高速铁路工程测量 隧道测量 任务10-3隧道洞内控制测量学习指导
时间：2020-09-06 12:14:21 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
任务10-3: 隧道洞内控制测量学习指导
一、概述
学习单元
项目10: 隧道施工测量
任务10-3: 隧道洞内控制测量
学时
讲课1h，实作（课内1h,课外26h)
学习目标
通过案例教学使学生学会隧道洞内控制测量的布设、程序、内容及实施；会制定洞内控制测量方案。
主要内容描述
随着隧道开挖不断向前推进，如何使隧道开挖方向不发生偏离，必须在洞内建立控制来保证。本任务主要介绍在隧道洞外控制网的基础上如何实施隧道洞内控制测量。
教学参考资料
①《高速铁路施工测量》西安交通大学出版社 周建东编著
②《无砟轨道工程测量技术》中国铁道出版社 朱颖主编
③《工程测量规范》、《GPS测量规范》、《高速铁路设计文件》
④线路直线、曲线转角表。
项目保障条件
教学条件要求
①多媒体教室；
②任务10-3 PPT
③隧道施工测量讲义
④全站仪使用说明书及操作视频
⑤高速铁路施工测量规范。
实训条件
①2”，2+2ppm全站仪6台；
②2公里线路测量模拟实训场；
学习重点与难点
1.学习重点：
①隧道洞内导线的布设形式；
②隧道洞内导线实测方法及精度要求；
③隧道洞内导线内业处理；
2.学习难点：
①隧道洞内导线布设、实测及后处理；
教学方法建议
引导文法、头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法
二、工作任务
隧道洞内导线测量工作任务书
任务10-2
隧道洞内导线测量
任
务
已
有
资
料
模拟隧道控制桩平面布置图；
2、隧道控制测量成果表
点号
里程
坐标
备注
X坐标
Y坐标
A
K12+129.764
38901.236
45832.198
进口点
B
39182.803
45669.635
控制点
C
38633.120
45607.222
控制点
D
K13+228.000
38920.403
46930.267
出口点
E
39051.837
47212.128
控制点
F
38759.903
47208.261
控制点
3隧道导线布设形式
任务
要求
6人一组，每组在1km*10m带状隧道控制模拟实训场分别洞内导线测量任务。
技
术
要
求
隧道控制测量技术要求
4、导线测量的技术指标及限差
导线技术要求
测量等级
附(闭)合导线
边数
每边测距中误差
单位权中误差
导线全长
方位角闭合差
长度(km)
(mm)
(")
相对闭合差
(")
三等
≤18
≤9
≤±14
≤±1.8
≤1/52000
≤3.6
四等
≤12
≤12
≤±10
≤±2.5
≤1/35000
≤5
一级
≤6
≤12
≤±14
≤±5.0
≤1/17000
≤10
二级
≤3.6
≤12
≤11
≤±8.0
≤1/11000
≤16
水平角测量技术要求
测量等级
经纬仪型号
光学测微器两次重合读数差(")
半测回归零差(")
同-测回中2C较差(")
同一方向各测回间较差(")
测回数
四等
DJ1
≤1
≤6
≤9
≤6
≥4
DJ2
≤3
≤8
≤13
≤9
≥6
一级
DJ2
≤12
≤18
≤12
≥2
DJ6
≤24
≤24
≥4
二级
DJ2
≤12
≤18
≤12
≥1
DJ6
≤24
≤24
≥3
注:当观测方向的垂直角度超过±3。时，该方向的2C较差可按同一观测时间段内相邻测回进行比较。
基本工作步骤
①根据点之记统计控制桩完整性;
②领取仪器设备并检校；
③制定隧道洞内导线测量作业方案；
④分别进口A和出口D相向布设洞内导线；
⑤导线内业处理；
⑥技术总结
仪器与工具
（2”，2+2ppm）全站仪6台
测量结果检核
检核
内容
小组自检
小组互检
合格
不合格
合格
不合格
进口
出口
考核评价
成果评定
根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%；
得分
学生自评
学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%；
得分
小组互评
根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%；
得分
教师评价
根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；
根据根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；
根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。
得分
成绩
教师签名
三、学习内容提要
任务5：隧道洞内控制测量
5.1概述
在隧道施工中，随着开挖的延伸进展，需要不断给出隧道的掘进方向。为了正确完成施工放样，防止误差积累，保证最后的准确贯通，应进行洞内控制测量。此项工作是在洞外控制测量和洞、内外联系测量的基础上展开的，包括洞内平面控制测量和洞内高程控制测量
为了很好地控制贯通误差，应先敷设精度较低的施工导线，然后再敷设精度较高的基本控制导线，采取逐级控制和检核。施工导线随开挖面推进布设，用以放样指导开挖，边长一般为25～50m。
对于长隧道，为了检查隧道方向是否与设计相符合，当隧道掘进一段后，选择部分施工导线点布设边长一般为50～l00m、精度较高的基本导线，以检查开挖方向的精度
对于特长隧道掘进大于2km 时，可选部分基本导线点敷设主要导线，其边长一般为150～300m，用测距仪测边，并加测陀螺边以提高方位的精度。因此导线布设时应考虑到点位、精度和贯通精度要求。
地下控制导线布设方案如图 所示，其中A、B、C、…为主导线，a、b、c、…为基本导线，1、2、3、…为施工导线。隧道施工中，导线点大多埋设在洞顶板，测角、量距与地面大不相同。
5.2洞内平面控制测量
洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外控制点，随着隧道的开挖而向前延伸。
洞内平面控制通常有两种形式，即中线形式和导线形式。
中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。
5.2.1洞内平面控制测量形式
(1). 单导线
单导线导线布设灵活，但缺乏检测条件。测量转折角时最好半数测回测左角，半数测回测右角，以加强检核。施工中应定期检查各导线点的稳定情况。
(2).导线环
如图所示，导线环是长大隧道洞内控制测量的首选形式，有较好的检核条件，而且每增设一对新点，如5和5′点，可按两点坐标反算5～5′的距离，然后与实地丈量的5～5′距离比较，这样每前进一步均有检核。
(3).主副导线环
如图所示:主、副导线环中双线为主导线，单线为副导线。主导线既测角又测边长，副导线只测角不测边，增加角度的检核条件。在形成第二闭合环时，可按虚线形式，以便主导线在3点处能以平差角传算3～4边的方位角。主副导线环可对测量角度进行平差，提高了测角精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利。
(4).交叉导线
(5).旁点导线
5.2.2洞内导线等级的确定
测量
部位
测量
方法
测量
等级
测角精度
（″）
适用长度
（km）
边长相对中误差
洞
内
导
线
测
量
二
±1.0
直线7~20
1/10000
曲线3.5~20
三
±1.8
直线3.5~7
曲线2.5~3.5
四
±2.5
直线2.5~3.5
曲线1.5~2.5
五
±4.0
直线﹤2.5
曲线﹤1.5
5.2.3 洞内平面控制说明
(1)洞内导线应尽量沿线路中线布设或与线路中线平移一适当距离左右交叉布设，边长要接近等边，长度应根据洞内测量设计确定，在保证洞内通视条件良好的情况下，将导线边尽量设长。
(2)导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好且稳固安全地段，两点间视线与建筑物的距离应大于0.2 m。
(3)对于大断面的长隧道，应布设成多边形闭合导线环。有平行导坑时，平行导坑的导线应与正洞导线联测，以资检核。
(4)导线的边长应按贯通要求进行设计，当导坑延伸至两倍洞内导线设计边长时，应进行一次导线引伸测量。
(5)每测定一个新导线点时，都需对以前的导线点作检核测量，必须符合原有三个或三个以上控制点确保无误后方可进行导线引测。检测精度应与原测精度相同。
(6)进行角度观测时，应尽可能减小仪器对中和目标偏心误差的影响。一般在测回间采用仪器和觇标重新对中，在观测时采用两次照准两次读数的方法。采用对点器觇牌照准，用较强的光源照准标志，以提高照准精度。
(7)边长测量采用电磁波测距仪时，应防强灯光直接射入照准头，应经常拭净镜头及反射棱镜上的水雾。
(8)凡是构成闭合图形的导线网(环)都应进行严密平差计算，以便求出导线点的新坐标值。当隧道全部贯通后，应对地下长边导线进行重新平差，用以最后确定隧道中线。
(9)对于短边(斜井平坡段、左右线隧道的横洞) ，宜采用强制对中的三联脚架法测角测边，以提高精度。
(10)导线点应埋于坑道底板面以下10~20 cm，应埋设为混凝土包铁芯桩。上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预 以标注。
(11)作业前必须对精密测角仪器进行检验，并每年将仪器送计量部门鉴定。
(12)洞外、洞内温差较大，明亮度反差强烈，由洞外向洞内的引测工作，应在夜晚或阴天进行。在测定定向角和洞内、外连接角或当洞内外高差、边长悬殊过大时，水平角的观测应增加测回数。
(13)距离测量应采用对向观测2~4测回，并在测边两端量取气象元素取平均值后对边长进行改正，边长最后投影到抵偿高程面上。
(14)隧道施工的洞内烟尘较大，为确保目标有足够的明亮度，照明采用腆钨灯 或强光手电。
(15)测量过程中，尽量减小施工干扰，禁止喷射混凝土，长时间保证通风，以确保观测条件良好。
(16)洞内外温度、湿度相差很大，为使仪器内部温度与外界温度充分一致，仪器应开箱30分钟后方可进行观测。
17)由于隧道内施工程序多，人员和车辆出入较多，因此，测量时仪器操作人员 不能离开仪器，要在测量过程中始终保证仪器的安全，避免仪器被摔、被碰或被砸。
(18)隧道洞内灰尘和水气比较大，因此，在每次隧道洞内测量完成后，应该及 时将仪器从仪器箱中取出擦干净，并且等仪器晾干后再装箱，使仪器能始终处在良好的运转状态。
(19)每次洞内导线引测采用的观测方法、观测精度指标、观测条件、平差方法均应相同。
（20）导线边以接近等长为宜，一般直线地段不短于200 m，曲线地段不宜短于70 m。
5.3洞内高程控制测量
洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内,作为洞内高程控制和隧道构筑物施工放样的基础,以保证隧道在竖直方向正确贯通。
5.3.1洞内高程测量等级及精度要求
测量部位
测量等级
两开挖洞口问高程路线长度(km)
每千米高程测量偶然中误差(mm)
洞内
二
>32
≤1.0
三
1l~32
≤3.0
四
5~1l
≤5.0
五
<5
≤7.5
5.3.2洞内水准测量
洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点：
（1）隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返多次观测进行检核。
（2）洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量，进行往返观测；四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法，应进行对向观测。
（3)洞内应每隔200～500 m设立一对高程控制点以便检核。为了施工便利，应在导坑内拱部边墙至少每100 m设立一个临时水准点。
（4）洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前，注意检查前一水准点的稳定性，以免产生错误。
（5）因洞内施工干扰大，常使用挂尺传递高程（如图），高差的计算公式仍用hAB=a-b，但对于零端在顶上的挂尺（如图中B点挂尺），读数应作为负值计算，记录时必须在挂尺读数前冠以负号。B点的高程：
HB=HA+a－（－b）=HA+a+b
计算检核
5.4洞内控制测量提交成果
(1)控制测量技术报告，包括布点情况、施测日期、施测方法、仪器型号、平差方法、实际贯通里程和特殊情况及处理结果。
(2)洞内控制测量布网及线路关系示意图。
(3)洞外控制点检测及联测成果。
(4)导线点的坐标、边长、方位角及洞内水准点成果表。
(5)进行贯通测量应提交贯通点的里程、实际贯通误差及其调整成果。
(6)原始观测记录和计算成果。
四、项目实施报告
项目实施报告
工作任务概况
在高铁控制模拟实训场分别实施隧道洞内导线测量工作。
工作内容
1．利用洞外控制实施隧道洞内导线测量；
工作流程
1. 根据CPII布置图确定控制点的位置；
2. 隧道洞内导线测量指导书的制定；
3. 隧道洞内导线测量实施；
4 隧道洞内导线测量内业处理；
5 隧道洞内导线测量结果的检核；
6 .隧道洞内导线测量报告的编写。
工作任务实施
一、.控制桩完好性统计
二、隧道洞内导线测量指导书的制定
三、隧道洞内导线测量任务的实施
四、隧道洞内导线测量测量结果的检核
检核
内容
小组自检
小组互检
合格
不合格
合格
不合格
导线精度
五、隧道洞内联系测量报告的编写
学习心得
成绩评定
成果评定
根据学生测量成果的精度评定成绩，占50%；
得分
学生自评
学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%；
得分
小组互评
根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%；
得分
教师评价
根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；
根据根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；
根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。
得分
成绩
教师签名
