隧道施工控制测量指导意见

6隧道测量6.1一般规定6.1.1隧道平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、辅助坑道位置、以及线路通过地区的地形和环境条件等，采用GPS测量、导线测量、三角形网测量及其综合测量方法。高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量。6.1.2平面控制网坐标系宜采用以隧道平均高程面为基准面，以隧道长直线或曲线隧道切线（或公切线）为坐标轴的施工独立坐标系，坐标轴的选取应方便施工使用。高程系统应与线路高程系统相同。6.1.3隧道洞外控制测量应在隧道开挖前完成。6.1.4隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合表6.1.4的规定。表6.1.4隧道贯通误差规定项目横向贯通误差高程贯通误差相向开挖长度（km）L44≤L77≤L1010≤L1313≤L1616≤L1919≤L20洞外贯通中误差（mm）3040455565758018洞内贯通中误差（mm）4050658010513516017洞内外综合贯通中误差（mm）50658010012516018025贯通限差（mm）10013016020025032036050注：1本表不适用于利用竖井贯通的隧道。2相向开挖长度大于20km的隧道应作特殊设计。6.1.5隧道长度大于1500m时，应根据横向贯通误差进行平面控制网设计，估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值，并进行洞内测量设计。水准路线长度大于5000m时，应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计。6.1.6洞外控制网与线路控制网的联结应符合下列规定：1当线路控制网（CPI、CPII）精度满足隧道控制测量要求时，应在线路控制网基础上扩展加密，建立隧道控制网。2当线路控制网精度不能满足隧道控制测量要求时，应建立隧道独立控制网，并与隧道洞口附近线路控制点联测。3洞外高程控制测量应从隧道一端的线路水准基点联测至另一端的线路水准基点。6.1.7当隧道洞口两端的线路控制网（CPI、CPII）不在一个投影带内时，需建立独立的隧道施工控制网。6.4洞外控制测量6.4.1洞外控制测量应根据本规范表6.1.4规定的隧道的洞外控制测量贯通误差进行洞外控制网设计。洞外控制网设计应符合下列要求：1平面控制网应根据洞外允许横向贯通中误差，结合实际布网条件进行贯通误差估算。2高程控制网应根据勘选的地表高程路线长度和洞内贯通长度，按高程贯通误差估算公式分别估算洞外、洞内高程贯通误差，确定洞外高程控制测量精度。6.4.2隧道洞外控制测量技术要求应满足表6.4.2-1和表6.4.2-2的规定。表6.4.2-1平面控制测量设计要素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测量一6～201.01/250000二4～61.31/180000三41.71/100000导线测量二8～201.01/2000006～81/100000三4～61.81/80000四1.5～42.51/50000三角形网测量二8～201.01/2000006～81/150000三4～61.81/100000四1.5～42.51/50000洞内导线测量二9～201.01/100000隧道2等6～91.31/100000三3～61.81/50000四1.5～32.51/50000一级＜1.54.01/20000表6.4.2-2高程控制测量技术要求测量部位测量等级两开挖洞口间高程路线长度（km）每千米高程测量偶然中误差（mm）洞外二＞36≤1.0三13～36≤3.0四5～13≤5.0五＜5≤7.5洞内二＞32≤1.0三11～32≤3.0四5～11≤5.0五＜5≤7.56.4.3GPS控制测量误差引起的隧道横向贯通中误差可按下列方法估算：1控制测量前，应按（6.4.3-1）式估算测量设计的验前横向贯通中误差。22222)cos()cos(CJmLmLmmMCJCJ（6.4.3-1）式中mJ、mC—进、出口GPS控制点的Y坐标误差；LJ、LC—进、出口GPS控制点至贯通点的长度；mαJ、mαc—进、出口GPS联系边的方位中误差；θ、φ—进、出口控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角。2控制测量后，应按（6.4.3-2）式估算控制测量的验后横向贯通中误差。验后贯通误差应满足本规范表6.1.4的规定。FyxFFyxM2sinsincos22222（6.4.3-2）式中σΔx、σΔy、σΔxΔy—由进、出口推算至贯通点的x、y坐标差的方差和协方差；αF—贯通面方位角。6.4.4导线网、三角形网误差引起的横向贯通中误差可按下列方法估算：1控制测量前，应按（6.4.4-1）式估算测量设计的验前横向贯通中误差。22ylymmM（6.4.4-1）myβ按（6.4.4-2）式计算：2xyRmm（6.4.4-2）myl按（6.4.4-3）式计算：2ylyldlmm（6.4.4-3）式中myβ—测角误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。myl—测边误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。mβ—控制网设计的测角中误差（″）。Rx—控制网各点至贯通面的垂直距离（m）。ml/l—控制网设计的边长相对中误差。dy—控制网各边在贯通面上的投影长度（m）。2控制测量后，应按（6.4.4-1）式估算控制测量的验后横向贯通中误差。验后横向贯通误差应满足本规范表6.1.4的规定。6.4.5采用三角形网进行条件平差时，控制测量误差引起的验后横向贯通中误差可按（6.4.5-1）式计算：22brMMM（6.4.5-1）式中：Mr—由于方向测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差（mm）；Mb—由于起始边测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差（mm）。1Mr应按下式计算：PmMrr1（6.4.5-2）式中mr—方向观测中误差（″），可在平差计算成果中摘取；ρ—206265（″）；1/Pφ—平差后求得的方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数。2Mb应根据控制网起始边布设方式按（6.4.5-3）、（6.4.5-4）式计算。（1）当控制网布设一条起始边时：bmyjycMbb)(（6.4.5-3）式中yc、yj—三角锁出口、进口控制点C和J的横坐标（m）；mb/b—起始边边长相对中误差。（2）当控制网布设两条起始边时：22222121bbbbbmFmFM（6.4.5-4）式中mb1、mb2—起始边边长中误差（mm）；Fb1、Fb2—起始边边长误差对贯通精度的影响系数，可从条件平差表格中直接摘取。6.4.6洞外、洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差应按（6.4.6）式计算：LmMh（6.4.6）式中mΔ—每千米水准测量偶然中误差（mm）；L—洞外或洞内高程路线长度（km）。6.4.7洞外控制网的布设应符合下列规定：1洞外平面控制网应沿两洞口连线方向布设成多边形组合图形，构成闭合检核条件。2控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易破坏的地方。3视线应离开旁遮障碍物1m以上，通过水田、沙滩时，应适当增加视线高度。4隧道进、出口的中线控制桩或CPI、CPII应纳入隧道控制网。6.4.8洞口控制点布设应符合下列要求：1每个洞口平面控制点布设应不少于3个，水准点不少于2个。2用于向洞内传递方向的洞外联系边不宜小于500m。3洞口平面控制点应便于向洞内引测导线。4GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°，导线网、三角形网的不宜大于15°。5洞口GPS控制点应方便用常规测量方法检测、加密、恢复和向洞内引测。洞口子网各控制点间应尽量通视。6洞口附近的水准点应尽可能与隧道洞口等高，两水准点间高差以水准测量1～2站即可联测为宜。6.4.9利用原控制点增设新点时，应对原控制点进行检测，检测精度不应低于原测精度，检测与原测较差应符合下列规定：1平面控制点角度、边长检测较差的限差应按下式计算：22122fmm限=（6.4.9）式中m1、m2—分别为原测、检测的测边或测角中误差。2利用原水准点增设新点时，应检测相邻测段高差或相邻水准点间的高差。测段高差的检测限差应符合本规范表4.2.1的规定。3当检测与原测成果较差满足限差要求时，采用原测成果；不满足限差要求时，应分析超限原因。确因点位位移，应逐级检测至稳定控制点。6.4.10洞外GPS平面控制网的测量应符合下列规定：1GPS控制网应由洞口子网和子网之间的联系主网组成。洞口子网一般应布设成大地四边形，联系边应为直接观测边，进出口联系网宜在不同时段进行观测。当洞口子网采用GPS测量困难时，可测量一条GPS定向边，洞口子网的其他控制点可采用全站仪测量。2布网时应将选定的施工独立坐标系坐标原点和X轴方向点直接边纳入GPS控制网。6.4.11洞外导线控制网测量应符合下列要求：1导线网应布设成多边形闭合环，每个导线环由4～6条边构成。2导线边长应根据隧道长度和辅助导坑的数量及分布情况，结合地形条件和仪器测程确定，宜采用长边。3控制网观测应选择在成像清晰稳定的时间内进行。在地形和地面条件复杂、旁折光影响较大的地方，应选择最有利的观测时间观测。导线观测的各项技术要求应满足本规范第3.1.6条的规定。6.4.12三角形网测量应符合下列要求：1三角形网应布设成线形三角锁或大地四边形，宜采用边角网进行观测。2控制网观测的各项技术要求应满足本规范第3.1.7条的规定。6.4.13洞外高程控制测量应根据本规范表6.4.2-2确定的精度等级，按本规范第4章的规定执行，各等级水准测量的限差应符合本规范表4.2.1规定。山区水准测量平均每千米单程测站大于25站时，测段往返测高差不符值应符合表6.4.13的规定。表6.4.13往返测高差不符值的限差(单位：mm)水准测量等级测段往返测高差不符值限差二0.8n三2.4n四4.0n五6.0n注：表中n为两水准点间单程测站数。6.4.14洞外控制测量完成后，应按第6.4.3～6.4.6条的规定估算洞外控制测量引起的贯通误差，其估算值应满足表6.1.4的规定。6.5洞内控制测量6.5.1洞内平面控制测量应采用导线控制测量方法进行。洞内控制导线应从测量设计确定的洞外联系边引入，洞内洞外平面控制网宜以边连接。6.5.2洞内导线测量精度应符合表6.5.2规定：表6.5.2洞内导线测量精度要求测量等级适用长度（km）测角中误差（″）边长相对中误差二9～201.01/100000隧道2等6～91.31/100000三3～51.81/50000四1.5～42.51/50000一级＜1.54.01/200006.5.3洞内导线的布设应符合下列要求：1导线边长应根据测量设计确定。2导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，点间视线应旁离洞内设施0.2m以上。3洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4～6条边构成。长隧道宜布设成交叉双导线形式，以增加网的内部检核条件、提高网的可靠性。6.5.4导线测量前，应对原控制点进行检测，检测较差应符合第6.4.9条的规定：6.5.5洞内导线测量的精度应不低于测量设计时确定的精度等级，并应有安全可靠的防爆措施，必要时应采用防爆仪器观测。6.5.6导线水平角观测除按本规范表3.1.6-1、表3.1.6-3的规定执行外，还应符合下列要求：1洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。2洞内测量前应先将仪器开箱放置20分钟左右，让仪器与洞内温度基本一致。3目标应有足够的明亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。4完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180°重新对中整平，再观测剩余测回数。6.5.7导线边长测量除应满足本规范表3.1.6-1、表3.1.6-4、表3.1.6-5要求外，还应满足下列要求：1测量前应进行充分通风、避免尘雾。2反射镜应有适度照明。3仪器和反射镜面应无水雾。6.5.8洞内导线应随施工进度分期布设，建立新一期导线前，应按第6.5.4条检测原有控制点。6.5.9单口掘进5km和10km左右时，可加测方位精度不低于5″的陀螺定向边，以检核洞内导线。6.5