【導(dǎo)讀】河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要。隧道工程測量是在隧道工程的規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工建造和運(yùn)營管理的各個。階段進(jìn)行的測量?？睖y設(shè)計階段，在隧道沿線布測測圖控制網(wǎng)，測繪帶狀地形圖，實地進(jìn)行隧。道的洞口點、中線控制樁和中線轉(zhuǎn)折點的測設(shè)，繪制隧道線路平面圖、縱斷面圖、洞身工程地質(zhì)橫斷面圖、正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等工程設(shè)計圖。道向前延伸而階段性地將洞內(nèi)基本控制網(wǎng)向前延伸，并不斷進(jìn)行施工控制導(dǎo)線的。布測和中線的施工放樣，保證不同工作面之間以預(yù)定的精度貫通，貫通后進(jìn)行實

　　

【正文】 GPS工程網(wǎng)選點及布網(wǎng)需要遵循如下原則： ① GPS網(wǎng)點盡量選在交通方便地方，邊長大于 800 m，主要控制點間距應(yīng)大于 1 000 m。 ② GPS網(wǎng)點應(yīng)盡量設(shè)在視野開闊地帶，同時站點周圍視場角應(yīng)不低于 15。 ③隧道 GPS網(wǎng)洞口控制點應(yīng)進(jìn)行同步觀測，同步觀測的衛(wèi)星顆數(shù) 4，越多越好且 PDOP6。 ④ GPS網(wǎng)點避開強(qiáng)反射地面如水域、平滑地面及強(qiáng)反射環(huán)境 (斜面山坡、漏斗形谷地等 )以 減少多路徑影響，應(yīng)避開高壓輸電、變電及大功率發(fā)射臺如電視轉(zhuǎn)播、通訊基站等強(qiáng)電磁設(shè)施以防防止信號干擾。 ⑤為減少垂線偏差對方位傳遞的影響 (GPS)為法線系統(tǒng)，而常規(guī)儀器為垂線系統(tǒng) )，各洞口的進(jìn)洞方向點位應(yīng)盡量在同一高程面上。 ⑥為使隧道控制系統(tǒng)與線路設(shè)計關(guān)系完好吻合且坐標(biāo)便于統(tǒng)一，直線隧道或曲線隧道切線上宜布設(shè) 2個 GPS控制點。 （ 6） 為確保 GPS外業(yè)觀測成果的精度及成果質(zhì)量可靠性，觀測時應(yīng)準(zhǔn)確量取儀器天線高度，同時應(yīng)檢核同步閉合環(huán)閉合差和異步環(huán)閉合差，檢核基線邊復(fù)測互差；當(dāng) GPS網(wǎng)中有已知基線時，應(yīng)與已知基 線邊比較檢查 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 24 ∑∑∑===≤Δ=≤Δ=≤Δ=ninininZiWznYiWynXiWx111`δδδ 式（ ） （ 7） 隧道 GPS控制網(wǎng)基線處理及網(wǎng)平差的基本方法： ①建立項目及坐標(biāo)系統(tǒng) (選擇參考橢球參數(shù)，確定中央子午線經(jīng)緯度 )，確定位置及方位、長度基準(zhǔn)。 ②導(dǎo)入 GPS采集數(shù)據(jù)，檢查基線觀測數(shù)據(jù)及預(yù)處理，利用基線處理軟件進(jìn)行基線向量計算，刪除基線處理中殘差較大時段或有問題基線，直至基線計算合格通過。 ③在 WGS一 84坐標(biāo)系下進(jìn)行三維無約束平差，平差時最好在網(wǎng)中選擇一具有已知高精度 WGS一 84三維坐標(biāo)的點作為固定點 (參考點 )并作為起始坐標(biāo)進(jìn)行控制網(wǎng)的位置定位，如此提高基線精度。三維無約束平差評估基線精度及控制網(wǎng)內(nèi)符合精度。 ④三維無約束平差合格通過后，整個 GPS網(wǎng)在空間的相對定位已經(jīng)確定，只不過其參考坐標(biāo)系體系、長度基準(zhǔn)及方位基準(zhǔn)并不與隧道施工控制測量所要求的坐標(biāo)系統(tǒng)一致。為此通過引人已知的控制點 (精度可靠時 )進(jìn)行約束平差轉(zhuǎn)換得到投影轉(zhuǎn)換后的施工控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)或建立新的工程橢球進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)變換及投影改正計算，得到 施工控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)。因此 GPS網(wǎng)的數(shù)據(jù)后處理即基線解算、網(wǎng)平差計算及坐標(biāo)系統(tǒng)投影轉(zhuǎn)換在長大隧道 GPS控制網(wǎng)成果的質(zhì)量控制中占據(jù)重要地位。 GPS觀測采用靜態(tài)相對定位模式，基線測量的中誤差應(yīng)小于式（ ）計算的標(biāo)準(zhǔn)差，各等級控制測量固定誤差 a 、 比例系數(shù)誤差 b 的取值需符合 GPS測量的主要技術(shù)要求，見 表 。計算 GPS測量大地高差的精度時， a 、 b 值可放寬至 2倍。 22()a b d? ? ? ? ? 式（ ） 式中： ? —— 標(biāo)準(zhǔn)差（ mm）； a —— 固定誤差 （ mm）； b —— 比例誤差系數(shù) （ mm/km）； d —— 基線長度 （ mm）。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 25 表 GPS測量的主要技術(shù)要求 測量等級 固定誤差（ mm） 比例系數(shù)誤差（ mm/km） 二等 ≤ 5 ≤ 1 三等 ≤ 5 ≤ 2 四等 ≤ 5 ≤ 3 一級 ≤ 10 ≤ 3 高程控制測量 高程控制網(wǎng)采用水準(zhǔn)測量的方法。 洞外、洞內(nèi)均采用四等水準(zhǔn)測量雙導(dǎo)線。等級水準(zhǔn)測量的 主要技術(shù)要求見表 。 表 等級水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求 等級 M?mm wMmm 儀器型號 木水準(zhǔn)尺 觀測 方法 觀測順 序 觀 測 次 數(shù) 往返較差或閉合差 （ mm） 與已知點聯(lián)測 環(huán)線或附合 平丘地 山地 四 177。 5 177。 10 DS3 雙面 中絲讀數(shù)法 后后前前 往 返 往 177。 20 12L 177。 5 12n 五 177。 10 177。 20 DS3 雙面單面 中絲讀數(shù)法 — 往 返 往 177。 30 12L 177。 10 12n 洞內(nèi)控制測量方案 導(dǎo)線測量 沿隧道軸線方向布設(shè)控制支導(dǎo)線。進(jìn)行水平方向角及邊長的測量，水平方向角按導(dǎo)線量測時的前進(jìn)方向觀測左右角，奇數(shù)站測左角，偶數(shù)站測右角；邊長進(jìn)行往返測量，計算時對觀測值進(jìn)行儀器加、乘常數(shù)改正?？刂茖?dǎo)線觀測技術(shù)要求見 表 、表 及 表 。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 26 表 DJ2 級儀器水平角方向觀測法技術(shù)要求 兩次照準(zhǔn)讀數(shù)差 半測回歸零差 一測回中 2C 較差 同方向值各測回互差 3″ 8″ 13″ 9″ 表 Ⅱ級測距儀邊長測距作業(yè)技術(shù)要求 氣象數(shù)據(jù)測定 一測回間較差值（ mm） 測回間較差限值（ mm） 往返觀測較差限值 mm） 溫度最小讀數(shù)（℃） 氣壓最小讀數(shù)（ Pa） 測定時間間隔 數(shù)據(jù)取用 100 每邊觀測始末 每邊兩端平均值 5 7 2（ a＋ b D） 表 導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求 等級 測角中誤 差 方向角閉合差 導(dǎo)線長度 平均 邊長 水平角DJ2 型儀器測回數(shù) 測距中誤差 全長相對中誤差 測距要求 測距儀等級 測回數(shù) 四等 ″ n5? 300m 6 7mm 1:35000 2 2 一級 ″ n10? 300m 2 10mm 1:17000 2 2 水準(zhǔn)測量 水準(zhǔn)高程控制點布設(shè)在平面控制導(dǎo)線點上，按四等水準(zhǔn)規(guī)范精度要求進(jìn)行往返觀測，水準(zhǔn)高程測設(shè)隨工程施工的進(jìn)度及時跟進(jìn)，并定期進(jìn)行復(fù)測檢核。 等級水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求見表 。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 27 表 等級水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求 等級 M? mm wMmm 儀器型號 木水準(zhǔn)尺 觀測方法 觀測順序 觀 測 次 數(shù) 往返較差或閉合差（ mm） 與已知點聯(lián)測 環(huán)線或附合 平丘地 山地 四 177。 5 177。 10 DS3 雙面 中絲讀數(shù)法 后后前前 往 返 往 177。20L1/2 177。5n1/2 五 177。 10 177。 20 DS3 雙面 單面 中絲讀數(shù)法 — 往 返 往 177。30L1/2 177。10n1/2 貫通誤差預(yù)計與分析 由于本工程洞內(nèi)控制采用支導(dǎo)線測量進(jìn)行平面控制測量，采用水準(zhǔn)測量進(jìn)行高程控制測量，所以引用支導(dǎo)線測量對橫向貫 通精度的影響和水準(zhǔn)測量對高程貫通誤差的影響。 支導(dǎo)線測量對橫向貫通精度的影響 單導(dǎo)線為： 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→ 7→ 8。 由表 平面控制測量設(shè)計要求，鄭西高鐵函谷關(guān)隧道全長 ，則洞內(nèi) 導(dǎo)線測角中誤差 mβ =177。 ″，測邊相對中誤差 lml=1/100000，各點到貫通面的垂直距離及各邊在貫通面上的投影長度如下： 圖 各點到貫通面的垂直距離 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 28 圖 各邊在貫通面上的投影 表 各點到貫通面的垂直距離及各邊在貫通面上的 投影長度 點號 到貫通面的垂直距離 Rx(m) 在貫通面的投影長度 dy(m) 1 4200 410 2 3060 960 3 2020 450 4 980 890 5 940 920 6 1980 80 7 2820 720 8 3640 測角誤差引起的橫向貫通誤差為： 2 2 2 2 2 2 2 21 .3 4 2 0 0 3 0 6 0 2 0 1 0 9 8 0 9 4 0 1 9 8 0 2 8 2 0 3 6 4 0 4 8 .0206265ym m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 測邊誤差引起的橫向貫通誤差為： 2 2 2 2 2 2 21 4 1 0 9 6 0 4 5 0 8 9 0 9 2 0 8 0 7 2 0 1 8 .6100000ylm m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 受角度測量誤 差和距離測量誤差的共同影響，導(dǎo)線測量誤差對貫通面上橫向貫通中誤差的影響為： 2 2 2 24 8 . 0 1 8 . 6 5 1 . 5y y lm m m m m?? ? ? ? ? ? 洞內(nèi)導(dǎo)線測量中誤差對隧道的影響預(yù)計是 ，其允許值是 60mm，顯然河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6章 函谷關(guān)隧道工程測量設(shè)計 29 該洞內(nèi)導(dǎo)線測量設(shè)計可行。 水準(zhǔn)測量對高程貫通誤差的影響 隧道長 。洞外、洞內(nèi)均采用四等水準(zhǔn)測量雙導(dǎo)線，實測 = 5 . 0 = 9 . 0 k m = 5 . 0 = 7 . 9 k mm m m L m m m L????外 外 內(nèi) 內(nèi)， ， 。 洞外水準(zhǔn)測量誤差對高程貫通精度的影響值： = = 5 . 0 9 . 0 = 1 5 . 0hm m L m m??? ? ? ?外 外 外 洞內(nèi)水準(zhǔn)測量誤差對高 程貫通精度的影響值： = = 5 . 0 7 . 9 = 1 4 . 1hm m L m m??? ? ? ?內(nèi) 內(nèi) 內(nèi) 洞外、洞內(nèi)水準(zhǔn)測量誤差對高程貫通精度的總影響值： 22= + = 2 0 . 6h hhm m m m m? ????外 內(nèi) 洞內(nèi)水準(zhǔn)測量中誤差對隧道的影響預(yù)計是 ，其允許值是 17mm，顯然該洞內(nèi)水準(zhǔn)測量設(shè)計可行。洞外水準(zhǔn)測量中誤差對隧道的影響預(yù)計是 15mm，其允許值是 18mm，顯然該洞外水準(zhǔn)測量設(shè)計可行。洞外、洞內(nèi)水準(zhǔn)測量誤差對高程貫通精度的總影響值為 ，允許值是 25mm，顯然該水準(zhǔn)測量設(shè)計可行。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7章 結(jié)論 30 7 結(jié)論 本文主要介紹了直線隧 道洞的測量過程，確定隧道中線方向后，主要就是考慮兩端洞口較為精確的平面位置。通過平差和相應(yīng)的評估技術(shù)，可以較好的解決直線隧道的施工測量工作。經(jīng)過一段時間的摸索和總結(jié)可以得到以下結(jié)論： （ 1）對于大型的隧道工程測量工作必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的工程施工測量規(guī)范的要求作業(yè)； （ 2）先上導(dǎo)開挖后下導(dǎo)開挖的直線隧洞，直線隧道的測量比較簡單，主要工作任務(wù)除了導(dǎo)線的觀測外其主要工作量就是斷面的放樣，在放樣時要嚴(yán)格按照工程所要求的范圍內(nèi)放樣，有時可能根據(jù)具體的工作環(huán)境做具體的調(diào)整； （ 3）對于洞內(nèi)的一些交通洞、排水洞、以及其他的 輔助洞，也應(yīng)該按照所要求的設(shè)計進(jìn)行測量，盡量提高精度達(dá)到預(yù)期效果，減少不必要的損失； （ 4）在進(jìn)行導(dǎo)線測量或斷面放樣時，應(yīng)注意目標(biāo)要有足夠的光照使其清晰，注意及時擦干凈因洞內(nèi)濕氣、水汽導(dǎo)致儀器的目鏡、物鏡模糊，應(yīng)有良好的觀測條件，注意測量點的保護(hù)工作等； （ 5）在布設(shè)導(dǎo)線時，應(yīng)根據(jù)實際的情況靈活的布設(shè)。隧道貫通前，洞內(nèi)平面控制測量只能采用支導(dǎo)線的形式，測量誤差隨著開挖的延伸而積累。洞外控制網(wǎng)和洞內(nèi)施工控制測量應(yīng)保證必要的精度。控制點應(yīng)設(shè)置在不易被破壞的位置處； （ 6）洞內(nèi)應(yīng)每隔 200— 500 米設(shè)立一對高程控 制點。高程控制點可選在導(dǎo)線點上，也可根據(jù)情況埋設(shè)在隧道的頂板、底板或邊墻上。當(dāng)采用水準(zhǔn)測量時，應(yīng)進(jìn)行往返觀測，采用光電測距三角高程測量時，應(yīng)進(jìn)行對向觀測，高程導(dǎo)線宜構(gòu)成閉合環(huán)； （ 7）地面控制測量誤差對地下橫向貫通誤差的影響較為復(fù)雜，主要控制其測量終點橫向點位誤差即終點的橫向位移。終點的橫向點位誤差是由觀測角誤差和邊長誤差的共同影響產(chǎn)生的。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) [1] 函谷關(guān)隧道工程概況 . 中鐵三局集團(tuán)橋隧公司 ， 2020. 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