隧道进洞测量(第四讲)资料
隧道测量
隧道测量施工方案一、导线布设和测量二、掌子面测量三、二衬和仰拱测量四、监控量测一、导线布设在隧道施工中，洞内导线测量的目的是以必要的精度，按照地面控制测量的坐标系统，建立洞内的平面控制系统。
根据洞内导线的坐标，测设隧道中线，放样隧道衬砌位置及其他附属设施，定出隧道的开挖方向，保证相向开挖的隧道在规定的精度范围内贯通。
洞内导线须随隧道的掘进不断向前延伸，而且在隧道贯通之前，就得依据导线测设路线中线，进行隧道施工放样。
因此洞内导线应满足以下条件：（1）应尽可能有利于提高导线临时端点的点位精度；（2）新设立的导线点必须有可靠的校核，避免发生任何错误。
在把导线向前延伸的同时，对已设立的导线点应设法进行检查，及时察觉由于山体压力或洞内施工，运输等因素的影响而产生的点位位移。
洞内点位的布设形式：猴子岩隧道由于隧道较长，为了保证满足施工精度，所以必须采用双导线进洞。
具体如下图所示：洞内导线点的布设应在浇筑仰拱回填时埋设，一般采用12的螺纹钢筋，钢筋顶部制作标记，这与一般的导线点的埋设方法基本一样。
但是由于洞内狭窄，施工及运输繁忙，且照明差，标志露出地面极易遭到破坏，故标石顶面应埋在地面以下5~10cm的位置，为了以后便于找到点，应在对应的墙面上用红油漆注明点号，并以箭头指示桩位。
导线点兼作高成点使用时，标点顶面应高出周围路面一点。
洞内导线测角和测边：（1）洞口内、外两个测站的测角，应给与足够的重视。
由于洞口内、外温差大，空气密度变化剧烈，使得测角时，目标成像极不稳定，严重影响照准精度，而且折光影响异常显著，给洞口内、外两个测站的测角带来极大的困难。
而这两个测站又距贯通面最远，其测角误差对贯通影响最大。
因此，洞口内、外两个测站的测角，应安排在最有利的观测时间进行。
通常可选在大气稳定的夜间或阴天。
（2）由于洞内导线边短，仪器对中和目标偏心对测角的影响较大，因此，测角时在测回之间，仪器和目标均应重新对中，以减弱此项误差的影响。
隧道施工测量讲义课件(贯通测量竖井联系测量)
根据隧道长度、地形地貌和施工要求，制 定合理的贯通测量和竖井联系测量方案。
实施过程
案例总结
按照测量方案进行实地测量，采集数据， 并进行数据处理和分析。
该案例成功应用贯通测量和竖井联系测量 的方法，保证了隧道施工的精度和质量。
某铁路隧道施工测量案例
案例概述
某铁路隧道施工项目，采用贯通测量和竖井联系测量的方法进行施工测量。
05
隧道施工测量的新技术应用
自动化测量技术
自动化测量技术概述
自动化测量技术是隧道施工测量中的一种重要技术，它通 过自动化设备进行数据采集和处理，提高了测量效率和精 度。
全站仪
全站仪是一种集光、机、电、算等技术于一体的智能型测 量仪器，具有测距、测角、自动记录和计算等功能，广泛 应用于隧道施工测量中。
误差控制方法
选择高精度测量设备
采用高精度、稳定的测量设备，定期 进行设备校准和维护。
制定科学测量方法
根据隧道施工实际情况，制定科学、 合理的测量方法，并严格按照操作规 程进行测量。
考虑环境因素影响
在测量过程中充分考虑环境因素影响， 采取相应措施减小误差。
提高人员技能水平
加强测量人员技能培训，提高操作水 平和责任心。
三维激光扫描技术
三维激光扫描技术能够快速获取物体表面的三维坐标和纹 理信息，为隧道施工提供高精度、高分辨率的测量数据。
遥感技术
遥感技术概述
遥感技术是一种非接触式测量技 术，通过卫星、飞机等平台获取 地表信息，具有覆盖范围广、信 息量大、实时性强等特点。
卫星遥感
卫星遥感能够获取大范围的地表 信息，包括地形、地貌、地质等， 为隧道施工提供宏观的测量数据。
建立地面控制网，并进行坐标 和高程测量。
隧道测量资料重点
高程贯通误差: 在高程方向的分量称为~。
纵向误差----对贯通在距离上有影响；
高程误差-----对坡度有影响；
横向误差------对隧道质量有影响。
不同的隧道工程对贯通误差的容许值有各自具体的规定。如何
保证隧道在贯通时，两相向开挖的施工中线的闭合差（包括横
向、纵向及高程方向）不超过规定的限值，成为隧道测量的关
DJ2
2
11
当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数测回 分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后应按式 (14-1)计算圆周角闭合差⊿，其值应符合表14-2的规定。再将 它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样 可以提高测角精度。
⊿＝［左角］中﹢［右角］中﹣360°
(14-1)
导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。
导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合表 14-1的规定。
10
表14-1 测角精度、仪器型号和测回数
三角锁、导 测角中误差 仪器型号
测回数
线测量等级
（〃）
DJ1
6～9
二
1.0
DJ2
9～12
DJ1
4
三
1.8
DJ2
6
DJ1
2
四
2.5
DJ2
4
五
4.0
9
2．精密导线法
在隧道进、出口之间，沿勘测设计阶段所标定的中线或离 开中线一定距离布设导线，采用精密测量的方法测定各导 线点和隧道两端控制点的点位。
在进行导线点的布设时，除应满足6.2节的要求外，导线点 还应根据隧道长度和辅助坑道的数量及位置分布情况布设。 导线宜采用长边，且尽量以直伸形式布设，这样可以减少 转折角的个数，以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯 通误差的影响。为了增加检核条件和提高测角精度评定的 可行性，导线应组成多边形导线闭合环或具有多个闭合环 的闭合导线网，《测规》规定，在一个控制网中，导线环 的个数不宜少于4个；每个环的边数宜为4～6条。
隧道工程测量技术包含的内容及测量方法
隧道测量技术在过去的十多年里有了长足的发展，其主要表现是自动化程度越来越高、测量仪器的体积越来越小、重量越来越轻、测量速度越来越快以及工效越来越高。
隧道工程测量，多半时间是在隧道里工作，但是隧道里的工作环境一般都比较恶劣，比如：光线比较暗、空气质量差、路面不平且有明沟和暗沟以及有时还会出现和别的工作之间的平行、交叉作业，这都给测量工作的进展和精度带来了一定的影响和挑战，所以在隧道里面工作我们必须熟练掌握隧道测量的方法和技巧，能够及时准确的完成每一次测量工作。
隧道施工监控测量内容隧道监控量测是“新奥法”的重要组成部分，新奥法中量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，始终伴随着施工的全过程。
因此有如下要求:(1)能快速埋设测点；(2)每一次量测数据所需时间应尽可能短；(3)测试数据应准确可靠；(4)测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力；(5)测试数据直观，不必复杂计算即可直接应用；(6)测试元件埋设手能长期有效工作；(7)测试元件应满有足够的精度。
监测的项目和具体内容按现行《公路隧道施工技术规范》（J T J042-94）规定及绍诸高速公路全线各隧道的特殊要求所拟定。
监测项目包含如下内容：(1)必测项目洞内围岩和支护状况观察；②周边位移监测；③拱顶下沉监测；④锚杆或锚索内力及抗拔力。
(2)选测项目洞口浅埋段地表下沉监测；②围岩内部位移监测；③喷砼应力监测；④围岩压力监测；⑤钢拱架应力监测；⑥二衬应力监测。
隧道施工测量的几种方法•经纬仪正倒镜法隧道在施工过程中，每掘进30m左右，就应延设一组中线点，以保证最前面的一个中线点至掘进工作面的距离不超过40m，防止隧道掘偏。
在延设新的中线点前应检查旧的一组中线点，如正倒镜测设的两点不合，取其中作为中线点。
•瞄直法瞄直法测设直线比较简单，操作容易，但精度较低，此法可测设临时中线或用于次要隧道，在检查中线点A，B没有移动后，在A，B点挂垂球线，观测者在A点后面用A B垂球线形成的基准石，标出C点。
任务10-4：隧道洞内施工测量测量.
半径大的、m值也较大。
根据以上公式，只要已知线路中线的缓和曲线要素、 设计半径和要求的平移距，即可计算侧移中线缓和曲线 的要素。
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2.侧移中线的测设
(1)直线 原中线为直线，侧移间距为S时，可在原中线桩上作垂 线，测设距离S定侧移中线点，按需要和条件间隔一定距离 测设三点，以资检核。 (2)圆曲线 圆曲线侧移后为同心圆、间距为s，但圆心角已有改变。 如图所示关系有侧移后圆曲线所对应的圆心角为 : 1 2 2
线地段极近似的平行。
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侧移后两切线平 行且相距S米;两圆曲 线为同心圆，半径之
差为S;在缓和曲线地
段，因切线间距和半 径之差均为S米 ，两 曲线的内移距亦必须相等，即P1 = P2.按p值相等的前提， 两缓和曲线要素间必有如下关系: (1)两缓和曲线长度之比等于各自圆曲线半径平方根之比
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如求 KJ 和 l KJ 须将两缓和曲线的切线支距坐标统一起 来。当统一的坐标用第二条缓和曲线的坐标时〈即以ZH2为 原点),第二条缓和曲线上任何点的坐标均按上式计算. 而第一条缓和曲线上任何点的统一支距坐标应按下式计算:
l5 l9 x ( m2 m1 ) l 2 2 40R l0 3456R 4 l04 l3 l7 l 11 yS 3 3 6 Rl0 336R l0 42240R 5 l05
l
bP
P
b1
l
第三步：求
B
由B、C5、P点坐标先求
c 5c 4
c 5 p
P
DC 5P
C4
i
里 程 B 断 面
c5c4 c5 p
C5
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隧道工程测量
隧道测量第一节隧道施工测量的内容及其作用隧道施工测量一般是包括在地面上建立平面的与高程的控制网。
随着施工的进展，将地面上的坐标、方向和高程传递到地下去，在地下进行平面的与高程的控制测量，再根据地下控制点进行施工放样，指导开挖、衬砌施工。
进行这些测量工作的目的，就是要在地下标定出工程的设计中心线与高程，为开挖、衬砌指定出方向、位置；保证在两个相向开挖面的掘进中，施工中线及高程能够正确贯通，符合设计要求；保证开挖不超过规定界限；因为铁路隧道是整个铁路的一部分，所以当线路定测以后，隧道两端洞口的位置就确定下来，而用标桩固定在地面上。
对于直线隧道来说，如图9－2，A、D为隧道两端洞口点，它们的位置是利用线路上的直线点ZD1、ZD2、及ZD3、用经纬仪以正倒镜法放样出来的。
直线隧道的方向，就根据A、D两点来确定。
因此，在建立地面控制网时，必须将它们作为控制点，如果因为地形的限制，不能将它们做为首级控制网的点子，也要用插入点的方法测定它们的位置。
这样就可以根据控制点的坐标，求得在两端洞口处进洞拨角的数值，用以在施工时指导进洞的方向。
对于曲线隧道而言，控制网的作用一方面要保证隧道本身的正确贯通，另一方面还要控制前后两条切线的方向，使它们不产生移动而影响前后直线线路的位置如图9-3。
这时除了将洞口的两点A、D包括在控制网中以外，还应该将两切线上的点子ZD1、ZY、ZD3及ZD4也包括在控制网内，这样就可以精确地测定两条切线的交角，从而精确地确定曲线元素，以保证在地下开挖中放样数据的正确性。
隧道中线上各点的坐标都是根据地面控制网的坐标系统计算的。
以后根据施工的进展，将地面上的坐标系统通过洞口、竖井或斜井传递到地下，在地下坑道中再用导线测量方法建立地下控制系统。
隧道中线上各点的位置以及地下其它各种建筑物的位置，都根据地下控制点以及由它们的坐标所算得的放样数据进行放样。
应用这种放样方法时，由于布设了地面和地下控制网可以控制误差的积累，从而保证贯通精度。
隧道洞内测量
隧道洞内测量1前言1.1工艺工法概况洞内测量的主要目的是使隧道各开挖面之间正确贯通，洞内各结构物建筑界限满足规范要求，主要测量内容有洞内控制测量、贯通测量、施工测量。
70年代以前，洞内控制测量多采用钢尺量距导线，中线测量多采用偏角法、正倒镜穿线法，断面测量一般采用皮尺花杆进行测量。
70年代以后，随红外测距仪、全站仪广泛应用于测量领域，洞内控制测量采用光电测距导线，中线放样多采用极坐标法，断面测量采用全站仪极坐标法进行测量。
1.2工艺原理在隧道洞内布设导线点，自洞外控制网向洞内导线点引测坐标、高程，保证洞内外导线点成果为统一的坐标系统，利用洞内导线点成果指导隧道的开挖、衬砌，确保相邻贯通面正确贯通，隧道几何尺寸满足界限要求。
2工艺工法特点应用全站仪导线测量测设洞内控制点坐标，水准测量或者光电测距三角高程测量测量洞内水准点高程，采用全站仪极坐标法进行施工放样和断面测量，利用常规测量仪器即可完成洞内测量任务，测量原理简单，测量工艺经济合理。
3 适用范围适用于铁路、公路、地铁、水利、水电、矿山等隧道工程洞内测量。
4 主要引用标准《铁路工程测量规范》TB10101《高速铁路工程测量规范》TB 10601《城市轨道交通工程测量规范》GB50308《公路勘测规范》JTG C10《水利水电工程测量规范（规划设计阶段）》SL 197《工程测量规范》GB 500265 洞内测量施测方法洞内控制测量采用闭合环导线施测，导线环边数为4～6条，导线环随开挖向前推进，对中短隧道洞内导线布设为平面、高程三维网，对于特长隧道，洞内高程采用高精度几何水准测量施测，中线放样和断面测量采用全站仪极坐标法施测，贯通误差的调整采用导线平差法或中线调整法进行调整。
6 工艺流程及操作要点6.1洞内测量工艺流程洞内测量主要包含洞内控制测量、贯通测量、施工测量三大部分，测量流程如下图。
图1 洞内测量工艺流程图6.2操作要点6.1.1收集资料应收集与洞内控制测量、施工放样有关的规范、标准、作业指导书等，作为测量工作的技术依据。
隧道测量(知识讲座)
隧道测量施工方案一、导线布设和测量二、掌子面测量三、二衬和仰拱测量四、监控量测一、导线布设在隧道施工中，洞内导线测量的目的是以必要的精度，按照地面控制测量的坐标系统，建立洞内的平面控制系统。
根据洞内导线的坐标，测设隧道中线，放样隧道衬砌位置及其他附属设施，定出隧道的开挖方向，保证相向开挖的隧道在规定的精度范围内贯穿。
洞内导线须随隧道的掘进不断向前延伸，而且在隧道贯穿之前，就得依据导线测设路线中线，进行隧道施工放样。
因此洞内导线应满足以下条件：（1）应尽可能有利于提高导线临时端点的点位精度；（2）新设立的导线点必须有可靠的校核，防止发生任何错误。
在把导线向前延伸的同时，对已设立的导线点应设法进行检查，及时发觉由于山体压力或洞内施工，运输等因素的影响而产生的点位位移。
洞内点位的布设形式：猴子岩隧道由于隧道较长，为了保证满足施工精度，所以必须采用双导线进洞。
具体如以下图所示：洞内导线点的布设应在浇筑仰拱回填时埋设，一般采用12的螺纹钢筋，钢筋顶部制作标记，这与一般的导线点的埋设方法基本一样。
但是由于洞内狭窄，施工及运输繁忙，且照明差，标志露出地面极易遭到破坏，故标石顶面应埋在地面以下5~10cm的位置，为了以后便于找到点，应在对应的墙面上用红油漆注明点号，并以箭头指示桩位。
导线点兼作高成点使用时，标点顶面应高出周围路面一点。
洞内导线测角和测边：〔1〕洞口内、外两个测站的测角，应给与足够的重视。
由于洞口内、外温差大，空气密度变化剧烈，使得测角时，目标成像极不稳定，严重影响照准精度，而且折光影响异常显著，给洞口内、外两个测站的测角带来极大的困难。
而这两个测站又距贯穿面最远，其测角误差对贯穿影响最大。
因此，洞口内、外两个测站的测角，应安排在最有利的观测时间进行。
通常可选在大气稳定的夜间或阴天。
〔2〕由于洞内导线边短，仪器对中和目标偏心对测角的影响较大，因此，测角时在测回之间，仪器和目标均应重新对中，以减弱此项误差的影响。
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xJD xE xE xD
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（二）曲线隧道进洞
3．根据精测算得的α和设计的曲线半径R和缓和曲线长 ，l计0
算出曲线要素T、L、 、0 、p、m、x0 。y0
4．选定洞口外面一个中线控制桩的里程，使其和定测里程 一致，例如选定A点。由此从A推算隧道范围内其它中线控制 点的里程，到隧道另一端洞口外的中线控制点上出现断链， 这是由于精测长度和定测长度不一致所致，这种里程称为隧 道施工里程。
5．计算任一中线点的坐标 要想在洞中测设出任一中线点的位置，必须先知道该点的 施工里程，使它与曲线控制桩的施工里程相比较，才能确定 该点是在直线上，还是在曲线上，并且知道该点距中线控制 桩有多远。
（二）曲线隧道进洞
6、计算出测设中线点的坐标后，再根据控制网点的坐标，反算 出两点间的距离和方位角，利用极坐标法即可确定洞门的位置和 进洞方向。如图所示，H为出口洞门的设计位置，D、E为切线方 向的控制点，根据D、H点坐标可以算出距离SDH及方位角αDH； 根据D、E坐标可以算出方位角αDE，根据两方位角之差可以求得 水平角β。将经纬仪按在D点，后视E点，转一角度β，沿此方向 丈量距离SDH，即可定出洞门出口位置H点。
案例： 某隧道洞口投点及进洞关系如图所示，投点的原坐标 参见下表。采用ZD1-ZD9连线方向为新X轴并确定中 线方向，而对ZD2和ZD8进行投点移桩。
α
案例：
点名
ZD1 ZD2 ZD8 ZD9
原坐标
X(m)
Y(m)
-3234.4213 -1.1550
-2856.4741 -1.1380
-364.8824 0.0000
和洞外控制网联系起来。 2 坐标转换
若控制网和线路中线两者的坐标系不一致，应首先把洞 外控制点和中线控制桩的坐标纳入同一坐标系统内，即必须 先进行坐标转换。一般在直线隧道以线路中线作为X轴；曲 线隧道上以一条切线方向作为X轴，建立施工坐标系。 3 进洞测量
用控制点和隧道内待测设的线路中线点的坐标，反算两 点的距离和方位角，从而确定进洞测量的数据。
1 洞口投点
控制测量确认了隧道两端线路中线控制桩（投点）与洞外平 面控制点的相对位置关系。
2 隧道进洞关系计算
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 。
一、隧道进洞测量程序
1 洞口投点设置 洞外控制测量完成之后，应把各洞口的线路中线控制桩
0.0000
0.0000
转轴后坐标
X(m)
Y(m)
-3234.4215 0.0000
-2856.4743 -0.1179
-364.8823
0.1303
0.0000
0.0000
备注
α
（二）曲线隧道进洞
曲线隧道每端洞口切线上的两个投点的坐标在平面控 制测量中已计算出，根据四个投点的坐标可算出两切线 间的偏角α（α为两切线方位角之差），α值与原来定测 时所测得的偏角值可能不相符，应按此时所得α值和设
石家庄铁路职业技术学院
隧道施工测量
测绘工程系 2009年11月
第四节 洞口投点及隧道进洞关系计算
***隧道进口施工场地平面布置图
发
会
调 机具 电
议 室
度 室
库房
机 房
空压 机房
循 环 水 池
污水处 理池
高岗隧道
便 道
第四节 洞口投点及隧道进洞关系计算
在隧道开挖之前，必须根据洞外控制测量的结果，测算洞口控制点 的坐标和高程，同时按设计要求计算洞内待定点的设计坐标和高程，通过 坐标反算，求出洞内待定点与洞口控制点（或洞口投点）之间的距离和夹 角关系，可按极坐标方法或其它方法测设出进洞的开挖方向，并放样出洞 门内的待定点点位，这也就是隧道洞外和洞内的联系测量（即进洞测量）。
（二）曲线隧道进洞
1．坐标变换后，得到A、G、D、E各点的新坐标。根据这些 新坐标反算得到AG、DE的方位角；两方位角相减得到曲线 精测的转向角α，它的精度较之定测角值精确，并与各点的坐 标相一致。
AG ED
（二）曲线隧道进洞
2．计算交点的坐标（可用于计算中线点坐标使用）
因为AG切线与y轴重合或平行，故JD的x坐标为零或选 定值，它是已知的线隧道进洞计算比较简单，常用方法： 1 移桩法 2 拨角法
1 洞口设置两个投点（移桩法） A、B、M、N为精测后确定隧道 中线 。 （1）确定直线中线 （2）投点移桩
2 洞口设置一个投点（拨角法） A、N为中线投点，B、M为线路附近 的控制点。 （1）确定直线中线 （2）反算拨角
计所采用曲线半径R和缓和曲线长l0 ,重新计算曲线要素
和各主点的坐标。
曲线进洞测量一般有两种方法,一是洞口投点移桩法, 另一是洞口控制点与曲线上任一点关系计算法。
（二）曲线隧道进洞
（二）曲线隧道进洞
曲线隧道两端洞口的每条切线上已有两个投点的坐标在控制 网中得到，如图中的A、G和D、E。经坐标变换后，以A点为 坐标系原点，AG的切线方向为y轴，其进洞关系的计算步骤如 下：