隧道控制测量
隧道地面控制测量
隧道地面控制测量一、洞外平面控制测量的建立洞外平面控制测量的主要任务，是测定两相向开挖洞口各控制点的相对位置，并与洞外线路中线点相联系，以便根据洞口控制点进洞，使隧道能以设计的精度按照设计的位置修建，保证以规定精度正确贯通。
在施工前期，隧道洞口附近已经布设了基础控制网、线路控制网、线路水准基点控制点，但点位密度还无法满足隧道施工控制测量要求，另外原有控制网的精度是按铁路类型、设计时速、轨道类型确定的，而隧道控制网的精度是根据隧道贯通精度确定的，精度要求可能高于CPⅠ、CPⅡ网和水准基点网的精度，因此，隧道施工时应根据隧道贯通长度、辅助坑道布置、隧道宽度、线路曲线半径等因素，以线路控制网CPⅠ、CPⅡ和水准基点网为依据，以满足贯通精度、轨道铺设精度为目标，设计并建立相应的隧道施工平面、高程控制网。
隧道洞外平面控制测量方法有：GNSS测量、导线测量、三角形网测量及其组合测量方法。
1.隧道洞外控制等级选用隧道洞外控制测量的等级划分、适用长度和精度要求可参考表7.1.1，公路洞外导线控制测量技术参照表7.1.2规定。
表7.1.1 隧道平面控制测量技术要求（铁路隧道）表7.1.2 隧道平面控制测量等级（公路隧道）2.导线测量目前，全站仪已普及使用，则导线测量建立洞外平面控制测量已成为主要方法。
导线法平面控制就是用导线连接进出口中线控制点，按精密导线方法实测和计算，求得隧道两端洞口中线控制点间的相对位置，作为引测进洞和洞内测量的依据。
对于曲线隧道，还应将两切线上控制点纳入导线，通过导线精确求算隧道所在曲线转向角，以确定曲线各要素。
通过导线获取两端洞口控制点与交点的相对位置。
精密导线布设要求及观测方法已在前面阐述。
施工控制网导线布设要求：洞外平面控制网应沿两洞口连线方向布设成多边形组合图形，构成闭合检核条件，每个导线环由4～6条边构成，导线网图形简单。
导线边长应根据隧道长度和辅助坑道数量及分布情况，结合地形条件和仪器测程确定，宜采用长边导线。
全站仪的隧道测量方法
全站仪的隧道测量方法
全站仪是一种测量仪器，用于测量地形、建筑物、桥梁、隧道等工程中的形状、位置和坐标。
在隧道测量中，全站仪通常与引导仪、控制仪等其他仪器配合使用，采用以下方法进行测量：
1. 隧道进口的控制测量：在隧道进口处设置控制点，通过全站仪测量控制点的坐标和高程，确定隧道进口的基准点。
2. 隧道轴线的测量：在隧道内部设置一系列的测量控制点，通过全站仪测量控制点的坐标和高程，形成隧道的轴线控制线。
可以采用直接测量法、间接测量法等方法进行测量。
3. 隧道截面的测量：在隧道内部设置一系列截面控制点，通过全站仪测量控制点的坐标和高程，形成隧道各个截面的控制点。
可以采用直接测量法、交会测量法、坐标法等方法进行测量。
4. 隧道变形监测：通过全站仪的连续测量功能，可以实时监测隧道的变形情况，包括隧道的沉降、挤压、变形等。
5. 隧道管片安装测量：在隧道施工过程中，可以使用全站仪对隧道管片进行安装测量，确保管片的位置和姿态符合设计要求。
6. 隧道内部管线的测量：使用全站仪可以对隧道内部的管线进行测量，包括排水管线、电缆线路等。
以上是全站仪在隧道测量中常用的方法，不同的测量任务和要求，可能会采用不同的方法和技术。
隧道内控制测量
隧道内控制测量1、隧道内控制测量应包括隧道内施工导线测量、施工控制导线测量和隧道内施工水准测量、施工控制水准测量。
2、隧道内控制测量起算点应采用直接从地面通过联系测量传递到工作井下的平面和高程控制点，隧道内平面起算点不应少于3个，起算方位边不应少于2条，高程起算点不应少于2个。
3、控制点应埋设在稳定的隧道结构上，并应埋设强制对中装置。
平面控制点应避开强光源、热源、淋水等地方，控制点间视线距隧道壁及洞内设施应大于0．5m。
4、隧道内控制网宜为支导线和支水准路线，当有联络通道时，应形成附合路线或结点网。
长隧道宜布设成交叉双导线。
5、施工导线和施工水准应随盾构掘进布设，当直线隧道掘进长度大于200m或到达曲线段时，应布设施工控制导线和控制水准。
6、施工控制导线测量应符合下列规定：（1）直线隧道的导线平均边长宜为150m，曲线隧道的导线平均边长宜为60m，相邻的长短边边长比不应大于3。
（2）应采用不低于DJ2级全站仪观测，左右角应各测2测回，左、右角平均值之和与360°较差应小于6″，边长应往返观测各2测回，往返平均值较差应小于4mm。
测角中误差为±2．5″，测距中误差为±3mm；当形成附合或闭合导线时，应符合本规范表5．2．3-2的规定。
（3）导线点横向中误差mu宜满足下式要求：式中：mu——导线点横向中误差(mm)；mφ——隧道横向贯通中误差(mm)，取隧道横向贯通测量限差的1／2；ld——导线长度(m)；Ld——贯通长度(m)。
7、施工控制水准测量应符合下列规定：（1）水准点宜按每200m间距设置1个；（2）水准点可利用导线点，也可单独埋设；（3）水准测量要求应符合本规范表5．2．3-3的规定。
8、延伸隧道内控制导线和控制水准时，应对现有施工控制点进行检测，并应选择稳定点进行延伸测量。
9、在隧道贯通前，隧道内控制导线和控制水准测量不应少于3次。
重合点坐标较差应小于30mm×ld／Ld，高程较差应小于10mm，且应采用平均值作为测量结果。
隧道施工测设—洞外控制测量
二、洞外高程控制测量
• 隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对于四、五等高程控制测量也可采用光电 测距三角高程测量。
表1 洞外高程测量的等级划分
测量 部位
测量 等级
每千米水准测量偶 然中误差MΔ（ mm）
两开挖洞口间高 程路线长度（km
）
水准仪等级 / 测距仪等级
水准尺类型 ≤±5.0 ≤±7.5
2. 精密导线法
用导线方式建立隧道洞外平面控制时，导线点应沿两端洞口的连线布设。 导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑道的数量及分布情况，并结合地 形条件和仪器测程选择。 导线最短边长不应小于300m，相邻边长的比不应小于1：3，并尽量采用 长边，以减小测角误差对导线横向误差的影响。 导线的水平角一般采用方向观测法。当水平角只有两个方向时，可按奇数 和偶数测回分别观测导线的左角和右角，这样可以检查出测角仪器的带动误差 ，数据处理时可以较大程度地消除此项误差的影响。
2. 精密导线法
导线的内业计算一般采用严密平差法，对于四、五等导线也可采用近似平 差计算 。
隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中导线环的个数应不少于 4 个； 每个环的边数约为 4~6 条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到导线网中。
3.三角网法
三角测量建立隧道洞外平面控制时，一般是布设成单三角锁的形式。 对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路中线布设。条件许可时，可将线路中 线做为三角锁的一条基本边，布设为直伸三角锁。以减小边长误差对横向贯通的影 响。 对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线方向布设，以减弱边长误差对横向贯 通的影响。
一、洞外平面控制测量
对于直线隧道，洞外平面控制测量的目的主要是获取两端洞口较为精确的 点的平面位置和引测进洞的方向；
隧道控制测量技术方案
隧道控制测量技术方案1. 引言隧道建设是现代交通基础设施建设中的重要组成部分，隧道的安全和控制是保障交通安全的关键。
本文将介绍一种针对隧道控制的测量技术方案，该方案能够实时监测隧道内部的状态，并根据实时数据采取相应的控制措施，以确保隧道的安全运行。
2. 技术原理隧道控制测量技术方案主要基于传感器的应用，通过采集各种传感器所测得的数据，并对数据进行处理和分析，从而实现对隧道内部环境的监测和控制。
首先，需要部署一系列传感器来收集隧道内部各种参数的数据，例如温度、湿度、气压、烟雾等。
传感器可以采用多种技术，例如红外线传感器、压力传感器、光敏传感器等，以满足不同的测量需求。
接下来，收集到的数据将被传输到数据处理单元，该单元可以是一个专门的服务器或控制器。
在数据处理单元中，数据将被分析和处理，以确定隧道的状态和变化趋势。
例如，利用温度传感器数据可以检测到隧道内部是否有异常高温的情况，利用烟雾传感器数据可以检测到是否有火灾发生。
最后，根据分析得到的数据结果，可以采取相应的控制措施来确保隧道的安全运行。
例如，当检测到异常高温时，可以立即启动通风系统来降低温度，或者触发火灾报警系统通知相关人员进行应急处理。
3. 技术方案的关键点在实施隧道控制测量技术方案时，需要注意以下几个关键点：3.1 传感器的选择和布置传感器的选择和布置直接影响到数据采集的准确性和可靠性。
在选择传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素，并根据实际情况进行合理布置，以确保能够全面监测到隧道内部的状态。
3.2 数据处理和分析算法数据处理和分析算法对于准确判断隧道状态和变化趋势至关重要。
在设计数据处理单元时，需要选择合适的算法来对收集到的数据进行处理和分析，从而准确判断隧道的安全状态，并及时采取相应的控制措施。
3.3 控制系统的响应速度由于隧道内部环境可能会发生突发变化，控制系统的响应速度对于保障交通安全至关重要。
在设计控制系统时，需要考虑响应速度，并采用高效的控制算法和传输方式，以确保在最短时间内采取相应的控制措施。
隧道控制测量和监控量测
一、洞内外控制测量
2、隧道洞外控制测量
按《工程测量规范》要求，隧道施工独立控制网旳边长投影变形值 要不大于2.5cm/km。从上表能够看出该隧道控制网达不到精度要求，为 了减小投影需建立独立网。
该隧道独立网采用既变化投影面又变化投影带旳措施。该独立网是 在北京54椭球下，以勘测网中隧道进口GPS9201点作为约束点起算，以 GPS9201-GPS9209方向作为约束方向，中央子午线 ，投影面高程H=332.10m。
一、洞内外控制测量
一、洞内外控制测量
2、隧道洞外控制测量
以某一长大隧道为例，该隧道东西走向，长约8km，中间设一斜井。该 区布设了勘测网（北京54参照椭球，0米投影面，中央子午线经度为 1 1 8 ° 1 5 ′ ） ， 在测区共加密12个点GPS9201-GPS9212.
一、洞内外控制测量
2、隧道洞外控制测量
二、隧道监控量测
5、监测资料整顿及数据分析
回归分析是量测数据数学处理旳主要措施，经过对量测数据回归分 析预测最终位移值和各阶段旳位移速率。详细措施如下： 1 将量测统计及时输入计算机系统，根据统计绘制纵横断面地表下 沉曲线和洞内各测点旳位移u-时间t 旳关系曲线。 2 若位移-时间关系曲线出现反常，表白围岩和支护已呈不稳定状态， 加强监控量测频率，必要时将暂停开挖并进行加强支护处理。 3 当位移-时间关系曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从 而推算最终位移值和掌握位移变化规律。 4 各测试项目旳位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬 砌旳施作。
从上表能够看出，地面全站仪旳测量数据与独立网 GPS 坐标反算旳 数据吻合程度很好，能够验证独立网测量成果旳精度和可靠性，用该独 立网能够到达该隧道贯穿误差精度旳要求，所以该平面独立网能够作为 该隧道施工测量控制旳基准。
1隧道洞外控制测量要点
1隧道洞外控制测量要点
隧道洞外控制测量是指在隧道施工中对洞外进行相关测量，以确保隧道施工的准确性和安全性。
以下是隧道洞外控制测量的要点：
1.清扫：在进行隧道洞外控制测量之前，需对测量区域进行清扫，清除杂物和尘土等。
2.固定控制点：在洞外选择固定的控制点，可以使用测量套管或马克杆等固定在地面上，以确定测量参考点。
3.建立坐标系：在洞外控制测量之前，需要建立一个坐标系，确定洞外测量的基准点和坐标轴。
4.基线测量：基线测量是洞外控制测量的重要环节之一，可以使用全站仪或经纬仪等仪器进行测量，在地面上进行基线的测量，并通过计算和校正，确定洞外测量的坐标点。
5.激光测距：激光测距是隧道施工中常用的测量方法之一，可以通过激光测距仪在洞外进行测距，测得洞内的相对位置和距离。
6.空间三角测量：在洞外控制测量中，可以使用空间三角测量来确定隧道的位置和形状。
通过测得不同位置的角度和距离，计算出洞内的坐标点和形状。
7.实测与设计比对：在洞外控制测量中，需要将实测数据与设计数据进行比对，检查洞外测量的准确性和误差，并进行调整和校正。
8.定期监测：在隧道施工过程中，需要定期进行洞外控制测量，以监测隧道的变形和位移情况，防止发生安全事故。
9.数据处理与分析：在洞外控制测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析，得出洞外测量的结果和结论，并生成测量报告。
综上所述，隧道洞外控制测量是隧道施工中重要的环节之一，通过清扫、固定控制点、建立坐标系、基线测量、激光测距、空间三角测量等方法，可以准确测量洞外的位置、形状和变形情况，保证隧道施工的准确性和安全性。
隧道洞内控制测量技术
隧道洞内控制测量技术1．前言1.1 隧道洞内控制测量的目的1.1.1隧道贯通精度要求隧道相向两施工中线在贯通面上的贯通限差应符合下表规定。
洞外、洞内控制测量误差对每个贯通面上的贯通误差影响值应符合下表规定。
横向和高程贯通精度要求(mm)1.1.2隧道洞内控制测量的目的隧道洞内控制测量的目的：在洞外控制测量基础上，保证隧道相向开挖的工作面能按规定的精度正确贯通，并使各项建筑物按设计位臵和几何形状修建，不侵入建筑限界，符合验收精度要求。
1.2隧道洞内控制测量的一般方法1.2.1洞内平面控制测量: 中线法和导线测量1.2.1.1中线法：直线隧道长度小于1000m，曲线隧道长度小于500m时，可用中线法直接标定隧道中线方向，作为指导开挖、衬砌放样和保证贯通的依据。
正倒镜延伸直线，取正倒镜位臵分中为隧道中线点，见下图。
较短的曲线隧道测量，通常是复测转向角和切线长度及方向，按设计曲线半径和缓和曲线长度计算曲线要素，实地标定ZH、HY、YH、HZ及其它中线桩点，用偏角法进行闭合检核。
由洞口附近的线路控制桩用测设中线的方法直接引线进洞。
1.2.1.2导线测量：导线测量是隧道洞内平面控制测量的主要方法之一。
导线测量对地形的适应性比较强，在具备中、短程光电测距仪的条件下，导线测量一般应是隧道洞内平面控制的首选方案。
导线的布设形式一般有以下三种：单导线：一般用于小导坑、短隧道。
为了检核，单导线必须进行两次以上独立测量。
导线网：限于洞内场地条件，导线网一般形成若干个彼此相连的带状闭合导线环，形式多样，边角全部观测，为隧道洞内平面控制测量的主要方法。
附和导线：隧道贯通后，在未衬砌地段一般可采用单导线附和在两端洞内导线上，在计算实际贯通误差之后，按附和导线进行平差，使贯通误差得到调整。
这样处理，既符合规范规定的实际贯通误差应在未衬砌地段调整的原则，又保证了已衬砌地段中线（受已测导线控制）不作任何调整。
如果贯通误差达到或超过限差时，则不宜首先按附和导线直接处理贯通误差，而应先顾及中线的实际情况，研究调线方法。
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隧道洞内控制测量
第一部分设计阶段
一、准备工作
洞内导线设计，一般先作导线边长设计，在做测量精度设计。
导线边长需根据隧道长度、路线平面形状、施工方法以及断面宽度作选择。
原则上隧道越长，导线边也应尽可能选得长一
些，但是必须保证正常通风下通视良好。
直线地段一般选择250～500米，曲线地段按
Rf C8
确定，其中，R为曲线半径，f为断面宽度。
精度等级确定见表1平面控制测量设计要素表1平面控制测量设计要素
洞内高程测量设计，高程控制网的布设可以结合导线控制点的埋设，水准备的布设密度一般不大于200米。
高铁高程控制测量的精度等级采用国家二等水准测量，每千米高程测量偶然中误差限差为1mm。
二、方案确定
1、平面控制测量
1）、导线测量的技术要求应符合表2的规定。
表2 导线测量的技术要求
注：表中n为测站数。
2）、角观测宜采用方向观测法，并符合表3的规定。
表3 水平角方向观测法的技术要求
3)、边长测量应符合表4的规定。
表4 边长测量技术要求
注：①、一测回是全站仪盘左、盘右各测量一次的过程
②、测距仪精度等级划分如下
Ⅰ级∣md∣≤2mm
Ⅱ级 2 mm＜∣md∣≤5mm
Ⅲ级 5 mm＜∣md∣≤10mm
Ⅳ级 10 mm＜∣md∣≤20mm
md为每千米测距标准偏差。
即按测距仪出厂标称精度的绝对值，归算到1km的测距标准偏差。
③、mD=a+b×D
式中： mD----仪器测距中误差（mm），a----标称精度中的固定误差（mm），
b----标称精度中的的比例系数（mm/km），D----测距长度（km）
4)、测距边的斜距应进行气象和仪器常数改正。
气压、气温读数取位应符合表5的规定。
三等及以上等级测量应在测站和反射镜站分别测记，四等及以下等级可在测站进行测记。
当测边两端气象条件差异较大时，应在测站和反射镜站分别测记，取两端平均值进行气象改正；当测区平坦，气象条件差异不大时，四等及以下等级也可记录上午和下午的平均气压、气温。
表5 气压、气温读数取位要求
2、高程控制测量
1）、水准观测的技术要求见表7。
表7 水准观测的主要技术要求（单位：m）
4，其中L为水准路线长2）、高程控制测量的限差要求：采用二等水准测量，限差为L
度。
3）、检测间歇点高差之差的限差为1mm。
第二部分测量阶段
一、控制点埋设
控制点的布设形式：平面控制网的布设采用双导线进行布设。
一般在洞内大致沿中线附近、通视良好、便于使用、不宜破坏的位置布设即可。
高程控制网的布设可以结合导线控制点的埋设，但需要加密高程控制点。
控制点标志：采用直径为12～20mm，长度为200～300mm的钢筋，顶部磨圆并刻画十字线。
控制点埋设方法：利用直径大于150mm的圆筒套住控制点（作用：保护控制点，水准尺能够立在标志上面），埋设表面低于路面20～30mm（作用：保护控制点），埋设标志高出表面2～3mm。
正确的控制点埋设举例：
二、外业观测
1、控制点检测
1）、平面控制点的检测
检测起算的已知导线点是否发生位移，二是验证起算点的精度是否可靠。
如果起算已知点发生位移或者精度不合格，首先考虑补测或者重测原有导线之后才能向前引申新的导线。
2）、高程控制点的检测
洞内高程点由于受到不良地质一级施工条件的影响，高程可能发生变化，所以在测新的高程点的时候，必须对已知起算高程点进行检测。
2、平面观测
1）、水平角观测
①、洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。
②、洞内测量前应先将仪器开箱放置20分钟左右，让仪器与洞内温度基本一致。
③、目标应有足够的明亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。
④、完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180°重新对中整平，再观测剩余测
回数。
2）、导线边长测量
①、测量前应进行充分通风、避免尘雾。
②、反射镜应有适度照明。
③、仪器和反射镜面应无水雾。
3）、洞内导线应随施工进度分期布设，建立新一期导线前，应检测原有控制点，检测计算式如下：
式中1m 和2m 分别为原测、检测的侧边或测角中误差。
2、高程控制测量
1）、高程控制点应每隔200～500m 设置一对。
2）、高程控制测量的限差要求：采用二等水准测量，限差为L 4，其中L 为水准路线长度。
3）、洞内高程控制点应结合地质条件、施工方法和施工进度定期复测。
建立新一期高程控制点前应检测起算高程点。
检测已测测段高差之差应满足±6i
R ，其
中，R i 为检测测段长度（km ）。
4）、洞内平面、高程控制点应妥善保护，隧道竣工后应与隧道内CPII 控制点和水准点联测。
5）、高程控制测量误差产生的高程贯通中误差应按下面的式子计算： 式中， M —每千米水准测量的偶然中误差(mm)。
L —高程测量路线长度（km ）。
第三部分 数据处理阶段 一、洞内平面控制测量
1、洞内导线平差计算应符合下列要求：
1）、初次洞内导线测量的起算坐标和方位角应采用测量设计时确定的进洞联系边测量成果。
2）、洞内导线引伸测量的起算坐标和方位角应采用经检测合格的前一期洞内导线测量成果。
3）、导线平差应采用严密平差。
2、平差
利用经过检测合格的软件进行严密平差，我们利用的是COSA WIN98软件进行严密平差。
1）、利用多测回软件进行多测回测量，然后对距离进行改正（乘常数和加常数），如下图2光电测距改正示意图。
图2 光电测距改正示意图
2）、根据光电测距电子记录手簿和水平角观测电子记录手簿画出导线测量平面示意图。
3）、根据导线测量平面示意图进行严密平差，然后手算闭合差，检验利用导线进行的严密平差结果。
3、完成洞内导线平差计算后，应计算开挖面附近的临时中线点放样成果并实地放设，即时纠正施工中线。
二、洞内高程控制测量。
洞内高程控制测量采用近似平差，首先，先算往返高差较差和限差（L
4），把较差与限差做对比，要满足较差≤限差，否者重测；然后还要算每公里高差测量偶然中误差
（
]
[
4
1
L
n
m
∆∆
=
∆
）,并达到二等水准测量精度的要求。
然后进行平差，把限差平均分配到水
准点。