隧道施工控制测量技术 方案

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1、目录目录 1 工程概况工程概况.21 2 控制测量的基本情况控制测量的基本情况.2 2.1 编制依据2 2.2 仪器配置2 2.3 控制测量项目2 2.4 测点埋设及要求2 3 洞外控制测量3 3.1 洞外平面控制测量.3 3.1.2 选点和埋石4 3.1.3 观测数据采集.5 3.1.4 数据处理.6 3.2 洞外高程控制测量.7 3.2.13.2.1 洞外高程控制网布设洞外高程控制网布设.7 3.2.2 选点和埋石.7 3.2.3 水准观测.7 3.2.4 数据处理.8 4 洞内控制测量洞内控制测量.8 4.1 洞内平面控制测量8 4.2 洞内高程控制测量10 5 贯通测量贯通测量.10

2、5.2、贯通中误差估算与分析.11 5.3、洞外 GPS 控制点对横向贯通中误差的分析 .12 5.4 洞内导线测量对横向贯通中误差的估算.12 6、洞内、外水准高程测量对竖向贯通中误差的估算和分析、洞内、外水准高程测量对竖向贯通中误差的估算和分析14 6.1、洞外水准高程测量对竖向贯通中误差的估算.14 6.2、洞内水准高程测量对竖向贯通中误差的估算.14 7、洞内、外控制全部贯通测量中误差计算、洞内、外控制全部贯通测量中误差计算15 7.1 附隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标.15汤南隧道施工控制测量技术方案汤南隧道施工控制测量技术方案1 工程概况汤南隧道进口位于梅州市丰顺

3、县汤南镇新铜村，出口位于揭阳市揭东 区玉湖镇东寮村。隧道为单洞双线隧道，起讫桩号为 DK72+000DK75+073，全长 3073m，无砟隧道，隧道埋深 0235m。本隧道 全线位于直线上。隧道内设置人字坡，DK71+200DK72+400 为 15上坡, 坡长 1200m，DK72+400DK75+100 为-13.5下坡,坡长 2700m。其中级 围岩 1190m,占 38.7%；级围岩 1227m，占 39.9%；级围岩 371m，占 12.1%；级围岩 285m，占 9.3%。内轨顶面以上净空有效面积 92m2,轨间 距 4.6m，内轨顶面至基床底面高度 51.5cm。2 控制测量的

4、基本情况2.1 编制依据编制依据（1） 高速铁路工程测量规范 （TB10601-2009） ； （2） 铁路工程卫星定位测量规范 （TB10054-2010） ； （3） 全球定位系统（GPS）测量规范 （GB/T 18314-2009） ； （4） 国家一、二等水准测量规范 （GB/T12897-2006） ； （5） 精密工程测量规范 （GB/T 15314-94） ；2.2 仪器配置仪器配置（见表 1）表 1 本项目拟投入测量仪器设备汇总表序 号设备 名称规格 及型号产 地设备 精度技术 状态数 量 1GPS徕卡 GS15瑞士5+0.5ppm良好5 台 2全站仪徕卡 TSO9瑞士1“新购

5、1 台 3电子水 准仪徕卡 DNA03瑞士配铟钢尺：0.3mm新购1 台2.3 控制测量项目控制测量项目（见表 2） 表 2 序号监控量测项目量测仪器精度备注 1洞外独立控制网GPS 接收机1mm 2洞内平面控制网全站仪1mm 3洞内高程控制网水准仪0.1mm2.4 测点埋设及要求测点埋设及要求2.4.1 洞外独立控制网，根据高速铁路工程测量规范，按 GPS 二等加密点埋设， 如下图所示：标石断面图标石断面图2.4.2 洞内控制网，根据现场实际情况，将导线点埋设在仰拱填充面上，如下图 所示：洞内导线点断面图洞内导线点断面图3 洞外控制测量洞外控制测量汤南隧道，结合本工程实际情况，施工采用进出口

6、进洞双向掘进的方法， 本次隧道控制测量在进出口布设控制点。3.1 洞外平面控制测量洞外平面控制测量平面控制网测量采用 GPS 静态测量模式，GPS 接收机的标称精度指标符合 （5mm+1ppm） 。隧道洞外 GPS 平面控制测量等级应符合表 3 的要求。 表 3 平面控制测量设计要求测量部位测量方法测量等级适用长度 (km)洞口联系边方 向中误差()边长相对 中误差洞外GPS二461.31/180 000 3.1.1 GPS 洞外控制网布设仰拱填充面30cm10cm20cm洞外平面控制网原则上沿隧道出口连线方向布设，根据设计单位提供的 CPI 点、CPII 点以及线路水准基点按 GPS 二等控

7、制网加密控制，形成洞外独立 控制网系统，然后在洞内布设主副导线进行控制测量。 根据现场实际踏勘汤南隧道进出口 GPS 点由多个大地三边形网形构成，网 形图如下图所示：3.1.2 选点和埋石 控制点考虑满足 GPS 观测的要求，又要考虑适合隧道控制测量对控制点的 要求。在汤南隧道进口布设设 3 个 MS12、MS13、MS14 点与之通视，且距离大于 500 米作为方向线。出口布设 2 个 MS20、MS21 点与之通视，且距离大于 500 米 作为方向线。 隧道控制点标心钉为金属标志制作材料，上部为不锈钢，下部采用普通钢 筋焊接而成。控制点采用现场灌注混凝土的方式埋设。埋设深度大于 1.2 m

8、。 如下图所示：3.1.3 观测数据采集 GPS 控制网采用徕卡 GS15 双频接收机，静态作业模式作业，接收机标称 精度应不低于（3mm+0.5ppmD） ，且检定合格。作业前已按规范要求进行相关 检测，作业过程中应保持接收设备工作状态良好。 观测前，应按设计的控制网网形、卫星可见预报表、GPS 接收机数量、交 通情况编制 GPS 观测计划；并根据确定的作业模式，配置预置作业任务参数； 作业中应通过报话机和移动电话及时沟通信息。 观测应按设计控制网网形进行，洞口子网和联系网可统一观测，每条基线应观测 2 个时段，时段长度应大于 90 分钟。观测时，为减小对中及相位中心误 差，应对 GPS 天

9、线进行统一定向，第一时段指北定向，第二时段指南定向。 GPS 观测应选择卫星数目多、卫星升降少、GDOP 值较小且稳定的观测窗口 施测，观测符合表 4 要求。 表 4 GPS 测量作业技术要求表 等级截止高度角有效卫星数GDOP 值采样间隔有效时段长度（min）天线高丈量天线高较差对中误差二 154615 秒902 次2mm1 mm3.1.4数据处理以同步观测区为单位进行独立基线解算和质量检核。以无约束平差确定有效观测量为基础，进行三维无约束平差和二维约束平差。 基线解算采用 Leica 公司的 Leica Geo Office7.01 软件进行解算，解算结果 应满足软件规定的指标要求，基线观

10、测值均应按规范的要求进行重复基线检核 和异步环闭合差检核。 GPS 外业观测后应对观测数据进行计算；检核观测成果的质量，应用基线 处理软件进行基线解算，基线向量的质量应满足下列规定。（1）由独立基线构成的异步环各坐标分量及全长闭合差应满足以下各式的 要求：nWx3nWy3nWz3nW33式中： 、 、坐标分量闭合差；xWyWzW环的全长闭合差；Wn闭合环的边数；标准差，=，其中取 5mm，取 1ppm，d 按环平22dbaab均边长计算。 当闭合环中长、短边的长度相差较大时，宜按边长和等级规定的精度计算 每条边的，并按误差传播定律计算环闭合差的限差。（2）重复观测的基线较差（）应满足下式要求：

11、sd22sd式中：标准差，d 按基线长度计算。 根据隧道洞口子网和子网间联系网的不同特点，洞口子网基线构成的异步 环三维闭合差限差应小于 20mm；子网间的联系网基线构成的异步环相对闭合差 应符合表 5 要求： 表 5 异步环相对闭合差限差 限差单位：ppm长边长度（km） 开挖洞口间距离（km）1.52.02.53.04.05.06.0487.56.15.24.63.93.43.2 （3）采用 Leica Geo Office7.01 软件进行平差计算。无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下面要求； VX3 VY3 VZ3 整网约束平差基线向量改正数与无约束平差的同名基线向量改正数

12、较差应 符合下列规定：d vx2 d vy2 d vz2 约束平差后平面控制网的主要技术指标应符合表 6 的规定。 表 6 二等 GPS 控制网测量的主要技术要求等级基线方位角 中误差（）约束点间的 边长相对中误差约束平差后 最弱边边长相对中误差二等1.31/2500001/180000注：当基线长度短于 500m 时，边长中误差应小于 5mm。 根据约束平差后的控制点成果估计洞外控制测量和洞内导线测量对各开 挖洞口间横向贯通误差的影响值进行估算，分别分析精测网施工坐标系和隧道 工程独立坐标系成果对隧道贯通误差的影响，以决定最终成果的使用，并根据 客观情况对洞内测量要求提出建议。3.2 洞外高

13、程控制测量洞外高程控制测量3.2.13.2.1 洞外高程控制网布设洞外高程控制网布设 高程控制网布设应根据实地交通状况结合已有线路水准基点按隧道进出口 位置布设。在布网过程中，应首先按地图交通路线进行实地踏勘，然后选择最 优路线进行测量。 3.2.2 选点和埋石 隧道出口设置 2 个洞口水准点，并且与平面控制网共点。3.2.3 水准观测 水准观测采用徕卡 DNA03 电子水准仪统一按国家一、二等水准测量规范 （GB/T12897-2006）二等标准施测。水准仪的标称精度均为每公里高差偶然中 误差0.3mm。 采用单路线往返观测，同一条水准路线的往返观测应采用相同的人员、仪 器、转点尺承，沿相同

14、水准路线。沿公路施测时应使用大于 5 公斤的铸铁尺垫， 在山路地段施测应采用尺桩或突出岩石作为立尺转点；使用尺撑扶尺，水准尺 气泡居中；使用干湿温度计测定气温。 水准观测要求：视线长度3m、50m，前后视距差1.5m，前后视距累积 差6.0m，视线高度0.55m、2.8m，测站限差：两次读数差0.4mm，两次 读数所测高差之差0.6mm，检测间歇点高差之差两次读数差1.0mm，观测时 偶数站按后-前-前-后，奇数站按前-后-后-前的顺序进行，每一测段应为偶数 站。水准测量精度应满足表 7 规定。 表 7 水准测量观测的主要技术要求 每千米高差偶 然中误差 M检测已测段 高差之差往返测 不符值附

15、合路线 闭合差环闭合差1.0mmmmR6 mmR4 mmL4 mmF4表中：R 为测段长度，L 为附合线路长度，F 为环线长度。 二等水准临时间歇点要求：在间歇时要求设置 2 至 3 个间歇点并作为临时 水准点处理，间歇点设置要求，第一个间歇点与第二个间歇点间距要求在 400m 以上，第二个和第三个间歇点间距在两站测量范围内，同时间歇点的规格要以 30 以上的螺纹钢筋，长度大于 600mm，并保证不易被破坏位置；间歇后测量首 先检测三个歇点间高差，在满足限差要求后方可进行余下水准路线测量，如果 三个间歇点间有两个点间高差超出限差，必须进行重新测量。 3.2.4 数据处理 原始数据处理采用高程为徕卡水准网平差软件进行严密平差，并进行数据 计算对比。每千米高差偶然中误差 M按下式计算：M=41Ln式中： L水准测量的路线长度（km）；水准路线测段往返高差不符值（mm）；n往返测的水准路线的测段数。水准点成果最后取位至 0.1mm。4 洞内控制测量4.1 洞内平面控制测量洞内平面控制测量4.1.1 洞内观测方法洞内平面控制测量采用徕卡 TS09plus 1 R500 全站仪进行观测。观测方 法为测回法，汤南隧道洞内导线平面控制网为四等，根据规范要求观测 4 个测 回即可，但是考虑到隧道观测环境较差，观测 6 个测回，保证隧道贯通精度满 足设计要求。导线测量满足表 8 规定。