構(gòu)法區(qū)間隧道建設(shè)工法。除此之外，盾構(gòu)法隧道施工在諸如地下供水隧道、合流污水管道、供電和通訊電纜隧道、煤氣管道等方面的應(yīng)用也日漸普及。盾構(gòu)法以其獨特的優(yōu)越性在城市交通及市政工程中發(fā)揮著作用。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量一、地下鐵道測量的特點：1. 全部解析設(shè)計、定線 因為地鐵建在建筑物密集、

39、地下管網(wǎng)和地下建筑物繁多的城市環(huán)境里，其設(shè)計只能利用大比例尺地形圖和大量實測“控制點”的三維坐標(biāo)來進行，其施工放樣也是根據(jù)設(shè)計資料以三維坐標(biāo)放點，而不象一般道路和鐵路用轉(zhuǎn)角、量邊放點。2.地鐵專用控制網(wǎng)作用大 地鐵專用平面、高程控制網(wǎng)是施工時按照設(shè)計坐標(biāo)在實地復(fù)現(xiàn)設(shè)計的唯一根據(jù)。它建立在城市控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，相對精度又高于城市控制網(wǎng)。它既保證全線首尾的平順銜接，又避免工程放樣時與設(shè)計使用的大量城市測量資料數(shù)據(jù)產(chǎn)生矛盾。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量 3.總體規(guī)劃、分期建設(shè) 地下鐵道工程浩大、投資大

40、、工期長，一個城市地鐵建設(shè)要根據(jù)近期、遠期客流量先作總體規(guī)劃，分期建設(shè)。測量工作不僅要考慮全局，既要沿每條線路獨立布設(shè)控制網(wǎng)，又要在線路交叉處有一定數(shù)量控制點重合，以保證各相關(guān)線路準(zhǔn)確銜接。4. 工程分段短，且分段多 地鐵工程受工期要求和盡量縮短對城市生活干擾要求的制約，全線要分成十幾個小段實施而且開工時間不同、方法不同、結(jié)構(gòu)形式多種多樣，又分別由不同的承包商施工。要求達到準(zhǔn)確的貫通，完整實現(xiàn)設(shè)計要求，不僅要求每個承包商的測量人員完成好本段的測量任務(wù)，還要顧及鄰接工程項目的銜接，并且需要一支專業(yè)測量隊伍來負責(zé)全線的控制點檢查及貫通檢核工作。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵

41、施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量5.地上、下聯(lián)系密切測量內(nèi)容多，與地面既有建筑結(jié)合緊密。各測量體和線路聯(lián)接密切，地上、地下測量工作要保證萬無一失。6. 限界余量小軌道交通工程有嚴(yán)格的限量規(guī)定。為保證限界要求，應(yīng)給結(jié)構(gòu)輪廓考慮一定施工誤差作為余量。從降低工程成本的原則出發(fā)，余量盡量小，所以對施工測量精度要求較高。7. 環(huán)境監(jiān)測任務(wù)重地鐵工程盾構(gòu)掘進會對周圍城市環(huán)境產(chǎn)生影響，其中至少要對工程正上方及鄰近地表建筑物的沉陷、傾斜或位移進行觀測。對某些從地下穿越居民區(qū)、水域、樁基的工程地段，這種觀測數(shù)量大，精度要求較高，如盾構(gòu)推進對地表沉降監(jiān)測的精度 1 mm

42、。在隧道建設(shè)中及建成后對洞體的沉降和位移進行變形監(jiān)測。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量地鐵施工測量的特點地鐵施工測量的特點測量精度要求高測量精度要求高 城市軌道交通為線形工程，為確保線路圓順，施工中城市軌道交通為線形工程，為確保線路圓順，施工中各環(huán)節(jié)工藝間施工容許偏差要求嚴(yán)，相鄰點相對精度要求各環(huán)節(jié)工藝間施工容許偏差要求嚴(yán)，相鄰點相對精度要求高。例如城市軌道交通工程測量規(guī)范要求衛(wèi)星定位控制網(wǎng)高。例如城市軌道交通工程測量規(guī)范要求衛(wèi)星定位控制網(wǎng)相鄰點的相對點位中誤差小于相鄰點的相對點位中誤差小于10m

43、m10mm，精密導(dǎo)線相鄰點的，精密導(dǎo)線相鄰點的相對點位中誤差小于相對點位中誤差小于8mm8mm，鋪軌精度要求小于，鋪軌精度要求小于2mm2mm；為保；為保證工程和施工環(huán)境安全而進行的安全監(jiān)測變形點的高程中證工程和施工環(huán)境安全而進行的安全監(jiān)測變形點的高程中誤差精度小于誤差精度小于1mm1mm，變形中誤差精度小于，變形中誤差精度小于6mm6mm等。等。測量作業(yè)環(huán)境差測量作業(yè)環(huán)境差 測量作業(yè)干擾大，作業(yè)時間受限制，地下和夜間夜間測量作業(yè)干擾大，作業(yè)時間受限制，地下和夜間夜間測量多，作業(yè)環(huán)境條件差等因素增加了施工測量難度和困測量多，作業(yè)環(huán)境條件差等因素增加了施工測量難度和困難，難，山東科技大學(xué)測繪科學(xué)

44、與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 上海長江隧道第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量二、盾構(gòu)及其工作原理 盾構(gòu)是一種鋼制活動防護裝置或活動支撐，是通過軟弱含水層，特別是海

45、底、河底以及城市中心區(qū)修建隧道的一種機械。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院o 概念：是一種用于軟土隧道暗挖施工、具有金屬外殼、殼內(nèi)裝有整機及輔助設(shè)備，在其掩護下進行土體開挖、土渣排運、整機推進和管片安裝等作業(yè)，而使隧道一次成型的工作機械。o 盾構(gòu)是一種隧道掘進的專用工程機械，現(xiàn)代盾構(gòu)集機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、量測導(dǎo)向糾偏等功能。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院目前世界上最大的泥水盾構(gòu)機第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量

46、第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院o 土壓平衡盾構(gòu)（面板式和輻條式）第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)的三大要素1、開挖面穩(wěn)定2、掘進及排土3、管片襯砌及壁后注漿。 第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院o 按斷面形狀分類o 按支護地層的形式分類o 按開挖面與作業(yè)室之間隔板的構(gòu)造分類（一）盾構(gòu)分類第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施

47、工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院o 單圓盾構(gòu)、復(fù)圓盾構(gòu)（多圓盾構(gòu)）、非圓盾構(gòu)。o 異形盾構(gòu)包括復(fù)圓盾構(gòu)（雙圓和三圓）和非圓盾構(gòu)（橢圓形盾構(gòu)、矩形、馬蹄形、半圓形）按斷面形狀分類第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院雙圓和多圓盾構(gòu)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)吊裝第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)

48、與工程學(xué)院盾構(gòu)安裝第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)施工第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量o （二）盾構(gòu)法的主要優(yōu)點o 除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪音和振動影響；o 盾構(gòu)推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施工易于管理，施工人員也較少；o 土方量較少；o 穿越河道時不影響航運；o 施工不受風(fēng)雨等氣候條件影響；o 在土質(zhì)差水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性

49、。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量o （三） 盾構(gòu)法存在的主要問題o 當(dāng)隧道曲線半徑過小時，施工較為困難；o 在陸地建造隧道時，如隧道覆土太淺，則盾構(gòu)法施工困難很大，而在水下時，如覆土太淺則盾構(gòu)法施工不夠安全；o 盾構(gòu)施工中采用全氣壓力法以疏干和穩(wěn)定地層時，對勞動保護要求較高，施工條件差；o 盾構(gòu)法隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉陷尚難完全防止，特別在飽和含水松軟的土層中，要采取嚴(yán)密的技術(shù)措施才能把沉陷限制在很小的限度內(nèi)；o 在飽和含水地層小，盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌，對達到整體結(jié)構(gòu)防水性的技術(shù)要求較高

50、。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院三、盾構(gòu)施工測量 盾構(gòu)施工測量就是對盾構(gòu)機的實時姿態(tài)和各種參數(shù)進行測 量的工作。實現(xiàn)方法有人工方法和自動導(dǎo)向方法。 1、人工方法 在盾構(gòu)機出洞前完成盾構(gòu)儀的安裝，包括前、后標(biāo)志的安裝，坡度板的安裝等，安裝完成后將測量參數(shù)測定完成。在盾構(gòu)推進施工中，應(yīng)用井下導(dǎo)線成果計算出盾構(gòu)的標(biāo)志，前標(biāo)和后標(biāo)的座標(biāo)（并進行轉(zhuǎn)角改正），再算出切口和盾尾的座標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)進行比較后計算出切口和盾尾的平面偏離值。測出前標(biāo)中心的天頂角計算出前標(biāo)高程，再以盾構(gòu)縱坡

51、計算出切口、盾尾的高程，經(jīng)與設(shè)計高程比較后，計算出切口和盾尾的高程偏離。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量 人工測量盾構(gòu)機姿態(tài)是利用對盾構(gòu)機盾尾的一些固定點位的測設(shè),通過人工計算，得出盾構(gòu)機相關(guān)的姿態(tài)參數(shù)，但計算比較繁瑣?？梢越柚贏utoCAD工程繪圖軟件進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使計算過程簡單明了。 盾構(gòu)機制造時，在盾尾視線較好的位置選擇了許多測量點，并精確測得以前參考點為原點的各點的三維坐標(biāo)做為初始坐標(biāo)。通過人工測量，可測得其中任意三點在大地坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)。利用AutoCAD提供的ALGIN命令將這三點及盾構(gòu)機前后參考點的出廠初始

52、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為掘進中的大地坐標(biāo)。各參數(shù)的計算也可借助AutoCAD軟件實現(xiàn)。山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)進洞處洞口中心坐標(biāo)測量盾構(gòu)進洞處洞口中心坐標(biāo)測量 隧道中心坐標(biāo)的測量方法,其難度并不很高,但較復(fù)雜。 n隧道瓦形環(huán)襯砌洞壁，環(huán)中心在洞壁上沒有明顯標(biāo)志，所以測量方法通常是測定一個圓周上若干點的坐標(biāo)，然后按最小二乘擬合的方法計算環(huán)的橢圓度和環(huán)中心坐標(biāo)n上海地鐵二號線中，也試用一種簡便的方法。具體就是用長5m的特制標(biāo)桿，借助以水準(zhǔn)器使標(biāo)桿置于水平位置，這時標(biāo)桿中央

53、的標(biāo)志就是環(huán)片的中央，如圖。 6.2m 5.5m (a) (b)第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院盾構(gòu)施工測量第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)機姿態(tài)測量原理盾構(gòu)機姿態(tài)測量原理2.盾構(gòu)自動測量系統(tǒng)簡介第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 盾構(gòu)機測量的實質(zhì)就是通過間接測量方法推算出盾構(gòu)機切口中心和盾尾中心的三

54、維坐標(biāo)，從而知道盾構(gòu)機實時姿態(tài)。 目前國內(nèi)主要采用自動測量系統(tǒng)進行盾構(gòu)姿態(tài)測量，部門施工單位也在采用人工測量方法，自動測量系統(tǒng)主要有兩大體系：棱鏡法和激光導(dǎo)向法，下面就這兩種系統(tǒng)測量方法做個簡單介紹。1 1）日本演算工房）日本演算工房ROBOTECROBOTEC自動測量系統(tǒng)簡介自動測量系統(tǒng)簡介 硬件硬件組成組成 測站全站儀一臺、后視棱鏡一個、前視棱鏡三個（一個備用）；第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院 雙向測斜儀器一臺（含傳感器）； 測量黃盒子3個（分別位于測站、前視、后視，用于數(shù)據(jù)交換，其中測站和

55、后視還兼作電源箱）； 計算機一臺（在盾構(gòu)機操作室，用于測量數(shù)據(jù)處理）；數(shù)據(jù)線： 三個前視棱鏡通過3根數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，然后黃盒子通過1根數(shù)據(jù)線與操作室連接； 全站儀通過數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，黃盒子通過數(shù)據(jù)線與操作室連接并通過電源線與電箱連接，為全站儀提供電源； 后視棱鏡通過數(shù)據(jù)線與黃盒子連接，黃盒子通過電源線與電箱連接，為后視棱鏡提供電源。 電箱2個，為測量系統(tǒng)提供電源。第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院第七章第七章 隧道、地鐵施工和竣工測量隧道、地鐵施工和竣工測量 第六節(jié)地鐵施工測量第六節(jié)地鐵施工測量山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院2 2）測量原理）測量原理 根據(jù)3個前視棱鏡和盾構(gòu)機中心的空間關(guān)系，在盾構(gòu)掘進過程中通過測量3個棱鏡的坐標(biāo)并通過雙向傾斜儀測量出盾構(gòu)機的俯仰和滾動角而間接地推算出盾構(gòu)機的中心坐標(biāo)。（1）測量過程 盾構(gòu)始發(fā)前首先測量出安裝在盾構(gòu)機上面的3個棱鏡和盾構(gòu)機中心的空間關(guān)系保存到自動系統(tǒng)工業(yè)電腦里； 根據(jù)區(qū)間線路設(shè)計資料，計算出隧道中心三維坐標(biāo)，并保存到自動測量系統(tǒng)工業(yè)電腦中； 測量自動系統(tǒng)的測站、后視三維坐標(biāo)并將實測坐標(biāo)保存到工業(yè)電腦中； 后視復(fù)位：就是利用自動系統(tǒng)的