隧道洞外控制测量 直线隧道长度大于1000m,曲线隧道长度大于 500 m,均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控制测量设计。 两相邻开挖洞口(包括横洞口、斜井口)高程路线长度大于5000m,应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。
直线隧道长度大于1000m,曲线隧道长度大于 500 m,均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控制测量设计。
两相邻开挖洞口(包括横洞口、斜井口)高程路线长度大于5000m,应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。
对于直线隧道,洞外平面控制测量的目的主要是获取两端洞口较为精确的点的平面位置和引测进洞的方向;
对于曲线隧道,洞外平面控制测量除具有与直线隧道相同的目的外,还在于间接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞口控制桩与交点的相对位置,进而按设计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新确定隧道中线的位置。
建立洞外平面控制的常用的方法有:中线法、精密导线法、三角网和GPS网等。
先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面,经检核确认该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后,方可以此作为依据,进行引测进洞和洞内中线测设。 中线法一般只能用于短于1000 m的直线隧道和短于500 m的曲线隧道的洞外平面控制。
用导线方式建立隧道洞外平面控制时,导线点应沿两端洞口的连线布设。导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑道的数量及分布情况,并结合地形条件和仪器测程选择。 导线最短边长不应小于300m,相邻边长的比不应小于1:3,并尽量采用长边,以减小测角误差对导线横向误差的影响。
导线的水平角一般采用方向观测法。当水平角只有两个方向时,可按奇数和偶数测回分别观测导线的左角和右角,这样可以检查出测角仪器的带动误差,数据处理时可以较大程度地消除此项误差的影响。导线的内业计算一般采用严密平差法,对于四、五等导线也可采用近似平差计算。
隧道洞外导线应组成闭合环,一个控制网中导线环的个数应不少于 4 个;每个环的边数约为 4~6 条,应尽可能将两端洞口控制点纳入到导线网中。
三角测量建立隧道洞外平面控制时,一般是布设成单三角锁的形式。
对于直线隧道,一排三角点应尽量沿线路中线布设。条件许可时,可将线路中线做为三角锁的一条基本边,布设为直伸三角锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。
对于曲线隧道,应尽量沿着两洞口的连线方向布设,以减弱边长误差对横向贯通的影响。
洞外高程控制测量的任务,是按照测量设计中规定的精度要求,以洞口附近一个线路定测点的高程为起算高程,测量并传算到隧道另一端洞口与另一个定测高程点闭合。
闭合的高程差应设断高,或推算到路基段调整。这样,既使整座隧道具有统一的高程系统,又使之与相邻线路正确衔接,从而保证隧道按规定精度在高程方面正确贯通,保证各项建筑物在高程方面按规定限界修建。
隧道高程控制测量一般采用水淮测量,对于四、五等高程控制测量也可采用光电测距三角高程测量。
高程控制测量误差对高程贯通精度的影响
受洞外或洞内高程控制测量的误差影响,贯通面上所产生的高程中误差按下式估算:
式中:
mΔ为每千米水准测量高差中数的偶然中误差,以mm计;
L为洞外或洞内两开挖洞口间水准路线长度,以km计。
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算。
例:某铁路直线隧道,设计长度为5246m,分别由两端洞口相向开挖。两端洞口分别埋设四个水准点:BM23、BM23-1和BM24、BM24-1,其中BM23和BM24 为定测线路水准点。洞外高程控制测量设计为四等水准测量,布设六个临时水准点。各测段水准路线长度、往返测高差观测值及高程计算列于表中,试计算每千米水准测量高差中数的偶然中误差mΔ,并估算mΔh。
高程贯通中误差为:
可见,该项洞外高程控制测量对贯通面上所产生的高程贯通中误差的影响满足精度要求。
控制测量确认了隧道两端线路中线控制桩与洞外平面控制点的相对位置关系。根据洞外控制测量成果,计算由洞外控制点引测进洞测设数据,据此指导隧道的进洞及洞内开挖,称为进洞关系计算 。
进洞关系计算和进洞测量的主要任务:
(1)确定隧道中线与平面控制网之间的关系;
(2)在洞内控制建立之前,指导中线进洞和洞内开挖。
隧道进洞测设的主要方法——极坐标法
将隧道的中线控制桩纳入洞外平面控制网,控制测量完成后,即可求得它们的精确坐标。根据这些点的坐标和洞口(或洞内)中线点的坐标,反算出极坐标法的放样数据,进而现场测设。
洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外控制点,随着隧道的开挖而向前延伸。因此,只能敷设成支线形式,其形状完全取决于隧道的形状;只能用重复观测的方法进行检核。
洞内平面控制通常有两种形式,即中线形式和导线形式。
中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度,在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。洞内导线主要有以下几种形式:
单导线
导线环
主副导线环
交叉导线
旁点导线
洞内导线应注意的问题:
(1)导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、地层稳固的地方;
(2)点间视线应离开洞内设施0.2 m 以上;
(3)导线的边长在直线地段不宜短于200m,在曲线地段不宜短于70 m,并尽量选择长边和接近等边;
(4)导线点应埋于坑道底板面以下10~20cm,上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏,为便于寻找,应在边墙上用红油漆预以标注;
(5)采用双照准法测角,测回间要重新对中仪器和觇标,以减小对中误差和对点误差的影响;
(6)由洞外引向洞内的测角工作,宜在夜晚或阴天进行,以减小折光差的影响;
(7)洞内导线应重复观测,定期检查;
(8)设立新点前必须检查与之相关的既有导线点,在对既有导线点确认的基础上测量新点;
(9)应构成多边形闭合导线或主副导线环;
(10)当有平行导坑时,应利用横向通道,使平行导坑的单导线与正洞的导线联测,以资检核。
洞内高程控制测量的目的,是由洞口高程控制点向洞内传递高程,即测定洞内各高程控制点的高程,做为洞内施工高程放样的依据。洞内应每隔200~500m设立一对高程控制点。高程控制点可选在导线点上,也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或边墙上。三等及以上的高程控制测量应采用水准测量,四、五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量;当采用水准测量时,应进行往返观测;采用光电测距三角高程测量时,应进行对向观测;高程导线宜构成闭合环。洞内高程控制测量采用水准测量时,除采用常规的方法外,有时为避免施工干扰还采用倒尺法传递高程。应用倒尺法传递高程时,规定倒尺的读数为负值,则高差的计算与常规水准测量方法相同:
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知识点:隧道测量方法