隧道洞內(nèi)施工控制測量之交叉導線網(wǎng)法

1、隧道洞內(nèi)施工控制測量之交叉 導線網(wǎng)法隧道洞內(nèi)施工控制測量之交叉導線網(wǎng)法1隧道洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量的網(wǎng)形設計洞內(nèi)控制導線網(wǎng)應從隧道洞外 GPS平面控制測量確定的洞外聯(lián)系邊引入，洞內(nèi)、外平面控制網(wǎng)宜以邊連接進行聯(lián)系測量。 洞內(nèi)控制 導線網(wǎng)應采用下圖1-1所示的交叉導線網(wǎng)，以提高洞內(nèi)平面控制測量 的可靠性和精度。GPS32圖1-1隧道洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量網(wǎng)形示意圖2導線網(wǎng)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集1)洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量的精度要求根據(jù)高速鐵路工程測量規(guī)范(TB10601-2009)中的有關(guān)規(guī)定和要求，結(jié)合表1-2所示的隧道施工實際情況，為保證隧道的橫向貫 通精度，隧道洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量的精度等級及主要技術(shù)要求，應滿足

2、表1-2的要求。表1-2洞內(nèi)導線網(wǎng)測量主要技術(shù)要求is.、舄注：導線網(wǎng)獨立閉合環(huán)的邊數(shù)以46條邊 為宜。導線點宜充分利用洞內(nèi)施工平面控制樁， 單獨布點時應布設在施 工干擾小、安全穩(wěn)固、方便設站、便于保存的地方，點間視線應距洞 內(nèi)設施0.2m以上。導線網(wǎng)水平角觀測宜采用方向觀測法，并符合下表 1-3的要求。表1-3導線網(wǎng)水平角方向觀測法的技術(shù)要求等級儀器等級半測回歸零差 ()一測回內(nèi)2c 互差()同一方向值各測 回立差()隧道導線0.5 級儀器4841級儀器696導線網(wǎng)邊長測量應符合下表1-4的要求。表1-4導線網(wǎng)邊長測量技術(shù)要求等級使用測距 儀精度等 級每邊測回數(shù)一測回讀 數(shù)較差限 值(mm)

3、測回間較 差限值往返觀測 平距較差 限值往測返測(mm)隧道導線I44232mD2)外業(yè)測量要求1、采用徐卡或天寶高精度測量機器人進行導線網(wǎng)施測。外業(yè)測量采用機載程序伺服馬達自動測量并記錄， 全站儀具體標稱精度要求如表1-5所本;表1-5導線網(wǎng)測量全站儀標稱精度要求儀器型號測角標稱精度（）測距標稱精度TS300.50.6mm+1ppmTCA20030.51mm+1ppmTCRP1201 +1.01mm+1.5ppm2、洞內(nèi)平面施測前和施測期間需對儀器設備進行常規(guī)檢校和經(jīng) 常性檢校，施測時注意對中、整平、通風和照明工作；3、聯(lián)測洞外控制點時至少需后視兩個已知方向，并對已知邊進 行距離復核；4、導

4、線測量前應對原洞外控制點進行檢測，檢測較差應符合式 （1）的要求。當檢測與原測成果較差滿足限差要求時方可使用，否 則需重新分析原因，確認是點位位移后，需要重新調(diào)整洞外控制點坐 標成果。上C / _ 2f限 2寸mi m2（1）式中：m1、m2 分別為原測、檢測的測邊或測角中誤差。5、由于洞內(nèi)交叉導線平差需要進行邊長的高程改化，導線測量 時需要同時進行三角高程測量，三角高程測量的精度指標按照五等水 準精度執(zhí)行，各項限差見表1-6。光電三角高程測量精度應符合下表 1-6的要求。表1-6光電三角高程測量技術(shù)要求等豎直角往返觀邊長范級測回數(shù)（中最大r測回間較差指標差互差測圖差圍（m）絲法）角值 （）(

5、)()較不 (mm)五 等220101068萬200-6006、用于氣象改正的溫度、氣壓數(shù)據(jù)，在每測站應測定一次，并 在觀測手簿上作好相應記錄。氣象觀測時待氣壓計、溫度計與周圍環(huán) 境一致后測記氣象數(shù)據(jù)，測距邊氣象改正通過全站儀進行自動進行。7、為了有效檢查洞內(nèi)導線控制點的穩(wěn)定性，需每兩個月定期對 交叉導線控制網(wǎng)進行復測，復測精度應滿足式（1）的要求。如果復 測成果超限，需再次復測，兩次復測成果滿足要求時導線成果進行更 正。3）洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量方式洞內(nèi)控制導線網(wǎng)測量采用交叉導線的形式進行布設，測量時每站至少觀測三個方向點，一般觀測四個方向點。A1A3A5，一 . -yrA2A4A6圖1-2洞內(nèi)

6、控制測量交叉導線測量示意圖如圖1-5所示，置鏡A3點，分別觀測A1、A2、A5和A6點, 然后置鏡A4點，分別觀測A2、A1、A5和A6點。水平方向觀測時，應選擇距離適中、通視良好、成像清晰且垂直 角較小的方向作為零方向。分組觀測時，應采用同一零方向。導線網(wǎng)觀測的測回數(shù)、水平方向與距離觀測值的各項限差， 見表 1-3和表1-4中要求3導線網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理洞內(nèi)導線網(wǎng)外業(yè)觀測和數(shù)據(jù)質(zhì)量合格后，應及時進行導線網(wǎng)的內(nèi) 業(yè)數(shù)據(jù)處理。導線網(wǎng)的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理可按照以下方式進行：1、將導線網(wǎng)的原始觀測數(shù)據(jù)從全站儀中傳輸至計算機，并進行 備份。2、利用多測回測角軟件對每個測站的 2c互差、半測回歸零差、 垂直角指

7、標差互差和測距較差等精度指標進行檢查， 對超限的測站及 時補測；對測量的導線邊長進行加常數(shù)、 乘常數(shù)改正，同時進行高程 改化，將距離改化到隧道工程獨立坐標系的投影面上；3、整理成IN2平差文件格式（詳見附錄）；4、以隧道洞口穩(wěn)定的GPS平面控制點為約束點，在隧道工程獨 立坐標系下按嚴密平差法進行整網(wǎng)約束平差。 平差后的各項精度指標 應滿足表1-2所示的要求。4平差軟件由于導線網(wǎng)可靠性較低，外業(yè)數(shù)據(jù)采集需要謹慎的同時，內(nèi)業(yè)數(shù) 據(jù)處理及分析更需細致認真。推薦采用中鐵四院鐵路工程精密控制 測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行常規(guī)平差，同時要求采用Helmert約束平差, 比較兩種平差坐標較差，差值在 20mm以內(nèi)比

8、較正常，若兩種平差 坐標結(jié)果相差較大，可能是數(shù)據(jù)采集有問題。備注：中鐵四院鐵路工程精密控制測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有常 規(guī)平差和Helmert約束平差功能，同時具有對每個測站的 2c互差、 半測回歸零差、垂直角指標差互差和測距較差等精度指標進行檢核的 功能。附錄 平面控制網(wǎng)觀測文件（in2格式文件）在進行平差之前，必須要準備好平面觀測文件（取名規(guī)則為 網(wǎng) 名.in2觀測文件采用網(wǎng)點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，除包含控制網(wǎng)的所有已知點、未知點和觀測值信息外，還隱含了控制網(wǎng)的拓撲信息。平面觀測文彳為標準的 ASCII碼文件，可以使用任何文本編輯 器建立編輯和修改。其結(jié)構(gòu)如下：r方向中誤差L測邊雕誤差L比例誤差1L精度號1

9、， 已知點點號I，XI坐標，Y1坐標+J1 J 已知點點號2, X2坐標,Y2坐標/ 巳知點點號3X3坐標，Y3坐標 已知點點號4, X4坐標,狎坐標“ _ I,Ji -f測站點點號， I【J照準點點號，觀測值類型，觀測值,觀測值精度上 1 4 由 I I |? j L ? 1該文件分為兩部分：第一部分為控制網(wǎng)的已知數(shù)據(jù)，包括先驗的 方向觀測精度，先驗測邊精度和已知點坐標（見文件的I部分）；第二 部分為控制網(wǎng)的測站觀測數(shù)據(jù)（見文件的II部分），包括方向、邊長、 方位角觀測值。為了文件的簡潔和統(tǒng)一，我們將已知邊和已知方位角 也放到測站觀測數(shù)據(jù)中，它們和相應的觀測邊和觀測方位角有相同的 觀測值類型

10、”，但其精度值賦“0;即權(quán)為無窮大。第一部分的排列順序為：第一行為方向中誤差，測邊固定誤差， 測邊比例誤差。若為純測角網(wǎng)，則測邊固定誤差和比例誤差不起作用； 若為純測邊網(wǎng)，方向誤差也不起作用，這時可輸一個默認值”1:程序始終將第一行的方向中誤差值作為單位權(quán)中誤差。若只有一種（或稱為一組）測角、測邊精度，則可不輸入精度號。這時，從第二行開 始為已知點點號及其坐標值，每一個已知點數(shù)據(jù)占一行。若有幾種測 角測邊精度，則需按精度分組，組數(shù)為測角、測邊中最多的精度種類 數(shù)，每一組占一行，精度號輸1、2、.（參見表2-2）。如兩種測角 精度，三種測邊精度，則應分成三組。方向中誤差單位為秒，測邊固定誤差單位

11、為毫米，測邊比例誤差 單位為ppm。第一行的三個值都必須賦值，對于純測角網(wǎng)，測邊的 固定誤差和比例誤差可輸任意兩個數(shù)值，如 5,3;對于純測邊網(wǎng)，方 向中誤差賦為1.0。已知點點號（或點名，下同）為字符型數(shù)據(jù)，可 以是數(shù)字、英文字母（大小寫均可）、漢字或它們的組合（測站點， 照準點亦然），X、Y坐標以米為單位。第二部分的排列順序為：第一行為測站點點號，從第二行開始為 照準點點號，觀測值類型，觀測值和觀測值精度。每一個有觀測值的 測站在文件中只能出現(xiàn)一次。沒有設站的已知點（如附和導線的定向 點）和未知點（如前方交會點）在第二部分不必也不能給出任何虛擬 測站信息。觀測值分三種，分別用一個字符（大小

12、寫均可）表示：L 一 表示方向，以度分秒為單位。S表示邊長，以米為單位。A一表示 方位角，以度分秒為單位。觀測值精度與第一部分中的精度號相對應， 若只有一組觀測精度，則可省略；否則在觀測值精度一欄中須輸入與 該觀測值對應的精度號（參見表 2-2）。已知邊長和已知方位角的精 度值一定要輸0；在同測站上的方向和邊長觀測值按順時針順序排列，邊角同測時，邊長觀測值最好緊放在方向觀測值的后面如果邊長是單向觀測，則只需在一個測站上給出其邊長觀測值。 若是對向觀測的邊，則按實際觀測情況在每一測站上輸入相應的邊長 觀測值，程序?qū)⒆詣訉ν颠呴L取平均值并作限差檢驗和超限提示； 如果用戶已將對向邊長取平均值，則可

13、對往返邊長均輸入其均值，或 第一個邊長（如往測）輸均值，第二個邊長輸一個負數(shù)如-1”。對向觀測邊的精度高于單向觀測邊的精度，但不增加觀測值個數(shù)。平面觀測文件中的測站順序可以任意排列，一般來說不會影響平差效率和結(jié)果，但本軟件包還特意提供了觀測值文件排序（網(wǎng)點優(yōu)化排序）的功能（詳見2.3.1）,通過優(yōu)化排序，既有利于網(wǎng)點近似坐標 的推算，也可提高解算容量和速度，但一般對于200個點以上的大網(wǎng) 或一些特殊網(wǎng)才有較明顯的效果。圖2-1為某一測角網(wǎng)的網(wǎng)圖，其相應的平面觀測文件*.IN2 ”的數(shù) 據(jù)格式見表2-1。對于有多組測角、測邊精度的網(wǎng)，其平面觀測文件 如表2-2所不。54圖2-1IN2 文（僅一 情況）表 一 2-1 件1不、例 組精度的0.7,3,31,3730958,610,264342.5912,3714636.8876,276866.0832 12,L,03,L,27