高速鐵路長大隧道和特大跨河橋施工控制網(wǎng)測量

高速鐵路長大隧道(suìdào)和特大跨河橋施工控制網(wǎng)測量武漢大學(xué)測繪(cèhuì)學(xué)院潘正風(fēng)共二十七頁建立長大隧道施工(shīgōng)控制網(wǎng)當(dāng)線路平面控制網(wǎng)(CPI、CPⅡ)精度滿足隧道平面控制測量要求時，應(yīng)在線路平面控制網(wǎng)基礎(chǔ)(jīchǔ)上擴(kuò)展加密，建立隧道平面控制網(wǎng)。當(dāng)線路平面控制網(wǎng)精度不能滿足隧道平面控制測量要求時，應(yīng)建立隧道獨(dú)立平面控制網(wǎng)，并與隧道洞口附近線路平面控制點(diǎn)聯(lián)測。

隧道平面控制網(wǎng)應(yīng)按施工進(jìn)度定期復(fù)測。應(yīng)不少于三次（測設(shè)進(jìn)洞第一條邊后、測設(shè)最末一條邊前及兩次測量中間各測量一次）。共二十七頁隧道洞外GPS平面控制(kòngzhì)測量測量等級適用長度（km)洞口聯(lián)系邊方向中誤差（″）邊長相對中誤差一6～201.01/250000二4～61.31/180000三<41.71/100000共二十七頁隧道洞外高程(gāochéng)控制測量測量等級兩開挖洞口間高程線路長度（km)二﹥36三13～36共二十七頁建立隧道平面(píngmiàn)控制網(wǎng)漢十城際鐵路大于6km的長大隧道有：谷城隧道，全長8470m；武當(dāng)山隧道群（包括肖家溝、胡家、鐵家溝三座隧道及水磨河大橋、劍河中橋），總長9000m；余家山隧道，全長10125m。洞外平面控制網(wǎng)需建立一等GPS獨(dú)立平面控制網(wǎng)。其余隧道可在線路(xiànlù)平面控制網(wǎng)基礎(chǔ)上擴(kuò)展加密，建立隧道平面控制網(wǎng)。洞外高程控制測量按線路(xiànlù)水準(zhǔn)基點(diǎn)等級要求進(jìn)行施測。共二十七頁隧道(suìdào)洞口控制點(diǎn)布設(shè)每個洞口平面控制點(diǎn)布設(shè)不應(yīng)少于3個，水準(zhǔn)點(diǎn)不少于2個。用于向洞內(nèi)傳遞方向的洞外聯(lián)系邊不宜短于500m。如邊長小于500m應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對中觀測墩。相鄰(xiānɡlín)洞口的GPS控制點(diǎn)應(yīng)同步觀測。洞口平面控制點(diǎn)應(yīng)便于向洞內(nèi)引測導(dǎo)線。共二十七頁洞內(nèi)控制(kòngzhì)測量洞內(nèi)控制網(wǎng)布設(shè)(bù shè)支線，平面控制采用全站儀導(dǎo)線測量，導(dǎo)線邊長一般為200～300m。長隧道宜布設(shè)成交叉雙導(dǎo)線、四邊形導(dǎo)線形式。導(dǎo)線洞口測站觀測宜在夜間或陰天進(jìn)行。洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)隨施工進(jìn)度分期布設(shè)，建立新一期導(dǎo)線前，應(yīng)檢測原有控制點(diǎn)。高程控制采用幾何水準(zhǔn)測量往返觀測，高程控制點(diǎn)每隔200～500m設(shè)置一對。建立新一期高程控制點(diǎn)前，應(yīng)檢測起算高程點(diǎn)。共二十七頁洞內(nèi)導(dǎo)線(dǎoxiàn)測量要求測量等級適用長度（km)測角中誤差（″）邊長相對中誤差二9～201.01/100000隧道二等6～91.31/100000三3～61.81/50000共二十七頁洞內(nèi)水準(zhǔn)測量要求(yāoqiú)測量等級兩開挖洞口間高程線路長度（km）每千米高程測量偶然中誤差（mm）二﹥32≤1.0三11～32≤3.0共二十七頁自動(zìdòng)全站儀自動全站儀是一種能自動識別、照準(zhǔn)和跟蹤反射棱鏡的一種全站儀，又稱為(chēnɡwéi)測量機(jī)器人。自動照準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行測量的基本原理是：儀器向目標(biāo)發(fā)射激光束，經(jīng)反射棱鏡返回，并被儀器中的CCD相機(jī)接收，從而計算出反射光點(diǎn)中心位置，最后啟動馬達(dá)，驅(qū)動全站儀轉(zhuǎn)向棱鏡，自動精確照準(zhǔn)目標(biāo)。共二十七頁自動(zìdòng)全站儀自動目標(biāo)識別（ATR）需要一塊反射棱鏡配合進(jìn)行目標(biāo)識別，因此ATR的角度(jiǎodù)測量和距離測量同時進(jìn)行。共二十七頁氣象(qìxiàng)改正光的傳播速度受大氣狀態(tài)（溫度、氣壓、濕度）的影響。儀器制造時只能選取某個大氣狀態(tài)（假定大氣狀態(tài)）來定出調(diào)制光的波長，而實(shí)際測距時的大氣狀態(tài)一般不會與假定狀態(tài)相同，因而使測尺長度發(fā)生變化，使得測距成果中含有系統(tǒng)誤差，所以必須加氣象改正。在一般氣象條件下，對于1km的距離，溫度變化1o

所產(chǎn)生(chǎnshēng)的測距誤差為0.95mm；氣壓變化1hPa所產(chǎn)生的測距誤差為

0.27mm。共二十七頁測距儀加常數(shù)的簡易(jiǎnyì)測定測距儀的加常數(shù)是由于測距儀的距離起算中心與儀器的安置中心不一致(yīzhì)，以及反射鏡等效反射面與反射鏡安置中心不一致，使儀器測得距離與所要測定的實(shí)際距離之差。共二十七頁導(dǎo)線(dǎoxiàn)測量原理從一個已知控制點(diǎn)出發(fā)(chūfā)，通過觀測導(dǎo)線邊的邊長和轉(zhuǎn)折角，根據(jù)起算數(shù)據(jù)和觀測值逐一推算導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)，即為導(dǎo)線測量。在隧道洞內(nèi)的控制測量中常采用雙導(dǎo)線和四邊形導(dǎo)線。共二十七頁自由(zìyóu)設(shè)站法原理自由設(shè)站法是在待定控制點(diǎn)上設(shè)站，向多個已知控制點(diǎn)觀測方向和距離，并按間接平差方法計算待定點(diǎn)坐標(biāo)(zuòbiāo)的一種控制測量方法。共二十七頁自由(zìyóu)設(shè)站法的點(diǎn)位誤差自由設(shè)站觀測的一組已知控制點(diǎn)，其點(diǎn)位誤差包含著系統(tǒng)誤差和相鄰點(diǎn)的相對誤差。一組已知控制點(diǎn)的系統(tǒng)點(diǎn)位誤差使自由設(shè)站點(diǎn)產(chǎn)生相同的點(diǎn)位位移；而一組已知控制點(diǎn)的相對(xiāngduì)點(diǎn)位誤差對自由設(shè)站點(diǎn)點(diǎn)位誤差的影響是各已知控制點(diǎn)相對點(diǎn)位誤差的加權(quán)平均值，在一定范圍內(nèi)隨觀測的已知控制點(diǎn)數(shù)目增多，則對自由設(shè)站點(diǎn)點(diǎn)位誤差的影響減小。共二十七頁自由(zìyóu)設(shè)站法的定向誤差自由設(shè)站法不僅確定了自由設(shè)站測站點(diǎn)的坐標(biāo)，還確定了測角儀器水平度盤的方位，其定向的精度也高于在已知點(diǎn)上設(shè)站用一個(yīɡè)已知控制點(diǎn)定向的精度。當(dāng)自由設(shè)站時觀測的已知控制點(diǎn)數(shù)目增多，其定向的精度也會更高。共二十七頁自由(zìyóu)設(shè)站導(dǎo)線測量法高速鐵路軌道平面控制網(wǎng)的測量原理是自由設(shè)站導(dǎo)線(dǎoxiàn)測量，屬于導(dǎo)線(dǎoxiàn)測量方法，嚴(yán)格來說，是由多條導(dǎo)線（2、4條）通過自由設(shè)站組合在一起，導(dǎo)線的平均邊長為相鄰自由設(shè)站點(diǎn)之間的距離。自由設(shè)站導(dǎo)線最弱點(diǎn)的橫向誤差較單一導(dǎo)線測量要小，導(dǎo)線點(diǎn)間具有較高的相對點(diǎn)位精度。

共二十七頁單側(cè)自由(zìyóu)設(shè)站導(dǎo)線測量這種自由(zìyóu)設(shè)站導(dǎo)線測量平面控制網(wǎng)，由自由(zìyóu)設(shè)站點(diǎn)按極坐標(biāo)方法推算坐標(biāo)的新點(diǎn)是2個，相當(dāng)于觀測了2個新導(dǎo)線點(diǎn)。共二十七頁測有連接(liánjiē)角的自由設(shè)站導(dǎo)線測量起始端需要有兩個已知控制點(diǎn)，可以(kěyǐ)和導(dǎo)線測量一樣，構(gòu)成測有連接角的自由設(shè)站導(dǎo)線，如果在自由設(shè)站導(dǎo)線兩端測有連接角，則可以構(gòu)成附合自由設(shè)站導(dǎo)線。測有連接角的自由設(shè)站導(dǎo)線測量可用于隧道貫通測量中，在隧道貫通后可構(gòu)成附合自由設(shè)站導(dǎo)線測量。共二十七頁隧道(suìdào)洞內(nèi)導(dǎo)線CPⅡ和CPⅢ共網(wǎng)在高速鐵路隧道軌道控制網(wǎng)測量中，可布設(shè)CPⅡ和CPⅢ共網(wǎng)。CPⅡ網(wǎng)自由設(shè)站測站點(diǎn)上最多觀測(guāncè)8個方向，相鄰測站點(diǎn)間距離200-300m，最大觀測距離不超過500m。共二十七頁建立特大跨河橋(héqiáo)施工控制網(wǎng)橋涵測量應(yīng)在線路控制網(wǎng)（CPI、CPⅡ和線路水準(zhǔn)基點(diǎn)）基礎(chǔ)上進(jìn)行。復(fù)雜特大橋應(yīng)建立獨(dú)立的施工測量平面、高程控制網(wǎng)。漢十城際鐵路崔家營漢江特大橋，跨漢江航道擬采用連續(xù)(liánxù)剛構(gòu)拱橋，主橋長870m。安陸府河特大橋，跨府河航道采用連續(xù)梁拱橋，主橋長381.5m。對這兩座跨河特大橋宜建立獨(dú)立的橋梁施工測量平面、高程控制網(wǎng)。共二十七頁建立(jiànlì)特大跨河橋施工控制網(wǎng)橋梁施工平面控制網(wǎng)可選用二等GPS測量，在橋軸線上和兩側(cè)應(yīng)布設(shè)控制點(diǎn)，必須有足夠的多余觀測，并采用全站儀對控制網(wǎng)進(jìn)行檢測。施工控制點(diǎn)宜埋設(shè)強(qiáng)制歸心觀測墩。高程控制網(wǎng)應(yīng)采用二等水準(zhǔn)測量，跨河線路有條件時可短距離繞行，或進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測量。橋梁施工控制網(wǎng)應(yīng)滿足連續(xù)梁在施工中變形監(jiān)測的要求。施工期間應(yīng)對(yìngduì)控制網(wǎng)進(jìn)行定期或不定期復(fù)測。共二十七頁沉降監(jiān)測基準(zhǔn)(jīzhǔn)網(wǎng)的測量每個獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)設(shè)置不少于3個固可靠(kěkào)的基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)的間距不宜大于1km?；鶞?zhǔn)網(wǎng)由基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成。滿足埋設(shè)要求、穩(wěn)固的CPⅠ、CPⅡ及水準(zhǔn)基點(diǎn)可作為基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)應(yīng)提前埋設(shè)。獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)按二等水準(zhǔn)施測，構(gòu)成閉合環(huán)。每個獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)沿線路長度約8～10km。共二十七頁重點(diǎn)工程(gōngchéng)測量控制網(wǎng)

的第三方檢測為了確保長大隧道、特大跨河橋控制網(wǎng)測量精度，使各構(gòu)筑物定位滿足設(shè)計條件，避免因測量中的某種疏忽，給工程造成損失。建設(shè)單位應(yīng)委托專業(yè)(zhuānyè)的第三方檢測單位進(jìn)行平行檢測。各施工單位對關(guān)鍵性的測量，應(yīng)在測量期間停止對測量精度有嚴(yán)重干擾的施工工作。共二十七頁謝謝(xièxie)大家!共二十七頁內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)高速鐵路長大(chá