《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 第十三章隧洞施工测量 Unit 13 Construction and measuring in hollows 西安理工大学工程管理系马斌 Project Management Department of XI'An University of Technology Ma Bin 2005年1月22日 22.1.2005 场士子 XI'An University of Technology
第十三章 隧洞施工测量 Unit 13 Construction and measuring in hollows 西安理工大学工程管理系 马 斌 Project Management Department of XI’An University of Technology Ma Bin 2005年1月22日 22.1.2005
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 概述 Summarize 洞外控制测量 Measuring and domination outside m隧洞掘进中的测量工作 Measuring work while digging m竖井和旁洞的测量 Measuring silo and hollow 场士子 XI'An University of Technology
概述 Summarize 洞外控制测量 Measuring and domination outside 隧洞掘进中的测量工作 Measuring work while digging 竖井和旁洞的测量 Measuring silo and hollow
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 §13.1概述 ●●● ●●●● §13.1 summarize 在水利工程建设中,为了施工导流、引 水发电、或修渠灌溉,常常要修建隧洞。本 章将介绍中小型隧洞施工测量的基本方法。 隧洞施工测量与隧洞的结构型式、施工 方法有着密切的联系,一般情况下隧洞多由 两端相向开挖,有时为了增加工作面还在隧 洞中心线上增开竖井,或在适当的地方向中 心线开挖平洞或斜洞(图13-1),这就需要严 格控制开挖方向和高程,保证隧洞的正确贯 通。所以,隧洞施工测量的任务是:标定隧 (b) 洞中心线,定出掘进中线的方向和坡度,保 证按设计要求贯通,同时还要控制掘进的断 图3-1竖井、旁洞示意图 面形状,使其符合设计尺寸。 XI'An University of Technology
§13.1 概述 §13.1 summarize 在水利工程建设中，为了施工导流、引 水发电、或修渠灌溉，常常要修建隧洞。本 章将介绍中小型隧洞施工测量的基本方法。 隧洞施工测量与隧洞的结构型式、施工 方法有着密切的联系，一般情况下隧洞多由 两端相向开挖，有时为了增加工作面还在隧 洞中心线上增开竖井，或在适当的地方向中 心线开挖平洞或斜洞（图13-1)，这就需要严 格控制开挖方向和高程，保证隧洞的正确贯 通。所以，隧洞施工测量的任务是：标定隧 洞中心线，定出掘进中线的方向和坡度，保 证按设计要求贯通，同时还要控制掘进的断 面形状，使其符合设计尺寸
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● §13.2洞外控制测量 ●●●● 313.2 Measuring and domination outside 地面控制测量 (一)平面控制 隧洞平面控制网可以采用三角锁或导线的形式,但水利工程中 的隧洞一般位于山岭地区,故多采用三角锁的形式。当具有电磁波 测距仪时,也可采用电磁波测距导线作为平面控制。如果有测图控 制网能满足施工要求,应尽量加以检核使用。坝轴线的两端点 在现场标定后,应用永久性标志标明。为了防止施工时端点被破坏, 应将坝轴线的端点延长到两面山坡上。 1.三角测量 敷设三角锁时应考虑将隧洞中线上的主要中线点包括在锁内 尽可能在各洞口附近布置有三角点,以便施工放样,并力求将洞口、 转折点等选为三角点,以便减小计算工作量提高放样精度 XI'An University of Technology
§13.2 洞外控制测量 §13.2 Measuring and domination outside 一、地面控制测量 （一）平面控制 隧洞平面控制网可以采用三角锁或导线的形式，但水利工程中 的隧洞一般位于山岭地区，故多采用三角锁的形式。当具有电磁波 测距仪时，也可采用电磁波测距导线作为平面控制。如果有测图控 制网能满足施工要求，应尽量加以检核使用。 坝轴线的两端点 在现场标定后，应用永久性标志标明。为了防止施工时端点被破坏， 应将坝轴线的端点延长到两面山坡上。 1．三角测量 敷设三角锁时应考虑将隧洞中线上的主要中线点包括在锁内， 尽可能在各洞口附近布置有三角点，以便施工放样，并力求将洞口、 转折点等选为三角点，以便减小计算工作量提高放样精度
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 2导线测量 采用导线作为平面控制时,其距离丈量相对误差不得大于1/5000, 角度用DJ6经纬仪测一测回或DJ经纬仪测两测回,角度闭合差不应超 过士24n.(n为角的个数)。导线的相对闭合差不应大于150000 (二)高程控制 为了保证隧洞在竖直面内正确贯通,将高程从洞口及竖井传递到隧 洞中去,以控制开挖坡度和高程,必须在地面上沿隧洞路线布设水准 网。一般用三、四等水准测量施测,可以达到高程贯通误差容许值为 士50mm的要求。 建立水准网时,基本水准点应布设在开挖爆破区域以外地基比较 稳固的地方。作业水准点可布置在洞口与竖井附近,每一洞口要埋设 两个以上的水准点。 XI'An University of Technology
2.导线测量 采用导线作为平面控制时，其距离丈量相对误差不得大于1/5000， 角度用DJ6经纬仪测一测回或DJ‘经纬仪测两测回，角度闭合差不应超 过士24″√n．（n为角的个数）。导线的相对闭合差不应大于1/50000 （二）高程控制 为了保证隧洞在竖直面内正确贯通，将高程从洞口及竖井传递到隧 洞中去，以控制开挖坡度和高程，必须在地面上沿隧洞路线布设水准 网。一般用三、四等水准测量施测，可以达到高程贯通误差容许值为 士50m m的要求。 建立水准网时，基本水准点应布设在开挖爆破区域以外地基比较 稳固的地方。作业水准点可布置在洞口与竖井附近，每一洞口要埋设 两个以上的水准点
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 隧洞洞口位里与中线掘进方向的确定 ●●● ●●●● 在地面上确定洞口位置及中线掘进方向的测量工作称为洞外定线测 量,它是在控制测量的基础上,根据控制点与图上设计的隧洞中线转 折点、进出口等的坐标,计算出隧洞中线的放样数据,在实地将洞口 位置和中线方向标定出来,这种方法可称为解析法定线测量。另外, 当隧洞很短,没有布设控制网时,则在实地直接选定洞口位置,并标 定中线掘进方向,这种方法称直接定线测量。现分述如下。 (一)直接定线测量 对于较短的隧洞,可在现场直接选定洞口位置,然后用经纬仪按 正倒镜定直线的方法标定隧洞中心线掘进方向,并求出隧洞的长度。 如图13-2所示,A、B两点为现场选定的洞口位置,且两点互不通视, 欲标定隧洞中心线,首先约在AB的连线上初选一点C,将经纬仪安置 在C点上,瞄准A点,倒转望远镜,在Ac的延长线上定出D点,为了 提高定线精度可用盘左盘右观测取平均,作为D点的位置;然后搬仪 器至D点,同法在洞口定出B点,图13-2隧洞直接定线示意图。 XI'An University of Technology
二、隧洞洞口位里与中线掘进方向的确定 在地面上确定洞口位置及中线掘进方向的测量工作称为洞外定线测 量，它是在控制测量的基础上，根据控制点与图上设计的隧洞中线转 折点、进出口等的坐标，计算出隧洞中线的放样数据，在实地将洞口 位置和中线方向标定出来，这种方法可称为解析法定线测量。另外， 当隧洞很短，没有布设控制网时，则在实地直接选定洞口位置，并标 定中线掘进方向，这种方法称直接定线测量。现分述如下。 （一）直接定线测量 对于较短的隧洞，可在现场直接选定洞口位置，然后用经纬仪按 正倒镜定直线的方法标定隧洞中心线掘进方向，并求出隧洞的长度。 如图13-2所示，A、B两点为现场选定的洞口位置，且两点互不通视， 欲标定隧洞中心线，首先约在AB的连线上初选一点C‘，将经纬仪安置 在C’点上，瞄准A点，倒转望远镜，在AC‘的延长线上定出D‘点，为了 提高定线精度可用盘左盘右观测取平均，作为D’点的位置；然后搬仪 器至D‘点，同法在洞口定出B’点，图13-2隧洞直接定线示意图
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● N, IN N M B 图13-2隧洞直接定线示意图 XI'An University of Technology
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● (二)解析法定线测量 ●●●● 1洞口位置的标定 在实地布设的三角网,若洞口不可能选为三角点时,则应将图上设 计的洞口位置在实地标定出来。如图13-3所示,ABC为隧洞中线,A、C 为洞口位置,B为转折点,其中洞口A正好位于三角点上,而洞口C不在 三角点上,这样,就可根据5、6.7三个控制点用角度交会法将C点在实 地测设出来 2开挖方向的标定 为了在地面上标出隧洞开挖方向AB和CB,同样是根据各点的坐标 先算出方位角,然后算出定向角 3隧洞长度 根据洞口点和路线转折点的坐标可求得隧洞的长度。如果是直线隧 洞,其进出口分别在转折处设有圆曲线,再根据第十一章第五节介绍的 方法算出切线长T和曲线长L,最后求得曲线隧洞的长度。 XI'An University of Technology
（二）解析法定线测量 1.洞口位置的标定 在实地布设的三角网，若洞口不可能选为三角点时，则应将图上设 计的洞口位置在实地标定出来。如图13-3所示，ABC为隧洞中线，A、C 为洞口位置，B为转折点，其中洞口A正好位于三角点上，而洞口C不在 三角点上，这样，就可根据5、6. 7三个控制点用角度交会法将C点在实 地测设出来。 2.开挖方向的标定 为了在地面上标出隧洞开挖方向AB和CB，同样是根据各点的坐标 先算出方位角，然后算出定向角. 3.隧洞长度 根据洞口点和路线转折点的坐标可求得隧洞的长度。如果是直线隧 洞，其进出口分别在转折处设有圆曲线，再根据第十一章第五节介绍的 方法算出切线长T和曲线长L，最后求得曲线隧洞的长度
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● §13.3隧洞掘进中的测量工作 ●●●● 8 13.3 Measuring work while digging 、隧洞中线及坡度的测设 在隧洞口劈坡完成后,就要在劈坡 面上给出隧洞中心线,以指示掘进方向 如图13-5(a),安置仪器在洞口点A,瞄 准掘进方向桩1、2,倒转望远镜即为隧 洞中线方向,一般用盘左、盘右取平均 的方法,在洞口劈坡面上给出隧洞开挖 方向。 ir 随着隧洞的掘进,需要继续把中心 高利钉 线向前延伸,应每隔一定距离(如20 m),在隧洞底部设置中心桩。施工中 为了便于目测掘进方向,在设置底部中 心桩的同时,做三个间隔为1.5m左右的 图13-5隧洞中线刀】线示意图 吊桩,用以悬挂锤球,如图13-5(b)所示 XI'An University of Technology
§13.3 隧洞掘进中的测量工作 §13.3 Measuring work while digging 一、隧洞中线及坡度的测设 在隧洞口劈坡完成后，就要在劈坡 面上给出隧洞中心线，以指示掘进方向。 如图13-5(a)，安置仪器在洞口点A，瞄 准掘进方向桩1、2，倒转望远镜即为隧 洞中线方向，一般用盘左、盘右取平均 的方法，在洞口劈坡面上给出隧洞开挖 方向。 随着隧洞的掘进，需要继续把中心 线向前延伸，应每隔一定距离（如20 m），在隧洞底部设置中心桩。施工中 为了便于目测掘进方向，在设置底部中 心桩的同时，做三个间隔为1.5m左右的 吊桩，用以悬挂锤球，如图13-5(b)所示
《水利工程测量》精品课程 ●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 、折线与曲线段中线的测设 ●●●● 对于不设曲线的折线隧洞(图13-6)在掘进至转折点J时,可在 该点上安置经纬仪,瞄准D,右转角度360°-a,定出继续掘进的方 向。由于开挖前不便在前进方向上标志掘进方向,这时可在掘进的 相反方向(180°-a)上,作出方向标志,如1,2点,用1,2,J三点指导 开挖。 对于需要设置圆曲线的较短隧洞,乙Y分别为圆曲线的起点和终 点,J可采用偏角法测设曲线隧洞的中线。 测设时,当隧洞沿直线部分掘进至曲线的起点Z,并略过Z点后, 根据直线段的长度和中线方向,准确标出Z点。 取两次放样的中间位置作为21的方向,沿该方向用钢尺自Z点 丈量弦长d,即得曲线上的点1。点1标定后,再安置经纬仪于点1,后 视Z点,拨转角180°+q,即得1-2方向(拨转角180°十9/2得点1 的切线方向,再拨转q2才得弦线12方向),按上述方法掘进,沿视 线方向量弦长d,得曲线上的点2。用同样的方法定出3,4…直至曲 线终点Y XI'An University of Technology
二、折线与曲线段中线的测设 对于不设曲线的折线隧洞（图13-6)在掘进至转折点J时，可在 该点上安置经纬仪，瞄准D，右转角度360°一a，定出继续掘进的方 向。由于开挖前不便在前进方向上标志掘进方向，这时可在掘进的 相反方向(180°—a)上，作出方向标志，如1,2点，用1,2,J三点指导 开挖。 对于需要设置圆曲线的较短隧洞，Z, Y分别为圆曲线的起点和终 点，J可采用偏角法测设曲线隧洞的中线。 测设时，当隧洞沿直线部分掘进至曲线的起点Z，并略过Z点后， 根据直线段的长度和中线方向，准确标出Z点。 取两次放样的中间位置作为Z-1的方向，沿该方向用钢尺自Z点 丈量弦长d,即得曲线上的点1。点1标定后，再安置经纬仪于点1，后 视Z点，拨转角180°＋φ，即得1-2方向（拨转角180°十φ／2得点1 的切线方向，再拨转φ/2才得弦线1-2方向），按上述方法掘进，沿视 线方向量弦长d，得曲线上的点2。用同样的方法定出3, 4……直至曲 线终点Y