【文章內容簡介】 兩開挖洞口間水準路線長度（ km） 水準儀等級 /測距儀精度等級 水準標尺類型 洞 外 二 ≤ 36 、 1DS 線條 式 銦瓦鋼 水準尺 三 ≤ 13～ 36 1DS 線條 式 銦瓦鋼 水準尺 3DS 區(qū)格式水準尺 四 ≤ 5～ 13 3DS /Ⅰ、Ⅱ 區(qū)格式水準尺 五 ≤ 5 3DS /Ⅰ、Ⅱ 區(qū)格式水準尺 洞 內 二 ≤ 32 1DS 線條 式 銦瓦鋼 水準尺 三 ≤ 11～ 32 3DS 區(qū)格式水準尺 四 ≤ 5～ 11 3DS /Ⅰ、Ⅱ 區(qū)格式 水準尺 五 ≤ 5 3DS /Ⅰ、Ⅱ 區(qū)格式水準尺 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3章 隧道洞內控制測量 7 3 隧道洞內控制測量 在隧道施工中，隨著開挖的延伸進展，需要不斷給出隧道的掘進方向。為了正確完成施工放樣，防止誤差積累，保證最后的準確貫通，應進行洞內控制測量。此項工作是在洞外控制測量和洞、內外聯系測量的基礎上展開的，包括洞內平面控制測量和洞內高程控制測量。 洞內平面控制測量 隧道洞內平面控制測量應結合洞內施工特點進行。由于場地狹窄，施工干擾大，故洞內平面控制常采用中線法或導線法兩種形式 。 中線法 中線法是指采用直接定線法，即以洞外控制測量定測的洞口投點為依據，向洞內直接測設隧道中線點，并不斷延伸作為洞內平面控制。這是一種特殊的支導線形式，即把中線控制點作為導線點，直接進行施工放樣。一般以定測精度測設出待定中線點，其距離和角度等放樣數據由理論坐標值反算。適用于小于 500 m的曲線隧道和小于 1 000 m的直線隧道。 若將上述測設的中線點，輔以高精度的測角、量距，可以計算出新點實際的精確點位，并和理論坐標相比較，根據其誤差，再將新點移到正確的中線位置上，這種方法也可以用于較長的隧 道。 缺點：受施工運輸的干擾大，不方便觀測，點位易被破壞。 導線法 導線法是指隧道洞內平面控制采用布設精密導線進行。洞內導線平面控制方法適用于長大隧道。 導線特點：較中線形式靈活，點位易于選擇，測量工作也較簡單，而且可有多種檢核方法；當組成導線閉合環(huán)時，角度經過平差，還可提高點位的橫向精度。施工放樣時的隧道中線點依據臨近導線點進行測設，中線點的測設精度能滿足局部地段施工要求即可。 洞內導線可以采用下列幾種形式： （ 1） 單導線。單導線布設靈活，但缺乏檢測條件。測量轉折角時最好半數測回測左角，半數 測回測右角，以加強檢核。施工中應定期檢查各導線點的穩(wěn)定情河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3章 隧道洞內控制測量 8 況。 （ 2）導線環(huán)法 。 導線環(huán)法 是長大隧道洞內控制測量的首選形式，有較好的檢核條件，而且每增設一對新點，如圖 ， 5和 5′點，可按兩點坐標反算 5～ 5′的距離，然后與實地丈量的 5～ 5′距離比較，這樣每前進一步均有檢核。 圖 導線環(huán) （ 3） 主副導線環(huán)法。主副導線環(huán)如圖 ， 圖中雙線為主導線，單線為副導線。主導線既測角又測邊長，副導線只測角不測邊，增加角度的檢核條件。在形成第二閉合環(huán)時，可按虛線形式，以便主導線在 3點處能以平差角傳算 3～ 4邊的方位角。主副導線環(huán)可對測量角度進行平差，提高了測角精度，對提高導線端點的橫向點位精度非常有利。 圖 主副導線環(huán) 在洞內進行平面控制時應注意： ① 每次建立新點，都必須檢測前一個舊點的穩(wěn)定性，確認舊點沒有發(fā)生位移，才能用來發(fā)展新點。 ② 導線點應布設在避免施工干擾、穩(wěn)固可靠的地段，盡量形成閉合環(huán)。導線邊以接近等長為宜，一般直線地段不短于 200 m，曲線地段不宜短于 70 m。 ③ 測角時，必須經過通風排煙，使空氣澄清以后，能見度恢復時進行。根據測量的精度要求確定使用儀器的類型和測回數 。 ④ 洞內邊長丈量，用鋼尺丈量時，鋼尺需經過檢定；當使用光電測距儀測邊河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3章 隧道洞內控制測量 9 時，應注意洞內排煙和漏水地段測距的狀況，準確進行各項改正。 洞內高程控制測量 洞內高程控制測量是將洞外高程控制點的高程通過聯系測量引測到洞內，作為洞內高程控制和隧道構筑物施工放樣的基礎，以保證隧道在豎直方向正確貫通。 洞內應每隔 200~500m設立一對高程控制點。高程控制點可選在導線點上，也可根據情況埋設在隧道的頂板、底板或邊墻上。 三等及以上的高程控制測量應采用水準測量，四、五等可采用水準測量或光電測距三角高程測量。 當采用水準測量 時，應進行往返觀測；采用光電測距三角高程測量時，應進行對向觀測，高程導線宜構成閉合環(huán)。 洞內高程控制測量采用水準測量時，除采用常規(guī)的方法外，有時為避免施工干擾還采用倒尺法傳遞高程。 應用倒尺法傳遞高程時，規(guī)定倒尺的讀數為負值，則高差的計算與常規(guī)水準測量方法相同： ABh a b?? 式 （ ） 式中： ABh 為 A、 B間高差； a為前視尺讀數； b為后視尺讀數。 洞內水準測量與洞外水準測量的方法基本相同，但有以下特點： 隧道貫通之前，洞內水準路線屬于水準支線，故需往返多次觀測進行檢核。 洞內三等及以上的高程測量應采用水準測量，進行往返觀測；四、五等也可采用光電測距三角高程測量的方法，應進行對向觀測。 洞內應每隔 200～ 500m設立一對高程控制點以便檢核，為了施工便利，應在導坑內拱部邊墻至少每 100m設立一個臨時水準點。 洞內高程點必須定期復測。測設新的水準點前，注意檢查前一水準點的穩(wěn)定性，以免產生錯 誤。 因洞內施工干擾大，應用倒尺法傳遞高程，如圖 ，高差的計算公式仍用 ABh a b?? ，但對于零端在頂上的掛尺，讀數應作為負值計算，記錄時必須在掛尺讀數前冠以負號。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 3章 隧道洞內控制測量 10 圖 倒尺法傳遞高程 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 4章 隧道開挖中的測量工作 11 4 隧道開挖過程中的測量工作 在隧道施工過程中，測量人員的主要任務是隨時確定開挖的方向，以及進行建筑設備和構建筑物的施工測量。開挖時主要的測量任務包括：中線放樣、坡度放樣、斷面放樣。 隧道進洞測量 隧道進洞測量即隧道洞外和洞內的聯系測量，在隧道開挖之前 ，必須根據洞外控制測量的結果，測算洞口控制點的坐標和高程，同時按設計要求計算洞內待定點的設計坐標和高程，通過坐標反算，求出洞內待定點與洞口控制點（或洞口投點）之間的距離和夾角關系，可按極坐標方法或其它方法測設出進洞的開挖方向，并放樣出洞門內的待定點點位。 正常進洞關系的計算和進洞測量 洞 內外 兩者的坐標系不一致，應首先把洞外控制點和中線控制樁的坐標納入同一坐標系統(tǒng)內，即必須先進行坐標轉換。一般在直線隧道以線路中線作為 X軸；曲線隧道上以一條切線方向作為 X軸，建立施工坐標系。用控制點和隧道內待測設的線 路中線點的坐標，反算兩點的距離和方位角，從而確定進洞測量的數據。把中線引進洞內，可按下列方法進行。 直線隧道進洞 直線隧道進洞計算比較簡單，常采用撥角法。圖 ， A、 D為隧道的洞口投點，位于線路中線上，當以 AD為坐標縱軸方向時，可根據洞外控制測量確定的 A、 B和 C、 D點坐標進行坐標反算，分別計算放樣角β 1和β 2。測設放樣時，儀器分別安置在 A點，后視 B點；安置在 D點，后視 C點，相應地撥角β 1和β 2，就得到隧道口的進洞方向。 圖 直線隧道進洞 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 4章 隧道開挖中的測量工作 12 曲線隧道進洞 曲線隧道每端洞口切線上 的兩個投點的坐標在平面控制測量中已計算出，根據四個投點的坐標可算出兩切線間的偏角α（α為兩切線方位角之差），α值與原來定測時所測得的偏角值可能不相符，應按此時所得α值和設計所采用曲線半徑 R和緩和曲線長 l0 ,重新計算曲線要素和各主點的坐標。 曲線進洞測量方法： （ 1）洞口投點移樁法 即計算定測時原投點偏離中線 (理論中線 )的偏移量和移樁夾角 ,并將它移到正確的中線上，再計算出移樁后該點的隧道施工里程和切線方向，于該點安置儀器，就可按照曲線測設方法，測設洞門位置或洞門內的其它中線點。 （ 2）洞口控制點與曲線上任一 點關系計算法 將洞口控制點坐標和整個曲線轉換為同一施工坐標系。無論待測設點位于切線、緩和曲線還是圓曲線上，都可根據其里程計算出施工坐標，在洞口控制點上安置儀器用極坐標法測設洞口待定點。 輔助坑道的進洞測量 輔助坑道的進洞測量如圖 ，當用斜井、橫洞或豎井來增加隧道開挖工作面時，都要布設導線，把洞內外控制測量聯系起來，從而把洞外控制的方向和坐標傳遞給洞內導線，構成一個洞內、外統(tǒng)一的控制坐標系，保證各施工段正確貫通，這種導線稱為聯系導線。聯系導線是一種支導線，其測角誤差和邊長誤差將直接影響洞內 控制測量并進而影響隧道的貫通精度，故必須進行多次重復精密測定。 圖 洞內、洞外聯系測量導線 （ 1）由斜井或橫洞傳遞高程 ： 水準測量方法：由于斜井坡度較陡，使觀測視線很短，測站數增多，加之觀河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 4章 隧道開挖中的測量工作 13 測環(huán)境差，故誤差累積較大。應每隔 10站在斜井邊腳設一臨時水準點，以便往返測量時校核，用以減少返工的工作量。 （ 2）由豎井傳遞高程的方法： 懸掛鋼尺方法：即在井上懸掛一根帶標準重錘的經過檢定的長鋼尺或者鋼絲（井上需有比長器）至井下，并在井上、井下各安置一臺水準儀，同時讀取鋼尺讀數 L1和 L2，然后再讀取井上、井 下水準點的標尺讀數，由此求得井下水準點的高程。井下水準點 B的高程 HB可用式 ： ? ?12BAH H a L L t k b? ? ? ? ? ? ? ? ????? 式（ ） 式中： AH —— 井上水準點 A的高程； a 、 b —— 井上、井下水準尺讀數； 1L 、 2L —— 井上、井下鋼尺讀數， L＝ L1－ L2； t? —— 鋼尺溫度改正數， ? ?0t L t t?? ? ?均 ； ? —— 鋼尺的線膨脹系數，取 1． 25 10一 5／℃； t均 —— 井上、井下的平均溫度； 0t —— 鋼尺檢定時的溫度； k? —— 鋼尺尺長改正數。 中線放樣 在隧道施工過程中，根據洞內布設的地下導線點，經坐標推算而確定隧道中心線方向上有關點位，以準確知道較長隧道的開挖方向和便于日常施工放樣。可采用極坐標法、撥角法、支距法、直接定交點法放線。 圖 為極坐標法中線放樣。 圖 極坐標法中線放樣 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 4章 隧道開挖中的測量工作 14 極坐標法放線 （ 1） 采用極坐標法放線，可不設置交點樁，其偏角、間距和樁號均以計算資料為準。放線時，應一次放出整樁與加樁，其余用鏈距法測定。 （ 2） 供鏈距法測定中樁的控制樁（公里樁，曲線起、中、終點樁等）應讀數兩次，其點位差不得大于 2cm，并于樁頂釘小釘以示點位。 （ 3） 測站轉移前，應觀測核對相鄰控制點的方位角；測站轉移后，應對前一測站所放樁位重放 1～ 2 個樁點，以資校核。采用支導線敷設個別中樁，只限于兩次傳遞，并應與控制點閉合。 撥角法放線 （ 1） 根據紙上定線，采用經緯距計算各線段的方向、距離、交角等資料，在現場撥角量距，定出路線轉點和交點。 （ 2） 撥角法放線，應重新實測偏角和距離，并據以敷設中線，其數據以實測值為準。 （ 3） 一般每隔 3～ 5 個交點與 導線點閉合一次，必要時應調整線位，消除實地放線與紙上定線間的累積誤差。 支距法放線 （ 1） 根據紙上定線線位與控制點位置的相互關系，采用量取支距的辦法放出路線上的特征點，并據此穿線定出交點和轉點。 （ 2） 實地放線后，應結合地形、地物復查線位與線形，必要時予以現場修改，使之完善。 （ 3） 放線后，應實測交角、距離，并據以測定中樁，其數據以實測值為準。 直接定交點法 （ 1） 利用圖紙上和地面上明顯特征點的位置，直接在現場定出路線交點，并測角量距，敷設中線，其數據以實測值為準。 （ 2） 直接定交點法，通常用于地形 平坦，路線受限不嚴，地面目標明顯，或公路改建等定測放線。 坡度放樣 為了控制隧道坡度和高程的正確性，通常在隧道巖壁上每隔 5~10m，標出比洞底地坪高出 1m 的抄平線，又稱腰線，腰線與洞底地坪的設計高程線是平行