长大隧道洞内控制测量实施方案设计

［２］王 科 锋 ， 张 子 明． ＧＰＳ 在 长 大 隧 道 控 制 测 量 中 的 应 用 ［Ｊ］． 电铁信息网讯，２００７，（２）：５１－５２．
［作者简介］
图 １ 主副导线网示意图
图 １ 中粗线为主导线，细线为副导线，Ａ 点为 进洞点，具体布设如下：
王科锋（１９７６－），男，工程师，２００１ 年毕业于中国矿业 大学环境与测绘学院测量工程专业，工学学士，现在中铁 电气化局西安铁路工程公司一处从事技术管理工作。
线长度为 １１ ｋｍ）；
mh 总 ＝ ± 姨（１６．５２＋ １１．３２）＝ ±２０ ｍｍ＜２５ ｍｍ （高程中误差）。
故按本设计采用四等水准观测能满足高精度 贯通要求。
第二贯通段（东沟斜井至出口段）： Ｌ 取值 ３．６４ ｋｍ（按最长距离计算），当按四等 水准测量时， mΔ＝±５ ｍｍ，则 mΔh 洞内 ＝９．５ｍｍ＜１７ ｍｍ（洞内 分配中误差）； mΔh 洞外 ＝１２．２ ｍｍ （洞外两开挖洞口间高程路 线长度为 ６ ｋｍ）；
２
第二贯通面：∑dy２ ＝１３８４１６．９。 （３）洞内测角精度计算。 由于采用测距标称精度为±（１ ｍｍ＋１×１０－６Ｄ） 的徕卡 ＴＣ１２０１ 型全站仪测距，洞内测边误差小 于 １／１００ ０００，则洞内测角精度分别为： 第一贯通段： ０．０６２＝mβ ２ １÷２０６２６５２×５１９３０４８０＋１÷１０００００２× １６２３７６．８ mβ１ ＝ ±１．７″＜±１．８″（三等导线的测角精
［关键词］ 长大隧道；控制测量；方案设计 ［中图分类号］ Ｕ４５２ ［文献标识码］ Ｂ ［文章编号］ １６７２蛳９９４３（２００８）０５蛳００７８蛳０３
０引言
保证长大隧道准确贯通，隧道控制测量是关 键。对长大隧道贯通，规范要求贯通精度很高，隧 道洞内控制测量精度的高低直接影响到贯通的精 度，为了保证隧道在允许精度内贯通，首先要对洞 内控制测量进行设计［１］，在未贯通前对已施测的 测量成果进行相应的精度估算，为了保证相应的 控制测量精度还要采取相应的测量方案设计。
姨２
２
m 总＝± m洞外＋m洞内
１．２ 高程控制测量设计
隧道洞内高程控制测量精度直接影响的是高
程贯通中误差，根据水准测量误差引起的高程贯
通中误差来确定高程控制测量的等级。洞内受洞 外或洞内高程控制测量误差影响所产生在贯通面 上的高程中误差按下式计算：
mΔh =±mΔ × 姨 L 式中，mΔ 为每千米水准测量的偶然中误差， ｍｍ；L 为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长 度，ｋｍ。 确定水准路线方案后，根据计算得中误差对 照规范选取相应高程测量的等级。
m h 总 ＝± 姨（１２．２２＋ １１．３２）＝ ±１６．６ ｍｍ＜２５ ｍｍ（高程中误差）。
故按本设计采用四等水准观测能满足高精度 贯通要求。 ３．３ 洞内控制测量方案实施
为确保本隧道高精度贯通，进行了长大隧道 施工测量培训学习，以处理和解决有关技术难题， 提高业务水平，从而提高洞内控制测量精度和减 少内外业工作强度。 ３．３．１ 测量仪器
１ 长大隧道控制测量方案设计方法
１．１ 平面控制测量设计方法
洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。
当接到隧道工程施工任务时，首先要根据洞内相
向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进
行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，
以保证隧道施工中线的正确，即贯通精度符合要
求，更为合理、经济的选择测量设备和测量方案。
按上述布设方案 Rx、dy。
2
（１）洞内∑Rx 计算。 依据各导线点至贯通面的垂直距离计算的结 果为： 第一贯通面：∑R２x１＝５１９３０５８０。 第二贯通面：∑R２x２＝１２４１５９３２。 （２）洞内∑dy２ 计算。 依据各导线边在贯通面上的投影长度计算的 结果为：
２
第一贯通面：∑dy１ ห้องสมุดไป่ตู้１６２３７６．８。
隧道控制测量采用的仪器为徕卡 ＴＣ１２０１，测 角精度等于±１″，测距精度不大于±（１ ｍｍ＋１× １０－ ６Ｄ），水准仪为徕卡 ＳＰＲＥＮＴ２００，其精度高 于±１ ｍｍ／ ｋｍ，采用铟钢双面水准标尺。测量仪器 按国家规定每年送国家授权检定部门检定，合格 后方能使用。 ３．３．２ 控制点布设
控制点埋设应做到点位稳定，无施工干扰，标 志明显。根据隧道贯通和施工需要，洞内布设主、 副导线，每个导线环边数不大于 ６ 个，主副导线网 示意图如图 １ 所示。
mΔh ＝１× 姨５．１３ ＝±２．２６ ｍｍ ＜５． ０ ｍｍ（四等
水准限差），所以洞内高差控制测量按四等水准要
求即可满足高程贯通中误差影响值为 １７ ｍｍ 的
要求。从安全角度考虑，实际操作可按三等水准要
求施测。
３．２．３ 贯通误差预计
（１）横向贯通误差预计。
第一贯通段 （进口白水河横洞至东沟斜井
４结论
经过严格按照此实施方案控制隧道的施工， 实际测量结果为，东沟斜井到出口第二贯通面横 向贯通误差仅 １ ｃｍ，高程贯通误差 ２ ｍｍ，白水河 横洞到东沟斜井第一贯通面横向贯通误差 ３ ｃｍ， 高程贯通误差 ５ ｍｍ，远远低于规范要求，达到了 设计要求。
［参 考 文 献］
［１］新建铁路工程测量规范［Ｍ］． 北京：中国铁道出版社， ２００５．
（３）隧道每开挖到一定长度时要及时增设导 线点，并且要经常性的检测其正确性，确保隧道中 线的正确性。
（４）要严格进行边长的投影计算，正确计算 各点平面坐标。
（５） 施 测 中 应 当 配 备 充 足 的 照 明 和 通 讯 工 具，满足测量工作需要。
３ 实例分析
３．１ 工程概述 改建铁路沪汉蓉通道襄渝二线胡家营至安康
隧道贯通面上贯通误差的影响值，由洞外、洞 内控制测量两部分组成。由于洞外采用 ＧＰＳ 网作 控制来保证洞外控制精度，因此本设计只对洞内 控制测量进行设计。为保证高精度贯通，本设计第 一贯通面 （进口至东沟斜井段） 按总横向中误差 ７５ ｍｍ，高程中误差 ２５ ｍｍ 进行设计，第二贯通面 （东沟斜井至出口段）按横向中误差 ５０ ｍｍ，高程 中误差 ２５ ｍｍ 进行设计。而且由于该隧道大部分 位于直线上，导线边长按照 ２５０ ｍ 进行设计。 ３．２．１ 平面控制测量设计
洞内外联测，应选在阴天，气温稳定，无风情 况下进行。洞内控制测量的水平角观测在不同时 段采用方向观测法测 ４ 个测回。测距采用对向观 测，其中竖直角观测 ４ 个测回，测距 ６ 次，边长归 算考虑气象改正，投影改正。投影面高度为隧道内 轨顶面平均高程 ２１０ ｍ（ＧＰＳ 网投影高程面）。
高程测量严格按照《新建铁路测量规范》三等 水准测量要求进行，采用往返不同线路进行施测， 在往返闭合差满足要求时，取返往平均值。洞内控 制测量应在施工不影响时进行，并加强通风，保证 照明充分，提高清晰度。以良好的施测环境，确保 测量的精度。洞内导线向前延伸，施测时必须联测 三个以上同等级控制点，在确定前面点位正确无 误后方可向前延伸。
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能源技术与管理
２００８ 年第 ５ 期
长大隧道洞内控制测量实施方案设计
王科锋，黄国涛
（中铁电气化局 西安铁路工程公司一处，陕西 宝鸡 ７２１０００）
［摘 要］ 对长大隧道洞内平面控制测量和高程控制测量实施性方案的设计方法进行了详细 的阐述，并以白石河二号隧道洞内控制测量实施方案设计为例，具体分析了方案设 计的过程和实施，确保长大隧道的顺利贯通。
贯通的设想。
（２）高程贯通误差预计。
第一贯通段 （进口白水河横洞至东沟斜井
段）：
L 取值 ５．１３ ｋｍ（按最长距离计算），当按四等
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能源技术与管理
２００８ 年第 ５ 期
水准测量时： mΔ＝±５ ｍｍ，则 mΔh 洞内 ＝１１．３ ｍｍ＜１７ ｍｍ （洞
内分配中误差） ； mΔh 洞外 ＝１６．５ ｍｍ （洞外两开挖洞口间高程路
为提高测量精度，导线边长尽量放长。根据误
差传播定律，导线测角及量边所引起的洞内横向
贯通误差为：
姨2
2
m=± myβ +myl
姨 其中，myβ
=±
mβ ρ″
2
∑Rx
姨 myl
=±
ml l
2
∑dy
式中，Rx 为导线点至贯通面的垂直距离，ｍ；
dy 为导线边对贯通面的投影长度，ｍ；mβ 为洞内测 角中误差，″；ml l 为导线边长相对中误差。
２００８ 年第 ５ 期
王科锋，等 长大隧道洞内控制测量实施方案设计
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段增建二线工程白石河二号隧道，起讫里程 Ｄｚｋ１８４＋６１５～Ｄｚｋ１９１＋５３６，全长 ６ ９２１ ｍ，该隧道 设有白水河横洞（位于隧道进口端，与隧道交汇于 Ｄｚｋ１８４＋８４５）、 东 沟 斜 井 （ 与 隧 道 交 汇 于 Ｄｚｋ１８８＋８２５）两个辅助坑道。该隧道进口端位于 曲线半径 R＝１ ６００ ｍ 的圆曲线和 l０＝１９０ 缓和曲线 上，其余为直线段。由于该隧道属于长大隧道，对 贯通精度要求比较高，而且本工程存在两个贯通 面，进口段白水河横洞到东沟斜井为第一贯通段 （全长 ５ １３０ ｍ）、东沟斜井到出口段为第二贯通段 （全长 ３ ６３５ ｍ），给洞内控制测量带来了很大的困 难。 ３．２ 控制测量方案设计
［ 收稿日期：２００８－ ０３－ ２５］
２ 方案实施时注意细节
（１）各洞口用作进洞边的洞外控制点，其高 差不宜太大，这样可以有效地消除垂线偏差对横 向贯通误差的影响，同时进洞边要有足够的长度， 最短不得小于 １５０ ｍ。
（２）洞内控制网的水平角观测对横向贯通误 差具有决定性的意义。为此，应尽可能提高水平角 测量精度，并定期检查仪器，尤其是仪器附件，如： 对中器（无偏差）、脚架（稳固）、水准器（正确整平）、 对中杆（无偏斜）、控制点（无位移），防止系统误差 对成果的不良影响。
段）：
m 洞外 １＝±１８ ｍｍ［2］
姨２