隧道施工测量技术讲义讲稿(含示意图、计算书).ppt

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1、1第七章第七章 隧道施工测量隧道施工测量7-1 7-1 隧道施工的特点及隧道施工的特点及 施工测量的任务和内容施工测量的任务和内容7-2 7-2 隧道贯通误差隧道贯通误差 7-3 7-3 隧道洞外控制测量隧道洞外控制测量7-4 7-4 进洞关系计算和进洞测量进洞关系计算和进洞测量7-5 7-5 隧道洞内控制测量隧道洞内控制测量7-6 7-6 隧道施工中线测设隧道施工中线测设27-17-1 隧道施工的特点及隧道施工的特点及施工测量的任务和内容施工测量的任务和内容 为了保证工期，常利用增加开挖面的方为了保证工期，常利用增加开挖面的方法，将整个隧道分成若干段同时施工；法，将整个隧道分成若干段同时施工

2、；一、隧道施工的特点一、隧道施工的特点 开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和洞内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）洞内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）的施工紧跟其后，不等贯通，隧道内的大的施工紧跟其后，不等贯通，隧道内的大部分建筑物已经建成；部分建筑物已经建成；3增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在隧道中部设置横洞、斜井或竖井。隧道中部设置横洞、斜井或竖井。4二、隧道施工测量的主要任务二、隧道施工测量的主要任务保证洞内各项建筑物以规定的精度按照保证洞内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。设计

3、位置修建，不得侵入建筑限界。保证相向开挖的工作面，按照规定的精保证相向开挖的工作面，按照规定的精度在预定位置贯通；度在预定位置贯通；两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路中线，应按设计规定的精度正确衔接。中线，应按设计规定的精度正确衔接。51.洞外总体控制洞外总体控制 作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开挖前一般要建立具有必要精度的、独立的挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依据；对于

4、较短的隧道，可不必单独建立洞据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞外施工控制网，而以经隧道施工复测、调外施工控制网，而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞的依据。进洞的依据。三、隧道施工测量的特点三、隧道施工测量的特点62.2.洞内分级控制洞内分级控制 洞内控制点控制正式中线点（正式中线点洞内控制点控制正式中线点（正式中线点是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依据）据），正式中线点控制临时中线点；临时，正式中线点控制临时中线点；临时中线点控制掘进方向。中线点控制掘进方向。洞内高程控制与平面相仿，临时水准点洞

5、内高程控制与平面相仿，临时水准点控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置。衬砌和洞内建筑物的高程位置。7 对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样，不同的是对临时中线点、临时基本一样，不同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要求较高，或者是直接水准点的测设精度要求较高，或者是直接测设正式中线点、正式水准点。测设正式中线点、正式水准点。3.3.开挖方法影响测量方式开挖方法影响测量方式 先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一先导坑

6、后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须一次到位。一次到位。89104.4.隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特殊要求殊要求 隧道贯通前，洞内平面控制测量只能采隧道贯通前，洞内平面控制测量只能采用支导线的形式，测量误差随着开挖的延用支导线的形式，测量误差随着开挖的延伸而积累。洞外控制网和洞内施工控制测伸而积累。洞外控制网和洞内施工控制测量应保证必要的精度。量应保证必要的精度。控制点应设置在不易被破坏的位置处。控制点应设

7、置在不易被破坏的位置处。11四、隧道施工测量的主要内容四、隧道施工测量的主要内容 洞外平面控制测量；洞外平面控制测量；洞外高程控制测量；洞外高程控制测量；洞内平面控制测量；洞内平面控制测量；洞内高程控制测量；洞内高程控制测量；进洞测量；进洞测量；洞内中线测设；洞内中线测设；贯通误差调整；贯通误差调整；竣工测量。竣工测量。127-2 7-2 隧道贯通误差隧道贯通误差 一、贯通误差及其对隧道贯通的影响一、贯通误差及其对隧道贯通的影响 相向开挖的两条施工中线上，具有贯通相向开挖的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点不重合，两点连线的空间线面里程的中线点不重合，两点连线的空间线段称为贯通误差。段称为

8、贯通误差。实际的贯通误差实际的贯通误差只有在贯通后才只有在贯通后才能确定！能确定！贯贯通通面面131.贯通误差的分类贯通误差的分类 贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差；贯通误差；在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，简称高程误差。简称高程误差。贯贯通通面面14平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，简称横向误差；简称横向误差；与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误

9、差，简称纵向误差。简称纵向误差。贯贯通通面面152.贯通误差对隧道贯通的影响贯通误差对隧道贯通的影响 高程误差主要影响线路坡度。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纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。计坡度。横向误差影响线路方向，如果超过一定的横向误差影响线路方向，如果超过一定的范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建，既给工程造成重大经济损失又延误重建，既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此，必须对横向误差加以限制。了工期。因此，必须对横向误差加以

10、限制。163.横向误差和高程误差的限差横向误差和高程误差的限差两开挖洞口两开挖洞口间长度间长度（km）448810101313171720横向贯通误横向贯通误差（差（mm）100150200300400500高程贯通误高程贯通误差（差（mm）50174.影响贯通误差的主要因素及其分解影响贯通误差的主要因素及其分解 由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。响。一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素，将两相道横向贯通

11、误差的一个独立的因素，将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。通误差。高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。185.控制测量对贯通精度影响的限值控制测量对贯通精度影响的限值测量部位横 向 中 误 差 （mm）高 程中误差mm相 邻 两 开 挖 洞 口 间 长 度（km）448810101313171720洞 外3045609012015018洞 内406

12、08012016020017洞外、洞内总影响50751001502002502519二、贯通误差估算二、贯通误差估算1.1.导线测量误差对横向贯通精度的影响导线测量误差对横向贯通精度的影响（mm）2XyRmm 测角误差的影响测角误差的影响设设RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边上为导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点至贯通面的垂直距离（的各点至贯通面的垂直距离（m），则导线），则导线的测角中误差的测角中误差m （）对横向贯通中误差的）对横向贯通中误差的影响为：影响为：贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异20RX1RX2RX3RX4RX5RX6RX

13、7RX812345678（mm）2XyRmmxy贯通面贯通面21 测距误差的影响测距误差的影响设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上的各边对贯通面上的投影长度为的各边对贯通面上的投影长度为 dy (m)，导线，导线边长测量的相对中误差为边长测量的相对中误差为 ml/l ，则由于测距，则由于测距误差对贯通面上横向中误差的影响为：误差对贯通面上横向中误差的影响为：2ylyldlmm22dy2dy412345678dy1贯通面贯通面dy5dy72ylyldlmm2322ylymmm 受角度测量误差和距离测量误差的共同影受角度测量误差和距离测量误差的共同影响，

14、导线测量误差对贯通面上横向贯通中误响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：差的影响为：24方法方法1.1.按照严密公式计算按照严密公式计算(公式与方法见公式与方法见新建铁路测量规范（条文说明）新建铁路测量规范（条文说明）)2.2.三角测量误差对横向贯通精度的影响估算三角测量误差对横向贯通精度的影响估算12345678方法方法2.2.按导线估算（偏于安全，目前不提倡）按导线估算（偏于安全，目前不提倡）253.高程控制测量对高程贯通误差的影响高程控制测量对高程贯通误差的影响估算估算 在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量误差影响而产生的高程中误差为：误差

15、影响而产生的高程中误差为：）（47 LMmh式中，式中，M 为每千米水准测量的偶然中误差，为每千米水准测量的偶然中误差，以以mm计；计；L为洞外或洞内两开挖洞口间高为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度的公里数。程路线长度的公里数。26算算 例例 例例7-17-1某铁路隧道为直线隧道，设计长某铁路隧道为直线隧道，设计长度为度为L L=1136.29m=1136.29m，洞外平面控制设计为，洞外平面控制设计为单导线，其布设如图。试确定测量等级并单导线，其布设如图。试确定测量等级并判定该设计方案能否满足贯通的精度要求。判定该设计方案能否满足贯通的精度要求。ABBCEDFDEFCYX贯通面图7隧道洞外

16、导线布置示意图27（1 1）图解相关数据）图解相关数据 A、F为导线的始、终点，亦为隧道洞口控制点。以洞外导线的始点A做为坐标系原点，以隧道中线按里程增加方向为X 轴正向，建立测量坐标系。在地形图上，各导线点A、B、C、D、E、F在贯通面方向上的垂足分别为A、B，C、D、E、F，量算出各导线点的垂距 RX 及各导线边在贯通面方向上的投影长度 dy，其结果于表7-3 中。解解28（2）确定隧道洞外平面控制测量等级）确定隧道洞外平面控制测量等级 本例隧道长度小于 2 km，根据表7-5 洞外导线测量适用长度知，洞外导线可布设为五等，即导线测角中误差为导线测角中误差为 m=4.0，边长相对中误差为边长相对中误差为 ml/l=1/20000。（3）估算洞外导线测量误差对贯通的影响）估算洞外导线测量误差对贯通的影响 洞外导线测量误差对贯通的影响列表计算如下29表7-3 洞外导线测量误差对横向贯通影响各导线点至贯通面的垂距各导线点至贯通面的垂距RX各导线边在贯通面方向的投各导线边在贯通面方向的投影长度影长度dy点点 名名RX（m）RX2（m2）导导 线线 边边dy（m）dy2（m2）B400160