1、隧道洞外控制测量.
洞外GPS控制测量对隧洞贯通的误差影响分析
第八章洞外GPS控制测量对隧洞贯通的误差影响分析8.1 隧洞洞外控制测量的方法及特点8.1.1 隧洞性质及用途根据隧洞的性质和用途，隧洞的分类可分为：公路隧洞、铁路隧洞、水工隧洞、过江（河）隧洞等多种工程隧洞。
在水利工程中，较为常见的隧洞形式是输水隧洞，也就是在山体中或地下开凿的过水洞，其主要由进水口、洞身和出口段组成。
进出口布置、洞线选择以及洞身断面的形状和尺寸，受地形、地质、地应力、枢纽布置、运用要求和施工条件等因素所制约，需要通过技术经济比较后确定。
一般情况下隧洞断面大小不一，施工工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。
隧洞控制测量包括洞外和洞内两部分，每一部分又可分为高程和平面控制。
洞外平面控制测量常采用三角网（三角锁的形式较为常见）、电磁波测距导线或GPS网。
隧洞控制测量的主要目的在于，保障隧洞的正确贯通，即确保两个或两个以上的掘进工作面在预定地点正确衔接连通。
精度要求主要取决于隧洞贯通精度的要求、隧洞长度与形状、开挖面的数量以及施工方法等。
图8.1 隧洞开挖方式（a、b、d为平洞；c为竖井；e为斜井）隧洞属于地下工程，一般情况下隧洞进行相向开挖，有时为了加快施工进度，需要增加工作面，在隧洞中心线上增开竖井，或者在适当的地方向中心线开挖平洞或斜洞，有几个洞口同时相向或相背开挖（图8.1）。
开挖时互相不通视，要求在洞轴线的某一点贯通，这样需要严格控制开挖的方向和高程。
因此隧洞施工测量的基本任务是：建立平面和高程施工控制网，标定隧洞中心线，指示开挖方向，确定坡度，保证按规定的精度贯通，使隧洞断面几何形状符合设计要求。
8.1.2 洞外控制测量布设的方法及特点洞外控制测量一般布设成独立网。
进行地面控制测量的目的，是为了确定隧洞洞口位置，并为确定中线掘进方向和高程放样提供依据，它包括平面控制测量和高程控制测量。
(1)洞外控制网布设步骤1)收集资料需要收集的资料很多，包括在该区的大比例尺地形图、路线的平面图、以前的地面控制资料，以及气象、水文、交通资料等等。
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、质量管理质量管理组织机构框图项目经理专家顾问项目总工程师 主管工程师平面位置测量负人高程测量负责人产及施工保证）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标段测量队实审定复核c 质量检查负责人丁 •（质量监督、检查、资料整理、报告洞外控制测量采用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。
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。
隧道洞外平面和高程控制测量
导线 的 角度 通 常采 用Ｊ 经 纬 仪 ， 以测 回法进 行观 测 。 洞外 导线的量 距精度 要求较高 。 —般 要求ｌ ０ ／１ ００ ／５ ０ １ ０ ０ 。 ０ 在 山岭 地 区 以钢 尺 丈量 达 到 这样 的精 度 是较 为 困难 的 。过 去 曾 采 用２ｍ 钢横 基 尺 以视 差 法测 距 ； 可用 经 过 检 定 的钢 尺 或 铟 铟 还
来 ， 为开 挖放样 的依 据 。随着 坑道 的 向前 掘进 ， 将 洞 口控 制 作 必须 桩坐 标 、 向及洞 口水 准点 的高 程传 递到洞 内 ， 用导 线测 量 的方 方 再 法建 立洞 内的平 面控 制 ， 准 测量方 法建 立高 程控 制 。 用水
１ 洞 外平 面 控 制测 量
正倒镜分中延 长直线法或拨 １０ ８。分 中取平均点位 的方法从一
端 洞 口的控 制 点 向另 一端 洞 口的延长 直 线 。如 图２ 示 。 所
点（ 包括洞 Ｉ插点及其附近的三角点 ， ＝ １ 导线点） 。以便于进洞时进
行 检测 ， 某个 点 在施 工 中被 破 坏后 ， 于 补测 。 或 易
中线 法 就是 在 隧 道洞 顶 地 面 上 用直 接 定 线 的方 法 ，把 隧 道
的中线 ， 每隔一定距离用控制桩精确地标定在地面上 ， 作为隧道
施 工 引测 进洞 的依据 。如 图 １ 示 。 所
▲ 、 ● ｔ
曲线交点上的总偏角可根据导线测量结果计算 出来 ，据此可将 定测 时所测得 的总偏 角加 以修正 ，用得到的较精确的数值来求
钢基线尺设置短基线的视差法测距方法。如今大都用全站仪测
距。
１３ 三 角 测 量 法 ．
距离可用钢尺直接丈量或采用测距仪等方法取得，但应保证其 相对精度不低于１ ４００ ／ 。施工时将经纬仪置于洞 口控制桩Ａ ０ 或
2020年一级建造师铁路实务真题及解答(最全)
2020年全国一级建造师执业资格考试铁路工程管理与实务真题及解答（最全）一、单项选择题（共20题，每题1分。
每题的备选项中，只有1个最符合题意）。
1．下列属于隧道竣工测量内容的是（）。
A．中线贯通测量B．隧道洞内高程测量C．CPIII控制网测量D．隧道洞内平面控制测量答案：A。
解析：隧道工程施工需要进行的主要测量工作包括以下几部分内容：1）洞外控制测量；2）洞外、洞内的联系测量；3）洞内控制测量；4）隧道洞内的施工测量；5）竣工测量。
隧道竣工测量内容包括洞内CPII控制网测量、水准贯通测量、中线贯通测量和横断面测量。
隧道长度大于800m的隧道竣工后，应按规范要求进行洞内CPII控制网测量（P13）。
2．混凝土的立方体抗压强度试验，三个试件强度为33MPa、40MPa、41MPa，该组试件的强度代表值为（）。
A．33B．38C．40D．41答案：C。
解析：混凝土的立方体抗压强度试验应根据现行国家标准《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T50081—2019的规定执行。
每组混凝土试件强度代表值的确定，应符合下列规定：（1）取三个试件强度的算术平均值作为该组试件的强度代表值。
（2）当一组试件中强度的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值做为该组试件的强度代表值。
（3）当一组试件中强度的最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%时，该组试件的强度不应做为评定的依据（P24）。
3．主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准的是（）。
A．CP0B．CPIC．CPIID．CPIII答案：D。
解析：新建250~350km/h高速铁路工程测量平面控制网应在框架控制网（CP0）基础上分三级布设，第一级为基础平面控制网（CPI），主要为勘测、施工、运营维护提供坐标基准；第二级为线路平面控制网（CPII），主要为勘测和施工提供控制基准；第三级为轨道控制网（CPII），主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准（P6）。
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。
隧道洞外控制测量
、隧道洞外控制测量————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：隧道洞外控制测量QB/ZTYJGYGF-SD-0401-2011第五工程有限公司谯生有1 前言1.1工艺工法概况随着测量技术的发展和测量器具的更新，隧道洞外控制测量技术得到了日新月异的发展。
隧道平面洞外控制测量最初是通过铟钢线尺测量基线然后用高精度经纬仪测角布设三角锁进行控制测量，70年代以来，随着红外测距仪广泛应用于测量领域，精密导线测量逐渐取代劳动强度大的三角锁测量而成为隧道洞外控制测量的主要方法，90年代以后，GPS静态精密定位技术逐渐应用于隧道洞外平面控制测量，目前，隧道平面控制测量优先选用GPS技术，只有部分中短隧道洞外平面控制测量使用导线测量。
洞外高程控制测量长期以来一直采用几何水准测量的方法，红外测距仪、全站仪广泛使用后，光电测距三角高程广泛用于中长隧道高程控制测量，对于测量精度要求高的特长隧道目前仍然采用几何水准测量。
1.2工艺原理通过在各开挖洞口布设控制点，并采用相应的测量设备和技术方法测量控制点的坐标及高程，从而建立隧道各开挖面之间的空间几何关系，为洞内控制测量提供测量基准，确保隧道施工过程中测量控制及贯通精度。
2 工艺工法特点基于测量设备的更新换代，摒弃了选点困难劳动强度大的三角测量技术，优先采用GPS技术进行洞外平面控制测量，无需翻山越岭即可实现洞外平面控制测量，大大提高了测量效率，降低了测量成本。
根据隧道贯通精度要求，在满足贯通精度的条件下，洞外高程控制测量采用光电测距三角高程测量，对精度要求高的特长隧道、高速铁路隧道，洞外高程控制测量采用精密几何水准测量，既能满足精度要求，又能最大限度提高测量效率。
3 适用范围适用于铁路、公路、地铁、水利、水电、矿山等隧道工程洞外控制测量。
4 主要引用标准《铁路工程测量规范》TB10101《高速铁路工程测量规范》TB 10601 《城市轨道交通工程测量规范》GB50308 《公路勘测规范》JTG C10《水利水电工程测量规范（规划设计阶段）》SL 197 《工程测量规范》GB 50026 5 洞外控制测量施测方法洞外平面控制测量采用导线测量、GPS 测量施测，高程控制测量采用光电测距三角高程或几何水准测量施测。
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项目
横向贯通误差
高程贯通误差
相相开挖隧道长度
（km）
L＜4
4≤L
＜7
7≤L
＜10
10≤L
＜13
13≤L
＜16
16≤L
＜19
19≤L
＜20
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
80
18
洞内贯通中误差（mm）
40
50
65
80
105
135
160
17
洞内外综合贯通中误差
50
65
80
100
125
160
180
25
贯通限差（mm）
100
130
160
200
250
320
360
50
注：本表不适用于利用竖井贯通的隧道，利用竖井贯通的隧道还应考虑竖井联系测量误差的影响；相向开挖长度大于20km的隧道应作特殊设计。
2洞外控制网技术设计内容
1）根据洞外控制测量的横向贯通中误差，结合实际布网条件估算贯通误差，设计洞外平面控制网的精度等级。
测角中误差（″）
边长相对中误差
洞外
GPS测量
一
6～20
1.0
1/250 000
二
4～6
1Байду номын сангаас3
1/180 000
三
＜4
1.7
1/100 000
导线测量
二
6～20
1.0
1/200 000
4～6
1/100 000
三
＜4
1.8
1/80 000
四
1.5～4
2.5
1/50 000
4 洞外高程控制网设计要素
表3洞外高程控制网设计要素
3适用范围
适用于铁路、公路、地铁、水利、水电、矿山等隧道工程洞外控制测量。
4主要引用标准
《铁路工程测量规范》TB10101
《高速铁路工程测量规范》TB 10601
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308
《公路勘测规范》JTG C10
《水利水电工程测量规范（规划设计阶段）》SL 197
《工程测量规范》GB 50026
1隧道贯通误差的分类及其限差
隧道的贯通误差包括：纵向贯通误差、横向贯通误差、高程贯通误差。其在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差，在垂直于中线方向的投影长度称为横向贯通误差，在高程方向的投影长度称为高程贯通误差。
在测量过程中，最重要的是横向误差和高程贯通误差，根据两开挖洞口间的长度,《铁路工程测量规范》规定横向贯通误差和高程贯通误差的限差如表1。
2）根据洞外控制测量精度估算贯通误差，估算洞外控制网测量的横向贯通误差影响值。
3）高程控制网测量设计应根据勘测选的洞外高程路线长度和洞内贯通长度，估算洞外高程贯通误差，确定洞外高程测量精度。
3洞外平面控制网设计要素
表2洞外平面控制网设计要素
测量部位
测量方法
测量等级
适用长度（km）
洞口联系边方向中误差（″）
6工艺流程及操作要点
6.1量测工艺流程
洞外控制测量前应收集隧道设计资料，已有测量成果资料，并根据隧道规模、贯通精度要求等进行方案设计，确定控制测量方案。测量流程如图1：
图1洞外控制测量流程
6.2操作要点
6.2.1收集资料
测量前，应收集有关规范、标准及隧道所在地区的大比例尺(1：2000～1：5000)地形图、隧道所在地段的线路平面图、隧道的纵横断面图，各竖井、斜井或水平坑道和隧道的相互关系位置图，隧道施工的技术设计以及各个洞口的机械、地面构筑物布置的总平面图等。其次还应收集勘测单位过去所完成的测量资料或巳做过的地面控制资料。最后还要收集隧道地区的气象、水文，地质以及交通运输等方面的资料。
5洞外控制测量施测方法
洞外平面控制测量采用导线测量、GPS测量施测，高程控制测量采用光电测距三角高程或几何水准测量施测。中长隧道洞外控制网可布设为平面、高程三维网，平面控制网与光电测距三角高程网“两网合一”进行观测，导线网闭合环的边数宜为4～6条。隧道洞外平面控制测量应优先采用GPS测量，GPS测量点与点之间无需通视，在隧道各开挖洞口布设3个以上控制点，由大地四边形或三角形网构成GPS带状网。对精度要求高的特长隧道、高速铁路隧道，洞外高程控制测量采用精密几何水准测量方法施测。
测量部位
测量等级
两开挖洞口间高程路线长度（km）
每千米高程测量偶然中误差（mm）
洞外
等收集完资料后，测量人员就应该对该工程有了一个比较详细的了解，作到心中有数，控制网该怎么布设、采用什么仪器、控制网的等级、控制误差的调整等等。
6.2.2洞外控制测量方案设计
根据相应工程测量规范，按照横向贯通中误差进行平面控制网设计，估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值，并进行洞内测量设计。水准路线大于5000m时，应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计。测量设计应结合隧道长度、平面形状、辅助坑道位置及线路经过的位置以及线路通过地区的地形和环境条件、测量设备、人员情况，以满足隧道洞外控制测量精度为主要指标选择合理的测量方法，确定测量技术指标及技术要求。
隧道洞外控制测量
QB/ZTYJGYGF-SD-0401-2011
第五工程有限公司谯生有
1前言
1.1工艺工法概况
随着测量技术的发展和测量器具的更新，隧道洞外控制测量技术得到了日新月异的发展。隧道平面洞外控制测量最初是通过铟钢线尺测量基线然后用高精度经纬仪测角布设三角锁进行控制测量，70年代以来，随着红外测距仪广泛应用于测量领域，精密导线测量逐渐取代劳动强度大的三角锁测量而成为隧道洞外控制测量的主要方法，90年代以后，GPS静态精密定位技术逐渐应用于隧道洞外平面控制测量，目前，隧道平面控制测量优先选用GPS技术，只有部分中短隧道洞外平面控制测量使用导线测量。洞外高程控制测量长期以来一直采用几何水准测量的方法，红外测距仪、全站仪广泛使用后，光电测距三角高程广泛用于中长隧道高程控制测量，对于测量精度要求高的特长隧道目前仍然采用几何水准测量。
1.2工艺原理
通过在各开挖洞口布设控制点，并采用相应的测量设备和技术方法测量控制点的坐标及高程，从而建立隧道各开挖面之间的空间几何关系，为洞内控制测量提供测量基准，确保隧道施工过程中测量控制及贯通精度。
2工艺工法特点
基于测量设备的更新换代，摒弃了选点困难劳动强度大的三角测量技术，优先采用GPS技术进行洞外平面控制测量，无需翻山越岭即可实现洞外平面控制测量，大大提高了测量效率，降低了测量成本。根据隧道贯通精度要求，在满足贯通精度的条件下，洞外高程控制测量采用光电测距三角高程测量，对精度要求高的特长隧道、高速铁路隧道，洞外高程控制测量采用精密几何水准测量，既能满足精度要求，又能最大限度提高测量效率。