隧道控制测量完整版
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。
隧道控制测量方案
1、编制依据(1)《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）；(2)《三.四等导线测量规范》（CH/T2007-2001）；(3)《国家三、四等水准测量规范》（GB/T12898-2009）；(4)牡绥铁路扩能改造工程隧道施工设计图及相关设计文件。
2、工程概况本标段涵盖两座长大隧道：红池隧道（5621米）和转心湖隧道（6676米），铁路等级： I 级，正线数目：双线，设计行车速度： 200Km/h以上。
隧道平面设计为：红池隧道进口698.13米位于直线上，出口1939米为直线、243.28米位于圆曲线和缓和曲线上，其余地段位于半径4500米的圆曲线和缓和曲线上，纵断面设计坡度进口段为10‰上坡，出口段为3.8‰上坡，进出口高差为8.305m；转心湖隧道进口666.11米位于圆曲线和缓和曲线上，其余地段为直线，纵断面设计坡度进口段为3.8‰上坡，中间设置竖曲线，出口段为5.0‰下坡，进出口高差为6.61m。
平面控制采用设计院提供CPⅠ控制点，洞口加密点由我局测量公司精测大队采用GPS进行CPⅠ控制点加密，并提供二等水准加密控制点高程。
3、测量人员及仪器保障3.1 测量人员（1）为确保本标段控制测量工作准确、快速、顺利的进行，针对此项目技术含量高，对测量精度的特别要求，项目部预计投入技术人员3人，其中工程师1人，技术员2人。
（2）建立和完善测量工作规章制度和复核流程，测量技术人员对测量资料进行整理归档。
测量人员见下表：3.2 测量仪器项目部根据测量要求，配置一定数量、精度高、技术性能稳定的仪器。
仪器在进场前已检定合格；在测量过程中如发现仪器出现异常情况，须经检定后方可再次投入使用；测量仪器指定专人管理，定期进行检定校核。
测量仪器配置表4、平面控制测量4.1 洞外控制测量红池隧道和转心湖隧道，开挖均是采用进口、出口和一个斜井三个开挖面同时进行的掘进方案，在隧道每个洞口处分别布设四个GPS控制加密点，该加密点兼做水准控制点。
公路隧道工程洞内控制测量
• 2、洞内水准测量
• 洞内水准测量方法原则等均与常规小区域地面控制常规三、四等水准测量相同，此 处不再过多描述，详细参阅相关测量学技术基础课程。 洞内三角高程测量方法原则等均与常规全站仪三角高程测量相同，此处也不再过多描 述，详细参阅相关测量学技术基础课程。注意观测垂直角、斜距、考虑地球曲率，对向 观测等相关事项。 另外当待测点在视线区域半径≤300m范围内时，同时结合运用“全站仪横轴法”进行 高程测量观测方法，并做好记录，与上述三角高程进行互相检核核对。（注：全站仪横 轴法需要事先将全站仪与准确的水准仪进行校核比对，统计数据求得仪器系统之间的高 程固定差，当观测值扣除固定差后，则可以达到全站仪高程测量，近乎 3～5毫米级误差 而接近于水准仪几何水准高程精度目的）。“全站仪横轴法”测高程，采用的也即水准 仪几何水准原理，可以在满足使用条件的前提下，直接进行高程传递，当采用对向观测 时，精度经实践验证，可以在公路工程施工测量满足常规高程测量要求，其具体操作方 法，要以具体不同品牌仪器精度而定，需在具体实践中多加检核验证，详情参阅有关测 量学书籍，此处也不再过多赘述。
• 4、常见洞内导线布设形式 • 为了提高地下导线点位精度和构成检核，避免产生任何错误，洞内导线应尽
可能避免布设成单导线，（尤其是隧道洞内导线在贯通之前，实质上属于支导线， 不可选择单支导线形式进行洞内控制，因单支导线无检核条件无平差），因而出现 多种洞内导线的布设形式。也即目前通俗称谓“单洞双导线进洞形式”。
• 三、公路隧道洞内高程控制测量
•
• •
一、概论
• • 公路隧道地下控制测量，也即洞内控制测量，包括平面控制测量和高程控制测量两个 部分。 由于现代先进的GNSS卫星定位接收机设备在隧道洞内无法获取信号，GNSS（GPS） 静态控制测量在隧道洞内无法得以实施；又由于受到隧道所在线路的平曲线形状影响，隧道 洞内的平面控制测量，当前也只能采用测量传统光电设备进行观测，只能布设成导线的形式。 隧道洞内导线和洞外导线测量的原理是相同的，不再复述，因导线是在隧道洞内布设，与地 面导线比较有一些自身的特点。在此仅结合洞内导线的特点进行分述。洞内导线是随着隧道 向前开挖掘进而逐步布设的，要遵循“分级布设，高级控制低级”的测量工作原则。 隧道洞内高程控制测量方法有水准测量和三角高程测量两种，一般也要分级布设，高级 控制低级。高程控制点位布设时可单独布设，也可以与平面控制测量导线点重合布设。 根据现行施工技术规范要求：如《工程测量规范》GB 50026-2007、《公路隧道施工 技术规范》JTG F60-2009、《公路勘测规范》JTG C10-2007等，公路隧道平面控制测量 在高速公路隧道上至少也要达到一级导线等级或者当 “1Km ≤隧道贯通长度≤ 3Km”的 长隧道要洞内达到四等导线观测精度平差计算成果；高程控制测量无论是水准测量高程还是 三角高程，其高程精度成果也至少要达到四等水准精度、甚至必要时为三等水准精度。 具体规范中的内容请随后学习阅读相关施工规范书籍中条目要求，在隧道施工测量过程 中注意工作的严谨性、以设计图纸和规范的要求进行日常测量工作。
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；
隧道施工控制测量
隧道施工控制测量一、工艺概述隧道控制测量和施工测量是隧道施工过程中的重要工序。
施工测量过程中应执行测量复核制，使测量过程快速、结果精确无误；保证隧道按规定精度贯通，各种建筑物空间位置及尺寸符合设计要求，不得侵入隧道限界。
二、作业内容1、控制测量:洞外控制测量、竖井联系测量、洞内控制测量2、施工测量：洞口边仰坡开挖放线测量、洞口大管棚导向管的定位放线测量、隧道开挖轮廓线放线及超欠挖检测测量、拱架架立安装放线测量、隧底及仰拱开挖放线测量、仰拱填充及边基放线测量、二衬模板台车定位测量、沟槽施工放线测量、竖井井身开挖测量、隧道横断面净空检查测量、无碴轨道施工测量3、贯通测量4、竣工测量三、质量控制及检验技术要求1、隧道贯通误差的限差隧道相向两施工中线在贯通面上的贯通限差应符合表1的规定：3、各级控制测量布网要求3.1依据铁路工程测量指南时速200~250公里有砟轨道平面控制网参见表3。
表3时速200~250有砟轨道各级平面控制网布网要求表3.2依据高速铁路测量指南，高速铁路无碴轨道平面控制网参见表4。
表4客运专线无碴轨道各级平面控制网布网要求表4、GPS 测量的精度指标4.1依据时速200~250公里有砟轨道铁路工程测量指南，GPS 测量的精度见表5。
表5时速200~250公里有砟轨道GPS 测量的精度指标表4.2高速铁路无碴轨道铁路工程测量暂行规定GPS 测量的精度见表6。
±5n ±8nL 4L 4L ——L8L8L4LL12L12L8LL20L20L14L40D2009、隧道开挖、立拱架隧道的允许超挖值应符合表13的规定。
拱架安装值应符合表14的规定。
四、工艺流程图(略)五、工序步骤及质量控制说明1、施工准备1.1技术准备1.1.1已知成果。
1.1.2点位检查。
1.1.3测量方案。
1.1.4埋设桩点。
1.1.5外界条件。
1.1.6内业资料。
1.1.7资料复核。
1.1.8编制程序。
隧道施工控制测量方案
陕西腾龙煤电集团鑫庆集运有限公司铁路专用线工程腾龙隧道测量实施方案陕西西铁工程建筑有限公司腾龙煤电专用线工程项目部2012年7月25日隧道施工控制测量方案一、工程概况1.1、腾龙隧道腾龙隧道起讫里程为TDK0+700-DK1+470,全长770m ，单线、曲线隧道，设计速度目标80km/h，曲线半径R=350m，隧道最大纵坡0.3%。
隧道内轨面以上净高6.65米，净宽5.7米。
隧道内设置双侧侧沟，双侧电缆槽。
电力电缆槽位于线路前进方向右侧，通信信号电缆槽采用合槽方式位于线路前进方向左侧，通信信号电缆槽内设分隔钢筋。
隧道内设小避车洞7处，大避车洞5处，避车洞沿隧道两侧交错布置。
其中两处大避车洞设置余长电缆腔。
隧道拱墙初期支护和二衬之间设置全包防水层。
环向施工缝、纵向施工缝、变形缝埋设止水带等防水材料。
隧道洞口采用端墙式洞门，结构圬工采用防护钢筋混凝土。
二、编制依据2.1、隧道施工技术规范（JTJ042-94）、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》；2.2、铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）；2.3、设计文件、图纸和现场调查的相关地质资料；2.4、腾龙隧道实施性施工组织设计。
三、测量组织设置3.1、测量仪器、人员配备平面控制采用南方NTS360型电子速测全站仪，高程控制采用水准仪。
以上仪器经检定符合规范及设计要求，能满足施工要求；并定期对仪器设备进行检定，保持良好状态。
人员配备满足正常的施工需要，对测量设备实行专人使用及保管制。
3.2、施工测量规范及要求3.2.1、新建铁路工程测量规范》（TB10101—99）；3.2.2《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054）；3.2.3、全球定位系统（GPS）测量规程》（GB/T18314—2001）；3.2.4、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—91）；3.2.5、《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）;3.2.6、相应的变形测量规范及其他规范。
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。
隧道控制测量技术方案
新建铁路沪昆客专贵州段CKGZTJ-5标段隧道控制测量技术方案一、工程概况新建铁路沪昆客运专线贵州段CKGZTJ-5标段起讫里程为DK593+466.41～DK623+941，全长30.474km，沿线自东向西经过贵州省麻江县、福泉市两个县市。
主要工程量：路基4068m，（含涵洞8座），桥梁20座，5762m，其中特大桥4座，大桥11座，中桥5座；主跨64米连续梁2联，隧道12.5座，20618m，其中长度大于4km隧道一座（7708m），长度2～3km隧道2.5座（含高瓦斯隧道1座），长度1～2km隧道2座，长度小于1km隧道7座；预制箱梁212孔（梁场1座）；预制轨枕201km 共31.155万块轨枕（预制场1处）。
二、编制依据(1)《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）；(2)《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》；(3)《国家一、二等水准测量规范》(4)《高速铁路工程测量规范》(4)《工程测量规范》(5)《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》三、主要人员及仪器设备1、人员配置、质量管理中铁十七局集团有限公司沪昆客运专线CKGZTJ-5标段测量队实施。
质量管理组织机构框图2、项目部仪器设备Leica全站仪4台套，标称精度：5mm+1ppm；天宝DINI03数字水准仪3台套，所有仪器均已检定，检定证书见附件。
四、控制测量方案1、洞外控制测量洞外控制测量采用CPII GPS测量方法，测量由中铁十七局集团有限公司沪昆客运专线CKGZTJ-5标段精测队进行加密测量，在隧道进出口、横洞口分别布设三个GPS控制加密点和两个二等水准点。
1.1、洞外控制点布设1）、控制点布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易破坏的地方。
2）、视线高离开旁遮障碍物1m以上，通过水田、沙滩时，增加视线高度。
3）、每个隧道进出口、横洞洞口布设平面控制点3个，二等水准点2个。
4）、用于向洞内传递方向的洞外联系边不短于300m。
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隧道控制测量
HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
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 C 8 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
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。
2）、角观测宜采用方向观测法，并符合表3的规定。
3)、边长测量应符合表4的规定。
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。
2、高程控制测量
1）、水准观测的技术要求见表7。
4，其中2）、高程控制测量的限差要求：采用二等水准测量，限差为L
L为水准路线长度。
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±6
i
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。