地下工程測(cè)量

1、地下建筑工程包括鐵路,公路,水利工程方面的隧道,城市地下道路,地下鐵道,越江隧道,人防工程的地下洞庫(kù),工廠,電站,醫(yī)院等。先在地面建立測(cè)量控制網(wǎng),再?gòu)牡孛嫱ㄟ^(guò)地下工程的洞口或豎井傳遞到地下，建立地下控制網(wǎng)，據(jù)此開(kāi)挖建造各種形式的地下建筑物、構(gòu)筑物和通道(公路隧道,越江隧道,地下鐵道)。931100150150200100abcABC山區(qū)隧道的對(duì)向開(kāi)挖山區(qū)公路直線隧道山區(qū)公路直線隧道932地鐵隧道掘進(jìn)接收面盾構(gòu)掘進(jìn)沉井沉井城市地面建筑393 地下建筑工程中,測(cè)量工作的重要性：例如隧道和地下鐵道施工的掘進(jìn)方向在貫通前無(wú)法與終點(diǎn)通視,完全依據(jù)敷設(shè)支導(dǎo)線的坐標(biāo)和方位角指示掘進(jìn)位置和方向,指導(dǎo)施工。城市

2、地下鐵道掘進(jìn)施工示意圖城市地下鐵道掘進(jìn)施工示意圖uth掘進(jìn)方向掘進(jìn)方向493地下工程施工中對(duì)測(cè)量工作的精度要求，要視工程的性質(zhì)、隧道長(zhǎng)度和施工方法而定。在對(duì)向開(kāi)挖隧道的貫通面上，其中線如果不能完全吻合，這種偏差稱為“貫通誤差”:縱向誤差t、橫向誤差u、高程誤差h。其中，縱向誤差僅影響隧道中線的長(zhǎng)度，一般只規(guī)定貫通面上橫向限差u 及高程限差h，例如規(guī)定：u 50mm100mm，h 30mm50mm。貫通面貫通面貫通誤差貫通誤差A(yù)BCDABBCCDD593一、平面控制測(cè)量（一）直接定線法對(duì)于長(zhǎng)度較短的山區(qū)直線隧道,采用直接定線法。A,D兩點(diǎn)是設(shè)計(jì)選定的直線隧道的洞口點(diǎn),在地面測(cè)設(shè)出位于A-D直線方

3、向上的B,C 兩點(diǎn)，作為洞口點(diǎn)A，D 向洞內(nèi)引測(cè)中線方向時(shí)的定向點(diǎn)。ABCDEFGABCDEFGHSSTTYZQZZYABAB1221R(a)(b)JD693對(duì)于隧道較長(zhǎng)、地形復(fù)雜的山嶺地區(qū)或城市地區(qū)的地下鐵道，地面的平面控制網(wǎng)一般布設(shè)成三角網(wǎng)形式，其中包括隧道洞口控制點(diǎn)A 和B，用全站儀測(cè)定三角網(wǎng)的邊角，使成為邊角網(wǎng)。（三）GNSS法用GNSS 定位技術(shù)作地下建筑施工的地面平面控制時(shí)，只需要在洞口布設(shè)洞口控制點(diǎn)和定向點(diǎn)。直線隧道直線隧道具有圓曲線的隧道具有圓曲線的隧道洞口控制點(diǎn)793 地下工程高程控制測(cè)量是按規(guī)定的精度施測(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，

4、作為高程引測(cè)進(jìn)洞內(nèi)的依據(jù)。 水準(zhǔn)路線應(yīng)選擇連接洞口最平坦和最短的線路，達(dá)到到設(shè)站少,觀測(cè)快,精度高的要求。 每一洞口埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)不少于3個(gè)，且以能安置一次水準(zhǔn)儀即可聯(lián)測(cè)，便于檢測(cè)其高程的穩(wěn)定性。兩端洞口之間的距離大于1km 時(shí)，應(yīng)在中間增設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。 高程控制通常采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法，按往返觀測(cè)或閉合水準(zhǔn)路線施測(cè)。一、隧道洞口聯(lián)系測(cè)量地下工程聯(lián)系測(cè)量893ABCDEFGABCDEFGHSSTTYZQZZYABAB1221R(a)(b)JD為了求得A 點(diǎn)洞口隧道中線掘進(jìn)方向及掘進(jìn)后測(cè)設(shè)中線里程樁S1，計(jì)算下列極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)：ACACACxxyya arctanABABABxxyyaa

5、rctanACABAaa22)()(111ASASASyyxxDA10020015015010012345678洞口993用1，2，3，4號(hào)樁標(biāo)定掘進(jìn)方向。再在洞口點(diǎn)A 和中線垂直方向上埋設(shè)5，6，7，8號(hào)樁作為校核。山區(qū)公路曲線隧道洞口1093 對(duì)于平洞，根據(jù)洞口水準(zhǔn)點(diǎn)，用一般水準(zhǔn)測(cè)量方法，測(cè)設(shè)洞內(nèi)施工點(diǎn)位的高程。對(duì)于深洞，則采用深基坑傳遞高程的方法(見(jiàn)第九章“建筑工程施工測(cè)量”),測(cè)設(shè)洞內(nèi)施工點(diǎn)的高程。9311 在隧道施工中,可以用開(kāi)挖豎井的方法來(lái)增加工作面，將整個(gè)隧道分成若干段，實(shí)行分段開(kāi)挖。城市地下鐵道的建造,每個(gè)地下車(chē)站是一個(gè)大型豎井,在站與站之間用盾構(gòu)進(jìn)行掘進(jìn)，施工可以不受城市地面

6、密集建筑物和繁忙交通的影響。 為了保證地下各開(kāi)挖面能準(zhǔn)確貫通，必須將地面控制網(wǎng)中的點(diǎn)位坐標(biāo)、方位角和高程經(jīng)過(guò)豎井傳遞到地下，建立地面和井下統(tǒng)一的工程控制網(wǎng)三維坐標(biāo)系統(tǒng)，項(xiàng)工作稱為“豎井聯(lián)系測(cè)量”,其中關(guān)鍵是方位角傳遞關(guān)鍵是方位角傳遞。OV1V2V2V11mm5 m 1293方位角傳遞誤差 ： 由于豎井的井口直徑（圓形豎井）或?qū)挾龋ň匦呜Q井）有限，用于傳遞方位的兩根鉛垂線的距離相對(duì)較短（一般僅為35m），垂直投影的點(diǎn)位誤差會(huì)嚴(yán)重影響井下方位定向的精度。 21112VVVVa設(shè)V1V2=5m,V1V1=V2V2=1mm，則產(chǎn)生的方位角誤差=112”要求投點(diǎn)誤差應(yīng)小于0.5mm。 豎井的方位角傳遞誤

7、差A(yù)BSTVV12VV12abcabc1393通過(guò)一個(gè)豎井口，用垂線投影法將地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角傳遞至井下隧道施工面，稱為“一井定向”。全站儀全站儀垂準(zhǔn)儀垂直投影投影接受覘牌一井定向聯(lián)系三角形ABV1V2abcbcST豎 井井下測(cè)站井上測(cè)站投影鉛垂線投影鉛垂線1493)arctan(ASASASxxyya)(AScASbaaaacAcAacyyacxxsincos11bAbAabyyabxxsincos22221221)()(yyxxa)arctan(12122, 1xxyy井上部分井上部分井下部分井下部分反算已知點(diǎn)方位角b,c邊方位角計(jì)算V1V2點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算聯(lián)系邊邊長(zhǎng)方位角9315absi

8、nsin)sinarcsin(ab1802, 1ccBcBacyyacxxsincos22180) (aacBTABV1V2abcbcST豎 井井下測(cè)站井上測(cè)站投影鉛垂線投影鉛垂線計(jì)算三角計(jì)算三角形內(nèi)角形內(nèi)角推算推算V V2 2B B邊方位角邊方位角計(jì)算計(jì)算B B點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)推算推算BTBT邊方位角邊方位角(二)二井定向ABV1V2EF123豎井一豎井二巷 道地面測(cè)站一地面測(cè)站二投影鉛垂線C投影鉛垂線主隧道巷 道1693 井上和井下的聯(lián)系測(cè)量可以采用“兩井定向”的方法，以克服因一井定向時(shí)兩個(gè)投影點(diǎn)相距過(guò)近而影響方位角傳遞精度的缺點(diǎn)。井上聯(lián)系測(cè)量井下聯(lián)系測(cè)量(無(wú)定向?qū)Ь€)A,B,C地面控制點(diǎn)V1

9、-E-F-V2地下導(dǎo)線V1V2垂直投影點(diǎn)SOKKIAGP1-2A陀螺儀目鏡連接支架全站儀陀螺儀目鏡視場(chǎng)間時(shí)擺 幅042531321UUUUUNNNN=-+15 101510550觀測(cè)擺動(dòng)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)(a)(b)1793在經(jīng)緯儀或全站儀的支架上方安裝陀螺儀,組合而成陀螺經(jīng)緯儀或陀螺全站儀。圖a所示為全站儀上安裝陀螺儀，圖b所示為陀螺儀目鏡中的讀數(shù)和“逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法”讀數(shù)示意。陀螺儀指標(biāo)在正北方向擺動(dòng)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)陀螺儀定向原理：因受地球自轉(zhuǎn)影響而產(chǎn)生一個(gè)力矩，使高速旋轉(zhuǎn)的陀螺儀轉(zhuǎn)子的軸指向通過(guò)測(cè)站的子午線方向，即真北方向真北方向；再加測(cè)站的子午線子午線收斂角改正收斂角改正。加裝陀螺儀的全站

10、儀1893用于隧道,地鐵,礦井等封閉壞境中的定向工作定向精度20陀螺儀讀數(shù)目鏡陀螺儀全站儀遙控器按計(jì)算所得真方位角和子午線收斂角自動(dòng)完成儀器的后視定向1993ABSTVV用陀螺全站儀(經(jīng)緯儀)作地面和井下的聯(lián)系測(cè)量時(shí),在井口的地面控制點(diǎn)A（近井點(diǎn)）安置陀螺全站儀，分別瞄準(zhǔn)另一地面控制點(diǎn)S 和垂線投影點(diǎn)V（垂線鋼絲或垂準(zhǔn)儀投影時(shí)的覘牌），觀測(cè)水平角和距離，推算A-V方向的坐標(biāo)方位角 和V點(diǎn)的坐標(biāo) 。然后開(kāi)動(dòng)陀螺儀,測(cè)定A-V方向的真方位角,計(jì)算近井點(diǎn)A 的子午線收斂角：AVAVA9320ABSTVV然后安置儀器于洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)B，瞄準(zhǔn)鉛垂線V和洞內(nèi)另一導(dǎo)線點(diǎn)T，進(jìn)行和地面點(diǎn)A同樣的觀測(cè)；根據(jù)陀螺儀測(cè)

11、定的真方位角ABV ，計(jì)算洞內(nèi)導(dǎo)線邊B-V 的坐標(biāo)方位角：BVBVA根據(jù)投影點(diǎn)V 的坐標(biāo)和B-V 邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角,計(jì)算B點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)觀測(cè)的水平角，計(jì)算B-T 邊的坐標(biāo)方位角BT,作為洞內(nèi)的起始方向。洞內(nèi)觀測(cè)洞內(nèi)觀測(cè)ABabab111222HHAB2193)()(2211babaHHAB（一）中線測(cè)設(shè) 根據(jù)隧道洞口中線控制樁和中線方向樁,在洞口開(kāi)挖面上測(cè)設(shè)開(kāi)挖中線,并逐步往洞內(nèi)引測(cè)隧道中線上的里程樁。隧道每掘進(jìn)20m，要埋設(shè)一個(gè)中線里程樁。中線樁可以埋設(shè)在隧道的底部或頂部。932210-13 地下工程施工測(cè)量一、隧道洞內(nèi)中線和腰線測(cè)設(shè) （二）腰線測(cè)設(shè) 在隧道施工中，為了控制施工的標(biāo)高和隧

12、道橫斷面的放樣，在隧道巖壁上，每隔一定距離(510m)測(cè)設(shè)出比洞底設(shè)計(jì)地坪高出lm的標(biāo)高線(“腰線”)。腰線的高程由引測(cè)入洞內(nèi)的施工水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)。腰線的高程按設(shè)計(jì)坡度隨中線的里程而變化,它平行于隧道底設(shè)計(jì)地坪高程線。9323二、隧道洞內(nèi)施工導(dǎo)線測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量（一）洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量 洞內(nèi)施工導(dǎo)線只能布置成支導(dǎo)線的形式，并隨著隧道的掘進(jìn)逐漸延伸。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角應(yīng)觀測(cè)左角和右角，導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)往返測(cè)量。為了防止施工中可能發(fā)生的點(diǎn)位變動(dòng)，導(dǎo)線必須定期復(fù)測(cè)，進(jìn)行檢核。 （二）洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量 用洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量控制隧道施工的高程。每隔50m應(yīng)設(shè)置一個(gè)洞內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)，并據(jù)此測(cè)設(shè)中腰線。洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量均為支水準(zhǔn)路線，除應(yīng)往返觀測(cè)外，還須經(jīng)常進(jìn)行復(fù)測(cè)。（三）掘進(jìn)方向指示 根據(jù)洞內(nèi)施工導(dǎo)線和已經(jīng)測(cè)設(shè)的中線樁可以用激光經(jīng)緯儀或激光全站儀，以及專(zhuān)用的激光指向儀，用以指示掘進(jìn)方向。洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量9324三、盾構(gòu)施工測(cè)量 盾構(gòu)法隧道施工是一種先進(jìn)的、綜合性的施工技術(shù)，它是將隧道的定向掘進(jìn)、土方和材料的運(yùn)輸、襯砌安裝等各工種組合成一體的施工方法。廣泛用于城市地下鐵道、越江隧道等的施工中。9325激光指向儀預(yù)制襯砌塊盾構(gòu)切削鉆頭推進(jìn)千斤頂推進(jìn)