隧道进洞测量(第四讲)

石家庄铁路职业技术学院隧道施工测量测绘工程系2009年11月第四节洞口投点及隧道进洞关系计算污水处理池调度室会议室机具库房空压机房发电机房循环水池便道***隧道进口施工场地平面布置图高岗隧道第四节洞口投点及隧道进洞关系计算1洞口投点控制测量确认了隧道两端线路中线控制桩（投点）与洞外平面控制点的相对位置关系。2隧道进洞关系计算根据洞外控制测量成果，计算由洞外控制点引测进洞测设数据，据此指导隧道的进洞及洞内开挖，称为进洞关系计算。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，这也就是隧道洞外和洞内的联系测量（即进洞测量）。一、隧道进洞测量程序1洞口投点设置洞外控制测量完成之后，应把各洞口的线路中线控制桩和洞外控制网联系起来。2坐标转换若控制网和线路中线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。3进洞测量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。（一）直线隧道进洞直线隧道进洞计算比较简单，常用方法：1移桩法2拨角法1洞口设置两个投点（移桩法）A、B、M、N为精测后确定隧道中线。（1）确定直线中线（2）投点移桩2洞口设置一个投点（拨角法）A、N为中线投点，B、M为线路附近的控制点。（1）确定直线中线（2）反算拨角α案例：某隧道洞口投点及进洞关系如图所示，投点的原坐标参见下表。采用ZD1-ZD9连线方向为新X轴并确定中线方向，而对ZD2和ZD8进行投点移桩。α案例：点名原坐标转轴后坐标备注X(m)Y(m)X(m)Y(m)ZD1-3234.4213-1.1550-3234.42150.0000ZD2-2856.4741-1.1380-2856.4743-0.1179ZD8-364.88240.0000-364.88230.1303ZD90.00000.00000.00000.0000（二）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α（α为两切线方位角之差），α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α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。曲线进洞测量一般有两种方法,一是洞口投点移桩法,另一是洞口控制点与曲线上任一点关系计算法。（二）曲线隧道进洞（二）曲线隧道进洞曲线隧道两端洞口的每条切线上已有两个投点的坐标在控制网中得到，如图中的A、G和D、E。经坐标变换后，以A点为坐标系原点，AG的切线方向为y轴，其进洞关系的计算步骤如下：（二）曲线隧道进洞1．坐标变换后，得到A、G、D、E各点的新坐标。根据这些新坐标反算得到AG、DE的方位角；两方位角相减得到曲线精测的转向角α，它的精度较之定测角值精确，并与各点的坐标相一致。EDAGEDAG（二）曲线隧道进洞2．计算交点的坐标（可用于计算中线点坐标使用）因为AG切线与y轴重合或平行，故JD的x坐标为零或选定值，它是已知的；只需计算出JD的y坐标值即可。EDEDEEJDJDyyyxxxxy)(（二）曲线隧道进洞0l0pm0x0y3．根据精测算得的α和设计的曲线半径R和缓和曲线长，计算出曲线要素T、L、、、、、。，计算出曲线要素T、L、、、、、4．选定洞口外面一个中线控制桩的里程，使其和定测里程一致，例如选定A点。由此从A推算隧道范围内其它中线控制点的里程，到隧道另一端洞口外的中线控制点上出现断链，这是由于精测长度和定测长度不一致所致，这种里程称为隧道施工里程。5．计算任一中线点的坐标要想在洞中测设出任一中线点的位置，必须先知道该点的施工里程，使它与曲线控制桩的施工里程相比较，才能确定该点是在直线上，还是在曲线上，并且知道该点距中线控制桩有多远。0l0pm0x0y（二）曲线隧道进洞0l0pm0x0y，计算出曲线要素T、L、、、、、6、计算出测设中线点的坐标后，再根据控制网点的坐标，反算出两点间的距离和方位角，利用极坐标法即可确定洞门的位置和进洞方向。如图所示，H为出口洞门的设计位置，D、E为切线方向的控制点，根据D、H点坐标可以算出距离SDH及方位角αDH；根据D、E坐标可以算出方位角αDE，根据两方位角之差可以求得水平角β。将经纬仪按在D点，后视E点，转一角度β，沿此方向丈量距离SDH，即可定出洞门出口位置H点。