1、 毕 业 设 计 论 文题 目: 函谷关隧道工程测量设计 学 院: 测绘工程学院 专 业: 测绘工程 姓 名: 学 号: 0614092 指导老师: 完成时间: 2013年5月12日 摘 要隧道工程测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。本文主要阐述施工建造阶段的测量工作。峪园隧道全长2714m,单洞双向通行,是进入张家界森林公园的必经之地,地理位置十分重要。该隧道所在地形比较复杂,属于一个多山的地区。而且大部分属于喀斯特地貌,为保证隧道能按规定的精度正确贯通,根据隧道施工要求的精度和施工顺序进行相应的测量,首先根据隧道线路的形状和主洞口、辅助洞口、转折点的位
2、置进行洞外施工控制网和洞口控制网的布没及施测,再进行中线进洞关系的计算及测量,随着隧道向前延伸而阶段性地将洞内基本控制网向前延伸,并不断进行施工控制导线的布测和中线的施工放样,保证不同工作面之间以预定的精度贯通,贯通后进行实际贯通误差的测定和线路中线的调整,施工过程中进行隧道纵横断面测量和相关建筑物的放样。关键词:隧道测量,控制网,贯通预计16河南城建学院本科毕业设计(论文) 目录AbstractTunnel engineering survey are made in the tunnelling works planning, investigation, design, construc
3、tion and operation of the various phases of the measurement. This article focuses on construction surveying in the construction stage. Hanguguan tunnel is the Zhengzhou-Xian a large tunnel on passenger dedicated line, is an important project on the line as a whole. Tunnel length of 7840m. The locati
4、on of the tunnel complex, is a mountainous region. And most of them located on the loess plateau with secondary accumulation of Yellow River terraces, height 370590m relative height difference almost 220m. Tunnel terrain is a large, natural cross slope of 1035 . For guarantee tunnel can by provides
5、of precision correctly through, to requirements: according to tunnel construction requirements of precision and construction order for corresponding of measurement, first according to tunnel line of shape and main entrance, and secondary entrance, and turning point of location for hole outside const
6、ruction control network and entrance control network of cloth didnt and the Shi measuring, again for middle into hole relationship of calculation and the measurement, with tunnel forward extends and stage to will hole within basic control network forward extends, And construction control for continu
7、ous measurement of the wire and the centerline of the construction survey, guidance and assurance between different faces to the intended accuracy through through after the actual breakthrough error of measurement and adjustment of Central line, aspect of tunnel section measurement in construction a
8、nd building layout. Key words: measurement of tunnel, passenger, control networks, linking is expeII河南城建学院本科毕业设计(论文) 目录目 录摘要I1 绪论12 地面控制测量22.1 控制点的设置22.2 地面平面控制测量22.2.1 中线法22.2.2 精密导线法32.2.3 三角锁网法42.2.4 GPS测量52.3 地面高程控制测量53 隧道洞内控制测量73.1 洞内平面控制测量73.1.1 中线法73.1.2 导线法73.2 洞内高程控制测量94 隧道开挖过程中的测量工作114.1 隧
9、道进洞测量114.1.1 正常进洞关系的计算和进洞测量114.1.2 辅助坑道的进洞测量124.2 中线放样134.3 坡度放样144.4 断面放样155 隧道贯通误差及预计175.1 贯通误差及其对隧道贯通的影响175.1.1 贯通误差的分类175.1.2 贯通误差对隧道贯通的影响175.2贯通误差估算185.2.1平面测量误差对横向贯通精度的影响185.2.2 高程控制测量对高程贯通误差的影响估算206 函谷关隧道工程测量设计226.1本工程洞外控制测量方案226.1.1 平面控制测量226.2.2 高程控制测量256.2 本工程洞内控制测量方案256.2.1 导线测量256.2.2 水准
10、测量266.3 本工程贯通中误差估算与分析276.3.1 支导线测量对横向贯通精度的影响276.3.2 水准测量对高程贯通误差的影响297 结论30参考文献31致谢32I河南城建学院本科毕业设计(论文) 第1章 绪论 1 绪论 旅游产业作为张家界经济的大动脉、城市重要基础设施和大众化交通工具,在该地区发展中具有重要作用。1982年9月,张家界成为中国大陆第一个国家森林公园,改革开放以来作为中国大陆最重要的旅游城市之一,该地区取得了长足进步,为经济建设作出了重要贡献,然而“山区高岭,交通不便”现象仍然十分突出。加快隧道贯通已成为解决此瓶颈的主要途径。随着该地区的不断发展,区与区之间,景区与景区之
11、间的交通要道逐渐实现,峪园隧道的开通将对其原来的路程时间大大缩短了三十分钟,更重要的是,直接且便捷地连接了索溪峪与森林公园,大庸城与森林公园的交通运输,其客流量相互流动,该道路还开通了一条专门的运营专线,有利的从根本上缓解两区客流量运输紧张的状况,提高运输能力和服务质量,为实现5A景区提供可靠的运力保证;有利于完善综合运输体系,提供质量更高、更丰富的客运服务,满足旅客不同层次的需求;有利于促进资源节约和环境保护,可以发挥节约土地、能源以及安全性等比较优势,降低运输成本,促进沿线经济社会协调发展;提高自主创新能力,并进一步加快景区高速化的进程。 在该段线路中,峪园隧道贯通的测量工作至关重要,决定
12、着工程的成败,精度和误差要求可以说苛刻至极,其中的隧道工程测量又是整个测量工作中要求精度最高的。根据隧道施工要求的精度和施工顺序进行相应的测量,首先根据隧道线路的形状和主洞口、辅助洞口、转折点的位置进行洞外施工控制网和洞口控制网的布没及施测,再进行中线进洞关系的计算及测量,随隧道向前延伸而阶段性地将洞内基本控制网向前延伸,并不断进行施工控制导线的布测和中线的施工放样,指导并保证不同工作面之间以预定的精度贯通。0河南城建学院本科毕业设计(论文) 第2章 地面控制测量 2 地面控制测量2.1 控制点的设置控制点是进行洞内施工测量的主要依据。 主要包括平面控制点和高程控制点。(1)在每个洞口应测设不
13、少于3个平面控制点(包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点)和2个高程控制点。(2)直线隧道上,两端洞口应各确定一个中线控制桩,以两桩连线作为隧道的中线。(3)在曲线隧道上,应在两端洞口的切线上各确定两个间距不小于200 m的中线控制桩,以两条切线的交角和曲线要素为依据,来确定隧道中线的位置。 (4)平面控制网应尽可能包括隧道各洞口的中线控制点,这样既可以在施工测量时提高贯通精度,又可减少工作量。(5)同时进行高程控制测量,联测各洞口水准点的高程,以便引测进洞,保证隧道在高程方向准确贯通。2.2 地面平面控制测量洞外平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件进行,可采
14、用的方法有:中线法、精密导线法、三角锁网法、GPS测量。2.2.1 中线法中线法适用于简单、直观的平面控制,精度不高,用于长度较短或贯通精度要求不高的隧道。方法:将隧道中线的平面位置,测设在地表上,经反复核对改正误差后,把洞口控制点确定下来,施工时就以这些控制点为准,将中线引入洞内。在直线隧道,于地表沿勘测设计阶段标定的隧道中线,用经纬仪正倒镜延伸直线法测设中线;在曲线隧道,则按曲线测设方法,首先精确标出两端切线方向,然后测出转向角,将切线长度正确地标定在地表上,再把线路中线测设到地面上。经反复校核,与两端线路正确衔接后,再以切线上的控制点(或曲线主点及转点等)为准,将中线引入洞内。2.2.2
15、 精密导线法在隧道进、出口之间,沿勘测设计阶段所标定的中线或离开中线一定距离布设导线,采用精密测量的方法测定各导线点和隧道两端控制点的点位。 在进行导线点的布设时,除应满足上面要求外,导线点还要根据隧道长度和辅助坑道的数量及位置分布情况布设。导线宜采用长边,且尽量以直伸形式布设,这样可以减少转折角的个数,以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯通误差的影响。为了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性,导线应组成多边形导线闭合环或具有多个闭合环的闭合导线网,在一个控制网中,导线环的个数不宜少于4个;每个环的边数宜为46条。导线可以是独立的,也可以与国家高等级控制点相连。 导线水平角的观测,宜采用方向
16、观测法,测回数需符合表2.1的规定。表2.1 导线测量主要技术要求等级导线 长度 (km)平均边长(km)测角中误差()测距中误差(mm)测距相对中误差测回数方位角闭合差()导线全长相对闭 合差1级仪器2级仪器6级仪器三等1431.8201/1500006103.61/55000四等91.52.5181/800004651/35000一级40.55151/3000024101/15000二级2.40.258151/1400013161/10000三级1.20.112151/700012241/5000当水平角为两方向时,则以总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中
17、数后应按式(2.1)计算圆周角闭合差,其值应符合表二的规定。再将它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果,这样可以提高测角精度。 左角中右角中360 式(2.1) 表2.2 测站圆周角闭合差的限差()导线等级二三四五2.03.65.08.0导线环角度闭合差,应不大于按式(2.2)计算的限差: 式(2.2) 式中:m设计所需的测角中误差();n导线环内角的个数。导线的实际测角中误差应按式(2.3)计算,并应符合控制测量设计等级的精度要求。 式(2.3) 导线环(网)的平差计算,一般采用条件平差或间接平差。当导线精度要求不高时,亦可采用近似平,用导线法进行平面控制比较灵活、方便,对地形的适应
18、性强。2.2.3 三角锁网法将测角三角锁布置在隧道进出口之间,以一条高精度的基线作为起始边,并在三角锁的另一端增设一条基线,以增加检核和平差的条件。三角测量的方向控制较中线法、导线法都高,如果仅从提高横向贯通精度的观点考虑,它是最理想的隧道平面控制方法。 由于光电测距仪和全站仪的普遍应用,三角测量除采用测角三角锁外,还可采用边角网和三边网作为隧道洞外控制。但从其精度、工作量等方面综合考虑,以测角单三角形锁最为常用。经过近似或严密平差计算可求得各三角点和隧道轴线上控制点的坐标,然后以这些控制点为依据,可计算各开挖口的进洞方向。2.2.4 GPS测量 隧道洞外控制测量可利用GPS相对定位技术,采用
19、静态测量方式进行。测量时仅需在各开挖洞口附近测定几个控制点的坐标,工作量小,精度高,而且可以全天候观测,因此是大中型隧道洞外控制测量的首选方案。隧道洞外控制测量技术要求需满足表2.3规定。表2.3 平面控制测量设计要求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()测角中误差()边长相对中误差洞外GPS测量一6201.01/250000二461.31/180000三41.71/100000导线测量二8201.01/200000681/100000三461.81/80000四1.542.51/50000三角网测量二8201.01/200000681/150000三461.81/1
20、00000四1.542.51/50000洞内导线测量二9201.01/100000隧道二等691.31/100000三361.81/50000四1.532.51/50000一级36、线条是铟瓦岗水准尺三3.01336线条是铟瓦岗水准尺区格式水准尺四5.0513/、区格式水准尺五7.532线条是铟瓦岗水准尺三3.01132区格式水准尺四5.0511/、区格式水准尺五7.55/、区格式水准尺4河南城建学院本科毕业设计(论文) 第3章 隧道洞内控制测量 3 隧道洞内控制测量在隧道施工中,随着开挖的延伸进展,需要不断给出隧道的掘进方向。为了正确完成施工放样,防止误差积累,保证最后的准确贯通,应进行洞内
21、控制测量。此项工作是在洞外控制测量和洞、内外联系测量的基础上展开的,包括洞内平面控制测量和洞内高程控制测量。3.1 洞内平面控制测量隧道洞内平面控制测量应结合洞内施工特点进行。由于场地狭窄,施工干扰大,故洞内平面控制常采用中线法或导线法两种形式。3.1.1 中线法中线法是指采用直接定线法,即以洞外控制测量定测的洞口投点为依据,向洞内直接测设隧道中线点,并不断延伸作为洞内平面控制。这是一种特殊的支导线形式,即把中线控制点作为导线点,直接进行施工放样。一般以定测精度测设出待定中线点,其距离和角度等放样数据由理论坐标值反算。适用于小于500 m的曲线隧道和小于1 000 m的直线隧道。若将上述测设的
22、中线点,辅以高精度的测角、量距,可以计算出新点实际的精确点位,并和理论坐标相比较,根据其误差,再将新点移到正确的中线位置上,这种方法也可以用于较长的隧道。缺点:受施工运输的干扰大,不方便观测,点位易被破坏。3.1.2 导线法导线法是指隧道洞内平面控制采用布设精密导线进行。洞内导线平面控制方法适用于长大隧道。导线特点:较中线形式灵活,点位易于选择,测量工作也较简单,而且可有多种检核方法;当组成导线闭合环时,角度经过平差,还可提高点位的横向精度。施工放样时的隧道中线点依据临近导线点进行测设,中线点的测设精度能满足局部地段施工要求即可。洞内导线可以采用下列几种形式:(1)单导线布设灵活,但缺乏检测条
23、件。测量转折角时最好半数测回测左角,半数测回测右角,以加强检核。施工中应定期检查各导线点的稳定情况。(2)图3.1导线环,是长大隧道洞内控制测量的首选形式,有较好的检核条件,而且每增设一对新点,如5和5点,可按两点坐标反算55的距离,然后与实地丈量的55距离比较,这样每前进一步均有检核。图3.1 导线环(3)图3.2主副导线环,图中双线为主导线,单线为副导线。主导线既测角又测边长,副导线只测角不测边,增加角度的检核条件。在形成第二闭合环时,可按虚线形式,以便主导线在3点处能以平差角传算34边的方位角。主副导线环可对测量角度进行平差,提高了测角精度,对提高导线端点的横向点位精度非常有利。图3.2
24、 主副导线环在洞内进行平面控制时应注意: 每次建立新点,都必须检测前一个旧点的稳定性,确认旧点没有发生位移,才能用来发展新点。导线点应布设在避免施工干扰、稳固可靠的地段,尽量形成闭合环。导线边以接近等长为宜,一般直线地段不短于200 m,曲线地段不宜短于70 m。测角时,必须经过通风排烟,使空气澄清以后,能见度恢复时进行。根据测量的精度要求确定使用仪器的类型和测回数 。洞内边长丈量,用钢尺丈量时,钢尺需经过检定;当使用光电测距仪测边时,应注意洞内排烟和漏水地段测距的状况,准确进行各项改正。3.2 洞内高程控制测量洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内,作为洞内高程控制和
25、隧道构筑物施工放样的基础,以保证隧道在竖直方向正确贯通。洞内应每隔200500m设立一对高程控制点。高程控制点可选在导线点上,也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或边墙上。三等及以上的高程控制测量应采用水准测量,四、五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量。当采用水准测量时,应进行往返观测;采用光电测距三角高程测量时,应进行对向观测,高程导线宜构成闭合环。洞内高程控制测量采用水准测量时,除采用常规的方法外,有时为避免施工干扰还采用倒尺法传递高程。应用倒尺法传递高程时,规定倒尺的读数为负值,则高差的计算与常规水准测量方法相同: 式(3.1)式中: 为A、B间高差;a为前视尺读数;b为后视尺读数。洞
26、内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同,但有以下特点:1、隧道贯通之前,洞内水准路线属于水准支线,故需往返多次观测进行检核。2、洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量,进行往返观测;四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法,应进行对向观测。3、洞内应每隔200500m设立一对高程控制点以便检核.为了施工便利,应在导坑内拱部边墙至少每100m设立一个临时水准点4、洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前,注意检查前一水准点的稳定性,以免产生错误。5、因洞内施工干扰大,应用倒尺法传递高程,如图3.3所示,高差的计算公式仍用,但对于零端在顶上的挂尺,读数应作为负值计算,记录时必须在挂尺读数前冠以负
27、号。图3.3 倒尺法传递高程8河南城建学院本科毕业设计(论文) 第4章 隧道开挖中的测量工作 4 隧道开挖过程中的测量工作在隧道施工过程中,测量人员的主要任务是随时确定开挖的方向,以及进行建筑设备和构建筑物的施工测量。开挖时主要的测量任务包括:中线放样、坡度放样、断面放样。4.1 隧道进洞测量隧道进洞测量即隧道洞外和洞内的联系测量,在隧道开挖之前,必须根据洞外控制测量的结果,测算洞口控制点的坐标和高程,同时按设计要求计算洞内待定点的设计坐标和高程,通过坐标反算,求出洞内待定点与洞口控制点(或洞口投点)之间的距离和夹角关系,可按极坐标方法或其它方法测设出进洞的开挖方向,并放样出洞门内的待定点点位
28、。4.1.1 正常进洞关系的计算和进洞测量洞两者的坐标系不一致,应首先把洞外控制点和中线控制桩的坐标纳入同一坐标系统内,即必须先进行坐标转换。一般在直线隧道以线路中线作为X轴;曲线隧道上以一条切线方向作为X轴,建立施工坐标系。用控制点和隧道内待测设的线路中线点的坐标,反算两点的距离和方位角,从而确定进洞测量的数据。把中线引进洞内,可按下列方法进行。1、直线隧道进洞直线隧道进洞计算比较简单,常采用拨角法。图4.1直线隧道进洞,A、D为隧道的洞口投点,位于线路中线上,当以AD为坐标纵轴方向时,可根据洞外控制测量确定的A、B和C、D点坐标进行坐标反算,分别计算放样角1和2。测设放样时,仪器分别安置在
29、A点,后视B点;安置在D点,后视C点,相应地拨角1和2,就得到隧道口的进洞方向。图4.1 直线隧道进洞2、曲线隧道进洞曲线隧道每端洞口切线上的两个投点的坐标在平面控制测量中已计算出,根据四个投点的坐标可算出两切线间的偏角(为两切线方位角之差),值与原来定测时所测得的偏角值可能不相符,应按此时所得值和设计所采用曲线半径R和缓和曲线长l0 ,重新计算曲线要素和各主点的坐标。曲线进洞测量方法:(1)洞口投点移桩法即计算定测时原投点偏离中线(理论中线)的偏移量和移桩夹角,并将它移到正确的中线上,再计算出移桩后该点的隧道施工里程和切线方向,于该点安置仪器,就可按照曲线测设方法,测设洞门位置或洞门内的其它
30、中线点。(2)洞口控制点与曲线上任一点关系计算法将洞口控制点坐标和整个曲线转换为同一施工坐标系。无论待测设点位于切线、缓和曲线还是圆曲线上,都可根据其里程计算出施工坐标,在洞口控制点上安置仪器用极坐标法测设洞口待定点。4.1.2 辅助坑道的进洞测量见图4.2所示,当用斜井、横洞或竖井来增加隧道开挖工作面时,都要布设导线,把洞内外控制测量联系起来,从而把洞外控制的方向和坐标传递给洞内导线,构成一个洞内、外统一的控制坐标系,保证各施工段正确贯通,这种导线称为联系导线。联系导线是一种支导线,其测角误差和边长误差将直接影响洞内控制测量并进而影 响隧道的贯通精度,故必须进行多次重复精密测定。图4.2 洞
31、内、洞外联系测量导线(1)经由斜井或横洞传递高程 :水准测量方法:由于斜井坡度较陡,使观测视线很短,测站数增多,加之观测环境差,故误差累积较大。应每隔10站在斜井边脚设一临时水准点,以便往返测量时校核,用以减少返工的工作量。(2)经由竖井传递高程的方法:悬挂钢尺方法:即在井上悬挂一根带标准重锤的经过检定的长钢尺或者钢丝(井上需有比长器)至井下,并在井上、井下各安置一台水准仪,同时读取钢尺读数L1和L2,然后再读取井上、井下水准点的标尺读数,由此求得井下水准点的高程。井下水准点B的高程HB可用式4.1计算: 式(4.1)式中: 井上水准点A的高程;、井上、井下水准尺读数; 、井上、井下钢尺读数,
32、LL1L2;钢尺温度改正数,; 钢尺的线膨胀系数,取12510一5;井上、井下的平均温度; 钢尺检定时的温度;钢尺尺长改正数。4.2 中线放样在隧道施工过程中,根据洞内布设的地下导线点,经坐标推算而确定隧道中心线方向上有关点位,以准确知道较长隧道的开挖方向和便于日常施工放样。可采用极坐标法、拨角法、支距法、直接定交点法放线。图4.3为极坐标法中线放样。图4.3 极坐标法中线放样1、极坐标法放线(1)采用极坐标法放线,可不设置交点桩,其偏角、间距和桩号均以计算资料为准。放线时,应一次放出整桩与加桩,亦可只放直、曲线上的控制桩,其余用链距法测定。(2)供链距法测定中桩的控制桩(公里桩,曲线起、中、
33、终点桩等)应读数两次,其点位差不得大于2cm,并于桩顶钉小钉以示点位。(3)测站转移前,应观测核对相邻控制点的方位角;测站转移后,应对前一测站所放桩位重放12个桩点,以资校核。采用支导线敷设个别中桩,只限于两次传递,并应与控制点闭合。2、拨角法放线(1)根据纸上定线,采用经纬距计算各线段的方向、距离、交角等资料,在现场拨角量距,定出路线转点和交点。(2)拨角法放线,应重新实测偏角和距离,并据以敷设中线,其数据以实测值为准。(3)一般每隔35个交点与导线点闭合一次,必要时应调整线位,消除实地放线与纸上定线间的累积误差。3、支距法放线(1)根据纸上定线线位与控制点位置的相互关系,采用量取支距的办法
34、放出路线上的特征点,并据此穿线定出交点和转点。(2)实地放线后,应结合地形、地物复查线位与线形,必要时予以现场修改,使之完善。(3)放线后,应实测交角、距离,并据以测定中桩,其数据以实测值为准。4、直接定交点法(1)利用图纸上和地面上明显特征点的位置,直接在现场定出路线交点,并测角量距,敷设中线,其数据以实测值为准。(2)直接定交点法,通常用于地形平坦,路线受限不严,地面目标明显,或公路改建等定测放线。4.3 坡度放样为了控制隧道坡度和高程的正确性,通常在隧道岩壁上每隔510m,标出比洞底地坪高出1m的抄平线,又称腰线,腰线与洞底地坪的设计高程线是平行的。施工人员根据腰线可以很快地放样出坡度和
35、各部位高程。在斜坡的施工中,经常采有水准仪标定斜坡,其具体方法为:(1)在欲建斜坡区域利用经纬仪和钢尺放样方格网点;(2)计算各方格网点的设计高程;(3)利用水准仪放样各个方格网点的设计高程。坡度放样见图4.4。图4.4 水准仪标定斜坡放样4.4 断面放样每次开挖钻爆前,应在开挖断面上根据中线和规定高程标出预计开挖断面轮廓线。有两次测量:第一次是衬砌前,确定没有欠挖.第二次是衬砌后,确定是否符合设计。一般给出数据:断面宽度b、拱高d、拱弧半径R,以及设计起拱线的高度L等数据。首先在中线桩上安置经纬仪,在工作面上标定出断面中垂线。然后测定中垂线下部的地面高程,令其与该处洞底设计高程之差为h,则拱
36、弧圆心在中垂线上离地面的高度应为L+d-R- h,用钢尺从地面顺中垂线向上竖直量取这一长度,定出拱弧圆心的位置。然后根据拱弧半径R,起拱线高度L及断面宽度b,便可按几何作图的方法将断面形状在工作面上画出来。几种常见的断面放样方法见图4.5、4.6、4.7。图4.5 中线法测量断面原理 图4.6 中线法测量断面原理 图4.7 中线法测量断面原理现代的断面测量方法是采用极坐标测量设备和计算机的集成断面测量系统来实现,见图4.8。极坐标系统架设于隧道内,通过激光测距光束对隧道内壁进行测距,并同时测角,得到隧道轮廓一个点的三维极坐标值,即一个空间距离值,水平角度值 ,竖直角度值。如果极坐标系统中本身有
37、数据处理程序,便可在极坐标系统内部将这个极坐标数据进行处理,直接得到三维迪卡尔坐标数据。5河南城建学院本科毕业设计(论文) 第5章 隧道贯通误差及预计5 隧道贯通误差及预计相向开挖的两条施工中线上,具有贯通面里程的中线点不重合,两点连线的空间线段称为贯通误差。5.1 贯通误差及其对隧道贯通的影响5.1.1 贯通误差的分类贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差;在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差,简称高程误差。平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量:与贯通面平行的分量,称为横向贯通误差,简称横向误差;与贯通面垂直的分量,称为纵向贯通误差,简称纵向误差。5.1.2 贯通误差对隧道贯通的影响
38、纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。横向误差影响线路方向,如果超过一定的范围,就会引起隧道几何形状的改变,甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建,既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此,必须对横向误差加以限制。高程误差主要影响线路坡度。横向误差和高程误差的限差见表5.1表5.1 横向误差和高程误差的限差两开挖洞口间长度(km)448810101313171720横向贯通误差(mm)100150200300400500高程贯通误差(mm)50影响贯通误差的主要因素及其分解由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。一般将洞外平面控制测量的误差做
39、为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素,将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素,按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。高程控制测量中,洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响,按相等原则分配。控制测量对贯通精度影响的限值表5.2 控制测量对贯通精度影响的限值测量部位横向中误差(mm)高程中误mm相邻两开挖洞口间长度(km)448810101313171720洞外3045609012015018洞内40608012016020017洞外、洞内总影响5075100150200250255.2贯通误差估算贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异。纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计
40、坡度,所以在贯通误差中只考虑横向误差和高程误差对隧道贯通的影响。5.2.1平面测量误差对横向贯通精度的影响1、单导线单导线对隧道贯通误差的影响主要是由于测角和测边引起的,由测角误差引起的横向贯通误差按下式计算: 式(5.1)式中:导线测角中误差();弧秒,取用206265; 导线各测角点至贯通面的垂直距离的平方和(m2)。由测边引起的横向贯通误差按下式计算: 式(5.2)式中:导线测边相对中误差;导线各边在贯通面上投影长度的平方和(m2)。受角度测量误差和距离测量误差的共同影响,单导线测量误差对横向贯通误差的总影响值按下式计算: 式(5.3)2、主副导线环主副导线环测量误差对贯通误差的影响值按
41、下式计算: 式(5.4)式中:主导线测边相对中误差;导线测角中误差(); 主导线各边在贯通面上投影长度的平方和(m2)。导线环平差角对贯通影响的权倒数;主导线各点至贯通面的垂距(m);主副导线环测角站总数。3、导线网导线网测量误差对贯通精度影响值有以下几种估算方法:按条件平差的估算方法、按间接平差的估算方法、按点位误差椭圆的估算方法等。这里不再详述。4、符合导线符合导线测量误差对贯通精度影响值的估算方法同单导线。5、三角锁三角锁测量误差对贯通精度的影响值按照导线近似估算时,首先从三角锁内选取一条替代导线,替代导线宜按进出口联线方向较接近,且边数较少的一列的三角锁的边组成。两端洞口所选的边要便于向洞内引测导线或便于向洞口投点。一般布网时已确定起始边,根据布网图形及