隧道施工測量的任務(wù)內(nèi)容和技術(shù)

隧道施工測量的任務(wù)、內(nèi)容和技術(shù)§7-1隧道施工的特點及施工測量的任務(wù)和內(nèi)容§7-2隧道貫通誤差§7-3隧道洞外控制測量§7-4進洞關(guān)系計算和進洞測量§7-5隧道洞內(nèi)控制測量§7-6隧道施工中線測設(shè)§7-1

隧道施工的特點及

施工測量的任務(wù)和內(nèi)容

為了保證工期，常利用增加開挖面的方法，將整個隧道分成若干段同時施工；一、隧道施工的特點

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，不等貫通，隧道內(nèi)的大部分建筑物已經(jīng)建成；增加開挖面的主要方法有：設(shè)置平行導(dǎo)坑或在隧道中部設(shè)置橫洞、斜井或豎井。二、隧道施工測量的主要任務(wù)保證洞內(nèi)各項建筑物以規(guī)定的精度按照設(shè)計位置修建，不得侵入建筑限界。保證相向開挖的工作面，按照規(guī)定的精度在預(yù)定位置貫通；

兩個開挖面相向開挖，在預(yù)定位置挖通稱為貫通。貫通后，由兩端分別引進的線路中線，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的精度正確銜接。洞外總體控制作為指導(dǎo)隧道施工的測量工作，在隧道開挖前一般要建立具有必要精度的、獨立的隧道洞外施工控制網(wǎng)，作為引測進洞的依據(jù)；對于較短的隧道，可不必單獨建立洞外施工控制網(wǎng)，而以經(jīng)隧道施工復(fù)測、調(diào)整后并確認的洞外線路中線控制樁為引測進洞的依據(jù)。三、隧道施工測量的特點2.洞內(nèi)分級控制洞內(nèi)控制點控制正式中線點（正式中線點是洞內(nèi)襯砌和洞內(nèi)建筑物施工放樣的依據(jù)），正式中線點控制臨時中線點；臨時中線點控制掘進方向。

洞內(nèi)高程控制與平面相仿，臨時水準點控制開挖面的高低，正式水準點控制洞內(nèi)襯砌和洞內(nèi)建筑物的高程位置。對于采用全斷面開挖法開挖的隧道，其測量過程與先挖導(dǎo)坑后擴大成型開挖的隧道基本一樣，不同的是對臨時中線點、臨時水準點的測設(shè)精度要求較高，或者是直接測設(shè)正式中線點、正式水準點。3.開挖方法影響測量方式先導(dǎo)坑后擴大成型法對隧道的位置還有一定的糾正余地，隧道施工測量可先粗后精；全斷面開挖法一次成型，隧道施工測量必須一次到位。4.隧道施工的特殊環(huán)境對控制點布設(shè)提出特殊要求隧道貫通前，洞內(nèi)平面控制測量只能采用支導(dǎo)線的形式，測量誤差隨著開挖的延伸而積累。洞外控制網(wǎng)和洞內(nèi)施工控制測量應(yīng)保證必要的精度。控制點應(yīng)設(shè)置在不易被破壞的位置處。四、隧道施工測量的主要內(nèi)容

洞外平面控制測量；

洞外高程控制測量；

洞內(nèi)平面控制測量；

洞內(nèi)高程控制測量；

進洞測量；

洞內(nèi)中線測設(shè)；

貫通誤差調(diào)整；

竣工測量?！?-2隧道貫通誤差一、貫通誤差及其對隧道貫通的影響

相向開挖的兩條施工中線上，具有貫通面里程的中線點不重合，兩點連線的空間線段稱為貫通誤差。實際的貫通誤差只有在貫通后才能確定！貫通面1.貫通誤差的分類貫通誤差在水平面上的正射投影稱為平面貫通誤差；在鉛垂面上的正射投影稱為高程貫通誤差，簡稱高程誤差。貫通面平面貫通誤差在水平面內(nèi)可分解為兩個分量：

與貫通面平行的分量，稱為橫向貫通誤差，簡稱橫向誤差；與貫通面垂直的分量，稱為縱向貫通誤差，簡稱縱向誤差。貫通面2.貫通誤差對隧道貫通的影響高程誤差主要影響線路坡度?？v向誤差影響隧道中線的長度和線路的設(shè)計坡度。橫向誤差影響線路方向，如果超過一定的范圍，就會引起隧道幾何形狀的改變，甚至造成侵入建筑限界而迫使大段襯砌拆除重建，既給工程造成重大經(jīng)濟損失又延誤了工期。因此，必須對橫向誤差加以限制。3.橫向誤差和高程誤差的限差兩開挖洞口間長度（km）＜44~88~1010~1313~1717~20橫向貫通誤差（mm）100150200300400500高程貫通誤差（mm）±504.影響貫通誤差的主要因素及其分解由于洞外控制測量、洞內(nèi)外聯(lián)系測量、洞內(nèi)控制測量和洞內(nèi)中線放樣等項誤差的共同影響。一般將洞外平面控制測量的誤差做為影響隧道橫向貫通誤差的一個獨立的因素，將兩相向開挖的洞內(nèi)導(dǎo)線測量的誤差各為一個獨立的因素，按照等影響原則確定相應(yīng)的橫向貫通誤差。高程控制測量中，洞內(nèi)、洞外高程測量的誤差對高程貫通誤差的影響，按相等原則分配。5.控制測量對貫通精度影響的限值測量部位橫向中誤差（mm）高程中誤差mm相鄰兩開挖洞口間長度（km）＜44~88~1010~1313~1717~20洞外30456090120150±18洞內(nèi)406080120160200±17洞外、洞內(nèi)總影響5075100150200250±25二、貫通誤差估算1.導(dǎo)線測量誤差對橫向貫通精度的影響（mm）

測角誤差的影響設(shè)RX為導(dǎo)線環(huán)在隧道兩洞口連線的一列邊上的各點至貫通面的垂直距離（m），則導(dǎo)線的測角中誤差m（″）對橫向貫通中誤差的影響為：貫通誤差估算的方法因控制網(wǎng)的形式不同而異RX1RX2RX3RX4RX5RX6RX7RX812345678（mm）xy貫通面測距三誤差三的影三響設(shè)導(dǎo)三線環(huán)三在鄰三近隧三道兩三洞口三連線三的一三列測三邊上三的各三邊對三貫通三面上三的投三影長三度為dy(m三)，導(dǎo)三線邊三長測三量的三相對三中誤三差為ml/三l，則三由于三測距三誤差三對貫三通面三上橫三向中三誤差三的影三響為三：dy2dy412345678dy1貫通面dy5dy7受角三度測三量誤三差和三距離三測量三誤差三的共三同影三響，三導(dǎo)線三測量三誤差三對貫三通面三上橫三向貫三通中三誤差三的影三響為三：方法1.按照三嚴密三公式三計算(公式三與方三法見《新建三鐵路三測量三規(guī)范三（條三文說三明）》)2.三角三測量三誤差三對橫三向貫三通精三度的三影響三估算12345678方法2.按導(dǎo)三線估三算（三偏于三安全三，目三前不三提倡三）3.高程三控制三測量三對高三程貫三通誤三差的三影響三估算在貫三通面三上，三受洞三外或三洞內(nèi)三高程三控制三測量三誤差三影響三而產(chǎn)三生的三高程三中誤三差為三：式中三，M為每三千米三水準三測量三的偶三然中三誤差三，以mm計；L為洞三外或三洞內(nèi)三兩開三挖洞三口間三高程三路線三長度三的公三里數(shù)三。算三例［例7-三1］某三鐵路三隧道三為直三線隧三道，三設(shè)計三長度三為L=三11三36三.三29三m，洞三外平三面控三制設(shè)三計為三單導(dǎo)三線，三其布三設(shè)如三圖。三試確三定測三量等三級并三判定三該設(shè)三計方三案能三否滿三足貫三通的三精度三要求三。（1）圖三解相三關(guān)數(shù)三據(jù)A、F為導(dǎo)三線的三始、三終點三，亦三為隧三道洞三口控三制點三。以洞三外導(dǎo)三線的三始點A做為三坐標三系原三點，三以隧三道中三線按三里程三增加三方向三為X軸正三向，三建立三測量三坐標三系。三在地三形圖三上，三各導(dǎo)三線點A、B、C、D、E、F在貫三通面三方向三上的三垂足三分別三為A′、B′，C′、D′、E′、F′，量三算出三各導(dǎo)三線點三的垂三距RX及各三導(dǎo)線三邊在三貫通三面方三向上三的投三影長三度dy，其三結(jié)果三于表7-三3中。［解三］（2）確三定隧三道洞三外平三面控三制測三量等三級本例三隧道三長度三小于2三km，根三據(jù)表7-三5洞外三導(dǎo)線三測量三適用三長度三知，三洞外三導(dǎo)線三可布三設(shè)為三五等三，即導(dǎo)線三測角三中誤三差為mβ=±三4.三0″，邊長三相對三中誤三差為ml/l=1三/2三00三00。（3）估三算洞三外導(dǎo)三線測三量誤三差對三貫通三的影三響洞外三導(dǎo)線三測量三誤差三對貫三通的三影響三列表三計算三如下表7-三3洞外三導(dǎo)線三測量三誤差三對橫三向貫三通影三響各導(dǎo)線點至貫通面的垂距RX各導(dǎo)線邊在貫通面方向的投影長度dy點名RX（m）RX2（m2）導(dǎo)線邊dy（m）dy2（m2）B400160000A~B14019600C15025500B~C401600D25062500C~D16025600E480230400D~E704900E~F13016900∑475400∑68600=±13.4（mm）=±13.1（mm）=±18.7（mm）洞外三導(dǎo)線三測量三中誤三差對三隧道三的影三響預(yù)三計是18三.7三mm，其三允許三值是30三mm，顯三然該三洞外三導(dǎo)線三測量三設(shè)計三可行三。注意三：計算三洞外三導(dǎo)線三測角三誤差三影響三值時三，不三應(yīng)計三入始三、終三點（三即洞三口控三制樁三）。三但在三引入三洞內(nèi)三導(dǎo)線三時，三兩洞三口控三制樁三上需三測角三，故三其測三角誤三差應(yīng)三計入三洞內(nèi)三的測三量誤三差?！?三-3隧道三洞外三控制三測量直線三隧道三長度三大于10三00三m，曲三線隧三道長三度大三于50三0三m，均三應(yīng)根三據(jù)橫三向貫三通精三度要三求進三行隧三道平三面控三制測三量設(shè)三計。兩相三鄰開三挖洞三口（三包括三橫洞三口、三斜井三口）三高程三路線三長度三大于50三00三m，應(yīng)三根據(jù)三高程三貫通三精度三要求三進行三隧道三高程三控制三測量三設(shè)計三。一、三洞外三平面三控制三測量對于三直線三隧道三，洞三外平三面控三制測三量的三目的三主要三是獲三取兩三端洞三口較三為精三確的三點的三平面三位置三和引三測進三洞的三方向三；對于三曲線三隧道三，洞三外平三面控三制測三量除三具有三與直三線隧三道相三同的三目的三外，三還在三于間三接求三算隧三道所三在曲三線的三轉(zhuǎn)向三角及三兩端三洞口三控制三樁與三交點三的相三對位三置，三進而三按設(shè)三計選三配的三圓曲三線半三徑和三緩和三曲線三長重三新確三定隧三道中三線的三位置三。1.中線三法中線三法一三般只三能用三于短三于10三00三m的直三線隧三道和三短于50三0三m的曲三線隧三道的三洞外三平面三控制三。建立三洞外三平面三控制三的常三用的三方法三有：三中線三法、三精密三導(dǎo)線三法、三三角三網(wǎng)和GP三S網(wǎng)等三。先將三洞內(nèi)三線路三中線三點的三平面三位置三測設(shè)三于地三面，三經(jīng)檢三核確三認該三段中三線與三兩端三相鄰三線路三中線三能夠三正確三銜接三后，三方可三以此三作為三依據(jù)三，進三行引三測進三洞和三洞內(nèi)三中線三測設(shè)三。2.精密三導(dǎo)線三法導(dǎo)線三最短三邊長三不應(yīng)三小于30三0m，相三鄰邊三長的三比不三應(yīng)小三于1：3，并三盡量三采用三長邊三，以三減小三測角三誤差三對導(dǎo)三線橫三向誤三差的三影響三。用導(dǎo)三線方三式建三立隧三道洞三外平三面控三制時三，導(dǎo)三線點三應(yīng)沿三兩端三洞口三的連三線布三設(shè)。導(dǎo)線三點的三位置三應(yīng)根三據(jù)隧三道的三長度三和輔三助坑三道的三數(shù)量三及分三布情三況，三并結(jié)三合地三形條三件和三儀器三測程三選擇三。導(dǎo)線三的水三平角三一般三采用三方向三觀測三法。三當水三平角三只有三兩個三方向三時，三可按三奇數(shù)三和偶三數(shù)測三回分三別觀三測導(dǎo)三線的三左角三和右三角，三這樣三可以三檢查三出測三角儀三器的三帶動三誤差三，數(shù)三據(jù)處三理時三可以三較大三程度三地消三除此三項誤三差的三影響三。導(dǎo)線三的內(nèi)三業(yè)計三算一三般采三用嚴三密平三差法三，對三于四三、五三等導(dǎo)三線也三可采三用近三似平三差計三算隧道三洞外三導(dǎo)線三應(yīng)組三成閉三合環(huán)三，一三個控三制網(wǎng)三中導(dǎo)三線環(huán)三的個三數(shù)應(yīng)三不少三于4個；三每個三環(huán)的三邊數(shù)三約為4~三6條，三應(yīng)盡三可能三將兩三端洞三口控三制點三納入三到導(dǎo)三線網(wǎng)三中。3.三角三網(wǎng)法三角三測量三建立三隧道三洞外三平面三控制三時，三一般三是布三設(shè)成三單三三角鎖三的形三式。對于三直線三隧道三，一三排三三角點三應(yīng)盡三量沿三線路三中線三布設(shè)三。條三件許三可時三，可三將線三路中三線做三為三三角鎖三的一三條基三本邊三，布三設(shè)為三直伸三三角三鎖。三以減三小邊三長誤三差對三橫向三貫通三的影三響。對于三曲線三隧道三，應(yīng)三盡量三沿著三兩洞三口的三連線三方向三布設(shè)三，以三減弱三邊長三誤差三對橫三向貫三通的三影響三。二、三洞外三高程三控制三測量洞外三高程三控制三測量三的任三務(wù)，三是按三照測三量設(shè)三計中三規(guī)定三的精三度要三求，三以洞三口附三近一三個線三路定三測點三的高三程為三起算三高程三，測三量并三傳算三到隧三道另三一端三洞口三與另三一個三定測三高程三點閉三合。閉合三的高三程差三應(yīng)設(shè)三斷高三，或三推算三到路三基段三調(diào)整三。這三樣，三既使三整座三隧道三具有三統(tǒng)一三的高三程系三統(tǒng)，三又使三之與三相鄰三線路三正確三銜接三，從三而保三證隧三道按三規(guī)定三精度三在高三程方三面正三確貫三通，三保證三各項三建筑三物在三高程三方面三按規(guī)三定限三界修三建。洞外三高程三測量三的等三級劃三分隧道三高程三控制三測量三一般三采用三水淮三測量三，對三于四三、五三等高三程控三制測三量也三可采三用光三電測三距三三角高三程測三量。高程三控制三測量三誤差三對高三程貫三通精三度的三影響受洞三外或三洞內(nèi)三高程三控制三測量三的誤三差影三響，三貫通三面上三所產(chǎn)三生的三高程三中誤三差按三下式三估算三：式中三：mΔ為每三千米三水準三測量三高差三中數(shù)三的偶三然中三誤差三，以mm計；L為洞三外或三洞內(nèi)三兩開三挖洞三口間三水準三路線三長度三，以km計。每千三米水三準測三量高三差中三數(shù)的三偶然三中誤三差計三算[例7—三2]某鐵三路直三線隧三道，三設(shè)計三長度三為52三46三m，分三別由三兩端三洞口三相向三開挖三。兩三端洞三口分三別埋三設(shè)四三個水三準點三：BM三23、BM三23－1和BM三24、BM三24－1，其三中BM三23和BM三24為定三測線三路水三準點三。洞三外高三程控三制測三量設(shè)三計為三四等三水準三測量三，布三設(shè)六三個臨三時水三準點三。各三測段三水準三路線三長度三、往三返測三高差三觀測三值及三高程三計算三列于三表中三，試三計算三每千三米水三準測三量高三差中三數(shù)的三偶然三中誤三差mΔ，并三估算mΔh。表7—11往返三測高三差觀三測值三及高三程計三算每千三米水三準測三量高三差中三數(shù)的三偶然三中誤三差計三算高程三貫通三中誤三差為三：可見三，該三項洞三外高三程控三制測三量對三貫通三面上三所產(chǎn)三生的三高程三貫通三中誤三差的三影響三滿足三精度三要求三?！?三-4進洞三關(guān)系三計算三和進三洞測三量控制三測量三確認三了隧三道兩三端線三路中三線控三制樁三與洞三外平三面控三制點三的相三對位三置關(guān)三系。根據(jù)三洞外三控制三測量三成果三，計三算由三洞外三控制三點引三測進三洞測三設(shè)數(shù)三據(jù)，三據(jù)此三指導(dǎo)三隧道三的進三洞及三洞內(nèi)三開挖三，稱三為進三洞關(guān)三系計三算三。進洞三關(guān)系三計算三和進三洞測三量的三主要三任務(wù)1.確定三隧道三中線三與平三面控三制網(wǎng)三之間三的關(guān)三系；2.在洞三內(nèi)控三制建三立之三前，三指導(dǎo)三中線三進洞三和洞三內(nèi)開三挖。隧道三進洞三測設(shè)三的主三要方三法——極坐三標法將隧三道的三中線三控制三樁納三入洞三外平三面控三制網(wǎng)三，控三制測三量完三成后三，即三可求三得它三們的三精確三坐標三。根三據(jù)這三些點三的坐三標和三洞口三（或三洞內(nèi)三）中三線點三的坐三標，三反算三出極三坐標三法的三放樣三數(shù)據(jù)三，進三而現(xiàn)三場測三設(shè)。ABCD§7三-5隧道三洞內(nèi)三控制三測量洞內(nèi)三控制三測量三起始三于兩三端洞三口處三的洞三外控三制點三，隨三著隧三道的三開挖三而向三前延三伸。因此三，只三能敷三設(shè)成三支線三形式三，其三形狀三完全三取決三于隧三道的三形狀三；只能三用重三復(fù)觀三測的三方法三進行三檢核三。一、三洞內(nèi)三平面三控制三測量洞內(nèi)三平面三控制三通常三有兩三種形三式，三即中三線形三式和三導(dǎo)線三形式三。中線三形式三就是三以定三測精三度或三稍高三于定三測精三度，三在洞三內(nèi)按三中線三測量三的方三法測三設(shè)隧三道中三線。三這種三方法三只適三用于三短隧三道。洞內(nèi)三導(dǎo)線三主要三有以三下幾三種形三式：1.單導(dǎo)三線2.導(dǎo)線三環(huán)3.主副三導(dǎo)線三環(huán)4.交叉三導(dǎo)線5.旁點三導(dǎo)線洞內(nèi)三導(dǎo)線三應(yīng)注三意的三問題導(dǎo)線三點應(yīng)三盡量三布設(shè)三在施三工干三擾小三、通三視良三好、三地層三穩(wěn)固三的地三方；點間三視線三應(yīng)離三開洞三內(nèi)設(shè)三施0.三2三m以上三；導(dǎo)線三的邊三長在三直線三地段三不宜三短于20三0m，在三曲線三地段三不宜三短于70三m，并三盡量三選擇三長邊三和接三近等三邊；導(dǎo)線三點應(yīng)三埋于三坑道三底板三面以三下10三~2三0c三m，上三面蓋三鐵板三以保三護樁三面及三標志三中心三不受三損壞三，為三便于三尋找三，應(yīng)三在邊三墻上三用紅三油漆三預(yù)以三標注三；采用三雙照三準法三測角三，測三回間三要重三新對三中儀三器和三覘標三，以三減小三對中三誤差三和對三點誤三差的三影響三；由洞三外引三向洞三內(nèi)的三