【正文】 論文題目:大型隧道貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)專 業(yè):測(cè)繪工程本 科 生:史凱飛 （簽名） 指導(dǎo)教師:湯伏全 （簽名） 摘 要貫通測(cè)量在隧道施工中占有很重要的地位，是保證隧道能夠順利的沿著設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)是保證隧道正確貫通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際工作中有重要意義。結(jié)合烏鞘嶺鐵路隧道工程，本文的內(nèi)容主要包括：(1)設(shè)計(jì)隧道內(nèi)的初步測(cè)量方案，布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行誤差預(yù)計(jì)（包括平面和高程）。(2)采用Visual Basic 編制貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)程序，用于支導(dǎo)線及加測(cè)陀螺堅(jiān)強(qiáng)邊的貫通誤差預(yù)計(jì)。(3)通過(guò)對(duì)貫通測(cè)量的誤差預(yù)計(jì)，結(jié)合地面起始邊誤差和貫通限差，對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，確定隧道貫通測(cè)量技術(shù)方案，包括測(cè)角、測(cè)距精度要求以及導(dǎo)線布設(shè)。最終設(shè)計(jì)出烏鞘嶺鐵路隧道的最優(yōu)化測(cè)量方案。關(guān) 鍵 詞: 隧道工程，誤差預(yù)計(jì)，程序設(shè)計(jì)，貫通方案設(shè)計(jì) Subject : The design of holing through survey of the largescale tunnel Specialty : Surveying and Mapping EngineeringName : Shikai Fei （Signature） Instructor:Fuquan Tang （Signature） ABSTRACTBreakthrough survey is an extremely important technical in the tunnel construction work, but the breakthrough survey error estimates is the key link to ensure that whether the tunnel is correctly throughed,and it has vital significance in the practical work. Unifies the Wu Qiaoling railway tunnel work, this article includes:(1) Designing a preliminary plan for the tunnel39。s surveying, and carries on error estimates and adjustments to it. (Including plane and elevation).(2) Compiles a specialpurpose procedure by Visual Basic to estimates the Breakthrough error in the Mine shaft Traverse and the additional gyrostatic orientation sides.(3) Through the error estimated, unifies the ground nearby error and the penetration tolerance error, makes the adjustment to the preliminary design plan, then definite technical program for the tunnel breakthrough surveys including angulations, Range finder accuracy and wire building.Keywords: Crossing project, the error expected, the program design, the design of breakthrough project目 錄第一章 緒論 1 1 2 2第二章 隧道貫通測(cè)量中的誤差 3 3 4 4 4 5 6 6 6 7 7 7 9 導(dǎo)線測(cè)量誤差引起的橫向貫通誤差 9 9 三角高程測(cè)量引起的豎直方向誤差預(yù)計(jì) 9 10 10 10 陀螺定向中誤差的確定 13 加測(cè)陀螺邊后的橫向貫通誤差預(yù)計(jì) 14第三章 貫通誤差預(yù)計(jì)程序設(shè)計(jì) 16 Visual Basic簡(jiǎn)介 16 17 17 17 21 27 28 28 30第四章 大型隧道貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì) 32 32 32 32 33 地面控制測(cè)量方案 33 GPS 控制方案 33　洞內(nèi)控制測(cè)量方案設(shè)計(jì) 34 35 貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì) 36 36 42 結(jié)論 42致 謝 43參考文獻(xiàn) 4441 緒論隧道貫通誤差是隧道兩端相向（或隧道按設(shè)計(jì)要求掘進(jìn)到一定地點(diǎn)與另一隧道相遇）施工的中線因地表控制測(cè)量及隧道內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的誤差使其在貫通面處不能理想地銜接而產(chǎn)生的縱向，橫向及高程誤差。在隧道施工當(dāng)中，如果貫通誤差超過(guò)規(guī)定的范圍，將會(huì)引起隧道中線的偏差，甚至使洞內(nèi)建筑物侵入規(guī)定的界限而使洞內(nèi)已襯砌的部分被報(bào)廢，給工程帶來(lái)重大的損失。因此，在隧道施工前進(jìn)行正確的測(cè)量設(shè)計(jì)，是保證隧道中線符合設(shè)計(jì)要求及洞內(nèi)建筑物不侵入規(guī)定界限的一個(gè)重要而不可缺少的環(huán)節(jié)。在隧道建設(shè)過(guò)程中，測(cè)繪工作占有很重要的地位。勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，為正確選擇隧道位置，須在地面上進(jìn)行地形測(cè)量取得地形圖；在施工階段，為保證相向開(kāi)挖面的正確貫通和各部位按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，須進(jìn)行定線放樣測(cè)量；在運(yùn)營(yíng)階段，對(duì)隧道本身及其附近地面進(jìn)行變形觀測(cè)，是保證隧道本身安全，并使地面建筑物免受影響的必要措施。隧道施工測(cè)量首先是在地面上進(jìn)行控制測(cè)量，以確定各個(gè)入口的相對(duì)位置。由于隧道一般要穿過(guò)高山或水域，量距困難，其平面控制測(cè)量過(guò)去主要采用三角 測(cè)量法，輔之以橫基線尺視差導(dǎo)線測(cè)量。近年來(lái)，已逐漸應(yīng)用短程電磁波測(cè)距儀進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，代替了舊的三角測(cè)量方法。高程控制測(cè)量，一般均采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，也有人采用空間網(wǎng)（三維坐標(biāo)一起測(cè)定）來(lái)建立隧道施工的地面控制網(wǎng)。隧道開(kāi)挖的入口，可以是洞門式平洞，也可以是斜井或豎井。為了通過(guò)這些入口將地面上的坐標(biāo)和高程傳遞到坑道中去，多采用導(dǎo)線測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量；對(duì)豎井則采用聯(lián)系測(cè)量的方法，也可用陀螺經(jīng)緯儀定向。隧道建設(shè)在我國(guó)公路工程，鐵路工程，引水工程等工程建設(shè)中占有重要地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)公路隧道達(dá)2889處，總長(zhǎng)1527公里。其中特長(zhǎng)隧道43處，占166公里，長(zhǎng)隧道381處，占625公里。隨著特大型隧道工程建設(shè)的日益增多，對(duì)于測(cè)量工作的要求也越來(lái)越高。例如。在實(shí)際貫通工程中，該隧道貫通精度高程誤差為177。4mm，中線誤差為177。12mm，實(shí)現(xiàn)了名符其實(shí)的高精度測(cè)量，達(dá)到世界先進(jìn)水平。近年來(lái)，GPS技術(shù)已用于隧道的地面控制測(cè)量，由于GPS定位的相對(duì)精度高、速度快、經(jīng)費(fèi)省，今后將普遍采用。地下控制測(cè)量主要布設(shè)導(dǎo)線為主，邊長(zhǎng)可采用電子測(cè)距，還可對(duì)一些導(dǎo)線邊加測(cè)陀螺方位角。地面和洞內(nèi)的高程控制，一般都采用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量的方法。在隧道施工中，如何有效地控制隧道的貫通誤差,是測(cè)量工作者面臨的一項(xiàng)重要課題。如果因貫通測(cè)量過(guò)程中發(fā)生差錯(cuò)而未能貫通或者貫通處的誤差值超限，將嚴(yán)重影響隧道的質(zhì)量和使用，甚至導(dǎo)致隧道報(bào)廢，給國(guó)家造成不可挽回的損失。因此，對(duì)于重要貫通工程，在施工前進(jìn)行貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)，是保證隧道正確貫通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在實(shí)際工作中具有重要意義。通過(guò)貫通誤差預(yù)計(jì)，可以優(yōu)化測(cè)量方案和選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，保證必要的精度，既不會(huì)由于精度太低造成工程損失，也不會(huì)因盲目追求過(guò)高精度而增加測(cè)量工作。在貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)中，采用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行預(yù)計(jì)可以大大減少繁瑣的計(jì)算過(guò)程，也避免了手工計(jì)算過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，保證預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確無(wú)誤，節(jié)省人力物力。2 隧道貫通測(cè)量中的誤差隧道控制測(cè)量的主要作用是保證隧道的正確貫通，其精度主要取決于隧道貫通精度要求、隧道長(zhǎng)度和形狀、開(kāi)挖面數(shù)量以及施工方法等。隧道接合處的偏差值，可能發(fā)生在三個(gè)方向上：(1) 水平面內(nèi)垂直于隧道中線的左、右偏差△x′，稱為橫向偏差,也稱水平方向上的重要偏差；(2) 水平面內(nèi)沿隧道中線方向上的長(zhǎng)度偏差，這種偏差值對(duì)貫通在距離影響，但對(duì)隧質(zhì)量則沒(méi)有影響，稱為縱向偏差；(3) 豎直面內(nèi)垂直于隧道腰線的上、下偏差△h ，稱為高程偏差。對(duì)于山嶺隧道來(lái)說(shuō)，縱向誤差只要不大于定測(cè)中線的誤差，能夠滿足鋪軌的要求即可。高程誤差影響隧道的坡度，但測(cè)量上容易滿足限差的要求。而橫向誤差如果超過(guò)限差就會(huì)引起隧道中線的幾何變形，甚至導(dǎo)致洞內(nèi)建筑物侵入規(guī)定限界而使已襯砌部分須拆除重建，造成巨大損失。一般取兩倍的中誤差作為各項(xiàng)貫通誤差的限差。對(duì)于縱向誤差,通常按定測(cè)中線的精度要求給定，如式（）: （）式（）中，L為隧道兩開(kāi)挖洞口間的長(zhǎng)度。對(duì)于橫向貫通誤差和高程貫通誤差的要求，《鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)范》根據(jù)兩開(kāi)挖洞口間的長(zhǎng)度確定其限差。 鐵路隧道限差要求兩開(kāi)挖洞口的長(zhǎng)度/km＜44～88～1010～1313～1717～20橫向貫通限差/mm100150200300400500高程貫通限差/mm50短程紅外測(cè)距儀大都采用相位測(cè)距，所測(cè)距離用下式（）計(jì)算： （）式（）中　真空中的光速； n－大氣的群折射率； 調(diào)制頻率； N整周期個(gè)數(shù)，零或正整數(shù)； －不足整周期的相位尾數(shù)； K－剩余加常數(shù)。上式中每個(gè)要素與邊長(zhǎng)D的中誤差MD的關(guān)系如式（）： （） 由式()中可以看出，MD測(cè)距中誤差由兩部分組成：一部分與被測(cè)距離D成比例的誤差，即上式等號(hào)右邊前三項(xiàng)；另一部分是與被測(cè)距離無(wú)關(guān)的誤差，上式等號(hào)右邊的后兩項(xiàng)。在實(shí)際測(cè)距過(guò)程中還存在著測(cè)距儀對(duì)中誤差mT、反射鏡對(duì)中誤差mC以及周期誤差me。因此，光電測(cè)距儀的測(cè)距誤差通常用固定誤差A(yù)(與邊長(zhǎng)無(wú)關(guān)的隨機(jī)性偶然誤差)和比例誤差B(與邊長(zhǎng)大小成比例的隨機(jī)性偶然誤差)表示,如式（）： （）洞內(nèi)測(cè)角和地面一樣，