贯通测量设计项目说明书.doc

目 录1 编制根据2 2 工程概况23 平面控制24 高程控制4 5 施工放样46 横向贯通中误差估算与分析和控制点观测办法4 7 洞内、外水准高程测量对竖向贯通中误差估算和分析88 洞内、外控制所有贯通测量中误差计算89 所有贯通测量中误差估算总结910 附隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标9汤南隧道贯通测量技术设计书1 编制根据1.1工程测量规范（GB50026-）；1.2公路勘测规范（JTG C10-）；1.4 公路隧道施工技术规范（JTJ04294）；1.5 桃江核电厂进厂道路标段洞冲里隧道施工设计图纸（重要是隧道轴线平面控制点及曲线要素表、纵断面设计高程数据和施工设计图）；1.6 隧道洞口地形及洞外已知控制点点位实际状况等。2 工程概况桃花江核电厂进厂道路工程是桃花江核电前期工程构成某些，道路全长7.331Km，其中标段1.6km，涉及785m道路和815m隧道。本标段洞冲里隧道位于线路交点JD1与JD2间连线直线上，里程桩号为K0+650K1+465，全长815m，属于中型隧道，单向纵坡i=-1.98%，设计开挖断面为四心圆拱形，上半圆R=7.026m/7.096m，左右边墙R=12.526m/12.596m，仰拱R=15.300m。隧道进口坐标：X=3157775.546，Y= 599165.727，H=107.933；出口坐标：X=3158177.782，Y=598456.904，H=91.773。3 平面控制3.1 平面控制点布设在隧道口附近，工程勘测设计时已布测并移送平面GPS四等控制点4个，其点名和坐标见表1，两点间能互相通视。依照既有地面控制点及公路勘测规范（JTG C10-）等施工测量规范和设计、业主等规定和规定，并结合本工程线形特点及施工工艺实际状况、到场使用测量设备级别等，拟沿隧道轴线方向布设控制支导线（见隧道洞内外控制网点布置示意图中附图1），所布设控制导线网点概算坐标见附表13。3.2 选点埋石依照规范规定，洞内控制导线在布设时，其平均边长控制在300m且相邻边长、短边长之比不不不大于3：1，以减小短边对测角精度影响。洞内控制点埋设在隧道底板稳固洞冲里隧道GPS四等控制点坐标及高程一览表 表1点名X（m）Y（m）H（m）距洞口水准路线长GP013157258.101599508.712110.775GP023157534.725599372.23499.604320GP053158634.598598078.32571.557GP063158804.603598066.14067.469620硬质基岩上，沿隧道轴线用电钻垂直打眼入基岩40cm，埋设22钢筋并用混凝土浇注，点顶部刻十字作为点之记且顶部高出隧道底板施工标高面5cm以上，同步在洞壁用红油漆标明点号，以便于寻找。3.3 控制点施测技术规定严格按照工程测量规范（GB50026-）和公路勘测规范（JTG C10-）等中规定进行测设操作。导线观测仪器采用通过鉴定合格且符合本工程控制导线测量规定日产R-322宾得全站仪（仪器编号853040）进行水平方向角及边长测量，水平方向角按导线量测时迈进方向观测左右角，奇数站测左角，偶数站测右角；边长进行对向量测，计算时对观测值进行仪器加、乘常数改正。控制导线观测技术规定见表2、表3及表4。DJ2级仪器水平角方向观测法技术规定 表2两次照准读数差半测回归零差一测回中2C较差同方向值各测回互差38139级测距仪边长测距作业技术规定 表3气象数据测定一测回间较差限值（mm）测 回 间较差限值（mm）来回观测较差限值（mm）温度最小读数（）气压最小读数（Pa）测定期间间 隔数 据取 用1.0100每边观测始 末每边两端平 均 值572（abD）导线测量重要技术规定 表4级别测角中误 差方向角闭合差导线长度平均边长水平角DJ2型仪器测回数测 距中误差全长相对中误差测距规定测距仪级别测回数四等2.51.8km300m67mm1:3500022一级5.02.4km300m210mm1:17000224 高程控制4.1 已知地面控制水准点 工程勘测设计时已在隧道洞口附近各布测了两个四等水准点，其数据见表1。经复测两点间高差精确可靠，点位未发生沉降，水准点距洞口进洞投点（第一种洞内控制点）距离见表1。4.2 水准点布测水准高程控制点布设在平面控制导线点上，采用已鉴定合格苏州一光仪器有限公司生产DSZ2水准仪（仪器编号209872）配3m木水准尺按四等水准规范精度规定进行来回观测，水准高程测设随工程施工进度及时跟进，并定期进行复测检核。4.3 级别水准测量技术规定（见表5）级别水准测量技术规定 表5级别M（mm）MW（mm）仪器型号木水准尺观测办法观测顺序观 测 次 数来回较差或闭合差（mm）与已知点联测环线或附合平丘地山地四510DS3双面中丝读数法后后前前往 返往20L1/25n1/2五1020DS3双面单面中丝读数法往 返往30L1/210n1/25 施工放样 运用洞内导线控制点用全站仪配合水准仪施测隧道中线及断面圆心点，水准高程点控制开挖腰线；依照隧道中线、断面圆心点及腰线，由于隧道处在直线上且为单向纵坡，因此运用Casio fx-4500P编程计算，采用拨角法放样出开挖断面轮廓线，同步用全站仪测出开挖断面核心控制点（拱顶点、圆心水平处腰线点及低脚点等）坐标，由计算器反算有关值来检核拨角法所放开挖轮廓线精度。在放样前及过程中对设计图纸与现场量测断面尺寸数据应重复校核，保证施工放样精度满足规范规定。6 贯通中误差估算与分析和控制点观测办法 依照工程测量规范及公路勘测规范等中对隧道施工贯通中误差估算规定，隧道相向开挖长度在4Km内贯通中误差分派值见表6。洞冲里隧道进洞口至出洞口长度为815m，隧道为单向纵坡，i=-1.98%。因纵向贯通误差对计算直线型隧道只影响中线方向里程桩号而不影响隧道贯通，因此本次对隧道贯通面就不进行纵向贯通中误差估算。隧道相向掘进开挖长度不大于4Km时贯通中误差分派值 表6误差名称横向（mm）竖向（mm）洞外测量2525洞内测量4525所有贯通测量50356.1 洞外、内控制导线网点和边长投影到贯通面上相对坐标系拟定依照洞冲里隧道施工实行性组织设计方案施工进度筹划安排，隧道掘进开挖筹划由隧道进、出口对向掘进施工，即隧道进口方向施工1500米即K72+000K73+500段，隧道出口方向施工1573米即K73+500K75+073段。因而，本隧道进洞口点至隧道贯通面K73+500洞内施工控制导线总长度为1500米，出洞口点至隧道贯通面K73+500洞内施工控制导线总长度为1573米。6.1.1隧道贯通面相对坐标系依照汤南隧道实行性施工组织设计方案，隧道掘进开挖由由隧道进、出口对向掘进施工，因而，汤南隧道掘进开挖施工只有1个贯通面。贯通面平面数据见附图1及表12，其方位角为2402534.95。因而，隧道贯通面相对坐标系为：纵坐标X轴为过隧道洞外GPS控制点GP01并平行于线路交点JD1至JD2连线（即隧道轴线）方向射线，其方位角为1502534.95；横坐标 Y轴为过洞外GPS控制点GP01与纵坐标X轴垂直射线，其方位角为2402534.95，详细布置见附图1。6.2 洞外控制导线测量对横向贯通中误差估算 依照高速铁路工程测量规范（TB10601-）可知，本标段GPS地表二等控制点测边相对中误差ms=（a2+(bS)2）1/2，其中取a=5mm、b=0.5ppm，并且GPS控制网测量只存在基线观测边长相对中误差，因此只把已知GPS相邻点边长投影到贯通面上，求得其边到贯通面投影长度。本标段洞外GPS控制网相邻点边投影到贯通面投影长度见表8。洞外控制点和边投影到贯通面垂距和投影长度 表8位置边 号控制点边反算距离(m)控制点边至贯通面投影长度（m）进口CPI131-1CP131-2597.014503出口CPI32-1CPI32-2765.4316266.2.1洞外GPS控制点对贯通面横向贯通中误差 隧道洞外GPS控制点对贯通面横向贯通中误差计算时，其边长相对中误差精度指标按公路勘测规程中四等控制网精度指标进行计算，计算公式如下： My外=(（dy2ms2/S2）1/2，ms =（a2+(bS)2）1/2（a=5mm,b=0.5ppm）。 洞外GPS控制点对本标段大季头隧道贯通面横向贯通中误差值为：My外=(（5032(52+ 0.520.5970142/10-12) /597.0142+6262(52+0.520.7654312/10-12) /765.4312）1/2=5.7 mm25mm，即满足规范规定规定。6.3 洞内导线测量对横向贯通中误差估算对洞冲里隧道贯通面洞内控制导线，分别按四等和一级导线测量精度进行横向贯通中误差值估算，其隧道洞内导线点及导线边投影到贯通面计算成果列于表9，贯通面横向贯通误差值估算成果见表10。汤南隧道贯通面洞内导线点及导线边投影计算表 表9点 号导线点至贯通面垂距m边 号导线边至贯通面投影长度mCPI31-2758CPI31-2J01128J01644J01 J0221J02460J02 J030J03190J03 J040J04J04 J050J05J05贯通面0贯通面0贯通面 J060J06J06 J070J07J07 J080J0880J08 J090J09355J07 J1090J10663J10 CPI32-1120CPI32-1910RX22637094dy239325汤南隧道洞内导线测量对贯通面横向贯通中误差估算表 表10贯通面导 线等 级m ms/sm/(Rx2)1/2 (mm)ms/s (dy2)1/2(mm)(m/)2Rx2+( ms/s)2dy21/2(mm)K73+500四等2.5 1/3500021.36.522.645一级5.0 1/1700036.710.839.4456.4 横向贯通中误差成果分析及观测办法6.4.1 横向贯通中误差成果分析及控制导线级别拟定-从6.3中表10洞内导线测量总横向贯通中误差估算成果来看，采用测角中误差m=5.0、边长测距相对中误差mS/s=1/17000一级导线作为洞内基本控制导线，完全满足隧道贯通误差规范规定。但考虑到隧道洞外GPS控制点精度及所用两点间边长较短，加上隧道施工测量作业环境条件局限性，为避免影响隧道贯通精度，提高隧道横向贯通误差保险系数，结合施工现场测量仪器精度级别，拟定隧道洞内控制导线测量级别采用四等导线规范测量技术规定进行施测。6.4.2 洞内导线应采用观测办法6.4.2.1 水平角观测从表10中横向贯通中误差影响值计算中可以看出：m(Rx2)1/2/值比ms(dy2)1/2/s值大诸多，这就阐明控制导线测角误差对横向贯通中误差影响大，因此要特别注意导线水平角观测精度，应选用测角精度高测量仪器，并且观测过程中要仔细对中、照准以减少粗差，并严格按规范进行测量操作，即洞内控制导线水平角测量时采用左、右角全圆观测法，也就是按导线迈进方向奇数测回测左角、偶数测回测右角，这样测角测回数相应地增长而测角精度也将提高，所测左、右角方向值取中数后相加与理论值360度可以进行比较，增长了一种评估测角精度与否符合规范规定误差判断条件，这样测量水平角精度比常规只观测左角精度有提高。6.4.2.2 边长量测对于导线测边精度，采用相应级别全站仪进行边长对向来回观测都可以满足规范和施工实际误差精度规定。观测边长计算时，必要按规范规定进行温度、气压和加、乘常数改正；在隧道内观测环境条件恶劣状况下，对温度和气压量测要使用适合施工条件和规范规定仪器，同步可恰本地通过增长边长观测测回数来提高测距精度。6.4.3 洞内控制导线观测详细办法隧道洞内控制导线测量，采用徕卡TS09全站仪进行观测，其测角级别为DJ1型1秒级；测距标称精度为1+1.5ppm，属级测距精度级别。依照高速铁路测量规范等规定， 四等控制导线用DJ1型仪器观测水平角应测6个测回，且水平角观测时，应按导线迈进方向测量左、右角各测3个测回，即奇数测回观测左角、偶数测回观测右角；边长距离量测应进行来回对向观测且每次观测2个测回。7 洞内、外水准高程测量对竖向贯通中误差估算和分析7.1 洞外水准高程测量对竖向贯通中误差估算依照高速铁路测量规范规定，竖向贯通中误差Mh18mm，其计算公式为：Mh=m(L)1/2，m=5mm/Km。由表1知隧道洞外二等水准点距进、出洞口第一种水准点距离，故其对洞冲里隧道贯通面竖向贯通误中误差值见表11。洞外水准点对洞冲里隧道贯通面竖向贯通误差值计算表 表11位置洞外水准点洞口水准点间距m Mh(mm)评 定进洞口GP02J023202.8Mh外=4.8 mm25mm出洞口GP05J056203.97.2 洞内水准高程测量对竖向贯通中误差估算 依照设计图纸及实行性施工组织设计方案进度筹划安排，汤南隧道进洞口向洞内水准路线由隧道进洞口水准点J02引入，其至贯通面水准路线长L=1.5Km；出洞口向洞内水准路线由隧道出洞口水准点J05引入，其至贯通面水准路线长L=1.573Km。现按四等水准测量规范精度估算隧道洞内水准测量对贯通面竖向贯通中误差，其值见表12。洞内水准点点对洞冲里隧道贯通面竖向贯通误差值计算表 表12位 置 洞口水准点洞内水准点间距Km Mh(mm)评 定进洞口J02K1+1100.4603.4Mh内=4.5 mm25mm出洞口J05K1+1100.3553.07.3 竖向贯通中误差估算成果分析由7.2表12可知，洞内水准高程控制级别采用四等水准测量完全可以达到竖向贯通中误差规范精度规定。8 洞内、外控制所有贯通测量中误差计算洞内、外控制测量误差对贯通面横向、竖向贯通中误差总影响值为：横向贯通中误差：MY总=(My洞外2+ MY出2)1/2=(5.02+20.52)1/2=21.1mm50mm。竖向贯通中误差：Mh总=(Mh洞外2+ Mh内2)1/2=(4.82+4.52)1/2=6.6mm35mm。9 所有贯通测量中误差估算总结 从第8条中所有贯通测量中误差计算成果可知，洞外GPS二等控制网点（平面和高程）和洞内采用四等导线、四等水准高程控制测量精度洞内控制网级别，完全能满足汤南隧道横向、竖向贯通误差精度规定。10 附隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标见附图1及表13。洞冲里隧道进洞口至隧道贯通面洞内控制导线网点概算坐标 表13点 名X（m）Y（m）H（m）备 注GP013157258.101599508.712已知GPS点GP023157534.725599372.234已知GPS点J013157702.525599336.069洞外控制转点，桩号K0+464（TH20点附近）J023157775.546599165.727隧道轴线上基本控制导线点，桩号K0+650J033157908.802598930.902隧道轴线上基本控制导线点，桩号K0+920贯通面3158002.575598765.654贯通面轴线点，桩号K1+110J043158042.058598696.077隧道轴线上基本控制导线点，桩号K1+190J053158177.782598456.904隧道轴线上基本控制导线点，桩号K1+465J063158408.193598233.259洞外控制转点，桩号K1+786（TH22点附近）GP053157634.598598078.325已知GPS点GP063158804.603598066.140已知GPS点 附图1： 隧道洞内外控制网点平面布置示意图