土木工程測量学教程(下)教亲 第13讲 教学目标:了解隧道施工测量的任务和基本内容,掌握洞内外控制测量误差对横 向贯通精度影响的估算公式和方法,了解隧道控制网的主要形式,掌握进洞关系 计算的方法。 重点难点:贯通误差及其估算 第7章隧道施工测量 隧道自两端开挖面相向开挖,在洞内预定的位置挖通,称为贯通 隧道施工测量的主要任务,就是保证在每对相向开挖的施工中线位置及高程位置正确 并按照规定的精度在预定地点贯通:保证洞内的衬砌和各项建筑物以规定的精度按照设计位 置修建,不得侵入建筑限界。 7—1隧道贯通误差 贯通误差及其对隧道贯通的影响 两条施工中线上具有贯通面里程的中线点不相重合,两点连线的空间线段称为贯通误 差。分为:高程贯通误差,横向贯通误差,纵向贯通误差 高程误差主要影响线路坡度。纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。纵向误 差只要不大于定测中线的误差,能够满足铺轨的要求,对工程的影响一般是可以忽略的。横 误差影响线路方向 影响贯通面上贯通误差大小的主要因素是洞内、洞外控制测量的误差 贯通误差估算 洞外、洞内控制测量的误差在贯通面上所产生的影响即贯通误差估算 1.导线测量 式中my由于测角误差影响在贯通面上所产生的横向中误差 ∑R2 m一由于测距误差影响在贯通面上所产生的横向中误差
土木工程测量学教程（下）教案 13-1 第13讲 教学目标：了解隧道施工测量的任务和基本内容，掌握洞内外控制测量误差对横 向贯通精度影响的估算公式和方法，了解隧道控制网的主要形式，掌握进洞关系 计算的方法。 重点难点： 贯通误差及其估算 第 7 章 隧道施工测量 隧道自两端开挖面相向开挖，在洞内预定的位置挖通，称为贯通。 隧道施工测量的主要任务，就是保证在每对相向开挖的施工中线位置及高程位置正确， 并按照规定的精度在预定地点贯通；保证洞内的衬砌和各项建筑物以规定的精度按照设计位 置修建，不得侵入建筑限界。 7—1 隧道贯通误差 一、贯通误差及其对隧道贯通的影响 两条施工中线上具有贯通面里程的中线点不相重合，两点连线的空间线段称为贯通误 差。分为：高程贯通误差，横向贯通误差，纵向贯通误差。 高程误差主要影响线路坡度。纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。纵向误 差只要不大于定测中线的误差，能够满足铺轨的要求，对工程的影响一般是可以忽略的。横 向误差影响线路方向 影响贯通面上贯通误差大小的主要因素是洞内、洞外控制测量的误差。 二、贯通误差估算 洞外、洞内控制测量的误差在贯通面上所产生的影响即贯通误差估算。 1．导线测量 2 2 m = my + myl 式中 my——由于测角误差影响在贯通面上所产生的横向中误差 = 2 RX m m ； myl——由于测距误差影响在贯通面上所产生的横向中误差
土木工程測量学教程(下)教亲 13-2 式中m一由导线环闭合差求算的测角中误差 Rx一导线环在隧道两洞口连线上的各点至贯通面的垂直距离; 一导线边边长相对中误差 d—导线环在邻近隧道两洞口连线的各边对贯通面上的投影长度 2.三角测量 m=√M2+M2 式中,M一一由于方向测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差,以mm计,即 p". M—一由于起始边测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差,且当一条起始 边时:M=(y-y)m b 当两条起始边并列入基线条件平差时:M=√F2·m+F2.m2 其中,m一由三角形闭合差计算的方向中误差,以(″)为单位 1平差后方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数: c、y一三角锁出口C、进口J控制点的横坐标,以m计 一一起始边边长相对中误差 mb1、mb2—一起始边边长中误差,以mm计 Fb、Fb2—一起始边边长误差对贯通影响系数,参见《新测规》条文说明 高程测量 MVL 式中M一每千米水准测量的偶然中误差,以mm计 L—一洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度,以mm计 例7-1
土木工程测量学教程（下）教案 13-2 = 2 y l d l m m ； 式中 m——由导线环闭合差求算的测角中误差； RX——导线环在隧道两洞口连线上的各点至贯通面的垂直距离； l ml ——导线边边长相对中误差； dy——导线环在邻近隧道两洞口连线的各边对贯通面上的投影长度。 2．三角测量： 2 2 m = Mr + Mb 式中，Mr——由于方向测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差，以 mm 计，即 P m M r r 1 = Mb——由于起始边测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差，且当一条起始 边时： b m M y y b b C J = ( − ) 当两条起始边并列入基线条件平差时： 2 2 2 2 2 1 2 Mb Fb1 mb Fb mb = + 其中，mr——由三角形闭合差计算的方向中误差，以（″）为单位； P 1 ——平差后方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数； yC 、yJ——三角锁出口 C、进口 J 控制点的横坐标，以 m 计； b mb ——起始边边长相对中误差； mb1、mb2——起始边边长中误差，以 mm 计； Fb1、Fb2——起始边边长误差对贯通影响系数，参见《新测规》条文说明。 3．高程测量 mh = M L 式中 M——每千米水准测量的偶然中误差，以 mm 计； L——洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度，以 mm 计。 例 7—1
土木工程測量学教程(下)教亲 13-3 7—2隧道洞外控制测量 直线隧道长度大于1000m,曲线隧道长度大于500m,均应根据横向贯通精度要求进行 隧道平面控制测量设计。隧道相邻两开挖洞口(包括横洞口、斜井口)高程路线长度大于 5000m,应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。隧道测量设计就是根据贯通 的精度要求,设计控制网的网形并进行精度估算,以确定洞外控制测量的精度等级,并选定 最经济合理的作业方案。测量设计一般要洞内洞外一并考虑。 隧道施工洞外控制测量包括洞外平面控制测量和洞外髙程控制测量。建立泂外施工控制 网时,应将两端洞口已确认的平面控制桩及选定的高程控制桩纳入相应的网中,按测量设计 规定的方案和精度施测,确定这些控制桩间的相对位置,做为引测进洞和测设洞内中线及高 程的依据,确保按规定的精度贯通。 、洞外平面控制测量 建立洞外平面控制的常用的方法有:中线法、精密导线法、三角网和GPS网等 中线法方案 只能用于短于1000m的直线隧道和短于500m的曲线隧道。 2.导线法方案 以导线方式建立的隧道洞外平面控制,导线点应沿两端洞口的连线布设于已经确认洞口控制 桩之间 导线的内业计算一般采用严密平差法,对于四、五等导线也可采用近似平差计算 3.三角测量方案 三角网的水平角观测采用方向观测,起始边采用光电测距。三角网的内业计算采用间接 平差或按方向的条件平差,隧道较短且三角网的等级较低时,也可采用角度平差或近似平差。 二、洞外高程控制测量 隧道高程控制测量一般采用水淮测量,对于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三 角高程测量 隧道洞外高程控制测量,一般均为单一水准路线往返测 水准点应选在不受施工干扰、稳定可靠和便于引测进洞的地方。每一洞口附近均应埋设 两个以上水准点,其间的高差,以安置一次仪器即可联测为宜 例7-2
土木工程测量学教程（下）教案 13-3 7—2 隧道洞外控制测量 直线隧道长度大于 1000m，曲线隧道长度大于 500m，均应根据横向贯通精度要求进行 隧道平面控制测量设计。隧道相邻两开挖洞口（包括横洞口、斜井口）高程路线长度大于 5000m，应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。隧道测量设计就是根据贯通 的精度要求，设计控制网的网形并进行精度估算，以确定洞外控制测量的精度等级，并选定 最经济合理的作业方案。测量设计一般要洞内洞外一并考虑。 隧道施工洞外控制测量包括洞外平面控制测量和洞外高程控制测量。建立洞外施工控制 网时，应将两端洞口已确认的平面控制桩及选定的高程控制桩纳入相应的网中，按测量设计 规定的方案和精度施测，确定这些控制桩间的相对位置，做为引测进洞和测设洞内中线及高 程的依据，确保按规定的精度贯通。 一、洞外平面控制测量 建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、精密导线法、三角网和 GPS 网等。 1． 中线法方案 只能用于短于 1000 m 的直线隧道和短于 500 m 的曲线隧道。 2. 导线法方案 以导线方式建立的隧道洞外平面控制，导线点应沿两端洞口的连线布设于已经确认洞口控制 桩之间。 导线的内业计算一般采用严密平差法，对于四、五等导线也可采用近似平差计算。 3. 三角测量方案 三角网的水平角观测采用方向观测，起始边采用光电测距。三角网的内业计算采用间接 平差或按方向的条件平差，隧道较短且三角网的等级较低时，也可采用角度平差或近似平差。 二、洞外高程控制测量 隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三 角高程测量。 隧道洞外高程控制测量，一般均为单一水准路线往返测。 水准点应选在不受施工干扰、稳定可靠和便于引测进洞的地方。每一洞口附近均应埋设 两个以上水准点，其间的高差，以安置一次仪器即可联测为宜。 例 7—2
土木工程測量学教程(下)教亲 7—3进洞关系计算和进洞测量 线路进洞关系计算和进洞测量的主要任务是:其一,确定隧道线路中线与平面控制网之 间的精确关系,以便据此进行中线的计算和测设数据计算:其二,在洞内控制建立之前,指 导中线进洞和洞内开挖。 直线隧道 进洞测量时,进口端置镜于A点,后视E(或B)点,测设a1(或B1)得到AD方向 即隧道中线方向,指导进洞;出口端置镜于D点,后视G(或C)点,测设α2(或β2)得 到DA方向,指导进洞。测设距离根据相应点的里程求算 移点时,将经纬仪分别安置于B和C,并分别后视A和D,测设90°-B1、90°-B2 自B、C点,于相应的视线方向上量取DBB和DCC,即可定出方向标B′和C′。 、曲线隧道 曲线转向角为 a-aAB-acD 由于定测精度较低,由上式计算 a与原来定测时所测得的转向角值 般是不相符的。为了保证隧道的正|Y 确贯通,应重新计算曲线综合要素、 各主要点里程,并重新标定曲线的主 点 曲线隧道进洞测量主要是采用 极坐标法。 例7-2
土木工程测量学教程（下）教案 13-4 7—3 进洞关系计算和进洞测量 线路进洞关系计算和进洞测量的主要任务是：其一，确定隧道线路中线与平面控制网之 间的精确关系，以便据此进行中线的计算和测设数据计算；其二，在洞内控制建立之前，指 导中线进洞和洞内开挖。 一、直线隧道 进洞测量时，进口端置镜于 A 点，后视 E（或 B）点，测设α1（或β1）得到 AD 方向， 即隧道中线方向，指导进洞；出口端置镜于 D 点，后视 G（或 C）点，测设 2（或β2）得 到 DA 方向，指导进洞。测设距离根据相应点的里程求算。 A E B F H B' C C' G D α1 β1 α2 β2 移点时，将经纬仪分别安置于 图 17—8 B 和 C，并分别后视 A 和 D，测设 90°-β1、90°-β2， 自 B、C 点，于相应的视线方向上量取 DBB' 和 DCC '，即可定出方向标 B' 和 C ' 。 二、曲线隧道 曲线转向角为 =AB -CD 由于定测精度较低，由上式计算 α与原来定测时所测得的转向角值 一般是不相符的。为了保证隧道的正 确贯通，应重新计算曲线综合要素、 各主要点里程，并重新标定曲线的主 点。 曲线隧道进洞测量主要是采用 极坐标法。 例 7—2 A B P1 C D E F G P2 图 17—9 X Y