隧道洞內(nèi)平面控制測(cè)量的幾種方法

1、隧道洞內(nèi)平面控制測(cè)量的幾種方法隧道施工控制測(cè)量的目的，主要是控制隧道施工的橫向貫通誤差和指導(dǎo)洞內(nèi)的施工，而橫向貫通誤差的大小主要取決于隧道施工的平面控制測(cè)量。隧道施工平面控制測(cè)量包括洞外平面控制測(cè)量和洞內(nèi)平面控制測(cè)量，目前洞外的平面控制測(cè)量已經(jīng)全部采用GPS測(cè)量技術(shù)，而洞內(nèi)的平面控制測(cè)量則只能采用各種形式的導(dǎo)線。由于GPS隧道洞外控制網(wǎng)具有測(cè)量精度高、圖形強(qiáng)度好和控制點(diǎn)數(shù)量少等優(yōu)勢(shì)，因此目前隧道施工的橫向貫通誤差的大小主要取決于洞內(nèi)平面控制測(cè)量的方法和精度，為此隧道施工測(cè)量實(shí)習(xí)主要進(jìn)行洞內(nèi)平面控制測(cè)量的實(shí)習(xí)。對(duì)于鐵路隧道而言，要求在隧道貫通后進(jìn)行洞內(nèi)線路平面控制網(wǎng)（CPII）的建網(wǎng)測(cè)量。CPI

2、I控制網(wǎng)是洞內(nèi)軌道控制網(wǎng)（CPIII）平面網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)，因此其精度至關(guān)重要。下面首先介紹隧道洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的基本知識(shí)；然后分別介紹洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的幾種方法，包括符合單導(dǎo)線、導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)、交叉導(dǎo)線網(wǎng)和自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)。1、CPII控制網(wǎng)的基本知識(shí)高速鐵路建設(shè)過(guò)程中，CPII控制網(wǎng)的主要作用，既是線下工程施工的測(cè)量基準(zhǔn)，又是CPIII平面網(wǎng)的起算基準(zhǔn)，而隧道洞內(nèi)的CPII控制網(wǎng)則主要是洞內(nèi)CPIII平面網(wǎng)建網(wǎng)測(cè)量的起算起算基準(zhǔn)。洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)要求沿線路方向每隔400m左右布設(shè)一個(gè)控制點(diǎn)或每隔400m左右布設(shè)一對(duì)點(diǎn)（兩個(gè)點(diǎn)），控制點(diǎn)一般布設(shè)在隧道洞內(nèi)排水溝側(cè)墻頂面，最好采用強(qiáng)制對(duì)中

3、標(biāo)志。洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)只能采用全站儀的導(dǎo)線或?qū)Ь€網(wǎng)方法進(jìn)行建網(wǎng)測(cè)量，測(cè)量的精度根據(jù)隧道的長(zhǎng)度確定，長(zhǎng)度在6km以下的隧道，測(cè)量精度為三等；7km以上的隧道，其洞內(nèi)平面控制測(cè)量的精度為隧道二等。2、洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的四種方法根據(jù)隧道的長(zhǎng)短，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)采用不同的測(cè)量方法。目前，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量一般采用符合單導(dǎo)線、導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)、交叉導(dǎo)線網(wǎng)和自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)四種方法。（1）符合單導(dǎo)線方法對(duì)于長(zhǎng)度小于2km的短小隧道，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)可以采用符合單導(dǎo)線的方法進(jìn)行測(cè)量。符合單導(dǎo)線的測(cè)量網(wǎng)形如下圖1所示。CP002CP004CP006CP008CP010CP012圖1洞內(nèi)附合單導(dǎo)線測(cè)量

4、網(wǎng)形示意圖圖1中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分別是隧道進(jìn)出口外的洞口控制點(diǎn)，也即高速鐵路的基礎(chǔ)控制網(wǎng)（CPI）的控制點(diǎn)，進(jìn)口或出口的兩CPI控制點(diǎn)之間的間距一般為800m左右，兩點(diǎn)之間要求相互通視。CP001、CP004、CP006、CP008、CP009和CP012為洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)，相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的縱向間距一般為400m左右。符合單導(dǎo)線的觀測(cè)值為各測(cè)站上的水平方向和相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的水平距離，要求采用智能型全站儀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。（2）導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的方法對(duì)于長(zhǎng)度在2km至6km之間的中長(zhǎng)隧道，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)要求采用導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的方法進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形如下圖2所示。CP002CP004CP

5、006CP008CP010CP012圖2洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)測(cè)量網(wǎng)形的示意圖圖2中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分別是隧道進(jìn)出口外的洞口控制點(diǎn)，它們是洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的坐標(biāo)起算點(diǎn)。當(dāng)洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)是導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)時(shí)，洞內(nèi)控制點(diǎn)要求成對(duì)布設(shè),CP001、CP002、CP003、CP012為洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)，相鄰導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)對(duì)間的縱向間距一般為400m左右，要求左右側(cè)的導(dǎo)線點(diǎn)每隔六條導(dǎo)線邊構(gòu)成一個(gè)閉合環(huán)。洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的觀測(cè)值為各測(cè)站上的水平方向和相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的水平距離，要求采用智能型全站儀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。交叉導(dǎo)線網(wǎng)的方法對(duì)于長(zhǎng)度在7km以上的長(zhǎng)大隧道，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)要求采用交叉導(dǎo)線網(wǎng)的方法進(jìn)行測(cè)量，交叉導(dǎo)線網(wǎng)

6、的測(cè)量網(wǎng)形如下圖3所示。CP(CPI1CPI2CPI3CPI4CP002CP004CP006CP008CP010CP012圖3洞內(nèi)交叉導(dǎo)線網(wǎng)的示意圖圖3中，CPI1、CPI2和CPI3、CPI4分別是隧道進(jìn)出口外的洞口控制點(diǎn)，它們是洞內(nèi)導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)的坐標(biāo)起算點(diǎn)。當(dāng)洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)是交叉導(dǎo)線網(wǎng)時(shí)，洞內(nèi)控制點(diǎn)也要求成對(duì)布設(shè)，CP001、CP002、CP003、CP012為洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)，相鄰導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)對(duì)間的縱向間距一般為400m左右。洞內(nèi)交叉導(dǎo)線網(wǎng)的觀測(cè)值為各測(cè)站上的水平方向和相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的水平距離，同一點(diǎn)對(duì)間短邊的水平方向和水平距離不需要觀測(cè)，同樣要求采用智能型全站儀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)對(duì)于

7、長(zhǎng)度在7km以上的長(zhǎng)大隧道，洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)還采用自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)的方法進(jìn)行測(cè)量，自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)的測(cè)量網(wǎng)形如下圖4所示。CP011CP002CP004CP006CP008CP010CP012圖4自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)的示意圖洞內(nèi)自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)，采用圖4所示的構(gòu)網(wǎng)方式進(jìn)行外業(yè)測(cè)量。圖4中，CPII控制點(diǎn)成對(duì)布設(shè)在洞內(nèi)圍巖的雙側(cè)壁上，并采用強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志安裝測(cè)距棱鏡，這樣的話在控制點(diǎn)上是無(wú)法架設(shè)全站儀的。洞內(nèi)自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)控制點(diǎn)點(diǎn)對(duì)間距,一般為250m至300m左右，外業(yè)測(cè)量時(shí)全站儀自由測(cè)站架設(shè)在相鄰兩對(duì)CPII控制點(diǎn)中部，觀測(cè)值是自由測(cè)站至各控制點(diǎn)間的邊長(zhǎng)與水平方向，此時(shí)邊長(zhǎng)只能單向觀

8、測(cè)。洞內(nèi)自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)多余觀測(cè)值也較多，其最大優(yōu)勢(shì)是在測(cè)量時(shí)全站儀和棱鏡均沒(méi)有對(duì)中誤差，而且由于測(cè)量時(shí)沒(méi)有靠近隧道側(cè)壁的視線，因此旁折光對(duì)水平方向測(cè)量的影響較小，使洞內(nèi)控制網(wǎng)的橫向精度得到了較好的控制，這是一種長(zhǎng)大隧道洞內(nèi)平面控制網(wǎng)測(cè)量的最新方法。圖4中CPI1、CPI2和CPI3、CPI4點(diǎn)分別是隧道進(jìn)、出洞口處的洞外控制點(diǎn)，也是隧道洞內(nèi)自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)。圖4中沒(méi)有標(biāo)明點(diǎn)號(hào)、在隧道中線附近的點(diǎn)，即為外業(yè)測(cè)量時(shí)全站儀的自由測(cè)站點(diǎn)。3、洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的技術(shù)要求（1）洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的主要技術(shù)要求，應(yīng)符合下表1的規(guī)定。表1洞內(nèi)CPII控制網(wǎng)測(cè)量的主要技術(shù)要求控制網(wǎng)級(jí)別

9、附合長(zhǎng)度（km）邊長(zhǎng)（m）測(cè)距中誤差（mm）測(cè)角中誤差（）相鄰點(diǎn)位坐標(biāo)中誤差（mm）導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差限差方位角閉合差限差（）對(duì)應(yīng)導(dǎo)線等級(jí)備注CPIIL230060031.87.51/550003.6宀三等單導(dǎo)線CPII2L730060031.351/1000002.6皿隧道二等導(dǎo)線網(wǎng)2）洞內(nèi)各級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的主要技術(shù)要求，應(yīng)符合下表3的規(guī)定。表3導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求等級(jí)測(cè)角中誤差（）測(cè)距相對(duì)中誤差方位角閉合差（）導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差測(cè)回?cái)?shù)0.5級(jí)儀器1級(jí)儀器2級(jí)儀器6級(jí)儀器一AA-二寺1.01/2500002.0Jn1/10000069三等三三等1.81/1500003.6yn1/55000461

10、0注：表中n為測(cè)站數(shù)。（3）符合單導(dǎo)線、導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)、交叉導(dǎo)線網(wǎng)和自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)中的水平方向觀測(cè)，宜采用全園方向觀測(cè)法，觀測(cè)過(guò)程中的限差指標(biāo)應(yīng)符合下表4的規(guī)定。表4水平角方向觀測(cè)法的技術(shù)要求等級(jí)儀器等級(jí)半測(cè)回歸零差（“）一測(cè)回內(nèi)2c互差（“）同一方向值各測(cè)回互差（“）四等及以上0.5級(jí)儀器4841級(jí)儀器6962級(jí)儀器81394）洞內(nèi)各級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)邊長(zhǎng)測(cè)量的主要技術(shù)要求，應(yīng)符合下表4的規(guī)定。表4導(dǎo)線網(wǎng)中邊長(zhǎng)測(cè)量的技術(shù)要求等級(jí)使用測(cè)距儀精度等級(jí)每邊測(cè)回?cái)?shù)一測(cè)回讀數(shù)較差限值（mm）測(cè)回間較差限值（mm）往返觀測(cè)平距較差限值往測(cè)返測(cè)一AA-二寺I44232mDII57三等三三等I22232mDII4457注：1、一測(cè)回是全站儀盤左、盤右各測(cè)量一次的過(guò)程；2、測(cè)距儀精度等級(jí)如下：級(jí)ImD|三2mm級(jí)2mm|mDI三5mmmD為每千米測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)