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1、翁潭电站大王山输水隧洞施工控制网设计说明书 设计人： 班 级：测绘12-2班 学 号：* 审 核：桂林理工大学测绘地理信息学院2016年1月14日目录一、工程项目1二、施测目的1三、测区简况1四、工程特征值1五、地面网布设方案及主要特征值1 5.1方案一：布设GPS控制网1 5.2方案二：边角网布设控制网3六、地面网误差对横向贯通影响值的计算46.1采用GPS网时对横向贯通影响值的计算46.2采用边角网时对横向贯通影响值的计算5七、地下导线布设方案及精度估算77.1GPS控制网地下导线布设方案及精度估算77.2采用边角网时地下导线布设方案及精度估算8八、横向贯通预期总误差估算98.1采用GPS
2、网时横向贯通预期总误差估算98.2采用边角网时横向贯通预期总误差估算9九、地面网地下网观测主要技术要求109.1地面GPS控制网作业技术要求109.2边角网观测作业技术要求119.3地下导线直伸支导线作业技术要求119.4洞内控制测量注意事项13十、工程造价预算14十一、布网方案比较分析15十二、有关说明16十三、附件17一、工程项目 瓮潭电站大王山输水隧洞施工控制设计。二、施测目的该控制网是隧道地下工程所有测量的基础和依据，精确测定洞外各控制点的平面位置，为洞内平面控制提供精确的起始数据，以便根据洞口控制点将设计方向导向地下，指引隧道开挖，并能按规定的精度贯通，是全线线路与结构贯通的保障。三
3、、测区简况本工程位于广西壮族自治区XX县内，为瓮潭水电站的引水隧洞。水源引自罗家水库，水库坝址位罗家村下游约1.4公里，设计为钢筋混凝土重力坝，最大坝高95米。水流从大王山输水隧洞至瓮潭村西南1公里的山坡出口后，用两条压力钢管引至电站水轮机蜗壳发电，发电后尾水经明渠经瓮潭村南排入义江。整个隧道均在大王山区域内，海拔在300-800米之间，测区内地形较为复杂。四、工程特征值表1工程特征值水库坝顶高程400.00米水库正常高水位390.00米输水隧洞进口底面高程375.00米输水隧洞出口底面高程365.00米输水隧洞全长1900.00米输水隧洞断面尺寸宽2米，高2.5米压力钢管直径=1.50米水电
4、站厂房地坪标高223.00米水电站水轮机蜗壳高程220.00米最大流速4米/秒最大水头145.00米发电能力14000千瓦本隧洞施工采用全断面开挖法，自两端洞口相向开挖，贯通面设计在距进口1100米，输水隧洞全长1900.00米。五、地面网布设方案及主要特征值 5.1方案一：布设GPS控制网 5.1.1 布网要求 根据仪器设备提供情况，利用3台trimble5700全球定位设备，为了保证GPS的定位精度，提高控制网的几何强度和可靠性，采用边连式的形式布设GPS控制网，测区首级平面基础计为E级控制网，在坝址、厂房附近和进出口内布设有控制点，还在进出口处分别布设了定向点和检核点，进出口控制点与其相
5、应的定向点、检核点均满足通视条件。GPS布网主要技术指标如下：表2GPS网主要技术要求级别平均距离（km）a（mm）b（110-6）最弱边相对中误差E级0.2510201/45000网形布设如下：图1GPS地面控制网形图 5.1.2控制网特征值计算 观测时段数为C，网点数为n，接收机数为N，故在该GPS网中网特征条件计算如下：观测时段数C=1+（8-3）/（3-2）=6期总基线数J总=CN（N-1）/2=63（3-1）/2=18必要基线数J必=n-1=8-1=7独立基线数J独=C（N-1）=6(3-1)=12多余基线数J多余=J独-J必=12-7=5平均每点设站数m=36/8=2.25表3GP
6、S控制网特征值GPS网等级E级必要观测基线数7布设控制点数量8个独立基线数12布网方式边连式多余基线数5观测期数6设站总数18总基线数18平均每点设站数2.25 5.2方案二：边角网布设控制网 5.2.1布网要求采用2级全站仪2台，标称精度2mm2mm10-6D，最大测程 4.0km，按四等三角网的要求，角度观测6测回，边长往返各观测两测回。四等三角网的主要观测指标如下：表4四等三角网精度要求等级平均边长S均（米）测角中误差M起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差测回数四等4002.51/7万1/4万J1:2 J2:6地面网设计为边角网，采用独立网形式，不与国家网相连接，虽主要为保证隧洞贯通
7、测量所设，但由于坝址、隧洞与厂房为一体，为保证他们之间的有机联系，分别位于坝址区和电站厂房附近各布设1个控制点，并将它们纳入统一的控制网中，此类点只作坝址区和厂房另建施工控制的起算点之用。网型布设如下：图2地面三角网布设图三角网中其主要特征值如下：表5三角网相关特征值三角形个数12个基线边条数5条最大边长637.268m最短边长298.897m平均边长434.327m六、地面网误差对横向贯通影响值的计算 6.1采用GPS网时对横向贯通影响值的计算 6.1.1本工程项目中GPS网型中基线边长信息如下：表6GPS控制网中相关基线及投影长度表基线边基线边长（m）Dy(m)点号Rx(m)E1-E351
8、0.77514.288E31624.704E1-E4465.847443.773E4972.430E1-E5328.224242.277E5892.695E2-E6315.441314.601E6808.094E2-E7859.281287.241E71594.934E2-E8470.605311.021E81138.264由上表可知：基线E1-E4、E2-E6两条边在贯通面上的投影长度最大，是两个进洞点的最弱边，如果这两条边对隧洞贯通面的影响值合格，则其他基线肯定合格。 6.1.2基线E1-E4、E2-E6对贯通面影响值计算根据GPS控制网相邻点间基线长度精度计算公式：=式中a(mm)为固定
9、误差；b(ppm)为比例误差系数；d(km)为相邻点间的距离。E1-E4=13.67mmE2-E6=11.82mm进出洞控制点E1和E2的点位误差：mp2点=mE12+mE22=（2+（20.47）+（2+（20.32）=9.293mm进出洞控制点后视定向边E1-E4和E2-E6边长误差为：mp2边= (E1-E4dyE1-E4/S E1-E4) 2+( E2-E6dy E2-E6/S E2-E6) 2=308.548mm进出洞控制点后视定向E1和E2误差为：mp2方=(mE12/2)RXE1-E42+( mE22/2)RXE2-E62=272.892mmmp上2= mp2点+mp2边+mp2
10、方=9.293+308.548+272.892=590.733mm以上计算可知该地面GPS控制网中误差为24.30mm，小于地上控制误差允许值30mm，故该E级GPS控制网满足地面控制测量的要求。6.2采用边角网时对横向贯通影响值的计算地面网误差对横向贯通的影响值可用导线替代法计算，设想一条线路S2-S3-S4-S11-S12-S13，测间隔边S2-S3、S3-S4、S4-S11、S11-S12、S12-S13和水平方向各点到贯通面距离：表7点到贯通面距离表DS2=1129.279DS3=719.115DS4=196.813DS11=71.061DS12=563.034DS13=843.278
11、表8 基线边数据表基线边等级长度（m）边长精度类仪器测回数边长在贯通面上的投影长度（m）S2-S3四等413.6101/4万655.821S3-S4四等592.5281/4万6279.172S4-S11四等576.1891/4万6510.135S11-S12四等487.5201/4万644.423S12-S13四等304.5111/4万6101.680测角误差引起的横向贯通误差my可用如下公式计算：my= （1）控制网平均边长为434.327m，对应等级为四等，测角中误差为2.5，代入公式（1），求得my=2.5/206265=19.3mm。测边误差对横向贯通误差的影响值myl可用公式（2）计
12、算：myl= （2）各导线边对应等级的边长精度为1/4万，将各导线边的边长精度代入公式（2），求得myl=1/40000=14.9mm不考虑起算方位角的影响，地面三角网测量误差对隧道贯通误差的影响值为：mp上=24.4mm30mm考虑起算方位角的影响，地面三角网测量误差对隧道贯通误差的影响为： 故该洞外三角网的精度达到要求。七、地下导线布设方案及精度估算 7.1GPS控制网地下导线布设方案及精度估算 7.1.1地下导线布设地下导线测量的作用是以必要的精度，建立地下的控制系统。依据该控制系统可以放样出隧道（或坑道）中线及其衬砌的位置，从而指示隧道（或坑道）的掘进方向。地下导线应尽量沿线路中线（或
13、边线）布设，边长要接近等边，尽量避免长短边相接。本工程中隧洞形状为直线，所以地下导线应布设成等边直伸支导线，对于直导线，量边误差对横向贯通误差的影响可以忽略不计。因为两开挖口间的长度为1900米，小于4000米，所以贯通误差的限差要小于40mm。表9-地下导线布设边长规范表施工导线边长为2550米基本导线边长为150200米主要导线边长为400米 7.1.2精度估算（1）若地下导线只布设施工导线，由上表可知，取导线边长为50m，则在进洞口的导线边为n=22，取m=2.5，则有mp进=37.3mm出洞口端导线边n=16，取m=2.5则有mp出=23.4mm地下导线所引起的贯通误差为mp下=44.03mm40mm所以若只布设施工导线不能满足限差要求，还需要布设基本导线。（2）取导线边长为150m，则在进洞口的导线边为n=8，取m=2.5，故有：mp进=25.88mm出洞口的导线边为n=6，取m=2.5，故有：mp出=17.25mm地下导线所引起的贯通误差为mp下=31.1mm40mm所以当布设基本导线时洞内导线控制测量精度可行，故不需要再布设主要导线。 7.2采用边角网时地下导线布设方案及精度估算洞内施工采用导线法施工，其控制网形式主要为等边直伸支导线。进口至贯通
