特长隧道洞内控制测量实施方案
贯通误差预计
西康铁路秦岭隧道(Ⅰ线)采用TBM施工。
隧道全长18.5 km，两端独头掘进距离长(近10 km)，再加上TBM 一次成洞，对贯通精度要求比较高，给洞内控制测量带来了很大的困难。
本文介绍这项工程中控制测量实施方案。
一、控制测量设计众所周知，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，本设计按总横向中误差150 mm(《铁路测量规则》规定为250 mm)，高程中误差25 mm进行设计。
按《测规》规定的分配原则，分配给洞内横向中误差为120 mm，洞内高程中误差17 mm。
1. 平面(横向)测量设计由于Ⅰ线隧道采用TBM施工，其通视条件较好，为提高测量精度，导线边长尽量长，故本方案按边长为650 m的导线测量方案进行设计。
这时洞内横向贯通误差为：按上述布设方案，R x，dy计算如下：(1) 洞内∑R2x计算依据各导线点至贯通面的竖直距离计算的结果为∑R2x＝900062125。
(2) 洞内∑dy2计算由于洞内导线沿隧道中线布设，隧道为直线隧道，则dy=0,即∑dy2＝0。
(3) 洞内测角精度计算由于采用测距标称精度为±（2 mm+2×10-6D）的全站仪测距，洞内测边误差远小于1/100 000。
因为∑dy2＝0，则m2yi=0，所以其中,mβ为洞内测角精度。
代入数据，得则mβ＝±0.83″。
实际采用±0.7″，即洞内按一等导线要求和精度指标进行施测可满足在120 mm内贯通要求。
2. 高程测量设计洞内两开挖洞口间长度按19 km计，则高程控制测量的高差中数偶然中误差为：(三等水准限差)所以洞内高差控制测量按三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，实际操作可按二等水准要求施测。
3. 贯通误差预计(1) 横向贯通误差预计由式当mβ＝±0.7″，导线平均边长为650 m时，m y=±102 mm<120 mm(洞内分配值)。
特长隧道贯通测量方案
清塘铺特长隧道贯通测量方案二连浩特至广州国家高速公路湖南省安化——邵阳公路编制:复核:中铁五局集团安邵高速公路项目部二0一0年三月五日目录1、工程概况 12、作业依据 13、贯通测量方案 2～54、贯通误差调整 6～75、测量质量保证措施 71 概述二广国家高速公路湖南省安化（梅城）至邵阳公路第TJ1标段起点桩号K94+112.169，终点桩号K127+660，全长33.54783公里；位于益阳市的安化县和涟源市境内，重点隧道清塘铺隧道左洞全长4800m，右洞全长4775m。
1、1 坐标系统1、1、1．平面坐标系统：清塘铺隧道进口至出口投影高为400 m。
1、1、2．高程采用1985国家高程基准。
2、作业依据，按照《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60—2009）和《工程测量规范》（GB50026-2007）规定的测量方法及技术指标进行作业。
2、1洞内导线测量主要技术要求表4.2.2-3 导线测量技术要求表4.2.3-2水准测量观测的主要技术要求表4.2.3-3水准测量观测的主要技术要求3、隧道测量控制方案3、1隧道工程相向施工中线在贯通面上的贯通误差，不应大于表8.6.2的规定。
表8.6.2 隧道工程的贯通限差3、2清塘铺隧道洞外进洞平面控制点G003、G004，I024。
出口进洞平面控制点GPS029、GPS030、G005，为设计院交底三等平面控制点。
进出洞口高程点I024、GBM3为设计院交底四等平面控制点。
3洞内控制测量设计洞内导线的主要作用是保证隧道在平面位置上按规定的精度贯通和便于施工放样，确定一个经济、合理的施测精度，既可保证隧道准确贯通，又能节省大量的人力、物力、时间和金钱，有效提高工作效率。
进出口控制点，以相向施工进洞，贯通里程K112+008，导线长度为2700m左右。
为了保证隧道顺利贯通，根据《规范》表8.6.2“横向和高程贯通精度要求”规定4～8km 隧道洞内贯通误差的限差为150 mm 的要求，以此作为测量设计的依据，不占用洞外控制网贯通精度的余额，使得设计的洞内测角、量距精度更为安全，同时，也符合《规范》规定。
特长隧道的控制测量
１ 工程概 况
１１ 概 况 ．
行 车道 宽度 ：２ ３５ ｘ． ｍ。高 度 ：５ ｍ ． ０
路缘带 宽 度 ：２ Ｏ５ ｘ． ｍ。余 宽 ：２ Ｏ２ｍ ｘ ．５
双侧 检修 道 ：宽× ０７ ｘ ． 高＝ ．５ ２５ ｍ 荷载 等级 ：汽 超一 ０ ２ 。挂一 ２ １０ 隧道结构 安全 等级 ：一 级 隧道 防水 等 级 ：二级 路 面 ：水 泥砼 刚性路 面
地 段均在 直线段 上 。 由于 受 曲线影 响 ，两 座 隧道 中
为减轻 施工 压力 。及早 打通 全线 第二 大控 制性
工程 ，采取 在进 出 口分 别 组织 队伍 ，按 相 向掘进方
式施 工 ，左 、右 两 幅四个工 作面循 环施 工 。
３ 特 长隧道 的控 制测 量
３ １ 平 面 控 制 测 量 ．
ＬＵ Ｑ－ｉｎ Ｉ ｉｌ ｇ ａ （ ａｏｇ Ｈｇｗ ｙ＆ Ｂ ｄｅＳｐｒｉｏ Ｈｕｔ ｉ ａ ｎ ｈ ｉ ｒ ｇ ｕ ｅｖ ｉｎ＆ Ｃ ｎｕｔｉｎＣ ｍｐｎ ，Ｂ ｉｎ ００ ４ ｈｎ ） ｓ ｏ ｓｌｔ ｏ ａｙ ｅｉｇ １０ ２ ，Ｃ ｉａ ａｏ ｊ Ａｂｔａｔ ｎｏｄｒｔ ｍ ｒｖ ｈ ｒｃｓ ｎ，ｉ ｏ ｅ ｐｌ ｓｔｅｐａｔ ａ ｖ ｕ ｆｊｓ ｅｔａｇｒｈ ｓｒｃ：Ｉ ｒｅ ｏｉｐｏｅｔｅｐｅｉｏ ｔ ｆｌ ｏ ｔｍ ｉ ｔ ｅ ｉ ｌ ａ ｍ ｉ
ｍｅ ｈ ｄ ｕ ｅ ａ ｌ ｒ ｇ ａ Ｃ Ｘ ｉ ｒ ｖ ｒ ａｌ ｈ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｒ ｃ ｓｏ ｆ ｃ ｃ ｌｔ ｎ， ａ ｄ ｒ ｄ ｃ ｔ ｅ ｔ ｏ ｓ ｓ ｔｂ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ａｌ ｍｐ ｏ ｅ ｇ ｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｉｎ ｏ ａ ｕ ａｉ ｙ ｉ ｌ ｏ ｎ ｅ ｕ ｅ ｈ
特长隧道洞内平面控制测量
浅谈特长隧道的洞内平面控制测量【摘要】：本文陈述长距离隧道的平面控制网布设情况。
洞外控制测量采用先进的gps技术，采集数据经过合理处理后，满足隧道施工规范的要求；洞外控制测量的导线铺设采用左右双导线网布设和线性交叉导线网布设联用的方式，测量结果表明该方法满足规范规定要求。
关键词：隧道；gps；控制测量随着我国经济的快速发展，为了便于人员来往交流和提高货物的流通速度，高速公路、铁路的建设任务越来越多，同时需要修建的长大、特长隧道也越来越多。
如何有效地控制好隧道的贯通误差，无论是从经济方面还是从技术方面考虑都显得越来越重要。
目前,以电磁波测距仪、全站仪为代表的测绘技术快速发展，使勘测手段得到很大改进。
然而，随着gps(全球定位系统globalpositioningsystem)技术的问世及其被广泛应用于勘探领域，勘测设计与施工必将取得更大的改进。
本文根据以往控制测量经验，结合秦岭某隧道实际测量情况，研究长大隧道的洞内平面控制测量方法。
1、工程概况某隧道所处的地理位置具有自然环境复杂、植被茂密、气候条件差、交通十分不便及测区相对高差大、控制点不易布设等不利条件。
隧道由两座基本平行的隧道组成，两隧道中线水平间距为28m，垂直距离2.4m。
线隧道全长16.85km，隧道进口端洞口高程约863m，出口端洞口高程约981m。
ii线隧道全长16.71km。
隧道进口端洞口高程约865m，出口端洞口高程约983m。
隧道两端洞口均位于半径为450m的曲线地段。
本文的讨论是以线隧道为例。
2、洞外平面控制测量考虑到隧道所处地理位置的实际情况，如果采用常规的三角控制测量，工期长且精度也难以保证，所以应用gps技术进行平面控制网设计，这样不仅可以满足隧道贯通精度，而且有利于施工测量、减小施工强度。
控制点正确合理的选择有助于gps外业工作的顺利进行，提高测量结果的可靠性，同时也为后续施工提供可靠便利条件。
控制点选在四周较开阔且稳定的岩石上，以便满足接收卫星信号的要求，控制点远离高压线附近以减少电磁辐射源的影响，每个洞口有4个控制点是为了后续施工放样的检核和控制点稳定性的检验，每个洞口两相邻控制点间的距离在300~500m之间且相互通视，便于全站仪的施工放样。
隧道测量专项施工方案
一、编制说明1. 编制依据本方案依据《隧道工程测量规范》（GB 50026-2018）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）等相关法律法规和技术标准编制。
2. 编制目的为确保隧道施工过程中测量工作的准确性、及时性和可靠性，制定本隧道测量专项施工方案，指导现场测量工作。
3. 适用范围本方案适用于本隧道工程的施工测量工作。
二、工程概况1. 工程简介本隧道工程位于XXX地区，全长XX公里，隧道最大埋深XX米，设计时速XX公里/小时。
隧道穿越地质复杂，包括灰岩、泥岩、砂岩等多种岩性。
2. 施工测量内容（1）隧道控制测量：包括导线测量、水准测量、GPS测量等；（2）隧道施工测量：包括洞内导线测量、断面测量、高程测量、中线测量等；（3）隧道监控量测：包括围岩位移、隧道收敛、锚杆应力等。
三、施工工艺1. 控制测量（1）导线测量：采用全站仪进行导线测量，确保导线精度满足规范要求；（2）水准测量：采用水准仪进行水准测量，确保水准点精度满足规范要求；（3）GPS测量：采用GPS接收机进行GPS测量，确保GPS点精度满足规范要求。
2. 施工测量（1）洞内导线测量：采用全站仪进行洞内导线测量，确保洞内导线精度满足规范要求；（2）断面测量：采用全站仪进行断面测量，确保断面精度满足规范要求；（3）高程测量：采用水准仪进行高程测量，确保高程精度满足规范要求；（4）中线测量：采用全站仪进行中线测量，确保中线精度满足规范要求。
3. 监控量测（1）围岩位移：采用围岩位移监测仪进行监测，确保围岩位移监测数据准确；（2）隧道收敛：采用收敛计进行监测，确保隧道收敛监测数据准确；（3）锚杆应力：采用锚杆应力计进行监测，确保锚杆应力监测数据准确。
四、施工计划1. 施工进度计划根据隧道工程特点，制定详细的施工进度计划，确保测量工作与施工进度相协调。
2. 材料与设备计划根据测量工作需要，提前准备全站仪、水准仪、GPS接收机、围岩位移监测仪、收敛计、锚杆应力计等测量设备。
特长隧道洞内平面控制测量方法探讨
Ａ
Ｂ ＼ 图 １ 来自 导 线 布 设示 意 图 Ｅ， 两条导线有公共点 （和 Ｄ点 ， 通过这种布 网方式使两条 导线 测量形成公共点或公共边 ， 构成检核条件 。随导线长 度 的延伸 ， 两条导线可 以在适 当的位置再 次相交 或重合 ， 创造
Ｋｅ ｒ ｓ ｌｎ ｔ ｅ ｅ ｕ ｎ ｌ ｉ ｎ ｒｔ ｎ ｅ ； ｌｉ ｏ ｔ ｏ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｇ ｈ ｎ ｄ ｔ ｎ ｅ ；ｎ ｅ ｕ ｎ ｌ ｐ ａ ｌ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｍ
随着 国家基础建设 的高速发展 ． 高等级公路建 设得到 了
充分利用 双洞隧道之间人行通道和汽车通道 ， 使左右洞 的导 线网通视并联测 ， 以此检测所布设 的导线 网的精度是否满足
设计 规范 要 求 ， 图 ２ 示 。 如 所
法通视 ， 导线呈支导线 无外部检 核条件 ， 同时受 隧道 内的光 线和灰尘等影 响 ， 量精度 不易保证 。因此， 测 如何 做好 洞 内 平面控制测量是整个隧道控制测量Ｔ作的关键 ， 也是测量工
Ｌ ａ ｇ¨ ＩＣｈ ｎ 一
（． ｉ ｎｊ ｎ ｒｖ ｃ ｌ ｇ ｗａ ｎ ｉｅｉｇＳ ｐ ｒｉｏ ｏ ｓ ｌｎ ｏ ｐｒｔ ｎ Ｈａｂｎ１ ０ １ ， ｈｎ ；． ｒｈａｔ ｏ １ Ｈｅｏ ｇｉ ｇＰ ｏ ｉ ｉ ｈ ｙＥ ｇｎ ｒ ｕ ｅｖ ｉｎＣ ｎｕｔ ｇＣ ｏ ｅｏｉ ， ｒｉ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ ２ Ｎｏｔｅｓ ｒ ｌ ａ ｎ ａ Ｈｉ ｎ ｓ ｉ ｏ Ｆ
作 的难 点 。
１ 洞 内平 面控 制 网 的布 设
— —
—
浅谈特长隧道的控制测量
Ｖ １ ７ Ｎｏ ５ ｂ． １ ．
鄂
州
大
学
学
报
２１ ０ ０年 ９月
Ｓ ｐ２ １ ｅ ．０ ０
Ｊｕ ｎ ｌ ｆ ｚ ｏ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｈ ｕＵｎｖｒｉ Ｅ ｔ
浅谈特长 隧道 的控制测量
丁 桦
（ 州职业大学 建筑工程 学院， 鄂 湖北 鄂 州 ４ ６ ０ ） ３０ ０
注： Ｌ为 隧道 长度（ ） 米
我们讨论的隧道全长大于 ６ ０Ｍ ， ８０ 并且有直线也
要， 高程是 四等水准测量成果 ， 这对我们特长 隧道控 制测量是不满足要 求的。 针对这种情况 ， 我们做 了两 件事 ， 一是请重庆市 四维测绘公司为我们进行 以 “ 一
级 Ｇ Ｓ网” Ｐ 的精度要求 ， 在我们所 负责 的 Ｊ ｓ Ｂ 、Ｂ Ｂ、 ， ｓ Ｊ Ｊ 三个标段范围 内， 对原 Ｇ Ｓ网中的八个 点进行复测 ， Ｐ 二是对复测作了必要 的技术规定 。
基线 。
４ ８
鄂
州
大
学
学
报
第 １ ７卷
表 ２ 平 面控 制测量 等级 的确 定
（《 ２ 公路勘测规范》 Ｊ Ｊ６ ） 《 ） （Ｔ ０ １ 及 全球定位系统 （Ｐ ） Ｇ Ｓ 测量规范》 Ｃ ０ １ ２ 结合我们过去收集 的 （ Ｈ２ ０ ． ） ９
资料及实践经验对 Ｇ Ｓ Ｐ 测量做如下规定 ： １Ｇ Ｓ ） Ｐ 测量采用 的坐标是 ＷＧ ．４大地坐标系 Ｓ８ （ 国 ）当公路工程设计时所采用的是 ＷＧ 一４ 美 。 Ｓ８ 大地 坐标系 ，而施工中所采用的坐标是 １５ ９４年北京坐标 系或抵偿高程坐标系时 ， 应进行坐标转换 。 我们施工
特长公路隧道施工控制测量技术
计 算表 。
洞外导线测量误差在贯通面上产生的横向误差
＝ 士 ．
出２
田 １ 主 导 线 布 置 示 意 圈
维普资讯
总 第 １３期 １
Ｈ ｉｈ ｙ ｇ ｗａ ｓ＆ Ａｕｏ ｔｖ ｔｍｏｉｅ Ａｐｐ ｉａｉｎ ｌｃ ｔｏ ｓ
公 路 与 汽 运
＇
施工辅助坑道 ， 兼作初期左线隧道对 向交通运行时
的 防灾通 道 。
＇
Ｊ
ｒ
。
ｌ 设 网情况和横 向贯通误善的估 算
、
彩虹岭隧道进 Ｉ一出 １间按一个贯通面设计 ， ： Ｉ ： Ｉ
贯通面至隧道进 、 口间长度 分别为 ２ ７８ｋ 和 出 ． ６ ｍ ２ ３ ｍ。工程分别 由两开挖洞 口和平 导 向中部掘 ． ｋ 进 。隧道在贯通面上产生的横向和高程贯通误差 由 洞 外 、 内控 制测量 误差两 部分组 成 按《 程 测量 洞 工
网进行平差（ 检测 ７ 个导线环 不参与平差） 。此外 ， 进 口、 ＝ 出Ｉ各设置一个插网三角形 （ Ｉ 相对闭合差分别
●
、
形、 气候和交通条件 ， 采用直伸光电测距多边形闭合 导线环（ 进行洞外测量。 网）
该隧道（ 左线） 全长 Ｓ０８ｌ， 口里程为 Ｓ ５ ６ 进 ｍ Ｋ１ 十５２ Ｑ ， 口里程 为 。Ｋ１十 ６０ Ｏ ， ８ ．Ｏ 出 ， Ｓ ９ ５． ０ 隧道 位 于 一
求， 在路 线右侧 （ 留右线 隧道位 置） ５ｍ 处 设置 一 预 ３ 条平行 于左线 隧道 轴 线 的平行 导坑 ， 为左 线 隧 道 作
平面控测网按三等精密导线施测 ， 测角采用方 向观 测法（０ 回观测） 边长采用双 向观测法（ １测 ， 每方 向
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西康铁路秦岭隧道(Ⅰ线)采用TBM施工。
隧道全长18.5 km，两端独头掘进距离长(近10 km)，再加上TBM一次成洞，对贯通精度要求比较高，给洞内控制测量带来了很大的困难。
本文介绍这项工程中控制测量实施方案。
一、控制测量设计
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，本设计按总横向中误差150 mm(《铁路测量规则》规定为250 mm)，高程中误差25 mm进行设计。
按《测规》规定的分配原则，分配给洞内横向中误差为120 mm，洞内高程中误差17 mm。
1. 平面(横向)测量设计
由于Ⅰ线隧道采用TBM施工，其通视条件较好，为提高测量精度，导线边长尽量长，故本方案按边长为650 m的导线测量方案进行设计。
这时洞内横向贯通误差为：
，dy计算如下：
按上述布设方案，R
x
计算
(1) 洞内∑R2
x
＝900062125。
依据各导线点至贯通面的竖直距离计算的结果为∑R2
x
(2) 洞内∑dy2计算
由于洞内导线沿隧道中线布设，隧道为直线隧道，则dy=0,即∑dy2＝0。
(3) 洞内测角精度计算
由于采用测距标称精度为±（2 mm+2×10-6D）的全站仪测距，洞内测边误差
=0，所以
远小于1/100 000。
因为∑dy2＝0，则m2
yi
其中,m
β为洞内测角精度。
代入数据，得
则m
β＝±0.83″。
实际采用±0.7″，即洞内按一等导线要求和精度指标进行施测可满足在120 mm内贯通要求。
2. 高程测量设计
洞内两开挖洞口间长度按19 km计，则高程控制测量的高差中数偶然中误差为：
(三等水准限差)
所以洞内高差控制测量按三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，实际操作可按二等水准要求施测。
3. 贯通误差预计
(1) 横向贯通误差预计
由式
当m
β＝±0.7″，导线平均边长为650 m时，
m
=±102 m m<120 mm(洞内分配值)。
y
由于m
＝±50 mm(秦岭隧道GPS控制网成果书中提供值)，则
洞外
鉴于上述预计是按支导线公式计算，而实施中采用导线网方案，其精度显然高于前者，因此本估算方案有较大的安全余地。
这时，按本设计方案实施洞内控制测量所能达到的预计横向贯通中误差为114 mm，远小于《铁路测量技术规定》所规定的250 mm，可以达到隧道高精度贯通的设想。
(2) 高程贯通误差预计
由式
L取值19 km,当按三等水准测量时，
m
Δ＝±3 mm，则mΔh=13.08 mm<17 mm（洞内分配中误差）；
(高程中误差)。
由于是按二等水准要求实测，则
m
Δh=±4.36 mm
=±18.5 mm<25 mm
m
h总
故按本设计采用二等水准观测能满足水准高精度贯通要求。
二、洞内控制测量的实施
1. 调研与培训
为确保本隧道的横向和高程的高精度贯通，以及仰拱预制块定位准确，根据需要可派人员到有关单位和院校进行调研和技术培训，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，测量人
员必须持有上岗证。
2. 仪器设备
本隧道控制测量采用的仪器应满足下列精度要求：测角精度小于或等于±1″，测距精度不大于±(2 mm+2×10-6D)，水准仪的精度应高于或等于±1 mm/km，采取铟钢水准尺。
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. 控制点的埋设
控制点埋设应做到点位稳定，无施工干扰。
4. 洞内外联测
洞内外联测，应选在阴天，气温稳定，无风情况下进行。
水平角观测在不同时段采用方向观测法测2组，每组15个测回。
测距采用对向观测，其中竖直角观测四个测回，测距6次，边长归算考虑气象改正，投影改正。
投影面高度最好为隧道中线平均高程(GPS网投影高程面)。
高程测量严格按照《铁路测量规则》二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。
5. 洞内控制测量
(1) 布网
洞内控制测量采用闭合环的方式，每个导线环边数不大于6条(如图1所示)。
图1 秦岭(Ⅰ线)隧道控制测量点位布置示意图
(2) 施测
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，施测时必须联测两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。
三、保证隧道高精度贯通的辅助措施
笔者认为在正确测量方案的基础上，测量方案准确无误地实施是确保隧道高精度贯通关键所在，为此在进行Ⅰ线测量时将采用如下辅助措施：
1. 尽量减少贯通误差，在进出口掌子面相距2～3 km时，在TBM后面打横通道与Ⅱ线导坑联接，利用Ⅱ线导坑将进出口洞内导线进行联测，计算出两端施工中线和高程的相对差值，提前进行正线掘进方向和高程调整，以减少实际贯通误差。
2. 利用Ⅱ线导坑的控制测量成果，即采用Ⅱ线调整后的坐标值，利用横通道与Ⅰ线导线组成闭合条件，来计算Ⅰ线控制点的坐标值，进而调整中线及掘进
方向，保证Ⅰ线高精度贯通。