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第八章地下工程施工测量测绘教研室第八章地下工程施工测量§8-1.概述§8-2.地面控制测量§8-3.地下控制测量§8-4.联系测量§8-5.贯通测量误差预计§8-6.地下工程施工测量与竣工测量§8-7.隧道贯通后实际偏差的测定与调整§8-8.陀螺经纬仪第八章地下工程施工测量地下建筑物施工测量的内容及其作用，隧道贯通误差的要求及要求及横向贯通误差的统计分析，隧道地面控制测量误差对贯通误差的影响，地面控制测量的布设方案，进洞关系数据的推算，地下导线控制测量及其精度设计，地下水准测量，隧道施工中的测量工作，隧道贯通时实际误差和测定与调整。§8-1.概述一、地下工程的有关基本知识按地下工程的用途和开挖地点的不同可分为：（1）地下隧道工程。（2）地下峒室工程。（3）地下矿山井巷工程。具体的施工方法有：（1）明挖法。（2）凿岩爆破法。（3）盾构法。（4）顶管法。二、地下工程施工测量的内容和特点地下工程施工测量的任务：标定出地下隧道等线性工程的开挖位置和设计中线的平面位置与高程，以指导隧道按设计正确开挖施工；标定地下峒室的空间位置、形状和大小，放样隧道、峒室衬砌的位置，保证按设计要求进行开挖和支护衬砌；还要进行地下工程结构物基础放样，以及大型设备的安装和调校测量等测量工作。为了完成地下工程施工测量任务，在地下工程施工前要进行地面控制测量，在施工中进行地下控制测量和施工测量，施工完成后需要进行验收竣工测量，如果地下工程有通过竖井或斜井与地面相通时，还必须进行竖井、斜井的联系测量。三、贯通测量与贯通误差贯通测量：是为加快施工速度，改善工作条件，在不同地点以两个或两个以上的工作面分段掘进按设计彼此相同的同一井筒、巷道或隧道时所进行的各种测量工作。其主要任务是确定并给出井筒或隧道在空间的位置和方向，并经常检查其正确性，以保证所掘井筒或隧道符合设计要求。为了保证贯通工程的质量贯通工程应遵循两个原则：（1）贯通测量的总体测量方案和各个环节的策略方法应保证隧道、巷道贯通所必需的测量精度；（2）对所完成的策略和计算工作都应有客观的检查，确保其正确无误。地下工程贯通的情形：（1）两个工作面间相向掘进贯通，称为相向贯通。（2）两个工作面同向掘进贯通，称为同向贯通。（3）由一个工作面向另一个指定的地点掘进贯通，叫做单向贯通。由于测量过程中不可避免地带有误差，因此隧道贯通总会出现贯通偏差。如果将贯通偏差控制在某一限值内，使出现的贯通偏差不影响隧道的正常使用，则该限值称为贯通允许偏差。贯通允许偏差的大小一般是随地下工程的性质和用途而定。贯通偏差可能发生在空间的3个方向上，即：（1）沿隧道中心线的长度偏差；（2）水平面内垂直于隧道中心线方向的左右偏差；（3）水平面内垂直于隧道中心线方向的高程偏差。贯通测量一般包括地面控制测量、地下控制测量和施工放样测量。当通过竖井或斜井进行开挖时，还需要进行竖井、斜井联系测量。因此，影响隧道贯通误差的主要因素有：地面控制测量误差、地下控制测量误差，当通过竖井或斜井进行开挖掘进时，还需考虑竖井或斜井的联系测量误差。§8-2.地面控制测量隧道开挖的地面控制测量应在隧道开挖以前完成。地面控制测量包括平面控制测量和高程控制测量，平面控制测量网应根据隧道的长度和平面形状以及线路通过地区的地形情况和施工方法进行设计布设。高程控制测量通常仍采用水准测量方法，只有在斜井和地形陡峻的山区地段可考虑采用全站仪三角高程测量。一、地面控制网的布设隧道工程控制测量的作用是保证隧道按设计规定的精度能够正确贯通，并使地下各种建筑物按设计位置定位安装。而地面控制测量的作用是提供洞口点的三维坐标和进洞开挖的方向，或者说用以确定洞口点、竖井的进井点和方向照准点之间的相对位置，作为地下洞内控制测量的起始数据。二、隧道施工控制网的布设•隧道施工控制网分为地面网和洞内网。•（一）隧道地面控制网•长隧道一般可近似作为直线型处理。•洞外采用GPS平面控制网，在进、出口线路中线上布设进、出口点，进、出口再布设3个定向点，进、出口与相应定向点之间应通视。注意：各洞口点、竖井的近井点要和定向点通视，以便于与洞外控制点联测及向洞内测设导线，洞口点的布设位置还应便于施工中线的放样。二、地面导线测量全站仪导线已成为隧道贯通测量的地面平面控制测量的一种主要布网方式。它可以作为独立的地面控制，也可以用来进行GPS网点的加密，是坐标和坐标方位角传递的一种好的方式。导线的布设形式有附和导线、闭合导线、直伸形多环导线锁和环形导线网。导线或导线网应尽量沿着隧道的中线方向延伸布设，尽可能加大导线边长，减少导线转折角，以减少测角误差对横向贯通偏差的影响。如果地面有平峒、斜井和竖井与地下隧道相通时在这些洞口处应设导线点作为洞口点；对于曲线隧道，曲线的起点、终点以及曲线切线方向上的定向点都应包括在导线或导线网中。三、GPS控制测量•当用GPS控制网作为隧道工程首级控制网，且需采用其他测量方法进行加密时，应每隔5Km设置一对相互通视的GPS点，若将GPS首级控制网直接作为施工控制网，每个GPS点至少应与一个相邻点通视。•一、二级GPS控制网应采用网连式、边连式布网，三、四级GPS控制网宜采用点连式布网，即整个GPS网由若干个独立的异步环构成，网中不应出现自由基线，每个点上最好至少有3条独立基线通过，每个点最好至少独立设站观测两个时段。•GPS控制网应同附近等级高的国家平面控制网联测，联测点数不少于3个。四、地面高程控制测量•高程控制测量的任务是在各洞口附近设立2～3个水准点，测量各开洞口的进口点间的高差，由进口点向洞内或井下传递高程，建立洞内或地下统一的高程系统，以保证在贯通面上高程的正确贯通。•高程控制测量的方法，一般在平坦地区及丘陵地区用等级水准测量，在山区采用全站仪三角高程测量。•进行地面水准测量时，利用线路定测水准点的高程作为起始高程，沿水准路线在每个洞口至少应埋设两个水准点，水准线路应形成闭合环线，或者敷设两条相互独立的水准线路，由已知的起始水准点从一端洞口测至另一端的洞口。§8-3.地下控制测量地下控制测量包括地下平面控制测量和地下高程控制测量。地下平面控制测量是随着隧道向前开挖掘进延伸而逐步布设导线的方式进行，同地面导线测量一样，仍然遵循高级控制低级的原则。地下高程控制测量方法有水准测量和三角高程测量。一、地下导线测量地下导线测量的任务是以必要的精度，建立地下工程平面控制测量系统。根据地下导线点坐标可以放样出隧道设计中线及其衬砌位置，从而指示隧道的掘进方向及衬砌施工，地下构筑物施工放样和竣工测量。地下导线的起始点通常设在平峒口、斜井口以及竖井的井底车场，通过地面控制测量和联系测量测定地下导线起始点的坐标和起始边的坐标方位角。地下导线布设等级和策略精度要求取决于地下工程的类型、用途、延伸的范围大小、施工方法和设计提出的限差要求等。地下导线一般采用分级布设，通常分施工导线、基本导线和主要导线3种。一般施工导线的边长为20~50m，基本导线边长为50~100m，而主要导线的边长为150~800m。地下导线常采用，全导线或交叉导线。二、地下高程控制测量地下高程控制测量的任务是测定地下隧道中高程点的高程，建立一个与地面统一的地下高程控制系统，作为隧道掘进中坡度的控制和竖直面内施工放样的依据。地下高程控制测量可分为地下水准测量和地下三角高程测量。地下水准测量的等级和使用仪器，主要根据两开挖洞口间洞外水准路线的长度确定。