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1、第八章 地下工程施工测量 测绘教研室 第八章 地下工程施工测量 v8-1.概述 v8-2.地面控制测量 v8-3.地下控制测量 v8-4.联系测量 v8-5.贯通测量误差预计 v8-6.地下工程施工测量与竣工测量 v8-7.隧道贯通后实际偏差的测定与调整 v8-8.陀螺经纬仪 8-7.隧道贯通后实际偏差的测定与 调整 v隧道贯通后实际偏差的测定是一项重要的工作，贯 通后要及时地测定实际的横向和竖向贯通偏差，以 对贯通结果作出最后评定，验证贯通误差预计的正 确程度，总结贯通测量方法和经验。 v若贯通偏差在设计允许范围之内，则认为贯通测量 工作成功地达到了预期目的，若存在着贯通偏差， 将影响隧道断
2、面的修整、扩大和轨道铺设工作的进 行。因此，应该采用适当方法对贯通后的偏差进行 调整。 一、水平面内横向贯通偏差的测定 （一）中线法 隧道贯通后，用经纬仪将两端隧道的中线 延伸到贯通面上，量出两中线间的距离d， 其大小即为贯通隧道在水平面内垂直于中 线方向的横向实际贯通偏差。 （二）连测法 用经纬仪将贯通隧道两端的中线点连测， 使其闭合，同时丈量某一端中线点到贯通 相遇点的距离l，根据贯通中线方向的偏角 ，可计算出贯通点在垂直于隧道中线方向 的横向贯通偏差。 二、竖直内高程贯通偏差的测定 l用水准仪测出或直接量出贯通接合面上两端腰 线点的高差，即为竖直面内高程贯通实际偏差 。 l用水准仪连测两
3、端隧道中的已知高程点，其高 程闭合差即为贯通点在竖直面内的贯通实际偏 差。 三、贯通偏差的调整 l测定贯通隧道的实际偏差后，须对中线和腰线 进行调整。 l（一）中线的调整 l隧道贯通后，如果实际偏差在设计允许范围之 内，可用贯通相遇点一端的的中线点与另一端 的中线点的连线代替原来的中线，作为衬砌和 铺轨的依据。而且应该尽量在隧道未衬砌地段 内进行调整，不牵动已衬砌地段的中线。 l当贯通面位于曲线上时，可将贯通面两端各一 中线点和曲线的起点、终点用导线连测得出其 坐标，再用这些坐标计算交点坐标和转角 ， 然后在隧道内重新放样曲线。 l（二）腰线的调整 l实际测得隧道两端腰线点的高差后，可按实测
4、高差和距离算出坡度。 l在水平隧道中，如果算出的坡度与原设计坡度 相差在允许范围内，则按实际算出的坡度调整 腰线；如果坡度相差超过规定的允许范围时， 则应延长调整坡度的距离，直到调整后的坡度 与设计坡度相差在允许范围内为止。 8-8.陀螺经纬仪 将陀螺特性与地球自转有机结合构成的陀 螺仪能够自动寻找真北方向，把这样的陀 螺仪安置在经纬仪上，组成的陀螺仪便可 以测定真北方向在经纬仪水平度盘的读数N ，从而可求出任一方向的真方位角。这一 工作称为陀螺经纬仪定向观测。 一、陀螺经纬仪的基本用途与类型划分 依仪器结构可将陀螺经纬仪划分为下架悬 挂式和上架悬挂式两种类型。 下架悬挂式陀螺经纬仪是利用金属
5、悬挂把 陀螺房悬挂在经纬仪空心轴下，悬挂带上 端与经纬仪的壳体相固连，采用导流丝直 接供电，附有携带式蓄电池组合晶体变流 器。 上架式陀螺经纬仪是用金属丝悬挂带把陀 螺转子悬挂在灵敏部的顶端，灵敏部可稳 定地连接在经纬仪横轴顶端的金属桥形支 架上，不用时可取下，也就是说，灵敏部 实际上相当于经纬仪的一个附件。 二、上架式陀螺经纬仪的结构组成 一套完整的上架式陀螺经纬仪由经纬仪、 陀螺仪、经纬仪与陀螺仪连接装置以及电 源箱等四部分构成。 经纬仪与普通测量中所使用的完成一样， 只是需在其上部安装一个专用的桥形支架 ，以用于陀螺仪的安置。 一般来说，上架式陀螺仪的结构均可划分 为灵敏部、光学观测系统
6、、锁紧限幅机构 以及机体外壳等四部分。 （一）灵敏部 灵敏部为陀螺仪的核心部分，其作用是利 用高速旋转的陀螺寻找子午面，它包括悬 挂带、导流丝、陀螺马达、陀螺房及反光 镜等部件。 （二）光学观测系统 在光源照射下，光标线经反光棱镜、反光 镜反射后，通过物镜成像在目镜分划板上 。由于光线反射的具体情况，我们在目镜 看到的光标线影像的摆动方向与陀螺轴的 实际摆动方向正好相反，所以，分划板的 刻划为左“+”右“-”。 v（三）锁紧限幅机构 v转动仪器外部的手轮，通过凸轮带动锁紧 限幅机构的升降，可使陀螺灵敏部拖起或 下放。 v该机构的作用一是拖放、一是限幅。拖起 灵敏部的目的是保护悬挂带不受折损，因
7、 此要求陀螺经纬仪在搬运途中，或者在启 动以及制动过程中，灵敏部必须处于拖起 状态。灵敏部下放的快慢直接影响着陀螺 摆幅的大小，从而可实现限幅的功能。 v另外，该部分还配有减震、阻尼装置。 v（四）机体外壳 v机体外壳由陀螺支柱、套筒、防磁层、即 电缆插头等组成。 v机体外壳要有一定的隔热、防磁作用。 8-9.陀螺经纬仪定向作业过程 应用陀螺经纬仪进行定向的操作过程课概 括为以下几个步骤： （1）在已知方位边上测定仪器常数 （2）在待定边上测定陀螺方位角 （3）在已知方位边上重新测定仪器常数 （4）计算测线的坐标方位角。 陀螺仪在生产中使用的名词： 陀螺北：指陀螺轴在零刻划线跟踪状态下 白的的
8、平衡位置，对应的水平度盘读数M称 为陀螺北方向值，显然M的确定是陀螺经纬 仪定向的主要工作。 陀螺方位角 地理方位角 坐标方位角 一、零位观测 v零位是陀螺马达未启动时灵敏部自由摆动的 平衡位置。灵敏部自由摆动的规律也是阻尼 简谐运动。零点观测即对灵敏部自由摆动过 程的观测，其目的是将观测值代入 v求出零位 ，从而求出零位对真北方向的影 响即零位改正 。 v零位观测的过程是，在陀螺转子部转动的 状态下，首先松开锁紧装置，缓慢放下灵 敏部，然后观察目镜视场中光标线相对于 分划板的摆动情况，可利用限幅机构使光 标线的运动在目镜视场范围内。 v灵敏部的摆动完全由光标线的摆动来反映 ，因此我们可以对光
9、标线摆动的进行观测 。 二、精密定向 精密定向的目的是得到真北方向N,或陀螺北 方向M,计算公式为 这是陀螺经纬仪定向观测的主要工作。 精密定向前需要进行粗略定向，也就是使 望远镜近似指北。 在灵敏部拖起状态下，启动陀螺马达，当 其达到额定转速后，缓慢而均匀地下放灵 敏部。光标线开始晃动表明灵敏部处于半 脱状态，稍停几秒，待光标线稳定，再慢 慢下放，直至灵敏部全脱。 若发现光标线晃动或摆动很快，则需使灵 敏部返回半脱，重新慢慢下放，直至满足 要求。，此时，就可以通过对光标线的观 测来研究陀螺轴的摆动规律。 逆转点法和中天法是精密定向的经典方法 。 三、粗略定向 进行陀螺经纬仪精密定向的前提之一是望 远镜近似指北，即粗略定向。 粗略定向可利用罗盘仪，一般用陀螺经纬 仪。 （一）两逆转点法 （二）四分之一周期法 四、仪器常数测定 在已知方位角的边上进行陀螺经纬仪定向 观测，即可反求仪器的常数。
