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………………………………………………………………………2
3 平面控制………………………………………………………………………2
4 高程控制………………………………………………………………………4 5 施工放样………………………………………………………………………4
6 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…………………8
8 洞内、外控制所有贯通测量中误差计算……………………………………8
9 所有贯通测量中误差估算总结………………………………………………9
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………………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》（JTJ042—94）；
1.5 桃江核电厂进厂道路Ⅰ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Ⅰ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+650～K1+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
GP01
3157258.101
599508.712
110.775

GP02
3157534.725
599372.234
99.604
320
GP05
3158634.598
598078.325
71.557

GP06
3158804.603
598066.140
67.469
620

硬质基岩上，沿隧道轴线用电钻垂直打眼入基岩40cm，埋设φ22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
3″
8″
13″
9″

Ⅱ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
1.0
100
每边观测
始 末
每边两端
平 均 值
5
7
2（a＋b×D）

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
2.5″

1.8km
300m
6
7mm
1:35000
2
2
一级
5.0″

2.4km
300m
2
10mm
1:17000
2
2

4 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
MΔ
（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
±5
±10
DS3
双面
中丝读数法
后后前前
往 返
往
±20L1/2
±5n1/2
五
±10
±20
DS3
双面
单面
中丝读数法
—
往 返
往
±30L1/2
±10n1/2

5 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
±25
±25
洞内测量
±45
±25
所有贯通测量
±50
±35

6.1 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+000～K73+500段，隧道出口方向施工1573米即K73+500～K75+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240°25′34.95″。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150°25′34.95″；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240°25′34.95″，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+(b×S)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
CPI131-1~CP131-2
597.014
503
出口
CPI32-1~CPI32-2
765.431
626
6.2.1洞外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=±(∑（dy2×ms2/S2）1/2，ms =±（a2+(b×S)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+ 0.52×0.5970142/10-12) /597.0142+6262×(52+0.52×0.7654312/10-12) /765.4312）1/2=±5.7 mm＜±25mm，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m
CPI31-2
758
CPI31-2~J01
128
J01
644
J01~ J02
21
J02
460
J02~ J03
0
J03
190
J03~ J04
0
J04

J04~ J05
0
J05

J05~贯通面
0
贯通面
0
贯通面~ J06
0
J06

J06~ J07
0
J07

J07~ J08
0
J08
80
J08~ J09
0
J09
355
J07~ J10
90
J10
663
J10~ CPI32-1
120
CPI32-1
910

∑RX2
2637094
∑dy2
39325

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
mβ
ms/s
mβ/ρ(∑Rx2)1/2
(mm)
ms/s (∑dy2)1/2
(mm)
[(mβ/ρ)2∑Rx2+( ms/s)2∑dy2]1/2
(mm)
K73+500
四等
±2.5
1/35000
±21.3
±6.5
±22.6＜±45
一级
±5.0
1/17000
±36.7
±10.8
±39.4＜±45
6.4 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
mβ=±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：mβ(∑Rx2)1/2/ρ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Ⅰ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Mh＜±18mm，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
GP02
J02
320
±2.8
Mh外=±
=±4.8 mm＜±25mm
出洞口
GP05
J05
620
±3.9

7.2 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
J02
K1+110
0.460
±3.4
Mh内=±
=±4.5 mm＜±25mm
出洞口
J05
K1+110
0.355
±3.0

7.3 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=±21.1mm＜±50mm。
竖向贯通中误差：Mh总=±(Mh洞外2+ Mh内2)1/2=(4.82+4.52)1/2=±6.6mm＜±35mm。
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
GP01
3157258.101
599508.712

已知GPS点
GP02
3157534.725
599372.234

已知GPS点
J01
3157702.525
599336.069

洞外控制转点，桩号K0+464（TH20点附近）
J02
3157775.546
599165.727

隧道轴线上基本控制导线点，桩号K0+650
J03
3157908.802
598930.902

隧道轴线上基本控制导线点，桩号K0+920
贯通面
3158002.575
598765.654

贯通面轴线点，桩号K1+110
J04
3158042.058
598696.077

隧道轴线上基本控制导线点，桩号K1+190
J05
3158177.782
598456.904

隧道轴线上基本控制导线点，桩号K1+465
J06
3158408.193
598233.259

洞外控制转点，桩号K1+786（TH22点附近）
GP05
3157634.598
598078.325

已知GPS点
GP06
3158804.603
598066.140

已知GPS点

附图1： 隧道洞内外控制网点平面布置示意图