隧道工程測量

1、隧道測量第一節(jié) 隧道施工測量的內(nèi)容及其作用隧道施工測量一般是包括 在地面上建立平面的與高程的控制網(wǎng)。隨著施工的進展，將地面上的坐標、方向和高程傳遞到地下去，在地下進行平面的與高程的控制測量，再根據(jù)地下控制點進行施工放樣，指導(dǎo)開 挖、襯砌施工。進行這些測量工作的目的，就是要在地下標定出工程的 設(shè)計中心線與高程，為開挖、襯砌指定出方向、位置；保證在兩個相向 開挖面的掘進中，施工中線及高程能夠正確貫通，符合設(shè)計要求；保證 開挖不超過規(guī)定界限；因為鐵路隧道是整個鐵路的一部分， 所以當線路定測以后，隧道兩 端洞口的位置就確定下來，而用標樁固定在地面上。圖9-2對于直線隧 道來說，如圖9 2, A、D為隧

2、 道兩端洞口點， 它們的位置是利 用線路上的直線 點ZDi、ZD2、及ZD3、用經(jīng)緯儀以正倒鏡法放樣出來的。直線隧道的 方向，就根據(jù)A、D兩點來確定。因此，在建立地面控制網(wǎng)時，必須將 它們作為控制點，如果因為地形的限制，不能將它們做為首級控制網(wǎng)的 點子，也要用插入點的方法測定它們的位置。這樣就可以根據(jù)控制點的 坐標，求得在兩端洞口處進洞撥角的數(shù)值，用以在施工時指導(dǎo)進洞的方 向。對于曲線隧道而言，控制網(wǎng)的作用一方面要保證隧道本身的正確貫 通，另一方面還要控制前后兩條切線的方向，使它們不產(chǎn)生移動而影響 前后直線線路的位置如圖9-3。這時除了將洞口的兩點 A、D包括在控 制網(wǎng)中以外，還應(yīng)該將兩切線上

3、的點子 ZDZY、ZD3及ZD4也包括在控制網(wǎng)內(nèi)，這樣就可以精確地測定兩條切線的交角，從而精確地確定曲 線元素， 以保證在 地下開挖 中放樣數(shù) 據(jù)的正確 性。隧道中線上各點的坐標都是根據(jù)地面控制網(wǎng)的坐標系統(tǒng)計算的。以后根據(jù)施工的進展，將地面上的坐標系統(tǒng)通過洞口、豎井或斜井傳遞到地下，在 地下坑道中再用導(dǎo)線測量方法建立地下控制系統(tǒng)。隧道中線上各點的位 置以及地下其它各種建筑物的位置， 都根據(jù)地下控制點以及由它們的坐 標所算得的放樣數(shù)據(jù)進行放樣。應(yīng)用這種放樣方法時，由于布設(shè)了地面 和地下控制網(wǎng)可以控制誤差的積累，從而保證貫通精度。第2節(jié)隧道貫通測量的要求1貫通誤差的定義1）貫通誤差在隧道施工中，由

4、于地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量以及 細部放樣的誤差，使得兩個相向開挖的工作面的施工中線，不能理想地 銜接，而產(chǎn)生錯開現(xiàn)象，即所謂貫通誤差。2）縱向貫通誤差貫通誤差在線路中線方向的投影長度稱為縱向貫通誤差（簡稱縱向誤差），3）高程貫通誤差貫通誤差在高程方向的投影長度稱為高程貫通誤差（簡稱高程誤 差）。4）橫向貫通誤差貫通誤差在垂直于中線方向的投影長度成為橫向貫通誤差（簡稱橫向誤差），在實際上最重要的是橫向誤差。因為橫向誤差如果超過了一 定的范圍，就會引起隧道中線幾何形狀的改變，甚至洞內(nèi)建筑物侵入規(guī) 定限界而使已襯砌部分拆除重建，給工程造成損失。2各項貫通誤差的允許數(shù)值，鐵路測量技術(shù)規(guī)則對

5、于貫通誤差規(guī)定為：1）橫向誤差規(guī)定當兩向開挖的洞口間長度為 4km及4km以下時為100mm （即中 誤差為士 50mm）在48km時為150mm （即中誤差為士 75mm）, 在8km以上時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的測量水平另行酌定。2）高程誤差規(guī)定對于高程誤差規(guī)定不超過士 50mm （即中誤差為士 25mm）。3）縱向誤差的限值對于縱向誤差的限值，一般都不作明確規(guī)定，如果按照定測中線的 精度要求，則應(yīng)小于隧道長度的1/2000。3貫通誤差的分配系將地面控制測量的誤差做為影響隧道貫通誤差的一個獨立因素，而將地下兩相向開挖的坑道中導(dǎo)線測量的誤差各為一個獨立因素。設(shè)隧道總的橫向貫通誤差的允許值為則得地面控制測

6、量的誤差所引起的橫向貫通中誤差的允許值為：設(shè)用地下導(dǎo)線測得的工作面處控制點坐 標，相對于支導(dǎo)線在洞口之起始點有橫向誤差 ml,用地面控制網(wǎng)聯(lián)測兩 洞口兩點坐標的相對橫向誤差為 m2則有：占2 =2m； + m； =3mAmq0.58 ：對于通過豎井開挖的隧道，考慮到兩個豎井定向的誤差，上式為：二=2mi + m2 +2 m3 =5mmq50.45. ：設(shè)隧道的總的高度貫通中誤差的允許值為/h,則地面水準測量的誤差所引起的高程貫通中誤差的允許值為mh二 0.7V：h第二節(jié) 地面控制測量的誤差對于隧道貫通誤差的影響隧道施工控制網(wǎng)的主要作用是保證地下相向開挖工作面能正確貫通。它們的精度要求，主要取決

7、于隧道貫通精度的要求、隧道長度與形狀、開挖面的數(shù)量以及施工方法等。一導(dǎo)線測量隧道貫通誤差的簡明估算1由于導(dǎo)線測角誤差而引起的橫向貫通誤差為：fmy 3 = X 刀 RX(9-9)pP式中m p為導(dǎo)線測角的中誤差，以秒計算；刀R；為測角的各導(dǎo)線點至貫通面的垂直距離的平方和；2.由于導(dǎo)線量邊誤差而引起的橫向貫通誤差為：myl = 牛,：(9-11)式中?為導(dǎo)線邊長的相對中誤差。Ed:為各導(dǎo)線邊在貫通面上投影長度平方的總和即得導(dǎo)線測量的總誤差在貫通面上所引起的橫向中誤差為:：（二）2 加2 + 伴）2 Ed2p1(9-13)二 控制網(wǎng)的隧道貫通誤差嚴密算法1先列出地下導(dǎo)線起始點橫坐標誤差函數(shù)式和地下

8、導(dǎo)線起始方位角 誤差函數(shù)式，計算它們對橫向貫通的綜合影響，作為總的誤差函數(shù)式。2按最小二乘法，顧及具體網(wǎng)形，計算該函數(shù)式誤差的大小。第三節(jié)地面控制網(wǎng)的布設(shè)方案及布測精度洞口投點隧道洞外的控制測量，應(yīng)在施工開始前布測。平面控制網(wǎng)可以結(jié)合 隧道的長度和平面形狀以及路線通過地區(qū)的地形情況，采用三角測量、 三邊測量、邊角測量、導(dǎo)線測量、GPS測量。目前更多的是采用導(dǎo)線測 量和GPS測量，三角測量、三邊測量、邊角測量己較少采用。無論用何種方法施測的隧道控制網(wǎng)，在隧道的每一個入口處，都要 布測一個控制點，該點也可以是加密點（如圖9-2中的A點和D點）。這 些點稱之為洞口投點，為了使洞內(nèi)導(dǎo)線有起始方向和檢測

9、校核方向，在 每個洞口還應(yīng)至少再布測兩個控制點，并且與洞口投點相互通視，與洞 口投點的高差不宜過大。一、隧道三角測量布設(shè)精度：隧道三角網(wǎng)觀測的精度要求，在鐵路測量技術(shù)規(guī)則中列出了三 角測量的等級，如表9-10所示。該表也可以作為實際工作的參考。表 9-10三角測量等使用的隧道測角中誤差邊長相對中誤差級長度（km）()基線起始邊最弱邊-二二68 1.01/100,0001/50,0001/30,000三46 1.81/100,0001/50,0001/25,000四24 2.51/100,0001/50,0001/25,0001.5 2 2.51/50,0001/25,0001/20,000五1

10、.5 4.01/50,0001/25,0001/10,000二、地面導(dǎo)線測量精度對采用地面導(dǎo)線測量作為隧道獨立的施工控制網(wǎng)。我國的鐵路測量技術(shù)規(guī)范中作了表9-12中的規(guī)定，以為參考。表 9-12導(dǎo)線測量等級適用的隧道 長度（km）測角中誤差（s）量邊的相對中誤差直線隧道曲線隧道-二二6-8 1.01/5,0001/10,000三4-6 1.81/5,0001/10,000四2-4 2.51/5,0001/10,000五2 4.01/5,0001/10,000三、地面GPS測量隧道控制網(wǎng)布測精度及要求1控制網(wǎng)應(yīng)由洞口子網(wǎng)和子網(wǎng)間的聯(lián)系網(wǎng)組成（圖9-2、9-3）。洞口子網(wǎng)布設(shè)的控制點不得少于三個，

11、其中至少一個點應(yīng)為洞口投點。2布測洞口控制網(wǎng)時，洞口投點應(yīng)布測在己定測的中線上，并要考慮洞 內(nèi)引測的實際需要。洞口子網(wǎng)每個控制點至少應(yīng)與子網(wǎng)的其他兩個控 制點通視。3子網(wǎng)可布測成大地四邊形，三角形的形狀。子網(wǎng)之間的聯(lián)系網(wǎng)最好布 置成大地四邊形的形狀。4洞外與洞內(nèi)測量連接邊的邊長應(yīng)大于 300米，連接邊的兩端控制點宜 布置在洞口咼程基本等咼的地方，連接邊的咼度角不應(yīng)大于5度，且與線路中線大至平行為最隹位置。5為了和原測控制網(wǎng)比較，復(fù)測網(wǎng)應(yīng)具有原網(wǎng)相同基準的平差結(jié)果。6設(shè)計隧道工程坐標系的原則(1) 坐標投影面為隧道施工平均高程面(2) 高斯投影中央子午線應(yīng)過測區(qū)的重心(3) 各個隧道以隧道主軸線

12、為 X軸的施工坐標系，可由高斯平面直角 坐標系平移和旋轉(zhuǎn)一個角度得到，旋轉(zhuǎn)角即是隧道主軸線的方位 角，平移量要根據(jù)隧道的具體位置確定。7 GPS隧道平面控制網(wǎng)的布網(wǎng)精度(1)參考下表常規(guī)方法的布網(wǎng)精度三角測量等級使用的隧 道長度(km測角中誤差()邊長相對中誤差基線起始邊最弱邊二68士 1.01/100,0001/50,0001/30,000三4 6士 1.81/100,0001/50,0001/25,000四24士 2.51/100,0001/50,0001/25,0001.5 2士 2.51/50,0001/25,0001/20,000五36S.5S1線條式因瓦水準尺13-36S線條式因瓦

13、水準尺S區(qū)格式因瓦水準尺四5-13區(qū)格式因瓦水準尺進行地面水準測量時，利用線路定測水準點的高程作為起始高程,沿水準路線在每個洞口至少應(yīng)埋設(shè)兩個水準點，水準路線應(yīng)形成閉合 環(huán)，或者敷設(shè)兩條互相獨立的水準線路，由已知的水準點從一端洞口測 至另一端的洞口。第四節(jié)進洞關(guān)系數(shù)據(jù)的推算所謂進洞關(guān)系數(shù)據(jù)的推算，就是根據(jù)地面控制測量中所得的洞口 投點的坐標和它與其他控制點連線的方向， 來推算指導(dǎo)隧道開挖方向的 起始數(shù)據(jù)（亦即進洞的數(shù)據(jù)）。推算方法隨隧道的形狀不同而不同，現(xiàn) 在將直線進洞和曲線進洞的情況分別敘述如下。一、 直線進洞1 .正洞：如圖9-12，如果兩洞口投點A和D都在隧道中線上，則這 時可按坐標反算

14、的公式計算出兩個坐標方位角 aAN與aAD,它們的差數(shù)B , 就是我們所要求的進洞關(guān)系數(shù)據(jù)。在 A點后視N點，撥角B，即得進洞 的中線方向。/I)9-13E9-122 .橫洞：如圖9-14 , C為橫洞的洞口投點，橫洞中線與隧道中線的交點為 0,交角為丫（其值系I)根據(jù)地形與地質(zhì)情況由設(shè)計人員 決定）。這時，B角以及橫洞0C的距離S就是我們所要求的進洞關(guān)系數(shù)據(jù)。由圖中可以看出，只要求得0點的坐標，即可算得B與S數(shù)值。設(shè)0點的坐標為Xo與YO,可得tgaAo = 70 yAXo Xayo yctgaco =;式中aA(=aADaccFSA- yaAD = arctgy yAXd Xa將這些已知數(shù)

15、帶入上面兩個式子中進行聯(lián)立解算，即可求得Xo與y。，從而算得進洞關(guān)系數(shù)B角和距離S的值。二、曲線進洞曲線進洞的關(guān)系較為復(fù)雜。圓曲線進洞與緩和曲線進洞都需要計算 曲線的資料以及曲線上各主點在隧道施工坐標系統(tǒng)內(nèi)的坐標1. 曲線元素的計算：如圖9-15 , ZD1ZD4為在切線上的隧道施工控制網(wǎng)的控制點，其坐標均已精確測出,偏角a,此a的 數(shù)值與原來定測 時所測得的偏角 值一般是不符合的。為了保證隧道正確貫通，曲線元素應(yīng)根據(jù)所算得的偏角值 a重新計 算。計算的位數(shù)也要增加。圓曲線半徑R與緩和曲線長度I。為設(shè)計人員 所定，一般都不予改變，而只是按新的偏角 a值,用下列公式計算切線 總長T與曲線總長L;

16、aT = m + (R + P)tg 3L = i80(a-2 耐2|0(8-10)上式中：-為偏俑（線路轉(zhuǎn)向角）刃為園曲線半徑Lo為緩和曲線長度m為加設(shè)緩和曲線后使切線增長的距離p 為加設(shè)緩和曲線后，園曲線相對于切線的內(nèi)移量B 0為加設(shè)緩和曲線角度按照ZD2與ZD3的坐標及兩切線的方位角，即可算得 JD點的坐標, 然后再由T算得ZH與HZ的坐標，由外矢距E與半徑R得出圓心。的坐 標。經(jīng)過這些計算后，就將曲線上的幾個主要點納入了施工坐標系統(tǒng)。2. 圓曲線進洞 由于地面上施工控制網(wǎng)精確測量的結(jié)果，使得圓曲線的偏角 a與定測時的數(shù)值發(fā)生了差異。這樣，按照定測時的曲線位置所選擇的洞口投點圖 9-1

17、LA（圖9-16）就不一定在新的曲線（隧 道中線）上，而需要沿曲線半徑方向?qū)⑵湟浦罙點。這時，進洞關(guān)系就包括兩部分計算。第一部分是將 A第二部點移至A點的移樁數(shù)據(jù)（即圖9-16中的B角與A A的距離S）分就是在A點進洞的數(shù)據(jù)，即該點的切線方向與后視方向的交角移樁數(shù)據(jù)可由A的坐標與A點的坐標（已知）來計算A點的坐標應(yīng)由圓心0的坐標X。與yo來推求。這時xA = xo + Rcosa0AYa = yo + Rs in aoA-4 Ya YoaoA = arc tgXa Xo根據(jù)這些坐標的數(shù)值，即可算得移樁數(shù)據(jù) 3與S。進洞方向B 角的計算，可以用不同的方法進行。例如:3 =aA 切一 aAN而a人

18、切=aAA+90 = aoA+90aAN = arc tg = Yn YaXn 一 Xa也可以解算三角形ANA,從而得B 角3. 緩和曲線進洞緩和曲線的進洞關(guān)IW-17點（ZH）為坐標原點，則2 240R l0l3l7(8-17)6RI0336R3I；匚2Rlo(參看8-28)而緩和曲線上任一點的切線與起點切線（x軸）的交角為上列公式中，I為緩和曲線的弧長，I。為其全長，R為圓曲線半徑?，F(xiàn)在要計算A點的坐標，計算方法的基礎(chǔ)是假定A點的x坐標與xa=xa（9-33）A點相同，亦即這就是說，將A點沿著垂直于x軸（即ZH點的切線）的 方向移至緩和曲線上。由于公式（8-17）是一個高次方程式，所以雖然

19、 知道Xa的數(shù)值，還是不能直接解得I值，而必須用逐漸趨近的方法，即 先根據(jù)A點的大概I值，將其代入公式（8-17）,求出xa,.看它是否 等于Xa,若不等，則根據(jù)其差數(shù)再假定一個I值進行計算，這樣進行幾 次反復(fù)計算后即可求得滿足（8-17）式的I值，有了 I值便可求得yA用上述方法求得的A點的坐標，是在以ZH為原點而它的切線方向 為x軸的坐標系統(tǒng)內(nèi)。因此還必須進行換算，將它們納入施工控制網(wǎng)的 坐標系統(tǒng)ZHA點的坐標求得 后，即可根據(jù)它們 反算移樁數(shù)據(jù)B 與s值?，F(xiàn)在舉例 說明其計算方法：如圖9-18，在隧道施工控制網(wǎng)坐標系統(tǒng)(以直線上的轉(zhuǎn)點ZD為原點，ZD ZH為x坐標軸)內(nèi)，各點 的坐標為：

20、Xa = 384.7512ya = 2.6851Xn = 468.3805yn = -589.8785Xzh = 301.3985yzh =0又按設(shè)計，園曲線半徑與緩和曲線的長度為：R = 400m10 = 90m(1)計算A 點的坐標首先將坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為以緩和曲線的起點(ZH)為坐標原點，以切線為x軸。 則xa = Xa -Xzh =384.7512-301.3985=83.3527根據(jù)A點的I值先設(shè)l =83.42則：l 5x = H L-83.4200 - 0.0779A2i 240R l0=83.3421 v 83.3527顯然所計算的Xa值偏小0.0106將此值加到原I上，即新假設(shè)的

21、I =83.42 0.0106 =83.4327將此值再次代入上述公式重新計算 Xa =83.3547。顯然所計算的Xa值偏大0.0020將此值從原I上減去，即新假設(shè)的I二83.4327 - 0.0020二83.4307將此值再次代入上述公式重新計算 Xa =83.3527。所以當I =83.4327-0.0020 =83.4307時 XA =83.3527。I的數(shù)值求得后，即可按公式(8-17)求得：yA =+2.6868s, = yA - yA=0.0017B =-=90-:_、=arctg%一卅=278O159.4 所以 B =171 58 00.6 由圖 9-18 可得Xn _Xa-

22、=9O0 - / NAA由公式8-28得：2206265.32.20.983.43072 400 90/ nAa=AN 二=an-270AAVn _Va，二 a n =arctg=278 01 59.4Xn Xa-=87 30 21.5至此，進洞關(guān)系數(shù)據(jù)己全部求得。根據(jù) s和B可將A點移至緩和曲線A上，然后 在A點上后視N點，撥角，即得A的切線方向。進洞關(guān)系數(shù)據(jù)的推算相當重要。因為這種計算稍有差錯就會影響隧 道的正確貫通，甚至造成嚴重的工程事故，因此這種計算工作通常都要 有可靠的校核。第四節(jié) 地下導(dǎo)線測量地下導(dǎo)線測量的目的是以必要的精度， 按照與地面控制測量統(tǒng)一的 坐標系統(tǒng)，建立地下的控制系統(tǒng)

23、。根據(jù)地下導(dǎo)線的坐標，就可以放樣出 隧道中線及其襯砌的位置，指出隧道開挖的方向，保證相向開挖的隧道 在所要求的精度范圍內(nèi)貫通。地下導(dǎo)線的起始點通常設(shè)在隧道的洞口，平坑口或斜井口，而這些 點的坐標是由地面控制測量測定的。這種在隧道施工過程中所進行的地下導(dǎo)線測量， 與一般地面上的導(dǎo) 線測量相比較，具有以下一些特點：1地下導(dǎo)線系隨著隧道的開挖而向前延伸，因此，只能敷設(shè)支導(dǎo) 線一次測完。支導(dǎo)線只能用重復(fù)觀測的方法進行檢核。此外，導(dǎo)線是在 隧道施工過程中進行，測量工作時斷時續(xù)，所隔時間的長短，取決于開 挖面的進展速度。2導(dǎo)線系在地下開挖的坑道內(nèi)敷設(shè)，因此其形狀（直伸或曲折） 完全取決于坑道的形狀，沒有選

24、擇的余地。3地下導(dǎo)線是先敷設(shè)精度較低的施工導(dǎo)線，然后再敷設(shè)精度較高 的基本導(dǎo)線。布設(shè)地下導(dǎo)線時，應(yīng)考慮在貫通面處，其橫向誤差不能超過客許的 數(shù)值。另外還應(yīng)考慮到地下導(dǎo)線點的位置應(yīng)保證在隧道內(nèi)能以必要的精 度進行放樣。這兩個要彼此是有矛盾的，第一個要求布測長邊導(dǎo)線，第 二個要求導(dǎo)線點應(yīng)有一定的密度，其邊長應(yīng)較短。所以在隧道建設(shè)中，通常采用分級布設(shè)的方法，通常有下列三種導(dǎo) 線：1施工導(dǎo)線：在開挖面向前推進時，用以進行放樣而指導(dǎo)開挖的 導(dǎo)線測量，一部分施工導(dǎo)線的點子，將作為以后敷設(shè)基本導(dǎo)線的點子， 施工導(dǎo)線的邊長為2550m2.基本導(dǎo)線：當掘進100300m時，為了檢查坑道的方向是否與 設(shè)計相符合，

25、就要選擇一部分施工導(dǎo)線點敷設(shè)邊長較長（50loom精 度要求較高的基本導(dǎo)線。3.當坑道掘進大于1km時，基本導(dǎo)線將不能保證應(yīng)有的貫通精度， 這時就要選擇一部分基本導(dǎo)線點來敷設(shè)主要導(dǎo)線，主要導(dǎo)線的邊長為 150180m。為了改善通視條件，主要導(dǎo)線點應(yīng)盡量靠近隧道中線。在隧道施工中，有時只敷設(shè)施工導(dǎo)線與基本導(dǎo)線。只有當洞口間的 距離過長，基本導(dǎo)線不能保證必要的貫通精度時，才布設(shè)主要導(dǎo)線。導(dǎo) 線測量選點時，除應(yīng)考慮到導(dǎo)線點前后通視外，還應(yīng)考慮到有安設(shè)全站 儀的條件，盡可能不妨礙運輸車來往，導(dǎo)線點應(yīng)選在頂板或底板巖石堅 固的地方，工作安全，無滴水又便于點的保存，為了今后導(dǎo)線的擴展， 在坑道交叉處應(yīng)埋設(shè)

26、導(dǎo)線點。最后一個導(dǎo)線點離開工作面不應(yīng)過大。因為地下導(dǎo)線是布設(shè)成支導(dǎo)線的形式，而且由于每測一個新點，中 間要隔一段時間，這就需要每次測定新點時，將以前的點子進行檢核測 量。根據(jù)檢核測量的結(jié)果，證明標志沒有發(fā)生變動，就將各次觀測結(jié)果 取平均值，如果證明標標有變動，則應(yīng)根據(jù)最后一次觀測的結(jié)果進行計 算。當隧道中的導(dǎo)線與橫向坑道相遇， 須將隧道中與橫向坑道中的導(dǎo)線連按起來形成閉合導(dǎo)線，重新測量、平差求得新的坐標。當隧道全部貫通之后，為了最后確定隧道中線位置，應(yīng)將地下導(dǎo)線 重新進行觀測，形成附合導(dǎo)線求得新的坐標。第五節(jié) 地下水準測量地水水準測量的目的，是為了在地下建立一個與地面統(tǒng)一的高程系 統(tǒng)，以作為隧

27、道高程施工放樣的依據(jù)，保證隧道在豎向正確貫通。地下水準測量以洞口水準點的高程為起算數(shù)據(jù)。地下水準測量有以下特點：1. 水準線路一般與地下導(dǎo)線測量的線路相同。在隧道貫通之前， 地下水準線路均為支線，因而需要往返觀測及多次觀測進行檢核。2. 通常利用地下導(dǎo)線點作為水準點。有時還可將水準點埋設(shè)在頂 板、底板或邊墻上。3. 在隧道的施工過程中，地下水準線路系隨著開挖面的進展而增 長，為滿足施工放樣的要求，一般先測設(shè)較低精度的臨時水準點（設(shè)在 施工導(dǎo)線點上），然后再測設(shè)較高精度的永久水準點，永久水準點的間 距一般以200500m為宜。4地下水準測量還常使用倒尺法傳遞高程，此時高差計算仍然用：h = a

28、- b但對于倒尺的讀數(shù)應(yīng)作為負值代入公式。5 在工作面向前推進的過程中，對于所敷設(shè)的水準支線要進行往、 返測，不符值應(yīng)小于規(guī)定的限差值。6 要定期復(fù)測，若點穩(wěn)定取均值，若點不穩(wěn)定取最近一次觀測值。7 隧道貫通后，用兩相向水準支線求得高程貫通誤差，然后和洞 外水準合拼組成水準閉合線路經(jīng)平差求得各點最或是高程。第六節(jié)隧道開挖中的測量工作在隧道施工過程中，測量人員的主要任務(wù)是隨時確定開挖的方向,此外還要定期檢查工程進度（進尺）及計算完成的土石方量。確定開挖方向時，根據(jù)施工方法和施工程序，一般常用的有中線法 和極坐標法當隧道用全斷面開挖法進行施工時， 通常是采用中線法。其方法是 首先用經(jīng)緯儀根據(jù)導(dǎo)線點

29、設(shè)置中線點，如圖 9-22所示；圖中P4、P5為 導(dǎo)線點，A為隧道中線點，已知P4、R的實測坐標及A的設(shè)計坐標和隧道中線設(shè)計方位角aAD根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)，即可推算出放一rJ 斗 巳A 上丿樣中線點所需的有打打打打？“打打打打打？打打打打打打/ P關(guān)數(shù)據(jù)B 5、L與B a。Ya Yps亦5人二 arctg X YX AtP5B = aP5A 3即4Ba = a ad a ap5,Ya Yp5X a X P5L =一sin ap5Acosap5A求得有關(guān)數(shù)據(jù)后，即可將經(jīng)緯儀置于導(dǎo)線點Ps上，后視R點，撥角度B 5,并在視線方向上丈量距離L,即得中線點 人在A點上埋設(shè)與 導(dǎo)線點相同的標志。標定開挖方

30、向時可將經(jīng)緯儀置于 A點，后視導(dǎo)線點 R，撥角B a。即得中線方向。隨著開挖面向前推進， A點距開挖面越來 越遠，這時，便需要將中線點向前延伸，埋設(shè)新的中線點，如圖9-22中的D點。此時，可將儀器置于 D點，后視A點，用正倒鏡或轉(zhuǎn)180 的方法繼續(xù)標定出中線方向，指導(dǎo)開挖。AD之間的距離在直線段不宜超過100m在曲線段不宜超過50m當中線點向前延伸時， 在直線上宜采用正倒鏡延長直線方法； 曲線 上則需用偏角法或弦線偏距法來測定中線點。極坐標法是將全站儀置于導(dǎo)線點 P5上，后視F4點，根據(jù)中線點A 的坐標放樣出中線點A。在A點上埋設(shè)與導(dǎo)線點相同的標志。標定開挖 方向時可將全站儀置于A點，后視導(dǎo)線

31、點P5,撥角B a。即得中線方向。 隨著開挖面向前推進，A點距開挖面越來越遠，這時，便需要將中線點 向前延伸，埋設(shè)新的中線點，如圖 9-22中的D點。此時，可將儀器置 于D點，后視A點，用正倒鏡或轉(zhuǎn)180的方法繼續(xù)標定出中線方向， 指導(dǎo)開挖。當中線點向前延伸時， 在直線上宜采用正倒鏡延長直線方法也可用 坐標法；曲線上可用極坐標法來測定中線點。隨著開挖面的不斷向前推進， 中線點也隨之向前延伸， 地下導(dǎo)線也 緊跟著向前敷設(shè)，為保證開挖方向正確，必須隨時根據(jù)導(dǎo)線點來檢查中 線點，隨時糾正開挖方向。在隧道開挖過程中，應(yīng)定出坡度以保證高程的正確貫通。 在隧道開挖過程中， 應(yīng)隨時測定隧道斷面以此計算工程量

32、和檢查開 挖斷面是否合于設(shè)計要求以使及時修正。第七節(jié) 隧道貫通誤差的測定與調(diào)整 隧道貫通后，應(yīng)及時地進行貫通測量，測定實際的橫向、縱向和豎 向貫通誤差。若貫通誤差在允許范圍之內(nèi)，就認為測量工作達到了其目 的。但是，由于存在著貫通誤差，它將影響隧道斷面擴大及襯砌工作的進行。因此，我們應(yīng)該采用適當?shù)姆椒▽⒇炌ㄕ`差加以調(diào)整，從而獲得一個對行車沒有不良影響的隧道中線，作為擴大斷面，修筑襯砌以及鋪 設(shè)鋼軌的依據(jù)。一、測定貫通誤差的方法不中線AT1;中耀點圖 9-301采用中線法測量的隧道，貫通之后，應(yīng)從相向測量的兩個方向 各自向貫通面延伸中線，并各 釘一臨時樁A B （如圖9-30 ） 丈量出兩臨時標樁

33、A、B之間的 距離，即得隧道的實際橫向貫 通誤差，A B兩臨時標樁的里 程之差，即為隧道的實際縱向 貫通誤差。2.采用地下導(dǎo)線作洞內(nèi) 控制的隧道，可在貫通面處設(shè) 立一個臨時樁點（或由進測的 任一方向，在貫通面附近釘設(shè) 一臨時樁點）。然后由相同的 兩個方向各自對該點進行測 角和量距，各自計算臨時樁點的坐標。這樣可以測得兩組不同的坐標值。 其Y坐標的差數(shù)即為實際的橫向貫通誤差， 其X坐標之差為實際的縱向 貫通誤差（或者將兩組坐標差投影至貫通面及其垂直的方向上，得出橫 向和縱向貫通誤差）。在臨時樁點上安置經(jīng)緯儀測出角度 a,如圖9-31所示，以便求得導(dǎo)線的角度閉合差。3.由隧道兩端洞口附近的水準點向

34、洞內(nèi)各自進行水準測量，分別 測出貫通面附近的同一水準點的高程， 其高程差即為實際的豎向貫通誤 差。二、貫通誤差的調(diào)整調(diào)整貫通誤差的工作，原則上應(yīng)在隧道未襯砌地段上進行， 不再牽 動已襯砌地段的中線，以防減小界面而影響行車。對于曲線隧道還應(yīng)注 意盡量不改變曲線半徑和緩和曲線長度，否則需經(jīng)上級批準。為了找出 較好的調(diào)整中線，應(yīng)將相向兩個方向測設(shè)的中線，各自向前延伸一適當 距離。如果貫通面附近有曲線始（終）點時，其測量工作應(yīng)延伸至曲線 的始（終）點。1.直線隧道貫通誤差的調(diào)整直線隧道中線的調(diào)整，可在未襯砌地段上米用折線法調(diào) 整，如圖9-32所示。如果由于 調(diào)整貫通誤差而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)折角在5以內(nèi)時，可作為

35、直線線路 考慮。當轉(zhuǎn)折角在5-25時, 可不加設(shè)曲線，但應(yīng)以頂點a、c向內(nèi)移一個E（外矢距）值，得出中線位 置即可，內(nèi)移量E的大小可根據(jù)半徑R和轉(zhuǎn)折角計算。以R=4000M為例，a =5 分、E=1mm a =10 分、E=4mm a =15 分、E=10mm a =20 分、E=17mm。=25分、E=26mm當轉(zhuǎn)折角大于 25時，則應(yīng)以半徑為4000m的圓曲線加設(shè)反向曲線2.曲線隧道貫通誤差的調(diào)整當貫通面位于圓曲線上，調(diào)整貫通誤差的地段又全部在圓曲線上 時，可用調(diào)整偏角法進行調(diào)整。也就是說，在貫通面兩側(cè)每 20m弦長中 線點上，增加（內(nèi)移）或減少（外移）10 - 60的切線偏角值。當貫通面

36、位于圓曲線上，還可以用以下方法：以隧道一端中線A經(jīng) 曲線起點B到貫通面P點；以隧道另一端中線D經(jīng)曲線起點C到貫通面 P點。P和P不重合。這時可以用導(dǎo)線聯(lián)測 A、B、C D的坐標，用這些 坐標計算交點J的坐標及轉(zhuǎn)角：。然后在隧道內(nèi)重新放樣曲線。當貫通面位于曲線始（終）點附近 時，如圖9-33所示，可由隧道 一端經(jīng)過E點測量至圓曲線的終點 D,而另一端經(jīng)由A B、C諸點測至 圓曲線的終點D D與D不相重合,再自D點作圓曲線的切線至E點,DE與 DE既不平行又不重合。為了 調(diào)整貫通誤差，可先采用調(diào)整圓曲 線長度的方法使DE與DE平行即， 在保持曲線半徑不便，緩和曲線長 度不便和曲線A B C段方向不

37、受 牽動的情況下，將圓曲線縮短（或 增長）一段CC，使DE與DE平行EE - DD CC =?RDE貫連fflCC的近似值可按下式計算:式中R為圓曲線的半徑。因為圓曲線長度縮短（或增長）了一段 CC，與其相應(yīng)的圓曲線中 心角亦應(yīng)減少（或增長）一 3值，3可按下式計算:360 ?CCA -2tR式中CC為圓曲線長度變動值經(jīng)過調(diào)整圓曲線長度后，已使 DE與DE平行，但仍不重合，如圖|9-3 I9-34，此時可采用調(diào)整曲線 始（終）點辦法調(diào)整之，即 將曲線的始點A沿著切線向 頂點方向移動到A點。使AA =FF ,這樣DE就與DE 重合了。然后，再由A點進 行曲線測設(shè)，將調(diào)整后的曲 線標定在實地上。曲線始點A移動的距離可按下式計算:DDsin aAA= FF 二式中a為圓曲線的總偏角。在中線調(diào)整后，所有未襯砌地段的工程，均應(yīng)以調(diào)整后的中線指導(dǎo) 施工。第八節(jié)豎井聯(lián)系測量一豎井聯(lián)系測量的任務(wù)和內(nèi)容在隧道建設(shè)中，除了開挖橫洞、斜井來增加工作面外，還可以用開挖豎井的方法來增加工作面。這時，為了保證各相向開挖面能正確貫通,就必須將地面控制網(wǎng)中的坐標、方向、高程，經(jīng)由豎井傳遞到地下去。 這些傳遞工作稱為豎井聯(lián)系測量。其中坐標和方向的傳遞稱為豎井定向 測量。通過豎井定向測量，使地下平面控制網(wǎng)與地面控制網(wǎng)有統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)