隧道控制点布网方案(单导线)

新建铁路广元至达州线巴中至达州段站前工程I标段隧道洞内控制网布设方案编制：复核：审核：中铁七局集团巴达铁路站前Ⅰ标段工程指挥部二〇一一年十月1隧道控制点布网及测量方案一、测量依据1、《铁路工程测量规范》2、设计院提供的平面控制网点及水准网点得内业资料3、加密导线及水准点的内业资料4、隧道设计图纸二、工程概况中铁七局巴达铁路站前I标段第二经理部管段内隧道共计13.5座，分别为张家湾隧道、葫芦咀1#隧道、葫芦咀2#隧道、青龙咀隧道、南台山隧道、康家院隧道、徐家湾隧道、洞沟隧道、马耳梁隧道、南垭邱隧道、小罗家梁隧道、郭家沟隧道、潘家湾隧道、梨树坪隧道。隧道为单线隧道，全长19.387千米，，分别为：张家湾隧道出口1879米、康家院隧道1571米、南台山隧道2033米、青龙咀隧道1031米、徐家湾隧道4652米、洞沟隧道1418米、马耳梁隧道249米、潘家湾隧道829米、郭家沟隧道243米、南垭邱隧道1693米、葫芦咀1#隧道784米、葫芦咀2#隧道674米、小罗家梁隧道508米、梨树坪隧道177米。三、施工工序流程1、主要测量工作及仪器配置○1平面控制测量○2高程控制测量○3洞内开挖放样测量2○4断面超欠挖测量○5贯通测量复测及控制测量使用测量仪器标序号仪器名称规格型号数量备注1双频GPS天宝R842全站仪徕卡TS06/TCR80213水准仪苏光DSZ224电子水准仪徕卡DNA0312、测量人员配备及分工经理部总工文朝维为组长；许宜昌为副组长。主要负责复测组织，管理及数据的上报复核。部门小组负责人组员仪器职责一分部李杰祁涛、张进鹏、张钟月全站仪一台，水准仪两台外业测量、记录及整理二分部高连顺哈维太、田羽、马朝武全站仪一台，水准仪两台外业测量、记录及整理三分部汪健嵇孟卓、褚尚武、王帅全站仪一台，水准仪两台外业测量、记录及整理四分部王明礼牟宁宁、刘琨、陈宏东全站仪一台，水准仪两台外业测量、记录及整理五分部许三喜廖灿、李会平、白永德全站仪一台，水准仪两台外业测量、记录及整理注：各分部可根据自己管段内的施工情况调配人员组织，每日将测量情况及时汇报于经理部，以便经理部做好安排工作。平面测量和导线布设由各个分部的小组完成，并按开挖进度进行复检。3四、主要测量工作及内容1、洞口平面测设为满足施工需要隧道洞外控制测量采用GPS结合CPI控制点对施工控制点进行加密，加密点在选点、加密、平差等个工序均应满足规范要求。隧道平面控制测量的主要任务是保证隧道的精度与正确贯通，并定出施工中线。选点是把图纸上设计的点位落实到实地，并根据实际地形进行修正。边角网点选在通视良好的、交通方便、地基稳固而且能长期保存的地方，视线要避开障碍物。对于能够长期保存，离施工区较远的点要考虑图形结构和便于加密。直接用于施工放样的控制点位便于施工放样。施工测量的首级控制点和药长期保存的各级控制点应埋设具有强制归心装置的砼标墩或钢架标墩。砼标墩埋设过程：实地标定点位；挖基坑及整平基底；树钢筋固定金属十字标；浇筑砼；外观整饰及编号；加保护装置。在基岩层上或坚硬混凝土路面上可直接钻孔，将刻有十字中心标的膨胀螺栓打入孔内，标石埋好后要稳定至少7天才能开始观测。具体标准及操作方法必须严格按照项目部2010年11月下发的《控制点埋设要求》进行。施工时通过洞外精测点，引进洞内采用双导线布置形成闭合导线，采用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道中线。洞口导线点埋设使用Φ22钢筋（钢筋顶面刻有十字丝）埋于洞口坚硬地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后利用设计院交接的导线网点（已知GPS点）做基准点，使用4GPS进行导线加密，导线精度满足规范要求，使用精密水准仪从两个高等级的水准点测定导线上的高程，并平差合格。2、洞内外联测洞内外联测，应选在阴天，气温稳定，无风情况下进行。水平角观测在不同时段采用方向观测法测2组，每组15个测回。测距采用对向观测，其中竖直角观测四个测回，测距6次，边长归算考虑气象改正，投影改正。投影面高度最好为隧道中线平均高程(GPS网投影高程面)。高程测量严格按照《铁路测量规则》四等水准测量要求进行，采用往返不同线路进行施测，在往返闭合差满足要求时，取返往平均值。3、洞内控制测量洞内导线测量一般采用下列几种形式：单导线、导线环、主副导线环、交叉导线。本标段隧道均为单线隧道，断面较小，故采用单导线进行布网。O1234β图70洞内单导线布置示意图单导线3.1平面控制网的基本要求（1）导线边长为200~400m，且不应小于200m。（2）导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠的地方。布点时应与作业队充分协调，并做好交底。（3）控制点间视线应避开洞内设施0.2m以上，并避开电器。5（4）导线点宜采用Φ20以上的钢筋桩，桩长不宜短于50cm，桩顶最好比洞内地面低5～10cm，上面加设坚固护盖，然后填平地面，注意护盖不要和标石顶点接触，以免在洞内运输或施工中遭受破坏，并在边墙上标注点名，用箭头指示桩位。3.2高程控制点的基本要求（1）洞内每隔200~500m布设一对水准点，每对水准点间的距离宜为30~100m，不应将一对水准点布设在同一横断面上。（2）水准点不宜埋设在未衬砌的边墙上或软弱地段。（3）水准点可以和导线点共桩，此时，钢筋头应高出桩面5mm。4、平面控制网布网方法（1）以洞口投点为起点，沿线路（隧道）中线或侧移适当距离布设，具体位置以桩位稳固且以保护、测量干扰小为原则。（2）随着隧道的掘进先布设单单线，隧道掘进超过导线设计边长2~3倍时，进行一次导线引伸测量。（3）外业观测5、基本工作及要求（1）测量仪器和工具的检查洞内控制网观测必须使用经国家计量部门鉴定合格并在有6效期内的仪器。观测前，还应参照《铁路工程测量规范》及《仪器使用手册》的有关规定和要求对所有仪器进行检查，保证仪器处于合格状态。观测前还应注意检查棱镜基座及站标的状况，此外还应对仪器、对讲机、照明设备等进行充电。（2）观测前应加强隧道的通风至少半个小时，充分排除洞内烟尘，避免尘雾。（3）观测时，仪器和棱镜的架设高度宜大于1.3m，反射棱镜有足够照明度，并应将目标附近的照明灯关闭，避免视场中强散射光的干扰，尤其是碘钨灯等。（4）由洞外向洞内引测时，宜在夜间气温较稳定后或者选择气象稳定的阴天进行。（5）为适应洞内温度和湿度，仪器进洞后必须晾20~30min。（6）观测过程中应避免仪器和棱镜面无水雾。（7）当洞内有瓦斯时，必须采取安全可靠的防爆措施。（8）安置仪器时，必须清除桩顶的水或污泥，保证精确对中。（9）测距时应实测仪器中心附近的温度、气压，并输入全站仪中在测距时实时改正。（10）观测时，转动仪器应平稳、匀速，并按规定方向旋转，在每半测回中仪器照准部转动方向始终一致，若实现越过目标时，应继续按原方向旋转一周，再重新照准目标。（11）观测中可采取仪器和棱镜多次对中整平（每次转动仪器基7座120°然后对中整平）的方法，以减小置镜误差的影响。（12）为了避免计算出错，观测时每个导线环的前进方向统一按逆时针方向（如图2）.5.2左右角观测法（1）盘左位置：精确瞄准后视觇标A（注意消除视差，前后视以导线前进方向为准），测角、测距。（2）顺时针转动照准部，瞄准前视觇标B，测角、测距，完成盘左半测回（上半测回）。（3）盘右位置：逆时针转动照准部1~2周，精确瞄准前视觇标B，测角、测距。（4）逆时针转动照准部，瞄准后视觇标A，测角、测距，完成盘右半测回（下半测回），至此，完成水平左角一测回的观测。（5）盘左位置：大致瞄准后视觇标A，配置水平度盘（全站仪配置度盘的方法请参照用户手册，也可以不配置），即改变度盘读数180°/n+4″（DJ1），或180°/n+10″（DJ2）.将前后视对调一下，按上述方法完成水平右角的观测，即观测顺序为：（盘左）B→A→(盘右)A→B。（6）重复以上步骤，完成全部观测。洞内导线测量时应注意以下几点：○1每次建立新点之前必须检查老点的稳定性，只有在确定老点没有发生变动时，才能用它来发展新点。OAB8○2尽量形成闭合环，两条路线的坐标相比较，量测距离与反酸距离相比较等检核条件，以免发生错误。○3导线应尽量布设成长边或等边，一般直线地段不短于200m，曲线地段不短于70m。○4测角时，必须经过通风排烟，使空气澄清以后，能见度恢复时进行。根据测量的精度要求确定使用仪器的类型和测回数。○5以导线形式作为洞内平面控制时，正式的中线点以临近的导线点测设于地面上之后，应在中线上安置仪器，以任何两个已知坐标的点为目标测其角度，用实测角度值与坐标反算角度值进行比较检核，以检查中线点测设的正确性。如下图所示，中线点5由导线点C测设出来之后，将仪器安置在5点上，测出检查角与坐标反算角比较。6、洞内高程控制测量洞内高程控制测量使用DSZ2水准仪，区格式水准尺，采用中丝读数法进行往返测量，测量等级为四等，观测顺序为：后→后→前→前。洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点：9○1．隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返多次观测进行检核。○2．洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量，进行往返观测；四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法，应进行对向观测。○3．洞内应每隔200～500m设立一对高程控制点以便检核.为了施工便利,应在导坑内拱部边墙至少每100m设立一个临时水准点。○4．洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前，注意检查前一水准点的稳定性，以免产生错误。○5．如洞内施工干扰大，可使用挂尺传递高程，如图所示，高差的计算公式仍用hAB=a-b，但对于零端在顶上的挂尺（如图中B点挂尺），读数应作为负值计算，记录时必须在挂尺读数前冠以负号。B点的高程：HB=HA+a－（－b）=HA+a+b（14-6）7、平面控制网平差平差计算按照闭合导线平差法进行。计算可按以下四步进行：（1）角度闭合差的计算和调整多边形内角和的理论值为：101802n）（理式中n为内角的个数，由于角度观测值中不可避免的含有误差，所以实际观测所得的内角总和测不可能等于理，其相差的值称为闭合导线角度闭合差，用f表示，即f测-理按图根导线计算容许角度闭合差n40F（n——内角个数）当实际角度闭合差没有超过容许值时，即可把角度闭合差按相反符号平均分配到每个角（2）坐标方位角的计算导线边的坐标方位角，是按起始的已知坐标方位角和导线的转折角依次推算出来的，如右图所示，假定AB边的坐标方位角AB为已知，则BC边的坐标方位角BC可按下列公式计算：右180ABBC或左180ABBC式中左、右是经过调整后的导线左角和右角。用上式计算式应注意以下两种情况：○1当计算结果出现负值时，则加上360°；NABC11○2当计算结果大于360°时，则减去360°。（3）坐标增量的计算和坐标增量的调整○1坐标增量的计算在平面直角坐标系中，相邻两导线点坐标之差称为坐标增量，也就是导线边在纵横坐标轴上投影的长度，如右图所示中的ABx、ABy。如果已知AB的长度d和坐标方位角AB，则坐标增量可按下式计算ABABABdcosxxxABABABdsinyy坐标增量是向量，按照导线前进的方向，凡是向北和向东的增量为正，向南和向西的增量为负，它决定导线边的坐标方位角。坐标增量的符号与坐标方位角的正弦和余弦函数的符号一致。○2坐标增量闭合差的计算闭合导线的纵横坐标增量代数和，理论上都应该等于零，即0x理0y理但由于所测边长都不可避免的存在误差，角度虽然经过调整，但不可能与实际相符，因此按测得的边长和经过改正后的角度计算XOYABXAXBYAYBdΔyABΔxAB12出得坐标增量，其代数和往往不等于零而是等于某一数值xf和yf，这个数值就是纵坐标和横坐标的坐标增量闭合差。即测xfx测yfy由于坐标增量闭合差的存在，使闭合导线在起点A点处不能闭合，而是存在不闭合点A，AA间的距离f为导线全长闭合差。即2y2xfff