土木工程隧道貫通測量設(shè)計(jì)書

目 錄1制依據(jù)???????????????????????????22工程概況???????????????????????????23平面控制???????????????????????????24高程控制???????????????????????????45施工放???????????????????????????46橫向通中差估算與分析和控制點(diǎn)措施???????????47洞、外水準(zhǔn)高程量向通中差的估算和分析???????88洞、外控制全部通量中差算??????????????89全部通量中差估算??????????????????910附隧道洞外控制網(wǎng)點(diǎn)平面布置示意及控制點(diǎn)概算坐??????9桃江核電廠進(jìn)廠道路Ⅰ標(biāo)段洞沖里隧道貫通測量技術(shù)設(shè)計(jì)書1 編制依據(jù)1.1《工程測量規(guī)》（GB50026-2007）；1.2《公路勘測規(guī)》（JTGC10-2007）；《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》（JTJ042—94）；桃江核電廠進(jìn)廠道路Ⅰ標(biāo)段洞沖里隧道施工設(shè)計(jì)圖紙（主要是隧道軸線平面控制點(diǎn)及曲線要素表、縱斷面設(shè)計(jì)高程數(shù)據(jù)和施工設(shè)計(jì)圖）；隧道洞口地形及洞外已知控制點(diǎn)點(diǎn)位實(shí)際情況等。2 工程概況桃花江核電廠進(jìn)廠道路工程是桃花江核電前期工程的組成部分，道路全長7.331Km，其中Ⅰ標(biāo)段1.6km，包括785m道路和815m隧道。本標(biāo)段洞沖里隧道位于線路交點(diǎn)JD1與JD2間連線的直線上，里程樁號為K0+650～K1+465，全長815m，屬于中型隧道，單向縱坡i=-1.98%，設(shè)計(jì)開挖斷面為四心圓拱形，上半圓R=7.026m/7.096m，左右邊墻R=12.526m/12.596m，仰拱R=15.300m。隧道進(jìn)口坐標(biāo)：X=3157775.546，Y=599165.727，H=107.933；出口坐標(biāo)：X=3158177.782，Y=598456.904，H=91.773。3平面控制3.1平面控制點(diǎn)布設(shè)在隧道口附近，工程勘測設(shè)計(jì)時已布測并移交平面GPS四等控制點(diǎn)4個，其點(diǎn)名和坐標(biāo)見表1，兩點(diǎn)間能相互通視。根據(jù)現(xiàn)有地面控制點(diǎn)及《公路勘測規(guī)》（JTGC10-2007）等施工測量規(guī)和設(shè)計(jì)、業(yè)主等的規(guī)定和要求，并結(jié)合本工程的線形特點(diǎn)及施工工藝的實(shí)際情況、到場使用的測量設(shè)備等級等，擬沿隧道軸線方向布設(shè)控制支導(dǎo)線（見隧道洞外控制網(wǎng)點(diǎn)布置示意圖中的附圖 1），所布設(shè)的控制導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)概算坐標(biāo)見 附表13。3.2選點(diǎn)埋石根據(jù)規(guī)要求，洞控制導(dǎo)線在布設(shè)時，其平均邊長控制在 300m且相鄰邊長、短邊長之比不大于3：1，以減小短邊對測角精度的影響。洞控制點(diǎn)埋設(shè)在隧道底板穩(wěn)固的洞沖里隧道GPS四等控制點(diǎn)坐標(biāo)及高程一覽表表1點(diǎn)名X（m）Y（m）H（m）距洞口水準(zhǔn)路線長GP013157258.101599508.712110.775GP023157534.725599372.23499.604320GP053158634.598598078.32571.557GP063158804.603598066.14067.469620硬質(zhì)基巖上，沿隧道軸線用電鉆垂直打眼入基巖 40cm，埋設(shè)φ22鋼筋并用混凝土澆注，點(diǎn)頂部刻十字作為點(diǎn)之記且頂部高出隧道底板施工標(biāo)高面 5cm以上，同時在洞壁用紅油漆標(biāo)明點(diǎn)號，以便于尋找。3.3控制點(diǎn)施測技術(shù)要求嚴(yán)格按照《工程測量規(guī)》（ GB50026-2007）和《公路勘測規(guī)》（ JTGC10-2007）等中的規(guī)定進(jìn)行測設(shè)操作。導(dǎo)線觀測儀器采用經(jīng)過鑒定合格且符合本工程控制導(dǎo)線測量要求的日產(chǎn) R-322賓得全站儀（儀器編號 853040）進(jìn)行水平方向角及邊長的測量，水平方向角按導(dǎo)線量測時的前進(jìn)方向觀測左右角，奇數(shù)站測左角，偶數(shù)站測右角；邊長進(jìn)行對向量測，計(jì)算時對觀測值進(jìn)行儀器加、乘常數(shù)改正?？刂茖?dǎo)線觀測技術(shù)要求見 表2、表3及表4。DJ2級儀器水平角方向觀測法技術(shù)要求表2兩次照準(zhǔn)讀數(shù)差半測回歸零差一測回中2C較差同方向值各測回互差3″8″13″9″Ⅱ級測距儀邊長測距作業(yè)技術(shù)要求表3氣象數(shù)據(jù)測定一測回間測回間往返觀測溫度最小氣壓最小測定時間數(shù)據(jù)較差限值較差限值較差限值（mm）（mm）（mm）讀數(shù)（℃）讀數(shù)（Pa）間隔取用1.0100每邊觀測每邊兩端572（a＋b×D）始末平均值導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求表4等級測角中方向角導(dǎo)線長度平均水平角DJ2型測距全長相對測距要求誤差閉合差邊長儀器測回?cái)?shù)中誤差中誤差測距儀等級測回?cái)?shù)四等2.5″5n1.8km300m67mm1:3500022一級5.0″10n2.4km300m210mm1:17000224 高程控制4.1已知地面控制水準(zhǔn)點(diǎn)工程勘測設(shè)計(jì)時已在隧道洞口附近各布測了兩個四等水準(zhǔn)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)見 表1。經(jīng)復(fù)測兩點(diǎn)間高差準(zhǔn)確可靠，點(diǎn)位未發(fā)生沉降，水準(zhǔn)點(diǎn)距洞口進(jìn)洞投點(diǎn)（第一個洞控制點(diǎn)）的距離見表1。4.2水準(zhǔn)點(diǎn)布測水準(zhǔn)高程控制點(diǎn)布設(shè)在平面控制導(dǎo)線點(diǎn)上，采用已鑒定合格的一光儀器生產(chǎn)的 DSZ2水準(zhǔn)儀（儀器編號 209872）配3m木水準(zhǔn)尺按四等水準(zhǔn)規(guī)精度要求進(jìn)行往返觀測，水準(zhǔn)高程測設(shè)隨工程施工的進(jìn)度及時跟進(jìn)，并定期進(jìn)行復(fù)測檢核。4.3等級水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求（見表 5）等級水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求表5等MMW儀器木水觀測觀測觀測次數(shù)往返較差或閉合差（mm）級（mm）（mm）型號準(zhǔn)尺方法順序與已知點(diǎn)聯(lián)測環(huán)線或附合平丘地山地四±5±10DS3雙面中絲讀后后往返往±20L1/2±51/2數(shù)法前前n五±10±20DS3雙面中絲讀—往返往±30L1/2±10n1/2單面數(shù)法5 施工放樣利用洞導(dǎo)線控制點(diǎn)用全站儀配合水準(zhǔn)儀施測隧道中線及斷面圓心點(diǎn)，水準(zhǔn)高程點(diǎn)控制開挖腰線；根據(jù)隧道中線、斷面圓心點(diǎn)及腰線，由于隧道處于直線上且為單向縱坡，所以利用Casiofx-4500P編程計(jì)算，采用撥角法放樣出開挖斷面的輪廓線，同時用全站儀測出開挖斷面的關(guān)鍵控制點(diǎn)（拱頂點(diǎn)、圓心水平處腰線點(diǎn)及低腳點(diǎn)等）坐標(biāo)，由計(jì)算器反算相關(guān)值來檢核撥角法所放的開挖輪廓線的精度。在放樣前及過程中對設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場量測的斷面尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)反復(fù)校核，確保施工放樣的精度滿足規(guī)要求。6 貫通中誤差估算與分析和控制點(diǎn)觀測措施根據(jù)《工程測量規(guī)》及《公路勘測規(guī)》等中對隧道施工貫通中誤差估算的規(guī)定，隧道相向開挖長度在 4Km的貫通中誤差分配值見表6。洞沖里隧道進(jìn)洞口至出洞口長度為815m，隧道為單向縱坡，i=-1.98%。因縱向貫通誤差對計(jì)算直線型隧道只影響中線方向的里程樁號而不影響隧道貫通，所以本次對隧道貫通面就不進(jìn)行縱向貫通中誤差的估算。隧道相向掘進(jìn)開挖長度小于4Km時貫通中誤差分配值表6誤差名稱橫向（mm）豎向（mm）洞外測量±25±25洞測量±45±25全部貫通測量±50±356.1洞外、控制導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)和邊長投影到貫通面上的相對坐標(biāo)系確定根據(jù)洞沖里隧道施工實(shí)施性組織設(shè)計(jì)方案的施工進(jìn)度計(jì)劃安排，隧道掘進(jìn)開挖計(jì)劃由隧道進(jìn)、出口對向掘進(jìn)施工，即隧道進(jìn)口方向施工 460米即K0+650～K1+1110段，隧道出口方向施工 355米即K1+465～+110段。因此，本隧道進(jìn)洞口點(diǎn)至隧道貫通面 K1+110的洞施工控制導(dǎo)線總長度為 460米，出洞口點(diǎn)至隧道貫通面 K1+110的洞施工控制導(dǎo)線總長度為355米。6.1.1隧道貫通面的相對坐標(biāo)系根據(jù)洞沖里隧道實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)方案，隧道掘進(jìn)開挖由由隧道進(jìn)、出口對向掘進(jìn)施工，因此，洞沖里隧道掘進(jìn)開挖施工只有 1個貫通面。貫通面的平面數(shù)據(jù)見附圖 1及表12，其方位角為240°25′34.95″。因此，隧道貫通面的相對坐標(biāo)系為：縱坐標(biāo) X軸為過隧道洞外GPS控制點(diǎn)GP01并平行于線路交點(diǎn)JD1至JD2連線（即隧道軸線）方向的射線，其方位角為150°25′34.95″；橫坐標(biāo)Y軸為過洞外GPS控制點(diǎn)GP01與縱坐標(biāo)X軸垂直的射線，其方位角為 240°25′34.95″，具體布置見附圖1。6.2洞外控制導(dǎo)線測量對橫向貫通中誤差的估算根據(jù)《公路勘測規(guī)》（JTGC10-2007）可知，本標(biāo)段GPS地表四等控制點(diǎn)的測邊相對中誤差ms=±（a2+(b×S)2）1/2，其中取a=5mm、b=3ppm，并且GPS控制網(wǎng)測量只存在基線觀測邊長相對中誤差，所以只把已知 GPS相鄰點(diǎn)的邊長投影到貫通面上，求得其邊到貫通面的投影長度。本標(biāo)段洞外 GPS控制網(wǎng)相鄰點(diǎn)的邊投影到貫通面的投影長度見 表7.。洞外控制點(diǎn)和邊投影到貫通面的垂距和投影長度表7位置邊號控制點(diǎn)邊反算距離(m)控制點(diǎn)邊至貫通面的投影長度（m）進(jìn)口GP01~GP02308.504173出口GP06~GP05170.4411426.2.1洞外GPS控制點(diǎn)對貫通面的橫向貫通中誤差隧道洞外GPS控制點(diǎn)對貫通面橫向貫通中誤差計(jì)算時，其邊長相對中誤差精度指標(biāo)按《公路勘測規(guī)程》中四等控制網(wǎng)的精度指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下：My=(∑（d2221/2，m22）1/2（a=5mm,b=3ppm）。外±yss洞外GPS控制點(diǎn)對本標(biāo)段大季頭隧道貫通面的橫向貫通中誤差值為：My外=±(∑（1732×(52+32×0.3085042/10-12)/308.5042+1422×(52+32×0.1704412/10-12)/170.4412）1/2=±5.0mm＜±25mm，即滿足規(guī)規(guī)定的要求。6.3洞導(dǎo)線測量對橫向貫通中誤差的估算對洞沖里隧道貫通面洞控制導(dǎo)線，分別按四等和一級導(dǎo)線測量精度進(jìn)行橫向貫通中誤差值的估算，其隧道洞導(dǎo)線點(diǎn)及導(dǎo)線邊投影到貫通面的計(jì)算結(jié)果列于 表8，貫通面橫向貫通誤差值的估算結(jié)果見 表9。洞沖里隧道貫通面洞導(dǎo)線點(diǎn)及導(dǎo)線邊投影計(jì)算表表8點(diǎn)號導(dǎo)線點(diǎn)至貫通面的垂距m邊號導(dǎo)線邊至貫通面的投影長度mGP02758GP02~J01128J01644J01~J0221J02460J02~J030J03190J03~貫通面0貫通面0貫通面~J040J0480J04~J050J05355J05~J0690J06663J06~GP05120GP05910∑RX22637094∑dy239325洞沖里隧道洞導(dǎo)線測量對貫通面的橫向貫通中誤差估算表表9導(dǎo)線mβmβ/ρ(∑Rx2)1/2ms/s(∑dy2)1/2[(mβ/ρ)2∑Rx2+(ms/s)2∑dy2]1/2貫通面ms/s(mm)(mm)(mm)等級四等±2.5±19.7±5.7±20.5＜±451/35000K1+110±5.0一級±39.4±11.7±41.1＜±451/17000橫向貫通中誤差結(jié)果分析及觀測措施橫向貫通中誤差結(jié)果分析及控制導(dǎo)線等級的確定6.3中表9的洞導(dǎo)線測量總的橫向貫通中誤差估算結(jié)果來看，采用測角中誤差mβ=±5.0″、邊長測距相對中誤差 mS/s=1/17000的一級導(dǎo)線作為洞的基本控制導(dǎo)線，完全滿足隧道貫通誤差規(guī)要求。但考慮到隧道洞外 GPS控制點(diǎn)精度及所用兩點(diǎn)間邊長較短，加上隧道施工測量作業(yè)環(huán)境條件的局限性，為避免影響隧道貫通的精度，提高隧道橫向貫通誤差的保險(xiǎn)系數(shù)，結(jié)合施工現(xiàn)場測量儀器的精度等級，確定隧道洞控制導(dǎo)線測量等級采用四等導(dǎo)線的規(guī)測量技術(shù)要求進(jìn)行施測。6.4.2洞導(dǎo)線應(yīng)采取的觀測措施6.4.2.1水平角觀測從表9中的橫向貫通中誤差影響值計(jì)算中可以看出：mβ(∑Rx21/2ρ值比m∑)/s(dy2)1/2/s值大很多，這就說明控制導(dǎo)線測角誤差對橫向貫通中誤差影響大，所以要特別注意導(dǎo)線水平角觀測精度，應(yīng)選用測角精度高的測量儀器，并且觀測過程中要仔細(xì)對中、照準(zhǔn)以減少粗差，并嚴(yán)格按規(guī)進(jìn)行測量操作，即洞控制導(dǎo)線水平角測量時采用左、右角全圓觀測法，也就是按導(dǎo)線前進(jìn)方向奇數(shù)測回測左角、偶數(shù)測回測右角，這樣測角的測回?cái)?shù)相應(yīng)地增加而測角的精度也將提高，所測的左、右角方向值取中數(shù)后相加與理論值360度可以進(jìn)行比較，增加了一個評定測角精度是否符合規(guī)要求的誤差判斷條件，這樣測量的水平角的精度比常規(guī)只觀測左角精度有提高。6.4.2.2邊長量測對于導(dǎo)線測邊的精度，采用相應(yīng)等級的全站儀進(jìn)行邊長對向往返觀測都可以滿足規(guī)和施工實(shí)際誤差精度要求。觀測邊長計(jì)算時，必須按規(guī)要求進(jìn)行溫度、氣壓和加、乘常數(shù)改正；在隧道觀測環(huán)境條件惡劣的情況下，對溫度和氣壓量測要使用適合施工條件和規(guī)要求的儀器，同時可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^增加邊長觀測測回?cái)?shù)來提高測距的精度。6.4.3洞控制導(dǎo)線觀測的具體措施隧道洞控制導(dǎo)線測量，采用日產(chǎn)的 R-322賓得全站儀進(jìn)行觀測，其測角等級為 DJ2型2秒級；測距標(biāo)稱精度為 2+2ppm，屬Ⅰ級測距精度等級。根據(jù)《工程測量規(guī)》和《公路勘測規(guī)》等的規(guī)定， 四等控制導(dǎo)線用 DJ2型儀器觀測水平角應(yīng)測 6個測回，且水平角觀測時，應(yīng)按導(dǎo)線前進(jìn)方向測量左、右角各測 3個測回，即奇數(shù)測回觀測左角、偶數(shù)測回觀測右角；邊長距離量測應(yīng)進(jìn)行往返對向觀測且每次觀測 2個測回。7 洞、外水準(zhǔn)高程測量對豎向貫通中誤差的估算和分析7.1洞外水準(zhǔn)高程測量對豎向貫通中誤差的估算根據(jù)《工程測量規(guī)》規(guī)定，豎向貫通中誤差 Mh＜±25mm，其計(jì)算公式為：Mh=±m(xù)△(L)1/2，m△=±5mm/Km。由表 1知隧道洞外四等水準(zhǔn)點(diǎn)距進(jìn)、出洞口第一個水準(zhǔn)點(diǎn)距離，故其對洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤中誤差值見表 10。洞外水準(zhǔn)點(diǎn)對洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤差值計(jì)算表表10位置洞外水準(zhǔn)點(diǎn)洞口水準(zhǔn)點(diǎn)間距mMh(mm)評定進(jìn)洞口GP02J02320±2.822Mh外=±2.83.9出洞口GP05J05620±3.9=±4.8mm＜±25mm7.2洞水準(zhǔn)高程測量對豎向貫通中誤差的估算根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)方案的進(jìn)度計(jì)劃安排，洞沖里隧道進(jìn)洞口向洞水準(zhǔn)路線由隧道進(jìn)洞口水準(zhǔn)點(diǎn) J02引入，其至貫通面的水準(zhǔn)路線長 L=0.460Km；出洞口向洞水準(zhǔn)路線由隧道出洞口水準(zhǔn)點(diǎn) J05引入，其至貫通面的水準(zhǔn)路線長 L=0.355Km?，F(xiàn)按四等水準(zhǔn)測量規(guī)精度估算隧道洞水準(zhǔn)測量對貫通面的豎向貫通中誤差，其值見表 11。洞水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)對洞沖里隧道貫通面的豎向貫通誤差值計(jì)算表表11位置洞口水準(zhǔn)點(diǎn)洞水準(zhǔn)點(diǎn)間距KmMh(mm)評定進(jìn)洞口J02K1+1100.460±3.422M=±3.43.0h出洞口J05K1+1100.355±3.0=±4.5mm＜±25mm豎向貫通中誤差估算結(jié)果分析7.2表12可知，洞水準(zhǔn)高程控制等級采用四等水準(zhǔn)測量完全可以達(dá)到豎向貫通中誤差規(guī)精度要求。8 洞、外控制全部貫通測量中誤差計(jì)算洞、外控制測量誤差對貫通面的橫向、豎向貫通中誤差總的影響值為：橫向貫通中誤差：MY總=±(My洞外2+MY出2)1/2=(5.02+20.52)1/2=±21.1mm＜±50mm。豎向貫通中誤差：Mh總=±(Mh洞外2+Mh2)1/2=(4.82+4.52)1/2=±6.6