隧道控制测量

m y


2 R x
向中误差（mm），即 其中
m yl ——由于测边误差影响，产生在贯通面上的横
ml m yl l
2 d y
m ——由导线环的闭合差求算的测角中误差（″）
Rx——导线环在隧道相邻两洞口连线的一条导线上各 点至贯通面的垂直距离（m）。 ml ——导线边边长相对中误差 l Dx——导线环在隧道相邻两洞口连线的一条导线上各 边在贯通面上的投影长度（m）。
o
x
βi-1 β1
βA 0 (A)
s1 α1
1 αA
s2 α2
β2
2
i-1
si αi
βi
i
βn-1
n-1
贯 通 面 方 向
βB
(B)
n
y
E
隧道中线
1、导线测量贯通误差计算
受洞外、洞内平面控制测量影响所产生在贯通面上的横向 中误差，按下列公式计算：
m m
2 y
m
2 yl
式中 m y ——由于测角误差影响，产生在贯通面上的 横向中误差（mm），即 m
第三节
2、现场踏勘与交桩
洞外控制测量
在研究了这些资料后，在进行实地踏勘。进一步判明 这些资料的正确性，并详细了解隧道两侧的地形，两端洞 口线路的走向，里程桩点特别是主点的设置等。踏勘的过 程也是勘测设计单位向施工单位现场交桩的过程。
3、选点布网
在了解了测区各有关资料，现场实际情况后，即可进 行测量设计，研究洞外控制网的布网方案。平面控制网的 设计，可以结合隧道的长度以及线路通过地区的地形情况， 分别布设成三角网、边角网、导线网、GPS网等。高程控 制网一般均采用水准测量，也可采用光电测距三角高程来 代替三、四等水准测量。
第二节
隧道贯通误差及限差
洞外控制测量的误差所引起的横向贯通中误差的影响值为： M外=±0.58M总 洞内控制测量的误差所引起的横向贯通中误差的影响值为：
M内=±0.82M总
当洞内开挖面愈多，则对洞外控制测量的精度要求就愈高， 以弥补洞内控制测量因开挖面的增多而降低的精度。
第二节
隧道贯通误差及限差
2．精密导线法 在隧道进、出口之间，沿勘测设计阶段所标定的中线或离 开中线一定距离布设导线，采用精密测量的方法测定各导线点 和隧道两端控制点的点位。
在进行导线点的布设时，导线点应根据隧道长度和辅助坑 道的数量及位置分布情况布设。导线宜采用长边，且尽量以直 伸形式布设，这样可以减少转折角的个数，以减弱边长误差和 测角误差对隧道横向贯通误差的影响。为了增加检核条件和提 高测角精度评定的可行性，导线应组成多边形导线闭合环或具 有多个闭合环的闭合导线网，《测规》规定，在一个控制网中， 导线环的个数不宜少于4个；每个环的边数宜为4～6条。 导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。
四、洞外平面控制测量对横向贯通误差影响值的估算
目的：找出洞外控制测 量的误差与贯通误差的 关系，即“影响值”。
理解：其应用在于 （1）判断依据选定的控 制等级（允许的测角中误差
和允许的测距相对中误差）
求出的影响值是否超限 （2）根据实际的测量精 度计算洞外控制测量带 给贯通的“实际误差”。 思路：视洞内及洞内外联系测量的所有观测值都看作为无误差的 观测值，只考虑洞外控制测量的误差，然后从两边相向推算出贯 通点的坐标，其坐标差即为 x 和 y 轴方向的贯通误差。
引测进洞。
隧道施工中，为了加快工程进度，一般由隧道两端洞口进 行相向开挖。长大隧道施工时，通常还要在两洞口间设置斜 井、横洞、竖井等，以增加掘进工作面,保证隧道按设计正确 贯通，并为隧道开挖指示方向和空间位置，必须进行进洞测 量、洞内控制测量和施工测量。
隧道测量示意图
第一节
概
述
与地面测量工作不同的是，隧道施工的掘进方向在贯 通之前无法通视，隧道测量的主要任务，是保证隧道相向 开挖的工作面按照规定的精度在预定位置贯通，并使各项
导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合下 表的规定。
表
三角锁、导 线测量等级 二
测角精度、仪器型号和测回数 测角中误差 仪器型号 测回数 （〃） DJ1 6～9 1.0 DJ2 9～12 1.8
DJ1 DJ2 4 6 2 4 2
Hale Waihona Puke 三四2.5
DJ1 DJ2
五
4.0
DJ2
当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数 测回分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后应 按下式计算圆周角闭合差⊿，其值应符合下表的规定。再将 它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样 可以提高测角精度。 ⊿＝［左角］中﹢［右角］中﹣360°
m
式中
f n (14 3)
表 导线 等级 ⊿
测站圆周角闭合差的限差 （″） 二 2.0 三 3.6 四 5.0 五 8.0
导线环角度闭合差，应不大于按下式计算的限差：
f 限 2m n (14 2)
式中 m————设计所需的测角中误差（″）； n————导线环内角的个数。
导线的实际测角中误差应按下式计算，并应符合控制 测量设计等级的精度要求。
第一节
位置的控制桩。
概
述
洞口投点：线路定测时，标定在地面上确定隧道两端洞口
直线隧道的洞口投点是利用线路上的直转点标定出来的
曲线隧道的洞口投点是利用每条切线上的两个点标定出来 由于定测时的精度较低，满足不了贯通精度的要求，所以 在施工前需进行洞外控制测量，与线路中线精密地联系起来， 根据精密测定的数据，反算精密的转向角、方位角和距离，给 出隧道各洞口投点的坐标。测定洞口水准点的高程，以便引进 洞内，从而保证隧道准确贯通，这就是洞外控制测量的目的。
第二节
隧道贯通误差及限差
一、隧道贯通误差及其限差 1、贯通
在隧道施工中两个相向开挖的施工中线在设计
的位置（里程）按放样将隧道挖通，称为贯通，该
设计的位置称为贯通点，贯通点所在的横断面称为
贯通面。
2、贯通误差
第二节
隧道贯通误差及限差
在隧道施工中，由于地面控制测量、联系测量、地下控
制测量以及细部放样产生的误差，使得两个相向开挖的工作
中误差 （mm） 18 17 25
第二节
隧道贯通误差及限差
• 按照《新建铁路工程测量规范》的规定
将洞外控制测量的误差作为影响隧道贯通误差的一个 独立因素，而将两相向开挖的洞内导线测量各作为一个独
立因素（有竖井或斜井各作为一个独立因素），将各独立
因素按等精度影响，来求各独立因素的影响。 设隧道总的横向贯通误差为△总，则总的横向贯通中 误差的限差为M总=△总/2.因此，当没有竖井或斜井时，独 立因素是三个。 由M总 2 = M外 2 + M内 2 + M内 2 得
隧 道 控 制 测 量
中 铁 十 八 局 技 工 学 校
蒲 新 录
二 O 一 二 年 十 二 月
主要内容
第一节 概 述
第二节 隧道贯通误差及限差 第三节 洞外控制测量 第四节 控制测量数据处理 第五节 洞内控制测量
第一节
概
述
隧道是线路的重要组成部分，尤其是长大隧道是整个线路
建设的控制工程。
隧道施工前，要首先进行地面控制测量，提供隧道各开挖 洞口控制桩的坐标、定向方向的方位角及水准点高程，以便
第三节
洞外控制测量
4、控制网等级的确定
二、洞外平面控制测量 洞外平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过 地区的地形和环境等条件进行，可采用的方法有：中线法、精 密导线法、三角锁网法、GPS测量。 1．中线法（平面控制简单、直观，精度不高） 适用于长度较短或贯通精度要求不高的隧道。 方法：就是将隧道中线的平面位置，测设在地表上，经反 复核对改正误差后，把洞口控制点确定下来，施工时就以这些 控制点为准，将中线引入洞内。在直线隧道，于地表沿勘测设 计阶段标定的隧道中线，用经纬仪正倒镜延伸直线法测设中线； 在曲线隧道，则按铁路曲线测设方法，首先精确标出两端切线 方向，然后测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，再 把线路中线测设到地面上。经反复校核，与两端线路正确衔接 后，再以切线上的控制点（或曲线主点及转点等）为准，将中 线引入洞内。
第二节
隧道贯通误差及限差
3、隧道贯通误差的限差
各项贯通误差的限度（用△表式）一般取为中误差的两倍。 • 对于纵向误差，通常都是按定测中线的要求， 即
△L=2mL≤1/2000*L
• 对于横向误差和高程误差，按《铁路测量技术规则》根据 开挖洞口间的长度确定，如表7-1所示，按《公路勘测规 范》对贯通误差的规定如表7-2所示。
第二节
两相向开挖洞口间长 （km） 横向贯通误差（mm） 高程贯通误差（mm）
隧道贯通误差及限差
表7-1 ≤4 100 4～8 150 8～10 200 50 10～13 300 13～17 400 17～20 500
表7-2
两相向开挖洞口间长度（km） 横向贯通误差（mm） 高程贯通误差（mm） ＜3 150 3～6 200 70 ＞6 *
建筑物以规定的精度按照设计位置和尺寸修建。
第一节
概
述
隧道测量的主要任务：
1．洞外控制测量：在洞外建立平面和高程控制网，测 定各洞口控制点的位置； 2．进洞测量：将洞外的坐标、方向和高程传递到隧道
内，建立洞内、洞外统一坐标系统；
3．洞内控制测量：包括隧道内的平面和高程控制； 4．隧道施工测量：根据隧道设计要求进行施工放样、 指导开挖； 5．竣工测量：测定隧道竣工后的实际中线位置和断面 净空及各建、构筑物的位置尺寸。
第三节
洞外控制测量
一、洞外控制网布设的方法及工作步骤 1、收集资料
在布设洞外控制网前，首先要从设计文件中了解隧道
的形状，各洞口的设计位置，各洞口的间隔距离，各贯通
面的设计位置。然后搜集测区的地形图（1：5000—1： 2000），隧道地段的线路平面图，其次还应搜集勘测单位 过去所完成的测量资料，隧道地区的气象、水文、地质以 及交通运输等方面的资料。
第二节
隧道贯通误差及限差
二、隧道贯通误差的来源及分配

隧道贯通误差主要来源于洞内、外控制测量和竖井（斜 井）联系测量的误差。
对洞外控制测量而言，洞外的条件要较洞内好，故对洞外
控制测量的精度可要求高一些 ，按照《新建铁路工程测 量规范》的规定，洞外、洞内控制测量误差对每个贯通面 上产生的误差不应超过表7—3的规定。
第二节
隧道贯通误差及限差
表7-3 横向中误差（mm） 高 程
测 量 部 位
＜4 洞外 洞内 洞外、洞 内总和 30 40 50
两开挖洞口间长度（km） 4～ 8 45 60 75 8～10 60 80 100 10～ 13 90 120 150 13～17 120 160 200 17～20 150 200 250
第二节
隧道贯通误差及限差
三、贯通精度预计的意义
为了加快隧道的施工进度，增加了开挖面，这就必需
严格保证其施工质量，特别是各开挖面的贯通质量。由于
隧道施工是在洞内、外控制测量的基础上进行的，因此必
须根据控制测量的设计精度或实测精度，在隧道施工前或 施工中对其未来的贯通质量进行预计，以确保准确贯通，
避免重大事故的发生，对于长大隧道尤其如此。
• 对于高程控制测量，将洞外与洞内按等影响分配。 设隧道总的高程贯通允许中误差为Mh，则洞外
高程贯通中误差的允许值为
mh=Mh/√2=0.71Mh
对铁路隧道，高程贯通误差的限差为±50mm，
则高程贯通允许中误差Mh=±25mm。按上式计算的
mh=±18mm。
第二节
隧道贯通误差及限差
四等水准测量每公里高差中数偶然中误差为±5mm， 三等水准为±3mm。因此，若按四等水准测量观测，则洞 外高程贯通允许中误差不超过±18mm的限度最大长度为 13km，而若按三等水准得L=35km。 对公路隧道，由于高程贯通误差限差放大，用三、四 等水准测量相应路线允许最大长度也增大。 可见，一般隧道采用三、四等水准测量，其精度已可 满足高程贯通的精度要求，所以可用红外三角高程施测。 但应注意的是，平面控制点间边长有些较长，而采用红外 三角高程一般应把边长控制在500m内，故对于长边，应增 设转点，专为传递高程之用。
面的贯通点，不能理想的衔接而使成为两个点，这两个点之 间的空间线段长称为贯通误差。
第二节
隧道贯通误差及限差
贯通误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差。
贯通误差在垂直于线路中线方向的投影长度称为横向贯通误差 在竖直方向的投影长度称为高程贯通误差。 横向贯通误差不超过规定的限值，是隧道测量的关键。 过大时隧道会侵入建筑界限，迫使炸毁大段衬砌！