【正文】 井巷及隧道測(cè)量的施工方法目 錄摘　要 IAbstract II 1 1 1 2 22. 深營(yíng)隧道施工控制測(cè)量 4 4 5 5 6 7 8 10 10 10 13 13 14 16 17 18 18 20 21 21 22 22 23 23 24 25 25 26——全站儀 26 26 27 28 28 28 29 30 31 31 3水準(zhǔn)儀組合在變形觀測(cè)中的作用 31 32 34 35 37 37 37 40結(jié)束語(yǔ) 43致謝 44參考文獻(xiàn) 45鞍山市深營(yíng)隧道施工測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)摘　要 隧道測(cè)量技術(shù)在過(guò)去的十多年里有了長(zhǎng)足的發(fā)展，其主要表現(xiàn)是自動(dòng)化程度越來(lái)越高、測(cè)量?jī)x器的體積越來(lái)越小、重量越來(lái)越輕、測(cè)量速度越來(lái)越快以及工效越來(lái)越高。隧道測(cè)量技術(shù)是指針對(duì)隧道勘察設(shè)計(jì)，施工和竣工驗(yàn)收以及隧道運(yùn)營(yíng)期間所開(kāi)展的有關(guān)測(cè)量活動(dòng)，這些測(cè)量工作有些與通常意義上的工程測(cè)量有關(guān)，有些與地質(zhì)勘察和災(zāi)害監(jiān)測(cè)有關(guān)，還有一些與工程質(zhì)量檢測(cè)有關(guān)。隨著科技的不斷進(jìn)步，測(cè)量工作所涵蓋的范圍越來(lái)越廣，測(cè)量工作對(duì)工程的成敗和盈虧起著舉足輕重的地位。本文闡述了先進(jìn)測(cè)量技術(shù)在隧道中的應(yīng)用。隧道施工測(cè)量按工程的施工程序，一般分為隧道施工控制測(cè)量、隧道施工測(cè)量、隧道監(jiān)控量測(cè)和竣工測(cè)量四個(gè)階段進(jìn)行。隧道施工控制測(cè)量將使用GPS控制網(wǎng)技術(shù)和全站儀導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)，隧道施工測(cè)量的重點(diǎn)是隧道中線、腰線的測(cè)設(shè)，隧道斷面測(cè)量和隧道貫通測(cè)量。在隧道施工中,將提高工效的宗旨貫穿于從初始開(kāi)挖到最后的竣工驗(yàn)收,是每個(gè)施工企業(yè)所追求的目標(biāo),隧道工程的成功與否與隧道斷面開(kāi)挖的準(zhǔn)確程度有著極大的關(guān)系。隧道斷面測(cè)量根據(jù)場(chǎng)地的要求不同，可以使用不同方法，本設(shè)計(jì)將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述，并且對(duì)隧道測(cè)量方面的知識(shí)加以介紹，明確隧道施工測(cè)量的程序，監(jiān)控量測(cè)的方法，竣工測(cè)量的基本方法。由于隧道斷面測(cè)量在隧道施工測(cè)量中實(shí)施的重要性，故本文將隧道斷面測(cè)量快速測(cè)量實(shí)施方法作為專題來(lái)描述。關(guān)鍵詞：控制測(cè)量；施工測(cè)量；斷面測(cè)量；貫通測(cè)量隧道是修建在地下、內(nèi)部?jī)艨諗嗝嬖?平方米以上，兩端有出口，供行人、車輛等通行或其他用途的工程建筑。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)地下隧道工程日益增加，如公路隧道、鐵路隧道、水利工程輸水隧道、地下鐵道、礦山巷道等。隧道施工測(cè)量可分為地面測(cè)量和地下測(cè)量?jī)纱蟛糠郑渲饕ǖ膬?nèi)容：1）地面控制測(cè)量：在地面上建立平面和高程控制網(wǎng)；2）聯(lián)系測(cè)量：將地面上的坐標(biāo)、方向和高程傳到地下，建立地面地下統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)；3）地下控制測(cè)量：包括地下平面與高程控制；4）隧道施工測(cè)量：根據(jù)隧道設(shè)計(jì)進(jìn)行放樣、指導(dǎo)開(kāi)挖及襯砌的中線及高程測(cè)量。隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深化,國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，公路客貨運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)，公路，特別是干線公路通行能力不足的問(wèn)題日益突出。汽車的數(shù)量不斷增加,城市交通日益緊張,鞍山市每天增加40輛小型汽車，包括大車大概在50輛左右，導(dǎo)致交通壓力增加，原有的千山隧道車輛通行量約為120輛/小時(shí)，不能滿足日益增長(zhǎng)的運(yùn)輸壓力，有必要建設(shè)該隧道緩解交通壓力。擬建隧道全長(zhǎng)980米，寬12米，引線道路496米。布局如圖附錄A。隧道地貌單元屬于低山丘陵，山地植被很好，樹(shù)木密集，地表巖石露頭很少。在場(chǎng)地內(nèi)無(wú)大的斷裂帶通過(guò)。在場(chǎng)地外圍5公里范圍左右有3條主要斷裂帶，但尚未發(fā)現(xiàn)明顯的較大的構(gòu)造活動(dòng)和造成較大的地震活動(dòng)，對(duì)場(chǎng)地影響不大。在場(chǎng)地東北側(cè)有一條棱巖帶，寬度較大，有30米左右，通過(guò)隧道東北端，屬于擠壓構(gòu)造破碎帶，造成巖體破碎，對(duì)隧道巖體完整程度和穩(wěn)定性影響很大。 擬建隧道地處鞍山市，鞍山市位于遼寧省中部，東經(jīng)122176。1039。123176。1339。，北緯40176。2739。41176。3439。，全境南北最長(zhǎng)175公里，東西最寬133公里，鞍山市地處中緯度的松遼平原的東南部邊緣，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏半年以偏南風(fēng)為主，冬半年以偏北風(fēng)為主。夏季由于熱帶海洋氣團(tuán)的入侵，雨量豐沛，氣溫較高，冬季盛行極地大陸氣團(tuán)，降水較少，氣溫較低。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：四季分明，雨熱同期，干冷同季，降水充沛，溫度適宜，光照豐富，大雨、冰雹、寒潮、旱澇、霜凍等災(zāi)害性天氣在不同年分和季節(jié)均有不同程度的發(fā)生。 春季（3月下旬至5月）大風(fēng)多，降雨少，日照長(zhǎng)，回暖快，蒸發(fā)大，濕度?。黄骄涤炅?00mm，最大降雨量233mm。 夏季（6至8月）降雨多且集中，暴雨多發(fā)生在此季，高溫，雨熱同步；平均降雨量426mm，最大降雨量500mm。 秋季（9至10月）天高氣爽，雨量驟減，氣溫急降，北風(fēng)漸多，初霜初凍；平均降雨量220mm，最大降雨量400mm。 冬季（11月至下一年3月中旬）雪少北風(fēng)多，干燥。平均降雪量300mm，最大降雪量330mm。 深營(yíng)路隧道的建設(shè)，對(duì)于解決營(yíng)城子與高新區(qū)之間，以至整個(gè)鞍山交通緊張現(xiàn)狀都有非常重要的作用。全線貫通后，湖南、營(yíng)城子地區(qū)到高新區(qū)的運(yùn)行里程由近10公里縮短至2公里左右。將來(lái)通上公交車后，明達(dá)地區(qū)市民可不用倒車，直達(dá)立山地區(qū)，用時(shí)比原來(lái)減少一個(gè)多小時(shí)。此外，深營(yíng)路全線通車后，將與建國(guó)路、雙山路、解放路共同組成鞍山首條封閉的內(nèi)環(huán)路。大大節(jié)省交通時(shí)間,亦對(duì)經(jīng)濟(jì)上起到節(jié)約支出作用，減少了汽車油料的消耗，也就減少了有害氣體的排放，對(duì)環(huán)境起到環(huán)保作用。該隧道將成為鞍山最長(zhǎng)隧道。隧道測(cè)量技術(shù)在過(guò)去的十年里有了長(zhǎng)足的發(fā)展，其主要是表現(xiàn)在自動(dòng)化程度越來(lái)越高，測(cè)量?jī)x器的體積越來(lái)越小重量越來(lái)越輕，測(cè)量速度越來(lái)越快以及工作效率越來(lái)越高。在大地測(cè)量和工程測(cè)量方面，具有代表性的發(fā)展是全站儀和GPS的廣泛應(yīng)用，以及這兩種技術(shù)的融合。隧道測(cè)量技術(shù)是針對(duì)隧道勘察設(shè)計(jì)，施工和竣工驗(yàn)收以及隧道運(yùn)營(yíng)期間所開(kāi)展的有關(guān)測(cè)量活動(dòng)，這些測(cè)量工作有些與通常意義上的工程測(cè)量有關(guān)，如隧道施工控制測(cè)量，貫通測(cè)量，放樣測(cè)量，斷面測(cè)量等，有些與地質(zhì)勘察和災(zāi)害監(jiān)測(cè)有關(guān)，如隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)探測(cè)和變形監(jiān)測(cè)；還有一些與工程質(zhì)量檢測(cè)有關(guān)，如混凝土厚度檢測(cè)，混凝土質(zhì)量檢測(cè)，隧道襯砌背后回填檢測(cè)，運(yùn)營(yíng)隧道內(nèi)表面狀態(tài)檢測(cè)。隨著科技的不斷進(jìn)步，測(cè)量工作所涵蓋的范圍越來(lái)越廣，測(cè)量工作對(duì)工程的成敗和盈虧起著舉足輕重的作用。2. 深營(yíng)隧道施工控制測(cè)量隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,高等級(jí)公路建設(shè)正在構(gòu)成我國(guó)現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的新格局。在這些現(xiàn)代大型的高速公路施工建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理中都需要進(jìn)行高精度的測(cè)量工作來(lái)指導(dǎo),因此測(cè)量工作的好壞、精度的可靠性、對(duì)保證高速公路施工建設(shè)，特別是大型隧道的貫通施工起著極為重要的作用。而測(cè)量控制網(wǎng)的建立是施工測(cè)量的首要環(huán)節(jié)，測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)的好壞，精度的高低，對(duì)于高速公路施工,隧道順利貫通起著至關(guān)重要的作用，它直接影響到隧道能否順利貫通，貫通精度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隧道控制測(cè)量的主要目的，就是保證隧道在兩個(gè)或兩個(gè)以上開(kāi)挖面的相向施工中，使其中線符合線路平面和縱斷面的設(shè)計(jì)要求，測(cè)量誤差在允許誤差的范圍內(nèi),在滿足限界要求的條件下正確貫通。 控制測(cè)量是在一定的區(qū)域內(nèi)通過(guò)建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測(cè)量工作。是其他各項(xiàng)測(cè)量工作繼續(xù)開(kāi)展的前提，所謂隧道控制測(cè)量與其他控制測(cè)量有些不同用，就是為了指導(dǎo)隧道施工而專門(mén)建立的控制網(wǎng)，它可以是國(guó)家控制網(wǎng)也可以是小區(qū)域控制網(wǎng)。對(duì)于我們進(jìn)行的隧道施工大部分都是在小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的，也可以使用邊角網(wǎng)、導(dǎo)線測(cè)量或GPS控制網(wǎng)等形式來(lái)進(jìn)行控制測(cè)量工作。隧道控制測(cè)量一般規(guī)定如下:1)控制測(cè)量的精度應(yīng)以中誤差衡量，最大誤差(極限誤差)規(guī)定為中誤差的兩倍。2)隧道施工時(shí)應(yīng)做好下列工作：(1)隧道設(shè)置的精密三角網(wǎng)或精密導(dǎo)線網(wǎng)，應(yīng)定期對(duì)其基準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校核；(2)洞外水準(zhǔn)點(diǎn)、中線點(diǎn)應(yīng)根據(jù)隧道平縱面、隧道長(zhǎng)度等定期進(jìn)行復(fù)核，洞內(nèi)控制點(diǎn)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度設(shè)定。3)洞內(nèi)施工隧道測(cè)量，樁點(diǎn)必須穩(wěn)定、可靠，且通視良好。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易損壞處，并加以妥善保護(hù)。測(cè)量?jī)x器、工具在使用前應(yīng)作檢校，保證儀器具的技術(shù)狀態(tài)符合使用要求，使用光電測(cè)距儀時(shí)，應(yīng)按其使用規(guī)定要求進(jìn)行。4)隧道平面控制測(cè)量的精度、隧道內(nèi)兩相向施工中線在貫通面上的極限誤差、由洞外和洞口內(nèi)控制測(cè)量誤差引起在貫通面產(chǎn)生的貫通誤差影響值、洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)角、量距的精度以及兩洞口水準(zhǔn)點(diǎn)間往返測(cè)高差不符什，均應(yīng)符合交通部現(xiàn)行的《公路隧道勘測(cè)規(guī)程(JTJ063)》的規(guī)定。5)隧道竣工后應(yīng)提交貫通測(cè)量技術(shù)成果書(shū)、貫通誤差的實(shí)測(cè)成果和說(shuō)明、凈空斷面測(cè)量和永久中線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)測(cè)成果及示意圖。由于隧道所處地理位置和施工環(huán)境等因素不同，隧道平面控制測(cè)量布設(shè)可以采用三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)等方法進(jìn)行。由于深營(yíng)隧道長(zhǎng)度不足一公里，山上樹(shù)木多為灌木，最終確定其平面控制測(cè)量采用GPS網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)方法進(jìn)行。隧道平面定線圖見(jiàn)附錄B。 GPS技術(shù)在隧道測(cè)量中具有廣泛的應(yīng)用前景，GPS測(cè)量無(wú)需通視，減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié)，因此，速度快、精度高，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。首先在圖紙上進(jìn)行GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)，再到實(shí)地踏勘選點(diǎn)并對(duì)個(gè)別點(diǎn)位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)點(diǎn)位確定后進(jìn)行埋石。1）點(diǎn)的布設(shè)原則(1)為了使GPS控制點(diǎn)的坐標(biāo)與隧道設(shè)計(jì)坐標(biāo)取得統(tǒng)一，直線隧道的直線上或曲線隧道的兩個(gè)切線上，應(yīng)布設(shè)兩個(gè)GPS控制點(diǎn)。(2)每一進(jìn)洞處至少應(yīng)布設(shè)兩個(gè)相互通視的GPS控制點(diǎn)，一個(gè)作為洞口投點(diǎn)。另一個(gè)作為定向點(diǎn)。各洞口的GPS控制點(diǎn)不要求通視。這是GPS測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，為安全起見(jiàn)，也可考慮在每一洞口處布設(shè)三個(gè)GPS控制點(diǎn)。(3)根據(jù)計(jì)算分析，每一進(jìn)洞處的兩個(gè)GPS控制點(diǎn)的連線方向，偏離線路方向越小越好，這樣可以減少對(duì)橫向貫通誤差的影響。(4)布設(shè)的GPS控制點(diǎn)應(yīng)滿足接收衛(wèi)星信號(hào)的要求。(5)各GPS控制點(diǎn)間的高度角越小越好，這樣在由大地方位角之差計(jì)算水平角時(shí)，可以減少垂線偏差的影響。2）測(cè)量方法 本隧道采用GPS平面控制網(wǎng)，在進(jìn)、出口線路中線上布設(shè)進(jìn)、出口點(diǎn)（分別用J、C表示），進(jìn)出口再各布設(shè)3個(gè)定向點(diǎn)（JJJ3和CCC3），進(jìn)、出口點(diǎn)與相應(yīng)定向點(diǎn)之間應(yīng)通視。為減小垂線偏差的影響，高差不要相差太大。GPS網(wǎng)取獨(dú)立的工程平面直角坐標(biāo)系，以從進(jìn)口點(diǎn)到出口點(diǎn)的方向?yàn)閄方向，與之相垂直的方向?yàn)閅方向。貫通面位于隧道中央且與Y方向平行。即使對(duì)于50公里的超長(zhǎng)隧道（洞），也勿需在隧道中部增設(shè)過(guò)度點(diǎn)。這時(shí)GPS網(wǎng)是一個(gè)很狹長(zhǎng)的網(wǎng)，且長(zhǎng)短邊相差特別大，長(zhǎng)邊超過(guò)10千米，短邊可能不到300米。因?yàn)橛型ㄒ曇笄沂芩淼肋M(jìn)出口的地形條件所限，洞口處的GPS基線不可能很長(zhǎng)，一般要求300500米。若小于這個(gè)值，應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置，以減小照準(zhǔn)與對(duì)中誤差對(duì)短邊測(cè)角精度的影響。 擬建隧道洞外GPS平面控制網(wǎng)布設(shè)圖 本工程平面控制也可以采用除GPS控制網(wǎng)外的邊角網(wǎng)、三角網(wǎng)、全站儀導(dǎo)線布設(shè)形式。由于隧道是一個(gè)狹長(zhǎng)的構(gòu)筑物，不易布設(shè)成三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)等形式,可采用導(dǎo)線網(wǎng)形式布設(shè)。首先在圖紙上進(jìn)行導(dǎo)線布設(shè)設(shè)計(jì)，再到實(shí)地踏勘選點(diǎn)并對(duì)個(gè)別點(diǎn)位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)點(diǎn)位確定后進(jìn)行埋石。 ，已知控制點(diǎn)鐵架山和鍋底山，布設(shè)如圖所示的導(dǎo)線，由A點(diǎn)放樣出洞口點(diǎn)dk1，同理由E點(diǎn)放樣出dk2,導(dǎo)線等級(jí)為四等?！　∷淼蓝赐鈱?dǎo)線布置 由于受地形、地物的影響,洞外導(dǎo)線邊長(zhǎng)度隨現(xiàn)場(chǎng)情況具體確定。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通視條件，按照《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026—93)要求，選擇合適的長(zhǎng)度,滿足相鄰邊長(zhǎng)比不大于1∶3即可。選點(diǎn)確定后，可埋預(yù)制混凝土樁，鋼筋頭刻十字，也可刻石。根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026—93)，： 導(dǎo)線測(cè)量的主要技術(shù)要求表 等級(jí)導(dǎo)線長(zhǎng)度（km）平均邊長(zhǎng)（km）測(cè)角中誤差（″）測(cè)距相對(duì)中誤差測(cè)回?cái)?shù)方位角閉合差(“)相對(duì)閉合差DJ1DJ2DJ3三等14320610—≤1/55000四等91846—5≤1/35000一級(jí)4515—2410≤1/15000二級(jí)815—1316≤1/10000三級(jí)1215—1224≤1/5000 (1)角度觀測(cè) 按《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026—93)要求，將已檢定過(guò)的、在檢定期內(nèi)的全站儀進(jìn)行下列檢查：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸、光學(xué)測(cè)微行差、水平軸與豎軸垂直、垂直微動(dòng)螺旋的水平偏移、儀器底部在照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)的位移及光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的對(duì)中檢查。觀測(cè)時(shí),為提高觀測(cè)精度,在通視好、無(wú)風(fēng)或微風(fēng)的條件下，前后視架角架，吊垂球，以垂球線作為觀測(cè)目標(biāo)。在隧道內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須吊垂球,以垂球線作為觀測(cè)目標(biāo)，同時(shí)增加照明(可用碘鎢燈在觀測(cè)線上，背向測(cè)站照垂球線,~2 m)，確保目標(biāo)視像清晰。角度觀測(cè)采用方向測(cè)回法，使用1″或2″的全站儀，依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》四等導(dǎo)線技術(shù)要求，左角觀測(cè)4測(cè)回，右角觀測(cè)4測(cè)回，個(gè)別測(cè)回超限時(shí)，適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)。計(jì)算左右角的觀測(cè)平均值及左右角閉和差w，w=左角平均值+右角平均值360176。，本站最終角值為平差后化規(guī)到左角的角值，即α左=α觀177。w/2。 (2)邊長(zhǎng)觀測(cè) 出測(cè)前,對(duì)測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行檢查，合格后進(jìn)行外業(yè)測(cè)量。按四等導(dǎo)線技術(shù)要求施測(cè)，邊長(zhǎng)觀測(cè)采用對(duì)向觀測(cè)，觀測(cè)前，測(cè)量測(cè)站、鏡站的溫度和氣壓，計(jì)算兩地的平均溫度和氣壓值，將平均值輸入儀器中。每方向觀測(cè)2~3測(cè)回，對(duì)向觀測(cè)4~6測(cè)回，取互差滿足規(guī)范要求的兩測(cè)回作為單方向邊長(zhǎng)觀測(cè)值，計(jì)算平均值；比較往返兩方向測(cè)距較差d，由于觀測(cè)條件基本相同，相鄰邊長(zhǎng)相差滿足規(guī)范要求，因此平均測(cè)距中誤mdi=([dd]/2n)(式中mdi為測(cè)距中誤差，n為測(cè)距邊數(shù)，d為往返測(cè)距較差)，最終邊長(zhǎng)為往返測(cè)距平均值。高程控制測(cè)量的任務(wù)是按規(guī)定的精度施測(cè)隧道洞口(包括隧道的進(jìn)出口、豎井口、斜井口和平響口)附近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，作為高程引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)。