地铁隧道贯通测量.docx

毕业设计（论文）

题 目 地铁隧道贯通测量

英文题目 Through Measurement of Subway Tunnel

摘 要

为了使两个或多个掘进工作面按其设计要求在预定地点正确接通而进行的工作叫做贯通测量，这是一项重要的地下隧道施工技术。贯通测量的基本任务是保证各项掘进工作面均沿着设计的位置和方向掘进，使贯通后结合处不超过规定的限度。贯通测量工作直接影响到地下工程的质量，因此有必要对其方法做系统的学习研究。

关键字： 地下工程测量 沈阳地铁 贯通测量

Abstract

The main target of through measurement is to make sure two or more heading face according to the design requirements connected at the correct point. Through measurement， one of the underground measurement methods, is an important technology of underground tunnel construction．Through measurement direct impact the quality of underground works. It is therefore necessary to make its way to study systems.

Key word: underground measurement, Shenyang metro, through measurement

目录

绪论 1
1．概述 1
1.1贯通测量通常有以下几项工作： 1
1.2 贯通测量设计书的编制和测量方案的选择 1
2．沈阳地铁二号线文-五区间贯通测量 2
2.1 工程概况 2
2.2文-五区间测量工作特点 2
2.3文-五区间隧道贯通误差测量方案 2
2.4巷道贯通误差测量预计程序 3
2.5 沈阳地铁二号线文-五区间贯通测量成果 5
结论 8
参考文献 8
致谢 8

绪论
两井间的巷道贯通，是指在巷道贯通前不能由井下的一条起算边向贯通巷道的两端敷设井下导线的贯通。为保证两井之间贯通的正确贯通，两井的测量数据必须统一，即采取同一坐标系统。所有，这类贯通的特点是两井都要进行联系测量，并在两井之间进行地面测量和井下测量，因而积累的误差一般较大，必须采用更精彩的测量方法和更严格的检查措施。
1．概述
1.1贯通测量通常有以下几项工作：
（1） 两井间的地面连测
（2） 两井分别进行井下起始数据的传递
（3） 井下导线和高程测量
（4） 求算贯通巷道的方向和坡度并实地标定
1.2 贯通测量设计书的编制和测量方案的选择

（1） 贯通测量设计书的编制
编制贯通测量设计书的主要任务是选择合理的测量方案和测量方法，以保证巷道的正确贯通。设计书可按照下面的提纲编写：
贯通工程概况，包括工程的目的，任务和要求，贯通允许偏差值的确定，附比例尺不小于1：2000的巷道工程图。
贯通方案的选定，如地面控制测量，联系测量和地下控制测量。
贯通测量方案，包括选用仪器，测量方法及限差。
贯通误差预算，绘制比例尺不小于1：2000的贯通测量设计。
贯通测量成本预算。
贯通测量中存在的问题和采取的解决措施。
（2） 选择贯通测量方案的一般方法
1) 了解情况，收集资料，初步确定贯通测量方案。
2) 选择合适的测量方法。

2．沈阳地铁二号线文-五区间贯通测量
2.1 工程概况
沈阳地铁二号线文-五区间。区间基本位于青年大街下，青年大街为沈阳主要交通干道，南北走向，道路宽27m，路面交通量大。两侧建（构）筑物密集，距道路较近，且多为高层建筑。沿线地势较为平坦，地面标高介于41.95～48.05m。本区间从文体路开始，下穿文体路，沿夏宫西侧地下前行，到达青年大街向南前行，下穿二环路与青年大街交叉的立交桥，到达五里河站。区间线路在文体路站南端设有停车线，部分岔线段设置在站内。区间起点K13＋861.6至K13＋889.8段，由于受两2.0m×1.8m暗渠影响，此暗渠无法改移，采用暗挖法施工；之后停车线断面为暗挖双断面，其余为单洞单线马蹄型断面，采用矿山法施工。
2.2文-五区间测量工作特点
（1） 地处繁华区，施工场地窄小布点困难，控制点保护难度大；
（2） 测量工作与施工互相干扰较大，施测频繁；
（3） 因施工工序多，转换快，测量工程量大；
（4） 测量精度要求高，必须加大检核力度。
2.3文-五区间隧道贯通误差测量方案
贯通误差测量。暗挖隧道贯通后，应利用贯通面两侧的地下施工控制导线和水准点进行贯通误差测量。贯通误差包括：隧道纵向、横向和方位角贯通误差测量,以及高程贯通误差测量。其中最主要的是横向贯通误差测量和高程贯通误差测量。洞内采用导线法测量贯通误差，在实际贯通点附近埋设一临时点，由隧道两端的控制导线分别测出其坐标和高程，应满足隧道贯通极限误差。施工中线和高程的误差应在未衬砌地段调整，本隧道规定为50mm。平面贯通测量：在隧道贯通面处采用坐标法从两端测定贯通点坐标差，并分别投影到线路和线路的法线方向上，求得横向误差和纵向误差进行评定。高程贯通测量：用水准仪从贯通面两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差，并对其进行评定。沈阳地铁二号线11标段为两井间的贯通。
2.4巷道贯通误差测量预计程序
相关导线，水准数据资料：
表2-1 地面地下导线点坐标
点 号
坐 标 (米)
点 号
坐 标 (米)
X
Y
X
Y
GPS208
26168.176
35818.428
TD3
24085.828
36040.025
GPS209
25273.217
36109.43
TD4
24127.584
35993.922
GPS210
23962.573
36226.311
DD2-2
24199.154
35917.782
D112
24833.671
35742.561
DD2-4
24264.727
35866.4
D1#
24728.879
35601.481
DD2-8
24433.462
35772.674
D117
24740.758
35664.882
DD2-10
24550.316
35713.843
D118
24650.402
35709.641
CD2
24789.794
35677.735
D2#
24560.536
35700.174
CD3
24787.023
35662.995
D119
24431.293
35807.881
CD4
24872.122
35662.031
D3#
24379.184
35831.38
CD5
24822.344
35671.353
D120
24129.257
35921.173
M1
24683.588
35697.492
D4#
24075.567
35965.645
M2
24736.046
35674.69
D123
24163.886
36028.538

D124
24146.181
36099.681

D125
23999.756
36119.302

表2-2 地面水准路线
起 点
终 点
观测高差
改正数
平差值
精度
距离
N1
N2
Dh(米)
Vh(毫米)
DH^(米)
Mh(毫米)
S(公里)
S54
D112
-1.0957
-0.51
-1.0962
1.08
0.2
D112
D117
0.0314
-0.13
0.0313
0.58
0.05
D117
D1
0.0267
-0.13
0.0266
0.58
0.05
D1
D118
0.386
-0.13
0.3859
0.58
0.06
D118
D2
-0.2784
-0.13
-0.2785
0.58
0.06
D2
D119
0.5983
-0.51
0.5978
1.08
0.2
D119
D3
0.2997
-0.13
0.2996
0.58
0.06
D3
D120
3.7326
-0.64
3.732
1.17
0.25
D120
D4
0.7789
-0.13
0.7788
0.58
0.06
D4
S59
1.6043
-0.38
1.6039
0.96
0.15

图2-1隧道地上，地下导线点布设示意图

图2-2 程序运行界面
2.5 沈阳地铁二号线文-五区间贯通测量成果
（1） 采用规范及使用仪器
严格按照《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008、《工程测量规范》GB50026-2007、《沈阳市地铁二号线一期土建工程施工测量管理细则》进行作业。
平面贯通测量采用经鉴定合格并在有效期内的徕卡TCR1702全站仪（2＂，2+2ppm）及配套的精密对点器进行；高程贯通测量使用经鉴定合格并在有效期内的Leica NA2+GPM3（0.4mm/km）水准仪及其配套的铟瓦钢尺作业。作业前对使用的设备进行了常规检查，各项指标均满足相关要求后，方投入本项工作使用。
（2） 测量概况
1) 平面贯通测量
作业方法：按照四等精密导线要求进行作业，角度观测四测回，边长往返各测两测回，观测时进行了温度和气压改正。
文-五区间方向：以经我方检测合格的洞内导线控制DD2-10、DD2-8作为起算数据，直接测出贯通面附近导线点DD2-11的平面位置。
文体路站方向：以经我方检测合格的地下导线控制点CD4、CD5作为起算数据，直接测出贯通面附近导线点DD2-11的平面位置。
然后通过对比文-五区间方向与文体路站方向所求得的DD2-11坐标从而求得平面贯通误差。
成果处理采用武汉大学的“科达普施”软件包进行计算。
2) 高程贯通测量
文-五区间方向：以经我方检测合格的洞内水准控制点DD2-10作为起算数据，测得贯通面附近临时水准点LD的高程。
文体路站方向：以经我方检测合格的地下水准控制点CD2作为起算数据，测得贯通面附近临时水准点LD高程。然后通过与文-五区间方向所求得高程值进行对比求得高程贯通误差。
（3） 提交成果
平面贯通测量误差计算表、高程贯通测量误差计算表、贯通测量示意图、平面计算资料。

表2-3 地下导线点坐标平差值及其精度成果
点 名
点 号
坐 标 (米)
点位误差(厘米)

X
Y
Mx
My
Mp
CD4
CD4
24872.1219
35662.0311

CD5
CD5
24822.3443
35671.3525

M1
M1
24683.5881
35697.4918
0.145
0.192
0.241
M2
M2
24736.0461
35674.6897
0.194
0.152
0.246
DD2-11
DD2-11
24624.4296
35692.5724
0.240
0.329
0.407
DD2-10
DD2-10
24550.3164
35713.8425
0.287
0.504
0.580
DD2-8
DD2-8
24433.4615
35772.6541
0.417
0.826
0.925
表2-4 水准点高程计算表
点位名称
实测高差(m)
平均高差(或采用)高差(m)
高程(m)
备注
往
返
S54

43.564

-1.1344
1.135
-1.1347
LD1
42.4293

-15.4964
GC
26.9329

-0.6285
ZD
26.3044

-0.2828
0.2828
-0.2828
CD2
26.0216

0.1019
-0.1018
0.1018
CD5
26.1234

0.0554
-0.0554
0.0554
CD4
26.1788

-0.0074
0.0074
-0.0074
CD6
26.1714

-0.0706
0.0708
-0.0707
CD7
26.1007

CD2
26.0216

-0.0134
0.0133
-0.0134
CD3
26.0082

（4） 控制点成果比较
表2-5 平面贯通测量误差成果表
点名
竖井方向坐标（m）
车站方向坐标(m)
差值(mm)
X
Y
X
Y
△X
△Y
DD2-11
24624.3983
35692.9081
20624.3909
35692.8691
-7.4
-39.0
表2-6 高程贯通测量误差成果表
点名
竖井方向高程（m）
车站方向高程(m)
高程贯通误差(mm)
LD
29.9061
29.9105
4.4
（5） 测量结论：
从比较表上看，文-五区间右线与文体路站平面贯通误差及高程贯通误差均满足相关限差要求。

结论
在关于隧道施工贯通测量方法的学习中，我认真学习了贯通测量的相关知识，了解了贯通测量施工的步骤，需要注意的问题以及贯通测量设计书的编制等内容。并结合沈阳地铁二号线11标段的工程实际情况着重学习了两井贯通误差预计的理论知识，并运用VB计算机语言编制了一个小程序，用中铁十九局集团项目部提供的相关数据，以相应的要求规范提供的参数为标准做出了误差预计，并与真实的测量误差相比较，结果表明，运用理论公式，根据地面导线测量误差，地下导线测量误差以及定向误差等能够大致预计出隧道贯通在平面的误差，根据水准误差以及导入标高误差能够计算出隧道贯通在高程上的误差。总而言之，在做毕业设计的过程中，我通过理论的学习以及与工程实践的结合，对以前没有接触过的地下工程施工方法，特别是隧道贯通测量以及误差预计方面的内容有了进一步的了解。
参考文献
[1] 赵吉先，吕开云，聂运菊，地下工程测量发展回顾与展望[J]，测绘通报，2006年第10期，51-52
[2] 朱成, 王祥，铁道工程测量学[M]。北京:人民铁道出版社, 1979，144-202.
[3] 郝永辉，隧道贯通测量合理设计方法的研究[J],山西建筑，第35卷第8期
[4] 王久宏，赵矿伟，郑林杰，由起始方位角引起贯通测量误差的校正[J]，
煤炭技术，第28卷第四期，2009年4月
[5] 路文军，贯通测量应注意的几个问题[J], 水力采煤与管道运输, 2007 年 6月第2期
[6] 陈春芝, 王秉君, 李争光, 贯通测量误差参数的确定[J] , 煤矿开采, 第 11卷第6
[7] 欧星明 魏靖宇，《贯通测量误差预计》 的新方法及应用[J]，江西测绘，1-4
致谢
通过本次论文的撰写，使我们了解了地铁隧道的贯通测量的重要性以及学习了贯通测量的具体方法。
本文得到陈德标老师的指导，在此对陈德标老师表示真诚的感谢。