长安大学《测量学》第十四章 隧道测量

2．光电测距仪导入高程法 （2）则井下B点的高程：
H B H A a b L a b l
§14-5
隧道洞内导线与洞内中线测量
一、洞内导线测量
1. 地下导线测量的特点 （1）地下导线随隧道的开挖而向前延伸，所以只能 逐段设支导线。而支导线采用重复观测的方法进 行检核。 （2）导线在地下开挖的坑道内敷设，因此其导线形 状（直伸或曲折）完全取决于坑道的形状，导线 点选择余地小。 （3）地下导线是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。
§14-1
概述
二、隧道施工测量
2. 隧道施工测量的内容
（1）地面（洞外）控制测量：在地面上建立平面和 高程控制网； （2）联系测量：将地面上的坐标、方向和高程传到 地下，建立地面地下统一坐标系统； （3）地下控制测量：包括地下平面与高程控制； （4）道施工测量：根据隧道设计进行放样、指导开 控及衬砌的中线及高程测量。
选择C和C′时应满足如下要求： ①CD和C′D′长度应大于20m； ②C和C′点应尽可能在AB的延长线上，即γ、α，和γ′ β′ 不应大于2° ③b/c、b′/c一般应小于1.5，即C和C′应尽量靠近垂球线。
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
1．一井定向 （3）内业计算
2 c算 a 2 b 2 2ab cos
了速度，降低了费用，并能保证施工控制网的精度。
§14-2
隧道洞外控制测量
二、地面高程控制测量 1. 隧道高程控制测量 隧道高程控制测量的任务，是按照规定的精度，施 测隧道洞口附近水准点的高程。根据两洞口点间的 高差和距离，可以确定隧道底面的设计坡度，并按 设计坡度控制隧道底面开挖的高程。 2. 精度要求 一次相向贯通的隧道，在贯通面上对高程要求的 精度为±25mm。对地面高程控制测量分配的影响 值为±18mm，分配到洞内高程控制的测量影响值 是±17mm。 地面水准测量等级选定及技术要求，符合规范要 求。
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
2．两井定向 （2）连接测量
对井上、井下布设的导线 事先要做误差预计。根据 使用的仪器、采用的测量 方法、导线布设的方案， 估算一次定向测量的中误 差，若不超过±20″，这个方案才能使用。
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
2．两井定向 （3）内业计算 ①根据地面导线计算两垂球线的坐标，反算连线的 方位角αAB和长度c。 ②假定井下导线为独立坐标系，以A点为原点，以A1 为x′轴，用导线计算方法计算出B点的坐标，得 x , y 。反算AB的假定方位角和长度c′。 B B
§14-2
隧道洞外控制测量
一、洞外平面控制测量
1. 中线法 （1）原理及方法 中线法是在隧道洞顶地面上用直线定线方法，把隧 道中线，每隔一定距离用控制桩精确地标定在地面 上，作为隧道施工引测进洞的依据。
§14-2
隧道洞外控制测量
一、洞外平面控制测量
1. 中线法 （2）适用范围 该法宜用于隧道较短、洞顶地形较平坦，且无较 高精度的测距设备的情况下。但必须反复测量， 防止错误，并要注意延伸直线的检核。 中线法的优点是中线长度误差对贯通的横向误差 几乎没有影响。
第十四章 隧道测量
长安大学公路学院
§14-1
概述
一、公路隧道
隧道:位于地表以下，一个方向的尺寸远大于另两个 方向的尺寸，两端起联通作用功能的人工建筑物称 地道。横截面较小时称坑道，横截面较大时称隧。 1．隧道类型 按其所处的位置不同分可为:山岭隧道、水下隧道 （河底和海地）以及城市隧道等； 按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼 睛形（孪生形）等； 按其用途可分为交通隧道和运输隧道.
§14-2
隧道洞外控制测量
二、地面高程控制测量 3. 水准路线方案设计 水准路线应选择在连接两端洞口最平坦和最短的 地段，以期达到设站少，观测快，精度高的要求。 水准路线应尽量直接经过辅助坑道附近，以减少 联测工作。每一洞口埋设的水准点应不少于两个。 两个水准点间的高差，以能安置一次水准仪即可 联测为宜，两端洞口之间的距离大于lkm时，应在 中间增设临时水准点，水准点间距以不大于1km为 宜。 洞外高程控制通常常采用三，四等水准测量方法， 往返观测或组成闭合水准路线进行施测。 水准点应埋设在坚实、稳定和避开施工干扰之处。
§14-2
隧道洞外控制测量
一、洞外平面控制测量
3. 三角测量法 （2）适用范围 当隧道较长地形起伏多变，不便用导线法作洞外平 面控制时，常采用三角测量法。 4．用GPS定位系统建立控制网 （1）原理及方法
§14-2
隧道洞外控制测量
一、洞外平面控制测量
4．用GPS定位系统建立控制网 （2）适用范围 利用GPS定位系统建立洞外的隧道施工控制网，由于 无需通视，故不受地形限制，减少了工作量，提高
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
几何定向分一井定向和两井定向。 1．一井定向 （1）投点 投点所用垂球的重量与钢丝的直 径随井深而异。 由于井筒内受气流、滴水的影响， 使垂球线发生偏移和不停的摆动， 故投点分稳定投点和摆动投点。
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
1．一井定向 （2）连接测量
其中：
l ( P P0 ) l p EF
l c
l
2
2E
§14-4
竖井联系测量
三、通过竖井传递高程
2．光电测距仪导入高程法 （1）用光电测距仪测出井深L，将高程导入地下
H B H A h1 ( L L2 h2 ) l
§14-4
竖井联系测量
三、通过竖井传递高程
2, 178
a c b c
当 20时， 160 时，可用正弦公式计算αβ。
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
1．一井定向 （3）内业计算
yc y c y CA y AB y BC C D DC 4 180
2 ( DC )
m m m m
2 2 2 2
2
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
2．两井定向 在两井筒各下放一根垂球线，然后在地面和井下分 别将其连接，形成一个闭合环，从而把地面坐标系 的平面坐标和方位角引测到井下。 （1）投点 投点的方法和要求与一井定向相同。
§14-3
路线引测进洞数据的计算
一、直线隧道
1.原理 两洞口控制桩位于三角网的两端，各三角点的坐标 为(xi，yi)。其引进数据的计算是要算出隧道中线 与某一已知边的夹角β 1、β 2和AB的水平距离DAB。 1 AB A1
2 B 3 AB
D ( xB xA )2 ( yB y A )2
xc xc xCA x AB x BC
§14-4
竖井联系测量
二、几何定向
1．一井定向 （4）一井定向的误差 定向误差包括：地面的连接误差m上；地下的连接 误差m下；投向误差θ 。 井下一次独立定向的定向边C′D′方位角的中误 差为
M
2 ( C D )
m
N
JD β2 C(HZ)
) ZH B(
β1
A
D
中
线
§14-3
路线引测进洞数据的计算
三、隧道内横洞
引进数据的计算，主要是算出CD与正洞中线的交 角β 2；C(或D)点到正洞与横洞交点E的距离和A点 到E点的距离等。
E B A
β2
横洞 D
β1
C
§14-4
竖井联系测量
一、竖井联系测量的任务
按照地下控制网与地面上联系的形式不同，定向的 方法可分为下列四种： （1）经过一个竖井定向（简称一井定向）； （2）经过两个竖井定向（简称两井定向）； （3）经过横洞（平坑）与斜井的定向； （4）应用陀螺经纬仪定向。
3 N 1 β2
B
α α
A
AB
A1
中线
β1 2
4
§14-3
路线引测进洞数据的计算
一、直线隧道
2.测设方法 在实地置仪器于A点后视1点，拨角β 1即为AB进洞方 向；同样置仪器于B点后视3点，拨角β 2 即为BA进 洞方向。 3
N 1 β2 B
α α
A
AB
A1
中线
4
β1 2
§14-3
路线引测进洞数据的计算
二、曲线隧道
三角网控制的曲线隧道，设各三角点坐标为(xi， yi) ，路线转折点JD、曲线起点B(ZH)、曲线终点 C(HZ)的坐标根据设计图也可求得。 有了这些洞外洞内坐标，同样按坐标反算的方法 可求得夹角β 1、β 2和AB、CD的水平距离DAB、DCD。 从而可在实地标定出AB及CD之进洞开挖方向和控 制其开挖长度。
§14-1
概述
一、公路隧道 3. 隧道设计阶段 （1）初测的主要任务和要求 初测的主要任务是根据隧道选线的初步结果，在 选定的隧道线位走廊带进行控制测量、地形测量、 纵断面测量，为地质填图和隧道的深入研究和设 计提供点位参数、地形图条件及技术说明。 初测的基本要求：
①布设控制点，进行控制测量。 ②按隧道选定方案进行带状地形图测量。 ③按隧道中线地面走向测量纵断面图。
。
AB A1 AB
fs 其全长相对闭合差 K容 [S ]
fs
f x2 f y2
§14-4
竖井联系测量
三、通过竖井传递高程
1．用钢尺导入高程 井下B点高程
H B H A ( a b) ( a b) l d lt l p lc