長大隧道洞內控制測量范文第1篇
淺談長大隧道洞內控制測量
作者 張軍軍
摘要:本文通過筆者對太行山隧道1#,2#斜井的洞內控制測量經驗,闡述了長大隧道平面控制，洞內導線的布設方法、施測方案、施測方法及單線雙隧右線控制方法。 關鍵詞：導線、控制網、導線復測，控制網精度，貫通精度。 工程簡介
太行山特長隧道是新建鐵路石家莊至太原客運專線的重點工程，位于孤山特大橋和盂縣車站之間。本隧道設計為兩座相互平行的單線隧道，線間距35.0m，隧道內線路位于直線上。
中鐵十七局集團五公司承擔施工的Z3標段，位于盂縣仙人鄉咀子上村，起訖里程為DK73+201～DK77+801(YDK73+201～YDK77+801)，正洞全長4600m， 設兩個無軌運輸施工斜井。其中2#斜井坡度11.6%。1#斜井坡度為11.2%. 2#斜井承擔正洞任務2000m。1#斜井承擔正洞任務2600m。
根據石太客運專線太行山隧道洞內控制精度要求。洞內導線測角中誤差1.5”，測距誤差≤1/100000.
測量儀器：徠卡TCRA1102全站儀，測角精度為2”， 腳架4個，棱鏡3個，對講機4個，卡西歐4800計算器一個。遮陽傘一把。 一，導線整體布設思路
導線布設前首先應根據工程實際情況和隧道允許貫通誤差預先確定導線控制網精度等級，選擇導線的布設網型，確定導線邊長的范圍。太行山隧道1#，2#斜井口距離約7KM，2#與3#斜井口距離約7.5KM，根據《新建鐵路測量規范》確定，隧道允許的貫通誤差為6cm。為了保證貫通精度，太行山隧道1#，2#斜井導線控制網的精度等級根據實際估算及設計院建議，確定了導線控制網等級為二等。導線布設采用閉合導線網，導線以洞口所投GPS點為起始點，按雙導線向內測設。形成閉合導線環，導線每延伸一到兩個控制點，兩導線交會成一個節點，節點坐標采用平差值，作為繼續向前延伸的依據。在施工階段，綜合考慮施工進度等經濟指標及貫通精度要求，前期控制網導線邊長斜井內定在300米左右，正洞內根據橫通道布置特點，為控制右線的需要，在每個橫通道口布設導線點，導線邊長約420米左右。由于旁折光對精密測角觀測結果有系統性影響，因此導線點沿隧道中線布設成等邊直伸多邊形導線閉合環，每個導線環的邊數設計為4-6條。隧道的橫向貫通誤差隨著測站數的增加而迅速增大，所以在保證洞內通視的情況下，采取將增長導線邊長的方法，以減少方位角傳遞誤差。 二,施工階段中線控制方案
在施工初期階段,根據斜井的掘進進度,選擇導線點布設位置,在斜井剛進洞時,以設計院提供的洞口GPS點作為進行洞口及進洞方向放樣的依據,根據現場實際情況,當用洞外GPS點放樣不能滿足通視要求時，開始布設控制點。1#,2#斜井在掘進到250左右時布設了一對導線點K1,K1’。與洞外GPS點形成閉合環,采用二等導線測量方法進行導線測量，采用嚴密平差方法進行計算，并已此作為向前掘進放樣的依據。為了不影響進度,在以后的導線延伸時,以導線網最后一條已知邊作為起算邊,與新布設的導線點形成閉合環進行延伸，導線邊長斜井內在300米左右。在每次導線延伸測量時,對起算的導線邊進行檢查，及時發現由于山體壓力或洞內施工、運輸等的影響而產生的點位位移。
三、復測方案
采用上面所述導線布設與測量方案,雖然可以節省時間,最大程度的減少對施工進度的影響,但是由于每次的導線延伸測的邊長較短，增加了方位角傳遞誤差，并造成誤差累積,使前面導線點精度不足.所以,根據掘進進度,每3-4個月應進行一次從洞外GPS點開始的導線復測,進行整體嚴密平差，以控制導線方向。導線復測采用導線網進行。導線網一般布設成若干個彼此相連的帶狀導線環。網中所有邊，角全部觀測。每個導線環一般為4-6條邊。如下圖為2#斜井導線控制網： 與施工階段導線延伸測量不同的是，導線復測時為了保證測角及測距精度，應根據洞內通視條件，將原導線邊長進行適當延長。洞內煙塵和照明不足將影響測量精度，所以在復測期間應采取措施，保證洞內環境滿足測量要求。
導線復測采用兩組人員,使用不同儀器進行測量,以便復核。
在隧道施工進行到中期間段，應及時對導線網貫通誤差進行估算，以便掌握現控制網是否符合隧道貫通要求，并可及時調整控制方案，以使隧道順利貫通。
太行山隧道1#~2#，2#~3#之間在2006年12月進行了一次貫通誤差估算，估算結果1#與2#之間貫通誤差為8cm，2#~3#貫通誤差為5.9cm。1#與2#之間的貫通誤差預計不能滿足規范要求。經分析，1#、2#斜井內導線點對隧道貫通誤差影響最大，為了保證順利貫通，及時調整了控制方案，將1#、2#斜井內部分控制點去掉，從新對控制網進行復測，復測完畢后,重新對1#,2#貫通誤差進行了估算,估算結果為3.5cm，在允許誤差之內。說明及時改變控制方案是正確的。
在隧道貫通前應組織一次貫通復測。以使在貫通前及時調整導線方向。必要時適當擴大斷面，保證隧道建筑界限。
目前2#與3#之間已經順利貫通，實測貫通誤差為1.9cm。完全滿足貫通要求。1#與進口也順利貫通，實測貫通誤差為1cm。
四、右線控制
對于雙洞隧道來說，由于斜井與正洞交角較小，導線只能從斜井引測到正洞左線，長導線無法直接進入正洞，所以右線中線一般依附左線導線控制網通過左右線的聯系橫通道進行控制。其控制方法有以下兩種：
1，第一步：通過左線橫通道口布設的導線點Z1，通過橫通道放樣右 線中樁Y1， 第二步：在放樣出的右線中樁設站，后視左洞導線點，放樣右洞前進方向中樁Y2，
再以這兩Y1，Y2中樁使用穿線法作為右線施工中線放樣依據。
在掘進進行到下一個橫通道后，在用同樣的方法進行放樣右線中樁Y3：
然后在Y1上設站后視Z1放樣Y3，用以復核。若偏差，則取Y3，Y3’連線的中點作為新中樁。 此方法缺點是放樣誤差大，穿線法誤差容易累積。優點是實施起來方便，對施工影響較小。誤差只在兩個橫通道口累積，并可以在第2個橫通道打通后，及時調整誤差。 2，在右線橫通道口中樁附近做點，通過與左線橫通道口布設的導線點聯測形成一個四邊形閉合環，平差后使用右線點作為右線控制依據。如下圖：
此方法優點是形成閉合環，右線點位精度較高。但橫通道只有35m，而兩橫通道之間為420m，相臨邊長之比較大，各種調焦誤差，目標偏心差，對中誤差影響較大。且測量起來費時較多，對施工影響較大。
根據以上右線控制的方法來看，雖然各有所長，但控制精度都不如導線直接進入右洞用長導線控制精度較高，所以從貫通精度方面考慮，在斜井與正洞相交處，左線與右線的施工聯系通道與正洞的夾角設計成與斜井一樣的角度，這樣從洞外引測的導線網便可以直接進入右洞,提高右線的控制精度。從施工進度等經濟指標來考慮的話，左右線各一組導線網，必然會增加控制測量的時間，對施工進度產生影響。由于隧道的貫通精度主要取決于控制網的精度，放樣精度對貫通精度影響不大，以本文所述第一種方法控制右線，其貫通精度主要取決于左線控制網的精度。太行山2#斜井一直采用的本文第一種控制方法。目前右線已經貫通，從實測貫通誤差來看，第一種方法也能很好的滿足貫通精度要求。所以從經濟角度考慮，采用第一種方法較好。
以上分析看出，對于單線雙隧來說，左線控制網的精度至關重要。所以做好左線控制網的測量工作是非常關鍵的。
五、導線布點及測量方法
1，布點方法：a：埋點：埋點時要將點位附近虛碴清理干凈，在基巖上鉆眼，埋設φ22的鋼筋做樁，樁頂要處理成光滑平面。鋼筋長度約30cm。露出地面約5mm。用鋼釘在樁頂打點或鋸十字，點直徑不大于1mm。然后用直徑15cm的鋼管，高約30cm，護樁。在鋼桶周圍用C20混凝土包圍，混凝土包裹大小約1平米?；炷聊毯笤阡撏吧霞由w。導線點埋置完成后，在邊墻上標明位置點號，以便測量使用。 2，測角
測角采用方向觀測法，當只有兩個方向時，采用左右角觀測法。由于洞內環境的特殊性，需采取一些特殊的措施。
a，洞口內，外兩個測站的測角，應該給予足夠的重視。由于洞口內外溫差較大，洞口空氣對流嚴重，空氣密度變化劇烈，洞內外光線反差較大，使得測角時，目標成像極不穩定，嚴重的影響照準精度，切折光影響異常顯著，給洞口內外兩個測站的測角帶來極大的困難，而這兩個角距貫通面最遠，對貫通誤差的影響最大，所以觀測這兩個測站時應選擇最有利的時間進行，分不同時段分次觀測，在上午和下午太陽落山后各觀測半數測回，然后取平均值。在照明能保證的情況下,在夜間測量最好.
b，在測回之間儀器與目標應該重新對中，以減小目標偏心差和儀器對中誤差對測角精度的影響。
c，由于洞內施工產生大量煙塵，空氣質量較差，因此測量時要進行提前進行通風排煙，等成像清晰后在進行觀測。在照明目標時，要避免單側照明，應在目標的兩個側面進行照明。以減小瞄準誤差。 3,測距
采用全站儀測距應進行溫度和氣壓等氣象改正。特別是溫度對測距影響較大。所以在測距時要使儀器適應環境溫度。測距采用對向觀測取平均值，并將其改正到平均高程面上。 4，平差
平差采用軟件嚴密平差。平差時應將邊長等改正完成后進行。
長大隧道洞內控制測量范文第2篇
淺談長大隧道洞內控制測量
作者 張軍軍
摘要:本文通過筆者對太行山隧道1#,2#斜井的洞內控制測量經驗,闡述了長大隧道平面控制，洞內導線的布設方法、施測方案、施測方法及單線雙隧右線控制方法。 關鍵詞：導線、控制網、導線復測，控制網精度，貫通精度。 工程簡介
太行山特長隧道是新建鐵路石家莊至太原客運專線的重點工程，位于孤山特大橋和盂縣車站之間。本隧道設計為兩座相互平行的單線隧道，線間距35.0m，隧道內線路位于直線上。
中鐵十七局集團五公司承擔施工的Z3標段，位于盂縣仙人鄉咀子上村，起訖里程為DK73+201～DK77+801(YDK73+201～YDK77+801)，正洞全長4600m， 設兩個無軌運輸施工斜井。其中2#斜井坡度11.6%。1#斜井坡度為11.2%. 2#斜井承擔正洞任務2000m。1#斜井承擔正洞任務2600m。
根據石太客運專線太行山隧道洞內控制精度要求。洞內導線測角中誤差1.5”，測距誤差≤1/100000.
測量儀器：徠卡TCRA1102全站儀，測角精度為2”， 腳架4個，棱鏡3個，對講機4個，卡西歐4800計算器一個。遮陽傘一把。 一，導線整體布設思路
導線布設前首先應根據工程實際情況和隧道允許貫通誤差預先確定導線控制網精度等級，選擇導線的布設網型，確定導線邊長的范圍。太行山隧道1#，2#斜井口距離約7KM，2#與3#斜井口距離約7.5KM，根據《新建鐵路測量規范》確定，隧道允許的貫通誤差為6cm。為了保證貫通精度，太行山隧道1#，2#斜井導線控制網的精度等級根據實際估算及設計院建議，確定了導線控制網等級為二等。導線布設采用閉合導線網，導線以洞口所投GPS點為起始點，按雙導線向內測設。形成閉合導線環，導線每延伸一到兩個控制點，兩導線交會成一個節點，節點坐標采用平差值，作為繼續向前延伸的依據。在施工階段，綜合考慮施工進度等經濟指標及貫通精度要求，前期控制網導線邊長斜井內定在300米左右，正洞內根據橫通道布置特點，為控制右線的需要，在每個橫通道口布設導線點，導線邊長約420米左右。由于旁折光對精密測角觀測結果有系統性影響，因此導線點沿隧道中線布設成等邊直伸多邊形導線閉合環，每個導線環的邊數設計為4-6條。隧道的橫向貫通誤差隨著測站數的增加而迅速增大，所以在保證洞內通視的情況下，采取將增長導線邊長的方法，以減少方位角傳遞誤差。 二,施工階段中線控制方案
在施工初期階段,根據斜井的掘進進度,選擇導線點布設位置,在斜井剛進洞時,以設計院提供的洞口GPS點作為進行洞口及進洞方向放樣的依據,根據現場實際情況,當用洞外GPS點放樣不能滿足通視要求時，開始布設控制點。1#,2#斜井在掘進到250左右時布設了一對導線點K1,K1’。與洞外GPS點形成閉合環,采用二等導線測量方法進行導線測量，采用嚴密平差方法進行計算，并已此作為向前掘進放樣的依據。為了不影響進度,在以后的導線延伸時,以導線網最后一條已知邊作為起算邊,與新布設的導線點形成閉合環進行延伸，導線邊長斜井內在300米左右。在每次導線延伸測量時,對起算的導線邊進行檢查，及時發現由于山體壓力或洞內施工、運輸等的影響而產生的點位位移。
三、復測方案
采用上面所述導線布設與測量方案,雖然可以節省時間,最大程度的減少對施工進度的影響,但是由于每次的導線延伸測的邊長較短，增加了方位角傳遞誤差，并造成誤差累積,使前面導線點精度不足.所以,根據掘進進度,每3-4個月應進行一次從洞外GPS點開始的導線復測,進行整體嚴密平差，以控制導線方向。導線復測采用導線網進行。導線網一般布設成若干個彼此相連的帶狀導線環。網中所有邊，角全部觀測。每個導線環一般為4-6條邊。如下圖為2#斜井導線控制網： 與施工階段導線延伸測量不同的是，導線復測時為了保證測角及測距精度，應根據洞內通視條件，將原導線邊長進行適當延長。洞內煙塵和照明不足將影響測量精度，所以在復測期間應采取措施，保證洞內環境滿足測量要求。
導線復測采用兩組人員,使用不同儀器進行測量,以便復核。
在隧道施工進行到中期間段，應及時對導線網貫通誤差進行估算，以便掌握現控制網是否符合隧道貫通要求，并可及時調整控制方案，以使隧道順利貫通。
太行山隧道1#~2#，2#~3#之間在2006年12月進行了一次貫通誤差估算，估算結果1#與2#之間貫通誤差為8cm，2#~3#貫通誤差為5.9cm。1#與2#之間的貫通誤差預計不能滿足規范要求。經分析，1#、2#斜井內導線點對隧道貫通誤差影響最大，為了保證順利貫通，及時調整了控制方案，將1#、2#斜井內部分控制點去掉，從新對控制網進行復測，復測完畢后,重新對1#,2#貫通誤差進行了估算,估算結果為3.5cm，在允許誤差之內。說明及時改變控制方案是正確的。
在隧道貫通前應組織一次貫通復測。以使在貫通前及時調整導線方向。必要時適當擴大斷面，保證隧道建筑界限。
目前2#與3#之間已經順利貫通，實測貫通誤差為1.9cm。完全滿足貫通要求。1#與進口也順利貫通，實測貫通誤差為1cm。
四、右線控制
對于雙洞隧道來說，由于斜井與正洞交角較小，導線只能從斜井引測到正洞左線，長導線無法直接進入正洞，所以右線中線一般依附左線導線控制網通過左右線的聯系橫通道進行控制。其控制方法有以下兩種：
1，第一步：通過左線橫通道口布設的導線點Z1，通過橫通道放樣右 線中樁Y1， 第二步：在放樣出的右線中樁設站，后視左洞導線點，放樣右洞前進方向中樁Y2，
再以這兩Y1，Y2中樁使用穿線法作為右線施工中線放樣依據。
在掘進進行到下一個橫通道后，在用同樣的方法進行放樣右線中樁Y3：
然后在Y1上設站后視Z1放樣Y3，用以復核。若偏差，則取Y3，Y3’連線的中點作為新中樁。 此方法缺點是放樣誤差大，穿線法誤差容易累積。優點是實施起來方便，對施工影響較小。誤差只在兩個橫通道口累積，并可以在第2個橫通道打通后，及時調整誤差。 2，在右線橫通道口中樁附近做點，通過與左線橫通道口布設的導線點聯測形成一個四邊形閉合環，平差后使用右線點作為右線控制依據。如下圖：
此方法優點是形成閉合環，右線點位精度較高。但橫通道只有35m，而兩橫通道之間為420m，相臨邊長之比較大，各種調焦誤差，目標偏心差，對中誤差影響較大。且測量起來費時較多，對施工影響較大。
根據以上右線控制的方法來看，雖然各有所長，但控制精度都不如導線直接進入右洞用長導線控制精度較高，所以從貫通精度方面考慮，在斜井與正洞相交處，左線與右線的施工聯系通道與正洞的夾角設計成與斜井一樣的角度，這樣從洞外引測的導線網便可以直接進入右洞,提高右線的控制精度。從施工進度等經濟指標來考慮的話，左右線各一組導線網，必然會增加控制測量的時間，對施工進度產生影響。由于隧道的貫通精度主要取決于控制網的精度，放樣精度對貫通精度影響不大，以本文所述第一種方法控制右線，其貫通精度主要取決于左線控制網的精度。太行山2#斜井一直采用的本文第一種控制方法。目前右線已經貫通，從實測貫通誤差來看，第一種方法也能很好的滿足貫通精度要求。所以從經濟角度考慮，采用第一種方法較好。
以上分析看出，對于單線雙隧來說，左線控制網的精度至關重要。所以做好左線控制網的測量工作是非常關鍵的。
五、導線布點及測量方法
1，布點方法：a：埋點：埋點時要將點位附近虛碴清理干凈，在基巖上鉆眼，埋設φ22的鋼筋做樁，樁頂要處理成光滑平面。鋼筋長度約30cm。露出地面約5mm。用鋼釘在樁頂打點或鋸十字，點直徑不大于1mm。然后用直徑15cm的鋼管，高約30cm，護樁。在鋼桶周圍用C20混凝土包圍，混凝土包裹大小約1平米?；炷聊毯笤阡撏吧霞由w。導線點埋置完成后，在邊墻上標明位置點號，以便測量使用。 2，測角
測角采用方向觀測法，當只有兩個方向時，采用左右角觀測法。由于洞內環境的特殊性，需采取一些特殊的措施。
a，洞口內，外兩個測站的測角，應該給予足夠的重視。由于洞口內外溫差較大，洞口空氣對流嚴重，空氣密度變化劇烈，洞內外光線反差較大，使得測角時，目標成像極不穩定，嚴重的影響照準精度，切折光影響異常顯著，給洞口內外兩個測站的測角帶來極大的困難，而這兩個角距貫通面最遠，對貫通誤差的影響最大，所以觀測這兩個測站時應選擇最有利的時間進行，分不同時段分次觀測，在上午和下午太陽落山后各觀測半數測回，然后取平均值。在照明能保證的情況下,在夜間測量最好.
b，在測回之間儀器與目標應該重新對中，以減小目標偏心差和儀器對中誤差對測角精度的影響。
c，由于洞內施工產生大量煙塵，空氣質量較差，因此測量時要進行提前進行通風排煙，等成像清晰后在進行觀測。在照明目標時，要避免單側照明，應在目標的兩個側面進行照明。以減小瞄準誤差。 3,測距
采用全站儀測距應進行溫度和氣壓等氣象改正。特別是溫度對測距影響較大。所以在測距時要使儀器適應環境溫度。測距采用對向觀測取平均值，并將其改正到平均高程面上。 4，平差
平差采用軟件嚴密平差。平差時應將邊長等改正完成后進行。