工程测量关于隧道地面和地下平面控制网的等级进行隧道横向贯通误差.docx

专 科 毕 业 设 计（论文）

题目 ： 关于隧道地面和地下平面控制
网的等级进行隧道横向贯通误差

院（系部） 地勘系
专业名称 工程测量
年级班级 高测
学生姓名
指导教师

2012年 3月20日

摘 要
通过对遂洞地面和地下平面控制网的等级进行遂洞横向贯通误差的预计：
地上平面控制网引起的横向贯通误差为± 29mm ≤ 30mm ，满足设计要求，地面平面控制测量等级为三等；
地下平面控制测量误差引起的横向贯通误差为± 35mm ≤ 40mm ，满足设计要求，地下平面控制测量等级为四等；
横向总贯通误差为± 45mm ≤ 50mm ，满足设计要求。
通过预算确定相应的等级后，按照规范设计各种等级的测量技术要求。满足指导施工测量。
地上高程控制测量误差引起的竖向贯通误差± 14.4mm ≤ 15mm ，满足设计要求；
地下高程控制测量误差引起的竖向贯通误差± 8.9mm ≤ 20mm ，满足设计要求；
总竖向贯通误差± 16.9mm ≤ mm ，满足设计要求。
除了通过对遂洞地面和的等级进行遂洞横向贯通误差的预计和地上高程控制测量和地下高程控制测量误差引起的竖向贯通误差的预计外，我还进行了埋建测量标志，经纬仪角度观测，测距仪距离测量，全站仪测量， GPS 控制测量，水准测量的测设。

关键词：高程控制网、导线测量、放样

目 录

前 言
1．1 隧洞地面和地下高程控制网略图
2.工程测量在隧道测量中的技术要求
2.1 地面控制测量的等级标志形状和尺寸的设计
2.2平面控制测量对测边、测角的要求
2.3地面和地下高程控制测量的等级的各种技术要求
23.1高程控制点的标志设计
2.3.2外业成果的整理与平差计算
3. 隧道施工中对工程测量的应用
3.1 洞外中心线的测设方法及要求的设计
3.2 隧洞中心控制桩外的设计
3.3 洞内施工导线、基本导线、主要导线的精度、测量方法的设计
3.4 隧洞内高程控制点测量方法、精度要求
3.5 隧洞施工面的放样方法
4. 总结

第一章 前言
1．1 隧洞地面和地下高程控制网略图

第二章 工程测量在隧道测量中的技术要求
2.1 地面控制测量的等级标志形状和尺寸的设计
1. 平面控制网选点、埋设及标志
(1)平面控制点应选在通视良好、交通方便，地基稳定且能长期保存的地方。视线离障碍物 ( 距上、下和旁侧 ) 不宜小于 2.0m 。
(2) 对于能够长期保存、离施工区较远的平面控点，应着重考虑图形结构和便于加密；而直接用于施工放样的控制点则应着重考虑方便放样，尽量靠近施工区并对主要建筑物的放样区组成的图形有利。控制点的分布，应做 到坝轴线以下的点数多于坝轴线以上的点数。
(3) 位于主体工程附近的各等级控制点和主轴线标志点，应埋设具有强制归心装置的混凝土观测墩。其它部位可根据情况埋设暗标或半永久标志。对首级网，同一等级的控制点应埋设相同类型的标志。
(4) 各等级控制点周围应有醒目的保护装置，以防止车辆或机械的碰撞。在有条件的地方可建造观测棚。
(5)照准标志底座平面应埋设水平。其不平度应小于 10´ 。照准标志中心线与标志点的偏差不得大于 1.0mm 。

2.2平面控制测量对测边、测角的要求
1. 总的技术要求
表2.2 -1 测角网的技术要求
等 级
边长
(m)
起始边相对中误差
测角中误差
（ " ）
三角形最大闭合差
(")
测 回 数
DJl
DJ2
二
500 ～ 1500
1 ：30 万
±1.0
±3.5
9
—
三
300 ～ 1000
1 ：15 万 (首级)
1 ：13 万 (加密)
±1.8
±7.0
6
9
四
200 ～ 800
1 ：10 万 (首级)
1 ：7 万 (加密)
±2.5
±9.0
4
6
五
100 ～ 500
1 ：4 万
±2.5
±15.0
—
4
2. 水平角观测的技术要求及内业计算的精度要求
（ 1 ）水平角观测前，必须对经纬仪进行检验和校正。 检验项目和检验方法按《国家三角测量和精密导线测量规范》规定执行。
（ 2 ）水平角观测应遵守下列规定。
1) 观测应在成像清晰，目标稳定的条件下进行。晴天的日出日落和中午前后，如果成像模糊或跳 动剧烈，不应进行观测 。
2) 应待仪器温度与外界气温一致后开始观测 。观测过程中，仪器不得受日光直接照射。
3) 仪器照准部旋转时，应平稳匀速；制动螺旋不宜拧得过紧；微动螺旋应尽量使用中间部位。精确照准目标时，微动螺旋最后应为旋进方向。
（ 3 ）水平角观测一般采用方向观测法，其操作步骤如下：
1) 将仪器照准零方向标志，按度盘配置表配置度盘和测微器读数。
2) 顺时针方向旋转照准部1 ～2 周后精确照准零方向标志，并进行水平度盘、测微器读数( 照准二次，各读数一次) 。 ( 五等三角测量可只照准读数一次 ) 。
3) 顺时针方向旋转照准部，精确照准第2 方向标志，按 2) 款方法进行读数； 顺
时针方向旋转照准部依次进行第3 、4 、……、 n 方向的观测，最后闭合至零方向(当观测方向数小于或等于3 时，可不闭合至零方向 ) 。
4) 纵转望远镜，逆时针方向旋转照准部1 ～ 2 周后，精确照准零方向，按2) 款方法进行读数。
计算公式如下：
δ = (4.2.3-1)
式中 —— 测回数，
—— 测回序号 (j=1 、 2 、…、 m) ；
—— 水平度盘最小间隔分划值，DJ1=4 ′ ， DJ2=10 ′ ；
—— 测微盘分格数值 ， DJ1 型为 60 格， DJ2 型为 600 " 。
表 2.2 水平角方向观测法技术要求
等 级
经 仪
型 号
光学测微器两
次重合读数差
( ″ )
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
( ″ )
二、三、四
DJl
1
4
6
9
6
DJ2
3
6
8
13
9
五
DJ2
3
6
8
13
9
DJ6
—
12
18
—
24
表 2.1.1-3 洞外高程控制等级的选择
高程等级
隧洞相向开挖长度 (km)
高程等级
隧洞相向开挖长度 (km)
三
4 ～ 8
五
≤ 1
四
1 ～ 4

= ±16.9mm≤±25mm

表 2.1.1-4 地面、地下高程控制测量的等级和技术要求
等 级
四
(mm)
± 5
(mm)
± 10
仪器型号
DS3
水准尺
双面
观测方法
中丝读数法
观测顺序
后后前前
观测
次数
与已知点联测
往返
环线或附合
往
往返较差、环线或
附合线路闭合差
(mm)
平丘地

山 地

2.3地面和地下高程控制测量的等级的各种技术要求
2.3.1高程控制点的标志设计
（单位： cm ）
图 2.2.1 金属水准标志埋设（单位： mm ）

2.3.2外业成果的整理与平差计算
1. 高程测量应采用规定的手薄纪录，并统一编号，手薄中记载项目和原始观测数据必须字迹清晰、端正，填写齐全。
2. 高程测量观测、纪录及计算小数位的取位，应符合表 2.3.2 的规定
表 2.2.2 观测 、 记录及计算小数位取位的规定
高程
等级
天顶距观测
读数与记录
小数位
( ″ )
水准尺观测
读数与记录
小数位
(mm)
往(返)
测距离
总 和
(km)
往(返)
测距离
中数
(kin)
各 测
站高差
(ram)
往(返)
测高差
总 和
(ram)
往(返)
测高差
中数
(mm)
高差
(mm)
二
0.01
0.1
0.05
0.1
0.01
0.1
0.01
0.01
0.1
0.1
三
0.1
1.0
1.0
0.01
0.1
0.1
1.0
1.0
1.0
四、五
1.0
1.0
0.01
0.1
1.0
1.0
1.0
1.0
3. 采用手工记录时，应使用规定的手薄，用铅笔记录，并统一编号，记录的文字与数字，应清晰端正，不得潦草模糊，所有的项目应填写齐全。记录的文字与数字不得涂改或擦去，对所有错误的数字（只限分米、米和度、分的读数）与文字，可用单线划去，在其上方写出正确的数字与文字，并备注栏中注明原因。对需重测的记录用单线划去，不著名原因及重测结果记于何处。

第三章 东山隧道施工中对工程测量的应用
3.1 洞外中心线的测设方法及要求的设计
1.由洞口点向洞内传递方向的连接角测角中误差，应比本级导线测 角精度提高一 级 ，至少不 应 低于洞内基本 导线 的测角精度。地上导线的测角精度要求为 1.8 ″， 因此由洞口向洞内传递方向的连接角测角中误差为 1.8 ″ 。观测的技术要求见表 3.1.1 。
表 3.1.1 连接角测角技术要求
等 级
经 仪
型 号
光学测微器两
次重合读数差
( ″ )
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
( ″ )
测回数
三
DJl
1
4
6
9
6
6
DJ2
3
6
8
13
9
9
2. 洞外中心线的测设方法，因为测设的角度精度要求高，测角中误差为 1.8 ″，所以采用精确测设法，其工作步骤是：
（ 1 ）如图 6.1.2 ，根据设计角值β，用直接角测设法测设 ∠ BAP ′ 。
（ 2 ）用测回法对进行九个测回的观测（观测的技术要求按表 6.1.1 进行），取各测回的平均值得β ′。
（ 3 ）计算观测角度值 β ′与设计角度值 β 之差Δ β = β ′ - β。
（ 4 ）丈量 AP ′的距离，设 AP ′ =S 。
（ 5 ）根据角度差Δ β与 S 计算 P ′点横向改正数Δ S 。
Δ S= P P ′ =

（ 6 ）通过 P ′点作垂直与 AP ′的方向线，以 P ′为起点，量取距离Δ S 长度得出点 P ，∠ BAP 就是所需测设的水平角。但改正点位时应注意改正方向，当 Δ β为正值时，应向 ∠ BAP ′内改正，反之，向外改正。
3.2 隧洞中心控制桩外的设计
1. 按 3.1-2 的方法测设出 由洞口点向洞内传递方向的连接角测角。
2. 隧洞中心控制桩外的设计如图 6.2.1 ，在隧洞外的中心线上离洞口约 50 米有两个控制中心线的主桩 C 、 D ，每个主桩有四个定位小桩，以做效核及恢复主桩使用，两个主桩的距离大约为 15 米。每个控制桩都应埋设坚实的混凝土桩，所有的控制桩的顶部应大概在同一个水平面上。
图 3.2.1 隧洞中心控制桩平面图

3.3 洞内施工导线、基本导线、主要导线的精度、测量方法的设计
从洞外中心控制桩正倒镜取中点放样施工导线、基本导线、主要导线，具体要求如下：
1. 洞内施工导线按边长 30m 打一桩，往返测边长相对误差，按 1 ： 5000 。根据施工方法和隧洞横断面大小，导线点沿洞轴线方向布设在洞的顶板或底板坚固的岩石上 . 关于水平角的观测，可用 J6 型仪器施测 3 测回。
2. 洞内基本导线应与施工导线的布设统一考虑，其边长 100m 打一桩，往返测边长相对误差，按 1 ： 10000 ，水平角的观测要求使用 J2 型仪器观测 6 测回，但基本导线的精度应较施工导线高一级，尽量布设靠近洞轴线。
图 3.3.3 施工导线与基本导线的布设

3.4 隧洞内高程控制点测量方法、精度要求
隧洞内高程控制点的布设在隧洞底板上，对于长距离较高精度的永久水准点间距按 300m 埋设。
3.4.1 在已知水准点高程 H 与放样点高程 Hp 之间安置水准仪，在已知水准点上树立水准尺。水准仪整平后，照准读数得 a ，则视线高 Hi =H +a ；在放样水准点上竖立水准尺读数应为： b= Hi -H p = （ H+a ） -H p
图3.4.2 隧洞中心控制桩平面图

3.5 隧洞施工面的放样方法
隧洞施工时，为了选择炮眼和确定开挖范围，应及时进行断面放样，在工作面上标定断面的范围。
断面放样，包括隧洞两边侧墙及拱顶的放样。洞轴线测设后，从洞轴线向两侧的垂直方向测设开挖宽度的一半，即得到侧墙的位置。拱顶部分为圆曲线或抛物线。在设计断面图上，给出断面的宽度、拱顶的高度和曲线半径数据。开挖的隧洞，其精度要求不高，可用图解法求出各放样的数据。 见图3.5.1 。
图 3.5.1 拱曲线放样图

3.5.2 隧洞的贯通后，在贯通面的某一点 P 。
从隧洞进口点 A 测出到 P 点的距离为 L AP ，从隧洞出口点 B 测出到 P 点的距离为 LBP ，纵向贯通误差 △ L ，则
△ L= （ L AP +LBP ） -LAB
从 A 点开挖定向出的隧洞中心线与从 B 点开挖定向出的隧洞中心线在 P 点在横向的实际距离即为横向贯通误差。
从隧洞进口点 A 测出到 P 点的高程为 H AP ，从隧洞出口点 B 测出到 P 点的高程为 HBP ，竖向贯通误差 △ H ，则
△ H=H AP -HBP

第四章 总结
通过这次的毕业设计，让我在毕业之前对这两年所学的测量理论知识和实践技能进行了一次全面的考核。虽然设计当中遇到诸多困难，但我还是在老师同学的帮助下完成了任务。毕业设计使我认识到自己在学习中的不足之处，这给我的学习生活中敲了警钟，树立了标杆。不足是难免的，收获也是有的。通过设计进一步增强了我的动手能力，提高了我测量计算和施工放样的能力，给我充分运用所学知识进行联系实际分析问题和解决问题提供了一个很好的平台。 通过对遂洞地面和地下平面控制网的等级进行遂洞横向贯通误差的预计：