隧道施工控制网布设
隧道测量中控制网布设与数据处理方法研究

隧道测量中控制网布设与数据处理方法研究摘要:传统隧道施工控制网的方法有三角测量方法和精密导线法,其中三角测量方法是最为传统的隧道施工控制网方法,而精密导线法近几年应用较多。
本文基于笔者多年从事控制测量的相关经验,以GPS应用于某隧道控制网布测为研究背景,分析探讨了洞内外平面控制测量的方法与流程。
关键词:GPS 特长隧道控制网贯通误差1 基于GPS控制网布设的优点传统隧道施工控制网的方法有三角测量方法和精密导线法,其中三角测量方法是最为传统的隧道施工控制网方法,而精密导线法近几年应用较多。
常规测量办法在隧道测量中难度都较大,因为其一般都在地形复杂的山区。
而如果选择采用GPS来建立隧道控制网,由于通视条件对GPS观测影响较小,而GPS控制网网形也较常规控制网更为随意,故GPS测量一种有效的控制测量隧道的方法。
GPS如下几个优点在在测量中的应用中较为实用:(1)观测站之间可以相互不通视。
点位选择比传统方法更为灵活,也极大地减少了因为选点的苛刻增加的经费和时间。
(2)有较高的定位精度。
如基线<50km时,可以实现1PPm~2PPm的相对精度,定位精度会随着基线的加长而提高。
一般测量手段很难达到这样的精度级别。
(3)极大地缩短了观测时间。
以完成一条基线的相对定位所需要的观测时间为例,采用经典的静态定位方法,一般为lh~3h(具体时间依精度不同而不同)。
(4)三维坐标能与观测成果一同提供,这是因为,测站点的大地高程可以被GPS精确测定,所以在精确提供测站点的平面位置的同时,能同时得到大地高程。
这开辟了一条新的途径,即可以研究大地水准面的形状和地面点的高程。
(5)GPS用用简便的操作,较轻的重量,小的体积等特点。
(6)GPS能在所有气候条件下作业。
跟传统的测量方法不同,GPS观测不受地点、时间限制,也不受天气条件影响,可以实现连续观测。
2 工程简介全长4126m的隧道位于某山脉中段,属于目前我国建成的最长隧道之一。
公路隧道施工测量误差及精度保证措施_3

公路隧道施工测量误差及精度保证措施发布时间:2023-01-03T04:32:51.760Z 来源:《新型城镇化》2022年23期作者:耿伟成王宏伟[导读] 一般来说,在公路隧道工程施工的测量过程中,测量精度会受到各种因素的影响,导致测量结果与工程情况之间存在一定的误差,导致最终的计算和审核出现偏差。
中建八局第三建设有限公司 210000摘要:近年来,隧道施工从原来的大合同模式向劳动管理模式转变,所有的技术问题都来自项目部,工人以劳动的形式出现,这就要求工程管理人员转变思维,特别是隧道测量人员,从以前只进行隧道控制点审核到放样的各个工序。
测量员的放样和监测工作直接影响到工程的造价和安全。
因此,在公路隧道施工过程中,测量误差和精度控制非常重要。
关键词:公路隧道;施工测量;误差;精度;保证措施一、公路隧道施工测量误差分析一般来说,在公路隧道工程施工的测量过程中,测量精度会受到各种因素的影响,导致测量结果与工程情况之间存在一定的误差,导致最终的计算和审核出现偏差。
一般情况下,公路隧道工程施工的测量误差受控制网布局、外界因素、测量仪器、观测器技术水平等因素的影响,给测量结果带来不同程度的测量误差。
在施工测量过程中,测量的精度和精度一直是测量工作的重中之重,但测量误差是不可避免的,任何测量都会伴随着测量误差的出现而导致最终计算结果的失真。
通过对工程测量误差来源的综合比较分析,发现造成测量误差的主要原因有以下两个方面,进一步分析有助于减少测量误差。
1.控制网布设公路隧道控制网的布置对整个隧道工程的测量非常重要。
制定控制网方案的主要依据包括对施工现场的水文、地形等资料的调查和收集,以及施工过程中竖井、斜井、平行坑的设计和布置。
为了满足公路隧道工程的相关要求,在铺设控制网络时,需要考虑与现场环境相匹配的测量仪器类型,在相应条件下,分析按此方案铺设控制网络的可行性和精度,并进一步对原设计进行调整和优化,以提高控制网络的精度和与现场环境的兼容性。
隧道施工控制网布设

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GPS控制网的精度设计
隧道测量最终的要求是保证相向开挖的隧道正确贯通 , 因此,GPS网的设计也必须满足这一要求。
坑口控制点的精度
按隧道规范规定:当隧道长 L ≤4 km,其横向贯通误 差的限差应 ≤10 cm,即中误差 mσ ≤±5 cm;当隧道长 4~8 km 时,其横向限差应 ≤15 cm, mσ ≤±7. 5 cm; 当 L > 8 km 时,限差还可放宽一些。显然,贯通误差是 由洞外控制测量误差与洞内导线测量误差所引起。因此, 其横向贯通中误差 mσ的计算式为
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GPS短边方位观测的中误差为
解算得到士0.68″,当然这里只计算了偶然误差的影响, 方位测量的精度中有可能还会受到系统误差的影响,但可 以看出GPS短边方位测量具有很高的精度,可以在隧道测量 中大显身手。
从长梁山铁路隧道GPS网和精密导线网的比较分析中可 以看出,利用GPS布设隧道洞外平面控制网不仅能满足隧道 施工的要求,与常规方法相比具有 1点数少:整个导线网共有38个点,GPS网共23个点; 2工期短,精度高等优点,可大大提高经济和社会效益,可 以认为GPS是布设隧道洞外平面控制的理想方法; 所以,可以认为GPS是布设隧道洞外平面的理想方法。
Q——设计的GPS网的图形强2021/度1100/ ,由网11 的几何形状所决定,或由GPS网矢量的协方差
因此,m0用GPS接收机的标称精度表示,即
为了实现隧道网的布设和精度设计,可以根据 隧道总长度和测区地形及各坑口的初步位置,以不 同边长模拟几种GPS测量网的方案,根据图形和他的 GPS矢量的协方差矩阵解求Q值,并求出坑口控制点 的精度,选择既满足精度又具有高效率的网作为优 化方案。
隧道盾构施工控制网布设

隧道盾构施工控制网布设【摘要】通过3座隧道的控制测量比较及技术介绍,总结隧道控制测量经验,为隧道控制测量提供方便可行的控制测量方案。
【关键词】:中长隧道;控制测量;坐标系;贯通误差第一章隧道到工程的发展1.1 隧道和地下工程的存在意义隧道和地下工程随着我国经济和人民生活水平的提高而进一步发展和推广。
隧道和地下工程已经是解决我国交通和工业的和很有前景的一门科学。
1.2 隧道的概念隧道是一种地下工程结构物,通常是指修筑在地下或山体内部,两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线通过的通道。
隧道一般包括交通运输方面的铁路、公路、航运和人行隧道;城市地下铁路和海底、水底隧道;军事工程方面的各种国防坑道;水利发电工程方面的各种水工隧道或隧洞等。
1.2.1 隧道工程的概念隧道工程是指从事研究和建造各种隧道的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术,它是土木工程的一个分支。
1.3 修建隧道的目的目前,大部分隧道的设置以交通运输为主要目的,穿越山岭、河流、港湾等障碍,修建地下铁道,缩短交通线路,改善线形,可提到车辆行驶速度,以获得良好的经济效益和社会效益。
除此之外,在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的;在市政工程中,设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的。
隧道的这些功能,决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸,多数长度为几千米道几十千米,有的甚至更长。
而横断面的尺寸则相对较小,一般仅几米到几十米。
断面较小的隧道,一般不作为交通设施,仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途,这些通道常常也被称为隧硐、导沟、管沟等。
断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间,一般有其专用功能,如作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。
1.3.1:隧道工程的优点隧道之所以在近几年迅猛的发展,是因为它有独特的优点:首先,利用隧道可以实现各种运输线路直线等穿越山岭而不必盘山绕岭。
其次,隧道还可以改善线路中的车辆运行情况和提高线路的运行能力。
秦岭隧道测量技术

△x2da2=△x2(dA1+ dβ1+ dβ2)
.
.
.
△xndan=△xn(dA1+ dβ1+ dβ2+……+dβn)
上式结果代入(1—2)式,按dA1和dβi诸量集项后可得:
n
dy贯=∑cosаidsi–∑(x贯-xi)dβi/p–(x贯-x1)dA1/p
1
n n n
m2L=m2Xn+1=∑msi2sin2аi+(∑μsisinаi)2+(∑(x贯-xi)2)
1 1 1
m2β/p2(1-4)
由于秦岭隧道只在出口有100米左右曲线,且布设导线时基本均在隧道轴线上。当а近90°时,各点y坐标值也
n n n n
不大,亦即∑cos2аi<<∑sin2аi;∑(y贯-yi)2<<(∑(x贯-xi)2
由于复测采用Ⅰ等精密水准测量,复测洞外高差中数的偶然中误差为0.36mm,则在贯通面上由于洞外高程控制测量而产生的高程中误差为±4.02mm。
(四)、洞内控制测量要求
根据秦岭隧道高精度贯通的要求,即横向贯通总中误差±100mm,高程总中误差±25mm
根据误差传播规律M2=m2洞外+m2洞内,并根据洞外控制网的测量误差在贯通面的横向贯通误差的影响值为±45mm及对高程的影响值为±4.02mm,可计算出洞内控制测量的中误差值分别为:洞内平面控制测量中误差应不大于±89.3mm,洞内高程控制测量中误差应不大于±24.6mm。而《铁路测量规则》中规定分配值,即横向贯通中误差±100mm时,洞内平面控制测量误差对贯通误差的影响值的分配值为±80mm;洞内高程控制测量对高程贯通误差的影响值的中误差值为±17mm。
高铁隧道洞外控制网布设及贯通精度估算

高铁隧道洞外控制网布设及贯通精度估算摘要:高速铁路隧道工程的洞外控制网是隧道工程控制测量的关键,它的精度直接影响到隧道施工进度及施工质量。
目前,我国高铁中,超长隧道工程非常普遍,且开挖断面大,要求贯通精度高,如何确保隧道洞外控制网的精度,已成为隧道施工中一项关键的技术。
在实际测量中,采用GPS测量技术进行洞外控制网的施测,是目前最为普遍的方法。
本文通过云桂高铁革朗隧道洞外控制网的测量,详细介绍了隧道洞外GPS网的布设及贯通精度评估。
关键词:高铁隧道;洞外控制;GPS网;精度估算1 控制网基本指标新建云桂高速铁路云南段革朗隧道,施工里程为D4K359+039~D4K370+614,正线长度11575m。
洞外控制网采用GPS进行,其中央子午线取隧道中心经线为105°30’00”,高程投影面取隧道平均高程面为900 m,采用WGS84系统坐标系椭球参数。
外业工作分为1个整网,各测段之间采用边联结方式形成由三角形或大地四边形组成的带状网。
每个洞口布设至少3个点,周围视野开阔,对天通视情况良好,高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号;远离高于安置天线高度的树木、建筑物等阻挡卫星信号的障碍物。
点间距不少于400m,加密控制点标石埋设标准与精测网CPII控制点标石埋设规格及要求相同。
观测时将隧道洞口设计院交接的CPI、CPII控制点纳入GPS独立网中,整网为14个点,共有同步环6个。
2 洞外GPS网施测2.1 施测人员参加复测人员共6人,工程师2人,测量技术员4人,在进行洞外控制网施测前对参与测量人员进行了统一培训。
2.2 设备投入及外业测量洞外控制网施测量共投入天宝(Trimble)5800双频接收机4台套/组,标称精度:5mm+1ppm;投入天宝(Trimble)R4双频接收机2台套/组,标称精度:5mm+1ppm。
隧道洞外控制网按二等网观测,每个观测时段观测90min,每个同步环观测2个时段,采用静态相对定位模式观测,外业操作准确对中、整平仪器,每时段观测前后分别量取天线高,取两次量高的平均值。
隧道工程控制网方案设计

隧道工程控制网方案设计一、引言隧道工程作为交通基础设施的重要组成部分,对于城市交通和物流运输具有重要意义。
在隧道建设过程中,安全、稳定、高效的隧道工程控制是至关重要的。
隧道工程控制网方案就是为了确保隧道工程施工、运营和管理的顺利进行而设计的。
本文将从隧道工程控制网的概念和作用入手,讨论隧道工程控制网方案设计的相关内容。
二、隧道工程控制网概念和作用隧道工程控制网是指在隧道建设、运营和管理过程中,通过各种传感器、监控设备等技术手段构建的一套完整的监控和管理系统。
其作用主要包括以下几个方面:1. 实施工程施工监控:隧道工程施工期间,通过隧道工程控制网可以实时监测施工过程中的各项指标,提供施工现场管理人员的数据支持,及时发现和解决施工过程中的问题,确保施工过程的安全和质量。
2. 提供隧道运营监控:隧道建设完成后,隧道工程控制网可以实时监测隧道运营过程中的各项指标,包括交通流量、环境指标、设备状态等,为隧道运营管理提供数据支持,保障隧道运营的安全和高效。
3. 实现隧道工程远程管理:通过隧道工程控制网,可以实现对隧道工程的远程监控和管理,包括远程开关、远程巡检等功能,提高隧道工程的智能化水平,降低人力成本,提高管理效率。
三、隧道工程控制网方案设计的相关内容1. 隧道工程控制网方案设计的原则隧道工程控制网方案设计应遵循以下原则:(1)科学性原则:方案设计应立足于科学理论和实践经验,充分考虑隧道工程的特点和需求,确保方案设计的科学性和合理性。
(2)系统性原则:方案设计应综合考虑隧道工程建设、运营和管理的全过程,确保系统的完整性和协调性。
(3)实用性原则:方案设计应追求实用效果,注重技术的可操作性,为隧道工程的实际需求提供有效的解决方案。
2. 隧道工程控制网方案设计的步骤(1)需求分析:首先对隧道工程的需求进行全面分析,包括施工监控、运营监控、远程管理等方面的需求,明确隧道工程控制网的具体功能和要求。
(2)技术选型:根据需求分析结果,选择适合的监控设备和传感器等技术手段,包括数据采集设备、通信设备、监控系统等。
隧道控制点布网方案(单导线)

新建铁路广元至达州线巴中至达州段站前工程I 标段隧道洞内控制网布设方案编制:复核:审核:中铁七局集团巴达铁路站前I标段工程指挥部二0—年十月隧道控制点布网及测量方案一、测量依据1、《铁路工程测量规范》2、设计院提供的平面控制网点及水准网点得内业资料3、加密导线及水准点的内业资料4、隧道设计图纸二、工程概况中铁七局巴达铁路站前I 标段第二经理部管段内隧道共计13.5 座,分别为张家湾隧道、葫芦咀1#隧道、葫芦咀2#隧道、青龙咀隧道、南台山隧道、康家院隧道、徐家湾隧道、洞沟隧道、马耳梁隧道、南垭邱隧道、小罗家梁隧道、郭家沟隧道、潘家湾隧道、梨树坪隧道。
隧道为单线隧道,全长19.387 千米,,分别为:张家湾隧道出口1879 米、康家院隧道1571 米、南台山隧道2033 米、青龙咀隧道1031 米、徐家湾隧道4652 米、洞沟隧道1418 米、马耳梁隧道249 米、潘家湾隧道829 米、郭家沟隧道243 米、南垭邱隧道1693米、葫芦咀1#隧道784 米、葫芦咀2# 隧道674 米、小罗家梁隧道508 米、梨树坪隧道177 米。
三、施工工序流程1、主要测量工作及仪器配置①平面控制测量②高程控制测量③洞内开挖放样测量④断面超欠挖测量⑤贯通测量复测及控制测量使用测量仪器标2、测量人员配备及分工经理部总工文朝维为组长;许宜昌为副组长。
主要负责复测组织,管理及数据的上报复核。
注:各分部可根据自己管段内的施工情况调配人员组织,每日将测量情况及时汇报于经理部,以便经理部做好安排工作。
平面测量和导线布设由各个分部的小组完成,并按开挖进度进行复检。
四、主要测量工作及内容1、洞口平面测设为满足施工需要隧道洞外控制测量采用GPS结合CPI控制点对施工控制点进行加密,加密点在选点、加密、平差等个工序均应满足规范要求。
隧道平面控制测量的主要任务是保证隧道的精度与正确贯通,并定出施工中线。
选点是把图纸上设计的点位落实到实地,并根据实际地形进行修正。
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1前言隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。
为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道,这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
中国于1887~1889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮球岭隧道,是中国的第一座铁路隧道,长261米。
此后,又在京汉、中东、正太等铁路修建了一些隧道。
京张铁路关沟段修建的4座隧道,是用中国自己技术力量修建的第一批铁路隧道。
隧道施工测量的主要任务是保证对向开挖的隧道能按照规定的精度贯通并使各建筑物按照设计的位置修建;放样过程中仪器所标出的方向距离都是依据控制网和图纸上设计的建筑物计算出来的,因而在施工放样之前需建立具有必要精度的施工控制网。
2隧道概述2.1简介隧道隧道是指修建在地层中的地下工程建筑物。
它被广泛用于公路、铁路、矿山、水利、市政和国防等方面。
在高等公路建设中,为了满足技术标准,克服地形和高程上的障碍,改善公路的平面线形、提高车速、减少对植被的破坏、保护生态环境,避免山区公路的各种病害(如落石、坍方、雪崩、泥石流等),常常需修建隧道。
修建隧道既能保证线路平顺,行车安全,提高舒适性和节省运费,又能增加隐蔽性,提高防护能力和不受气候影响。
2.2隧道分类铁路隧道:500m以下为短隧道,500~3000m中隧道,3000~10000m长隧道,10000m 特长隧道公路隧道:500m以下为短隧道,500~1000m为中隧道,1000~3000m为长隧道,3000m以上为特长隧道3介绍施工控制网3.1施工控制网的特点工程施工中的测量工作与其他的一般测量工作不同,它要求与施工进度配合及时,满足施工的需要。
我们原有的测图控制网在布点和施测精度方面主要考虑满足测绘大比例尺地形图的需要,不可能考虑将来建筑物的分布及施工放样对点位的布设要求。
因此,在施工期间,这些测量控制点大部分会遭受破坏,即使被保留下来的,也往往不能通视,无法满足施工测量的需要。
而施工控制网是为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位,密度以及精度取决于建筑物的性质。
施工控制网与国家或城市控制网相比较,其最大的不同是:在精度上并不遵循“由高级到低级”的原则。
施工控制网具有控制范围小,控制点的密度大,精度要求高,使用频繁,受施工干扰大等特点。
(一)控制范围小,控制点密度大在勘测阶段,建筑物的位置还没有最后确定下来,通过勘测进行几个方案的比较,最后选出一个最佳方案。
因此,勘测时测量的范围较大,往往是工程建筑物实际范围的几倍到十几倍。
而在施工阶段,工程建筑物的位置已经确定,施工控制网的服务对象非常明确。
所以,施工控制网的范围比测图控制网的范围小得多。
(二)精度要求高施工控制网主要用于放样建筑物的轴线,有时也用于放样建筑物的轮廓点,这些轴线和轮廓点都有一定的精度要求。
施工控制网的精度远高于厕图控制网的精度。
这样高精度的控制网,要求图形坚强,有足够的多余观测,在电磁波测距仪和电子计算机广泛应用的条件下,边角网是建立施工控制网的一种好方案。
(三)使用频繁施工测量贯穿于施工过程的始终,工程建筑物往往在不同高度上具有不同的形状和尺寸。
施工中需要随时进行放样或检查其位置,在一个控制点上往往需要放样几十次甚至上百次。
例如在桥梁建设中,随着桥梁墩台浇筑的升高,在施工的不同过程和不同高度上,需要在控制点上进行多次放样。
可见,施工控制点较测图控制点使用频繁。
这就要求施工控制点稳定可靠,使用方便,在整个施工期间避免施工干扰和破坏,必要时可在控制点上设立观测墩,并设置固定的定向标志。
(四)受施工干扰大在施工场地上,施工人员来来往往,各种施工机械和运输车辆(如吊车,汽车等)川流不息,施工临时建筑物很多,这就给施工测量带来很多困难,经常造成视线不通视。
特别是现代化施工,常常采用交叉作业方法,工地上各种建筑物的高度相差和悬殊,这都将影响控制点的通视。
因此,不仅要求控制点要分布合理,而且要求控制点要有足够的密度,以便在施工放样中有充分选择控制点的余地。
3.2施工控制网分类施工控制网分为高程和平面控制网。
高程控制网采用水准网,为用各种等级的水准测量测定施工场地上的一系列水准点和其他高程控制点的高程,其密度要求安防一站水准仪即能测设所需要放样点的高程。
平面控制网可以布设成三角网、导线网、GPS控制网,建筑方格网等式。
①三角网对于地势起伏较大,通视条件较好的施工场地,可采用三角②导线网对于地势平坦,通视又比较困难的施工场地,可采用导线网。
③GPS网无需通视,所以布网限制条件较少,网形精度较高。
④建筑方格网对于建筑物多为矩形且布置比较规则和密集的施工场地,可采用建筑方格网。
平面控制网的布置形式随工程建筑物的种类而有所不同,例如大型桥梁施工控制网、隧道施工控制网、水利枢纽中的大坝施工控制网、大型工厂企业施工控制网等。
3.3施工控制网布设原则1分级布设,逐级控制;2 应有足够的精度;3 应有足够的密度;4 应有统一的规格;3.4施工控制网的精度施工测量的主要任务是放样,而放样的依据是施工控制网,所以施工控制网精度的确定,应从保证放样的精度要求来考虑。
而由于各种网形的测量仪器误差,布网方式等存在差异,所以实际误差要求也不尽相同。
如下面表格分别介绍了三角网,导线网,和建筑方格网的主要技术要求。
1三角网表 1 三角网的主要技术要求2导线网表 2 导线网的主要技术要求3GPS网表3GPS网的技术要求4建筑方格网表4 建筑方格网的主要技术要求4隧道施工控制网的布设4.1隧道工程施工的特点隧道工程施工,是一个复杂的系统工程,其特点是除洞口和洞门是在露天施工外,其余各项工程都在地下进行施工作业。
由于它空间有限,工作面狭小,光线暗,劳动条件差,施工难度较大。
而长隧道的施工需要通过竖向或侧向的通道(竖井、斜井、平峒)增加工作面,加快施工进度。
很多工作面同时施工时,测量人员应保证隧道最后正确贯通。
4.2隧道施工测量的主要任务隧道施工测量的主要任务是保证对向开挖的隧道能按照规定的精度贯通并使各建筑物按照设计的位置修建;放样过程中仪器所标出的方向距离都是依据控制网和图纸上设计的建筑物计算出来的.因而在施工放样之前需建立具有必要精度的施工控制网.4.3隧道地面控制网的布设隧道施工控制网的地面部分用以确定洞口点,竖井的近井点和方向照准点之间的相对位置,作为洞内控制网的真实数据。
网的图形向隧道轴线方向延伸,布网形式常采用以下几种形式:1狭长的三角网2边角混合网或环形导线网3 GPS控制网等但由于当今,铁路、公路都在高速发展,而且线路长和直是其特点,因此大量建筑长隧道也在所难免,传统的隧道控制测量方法费事和速度慢,而用于需要大量进行洞口区域连测的隧道测量却可以缩短工期获得很高的效益,同时能够保证隧道贯通的精度和建筑物的精度。
例如在我国晋南的云台山隧道,全长8.1公里,施测了GPS控制网,同地面控制网的坐标比较,较差小于10mm:又如奥地利在一条6公里长的公路隧道上,为了与地面测量比较,又用了GPS重测了ROPPEN隧道网,结果与地面网比较坐标互差为16mm:此外,日本山梨大隧道35公里,英吉利海峡大隧道,也都施测了GPS控制网.因此现在一般都采用GPS 控制网。
4.4隧道洞内控制网的布设隧道洞内狭长形状的空间使洞内控制网的设计没有选择的余地,只能采用支导线的形式。
为了进行检核,一般布设两个等级的导线。
在掘进的同时首先布设施工导线,为掘进指明方向,为其他施工提供依据;当隧道掘进至1~2km时,布设边长较长的,具有较高精度的主导线,用于检核及修正施工导线。
隧道在曲线部分时,可以跳站观测,构成跳点,最后在新点处交会,它不但能使测量数据有足够的可靠性,还可以提高导线的精度。
5 隧道GPS控制网5.1 GPS定位作业模式GPS定位作业模式可按照基准点的不同分为绝对定位模式和相对定位模式。
绝对定位是相对于GPS坐标系统(如WGS-84系)而言的,其观测值结果为三维坐标X,Y,Z;而相对定位是测站相对于某一点的定位,其观测值结果为GPS坐标系下的基线向量(三维坐标差);又可根据定位观测过程中天线所处状态(运动或静止)划分为动态定位或静态定位。
动态定位时观测天线处于运动中,定位结果实时计算输出或显示,但定位精度较静态低;静态定位在观测过程中,GPS接收机天线位置是不动的,其观测数据离线后处理,后获取定位结果。
5.2 GPS测量特点1 GPS测量定位是借助于后方距离空间交会原理定位。
进行精密控制测量至少需要使用3台或以上GPS接收机进行同步观测4颗或以上卫星,通过实时或后处理观测数据获取定位结果。
2具有实时绝对定位和实时相对定位特点。
用于隧道控制因为其相对精度高和可靠性高的要求,故予采用GPS静态相对定位方法实施。
3控制点间无需通视。
可直接把隧道两洞口投点联系起来,从而大大减少地面控制点的数量。
4 GPS定位相对精度高,尤其采用较长长度(≥1000m)测量基线边构成的控制网。
5 全天候作业。
自动化程度高,作业简便。
速度快。
6 控制网的图形结果简单,相应地观测工作量较常规测量手段大为减少。
7因5、6特点,可大幅度缩短测量生产工期,提高经济效益。
5.3 GPS网形分类GPS网的图形设计主要取决于用户的要求、经费、时间、人力和仪器等条件。
根据用途的不同,GPS网的图形可设计为点连式,边连式、网连式和边点混连四种。
1点连式点连式是指相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。
这种方式布点所构成的图形几何强度很弱,没有或极少有非同步图形闭合条件,一般不单独使用,多是和边连式一起使用。
2边连式边连式是指同步图形之间由一条公共基线连接。
这种布网方案,网的几何强度较高有较多的复测边和非同步图形闭合条件。
在相同的仪器台数条件下,观测时段数将比点连式大大增加。
这种布网方式在网点数较少,对于精度要求较高的情况下,如水库施工测量,高等级的城区控制网测量等,都可以采用这种布网方式。
3网连式网连式是指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接,这种方法需要4台以上的接收机。
这种布图方法的几何强度和可靠性指标相当高,但花费的经费和时间较多,一般仅用于高精度的控制测量,在一般的测量工作中不建议采用。
4边点混连式边点混连是指把点连式和边连式有机的结合起来,组成GPS网,既能保证网的几何强度,提高网的可靠指标,又能减少外业工作量,降低成本,是一种较为理想的布网方法。
5.4 GPS的基准设计GPS测量的直接观测量不是测点间的边长和角度,且其直接观测成果是属于WGS-84系下的,施工实用的坐标系统一般为地方坐标系的坐标值,因此,GPS网平差后需要把GPS网成果转化为地方坐标系中的坐标成果。