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隧道洞内外导线测量方法及注意事项
一、 隧道导线点布设
1、 洞外平面控制网一般采用GPS测量, 每个洞口应沿洞口连线的方向布设4个控制点, 形成大地四边形, 点间尽量相互通视, 点间的距离不小于300ｍ为宜( 规范中无明确规定) , 各点间的距离相差不宜过大, 一般相邻点间边长之比不能超过1: 3。而且有不少于2个点与隧道洞口通视, 作为与洞内传递方向的洞外联系边, 且该联系边长度不宜小于300ｍ。洞外控制点连线以与隧道中心线方向平行或垂直为宜, 以减小点位误差对贯通面横向误差影响。点位的埋设应稳定, 便于长期保存。布点时还应注意进洞联系边的俯仰角不应过大, 规范要求: GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°, 导线网、 三角形网的最大俯仰角不宜大于15°。
2、 洞外水准点一般每个洞口应埋设不少于2个以上的水准点。水准点应尽可能与洞口等高, 两水准点间的高差应以水准测量1～2站即可联测为宜。水准点应埋设在洞口附近不受施工影响的地方, 且便于与隧道洞内联测为宜。
3、 洞内导线一般大于1.5km的隧道应布设双导线, 形成多边形闭合环, 每个闭合环一般由4～6条边构成。导线点间距一般在200m左右, 不宜过长或过短。相邻导线边长不宜相差太大, 相邻边长之比不能超过1: 3。一般导线点离障碍物的距离不宜小于0.2ｍ。
4、 洞内水准点一般200ｍ～500ｍ设置一对, 应选择在稳定便于长期保存。

隧道洞内、 外导线布设示意图

二、 隧道导线测量方法和注意事项
1、 隧道导线测量主要内容: 洞外平面、 高程测量, 洞口投点测量, 进洞联系测量, 洞内导线、 高程测量。
2、 洞外平面、 高程测量
2.1洞外平面GPS测量: 洞外平面测量当前一般均采用GPS测量, 按要求布设好各洞口控制点, 按照规范要求的测量等级、 精度和方法组织测量即可, 测量计算方法项目用的较小, 不详细叙述。

2.2洞外水准高程测量
2.2.1测量等级要求按规范要求的下表进行

2.2.2三、 四、 五等水准测量技术要求

2.2.3三、 四、 五等水准测量限差要求

2.2.4三、 四、 五等水准测量观测技术要求

2.2.5三、 四、 五等水准测量观测方法

2.2.5三、 四、 五等水准测量测站限差要求

2.2.5三、 四水准测量重测要求
水准观测中, 测站观测限差超限, 在本站发现, 应立即重测; 迁站后发现, 则应从水准点或间隙点开始重测。两次观测高差较差超限时应重测。
由往返高差( 或左右路线高差) 不符值计算的每公里水准测量的偶然中误差MΔ超限时, 应重测往返不符值较大的某些测段
2.2.6水准测量数据处理
四等及以上水准测量结束后, 应以测段往返测高差不符值, 按式计算每公里高差偶然中误差MΔ。
四等及以上水准测量应采用严密平差方法进行整体平差。
2.2.7三、 四等水准测量观测、 计算样表

2.3光电测距三角高程测量方法及要求
2.3.1光电测距三角高程测量限差要求

2.3.2光电测距三角高程测量观测的主要技术要求
表2.3.2光电测距三角高程测量观测的主要技术要求
等级
仪器等级
边长( ｍ)
观测方式
测距边
测回数
垂直角
测回数
指标差较差( ″)
测回间垂直角较差( ″)
三等
1″
≤600
2组对向观测
2
4
5
5
四等
2″
≤800
对向观测
2
3
7
7
五等
2″
≤1000
对向观测
1
2
10
10
2.3.3光电测距三角高程测量方法
2.3.3.1光电测距三角高程测量, 宜布设成三角高程网或高程导线, 视线高度和离开障碍物的距离不得小于1.2ｍ。高程导线的闭合长度不应超过上表边长规定。
2.3.3.2仪器高和反射镜高量测, 应在测前、 测后各测一次, 两次互差不得超过2mm, 三、 四等测量时, 宜采用专用测尺或测杆量测。
2.3.3.3距离应采用不低于Ⅱ级精度的测距仪观测, 取位到mm。测距限差应符合限差边长测距限差表的要求, 转点间的距离和竖直角应对向观测, 并宜在同一气象条件下完成。计算高差时应考虑地球曲率的影响, 两点间高差采用对向观测平均值。
2.3.3.4测距时, 应测定气温和气压。气温读至0.5℃, 气压读至1.0hPa, 并在斜距中加入气象改正。
2.3.3.5竖直角采用中丝法测量, 对向观测应符合表2.3.2的要求。竖直角不宜大于20°否则, 应适当增加测回数, 提高竖直角和距离的测量精度。
2.3.3.6观测时间的选择取决于成像是否稳定。但在日出、 日落时, 大气垂直折光系数变化较大, 不宜进行长边观测作业。
2.3.4光电测距三角高程测量边长测量技术要求

或是指照准目标一次, 读数2-4 次的过程。
2.3.5光电测距三角高程测量高差计算
2.3.5.1用光电测距的斜距计算高差公式

2.3.5.1用光电测距的水平距离计算高差公式

2.3.6光电测距三角高程测量高差取值
一组测量中, 当对向观测高差较差超限时, 应往返重测。重测的对向观测高差较差依然超限, 但往返测高差平均值与原往返测高差平均值之差小于相应等级水准测量限差时, 其结果取2次往返测高差平均值的均值。

2.3.7光电测距三角高程测量观测记录样表

2.3.8光电测距三角高程测量计算样表

2.4隧道洞内外导线测量方法及要求
2.4.1隧道洞内外导线测量测量等级选用

2.4.2各等级导线测量主要技术要求

2.4.3水平角方向观测法的主要技术要求

2.4.4全站仪测距的精度分级

2.4.4温度、 气压读数取位要求

2.4.4水平角观测所使用的全站仪应符合要求
2.4.4.1 照准部旋转轴正确性指标: 管水准器气泡或电子水准器长气泡在各位置的读数较差, 1″级仪器不应超过2格, 2″级仪器不应超过1格, 6″级仪器不应超过1.5 格。
2.4.4.2 水平轴不垂直于垂直轴之差指标: 1″级仪器不应超过10", 2″级仪器不应超过15″, 6″级仪器不应超过20″。
2.4.4.3垂直微动旋转使用时, 视准轴在水平方向上不产生偏移。
2.4.4.4仪器的基座在照准部旋转时的位移指标: 1″级仪器不应超过0．3″, 2″级仪器不应超过1″, 6″级仪器不应超过1．5″。
2.4.4.5光学(或激光)对中器的视轴(或射线)与竖轴的重合度不应大于1mm。
2.4.5两个方向水平角观测方法及度盘配置
水平角观测, 当测站只有两个方向时, 应在观测总测回中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角, 以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角。左右角的测回数为总测回数的一半。但在观测右角时, 应以左角起始方向为准变换度盘位置, 也可用起始方向的度盘位置加上左角的概值在前进方向配置度盘。
左角平均值与右角平均值之和与360°之差, 不应大于相应等级导线测角中误差的2 倍。
度盘配置: 编码式测角法和增量式测角法全站仪(或电子经纬仪)在进行方向法多测回观测时, 应配置度盘。采用动态式测角系统的全站仪或电子经纬仪不需进行度盘配置。全站仪度盘配置按度数均均配置度盘即可, 配置度数为180度除以相应等级要求的测回数。
2.4.6水平角观测的测站作业, 应符合以下要求:
2.4.6.1 仪器或反光镜的对中误差不应大于2mm。
2.4.6.2 水平角观测过程中, 气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1 格。四等及以上等级的水平角观测, 当观测方向的垂直角超过±3°的范围时, 宜在测回间重新整置气泡位置。有垂直轴补偿器的仪器, 可不受此款的限制。
2.4.6.3 如受外界因素(如震动)的影响, 仪器的补偿器无法正常工作或超出补偿器的补偿范围时, 应停止观测。
2.4.7水水平角观测误差超限时, 应在原来度盘位置上重测, 并应符合以下要求:
2.4.7.1一测回内2C 互差或同一方向值各测回较差超限时, 应重测超限方向, 并联测零方向。
2.4.7.2下半测回归零差或零方向的2C 互差超限时, 应重测该测回。
2.4.7.3 若一测回中重测方向数超过总方向数的1／3 时, 应重测该测回。当重测的测回数超过总测回数的1／3 时, 应重测该站。
2.4.8每日观测结束, 应对外业记录手簿进行检查, 当使用电子记录时, 应保存原始观测数据, 打印输出相关数据和预先设置的各项限差。
2.4.9距离测量要求
2.4.9.1测距仪器及相关的气象仪表, 应及时校验。
2.4.9.2测距的主要技术要求按2.3.4边长测量技术要求。
2.4.9.3测站对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm。
2.4.9.4 当观测数据超限时, 应重测整个测回, 如观测数据出现分群时, 应分析原因, 采取相应措施重新观测。
2.4.9.5四等及以上等级控制网的边长测量, 应分别量取两端点观测始末的气象数据, 计算时应取平均值。
2.4.9.6测量气象元素的温度计宜采用通风干湿温度计, 气压表宜选用高原型空盒气压表; 读数前应将温度计悬挂在离开地面和人体1．5m 以外阳光不能直射的地方, 且读数精确至0．2℃; 气压表应置平, 指针不应滞阻, 且读数精确至50Pa。
2.4.9导线测量数据处理
2.4.9.1水平距离计算, 应符合以下要求:
1)测量的斜距, 须经气象改正和仪器的加、 乘常数改正后才能进行水平距离计算。
2.4.9.2导线网水平角观测的测角中误差, 应按下式计算:

2.4.9.3导线环角度闭合差限差, 按下式计算:

2.4.9.4测距边的精度评定, 按以下三式中的一种计算:
( 1) 单位权中误差

(2)任一边的实际测距中误差

( 3) 网的平均测距中误差

2.4.9导线测量记录样表