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隧道测量范文1
【关键词】：隧道工程测量技术优化方案
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言
隧道是一种地下工程，施工情况相对而言较为复杂。测量工作的主要任务就是保证隧道的顺利贯通，最大程度的控制超欠挖、保证混凝土衬砌厚度以及每个洞内结构物的外形尺寸。测量条件差，光线不足、工作面狭窄、洞内施工人员多、机械设备进出频繁、噪音大等因素，给测量工作带来一定的困难。除此之外，洞内施工的工作面相对较小、工序比较紧张，测量工作要在下一工序开始前迅速准确的完成，不能耽误施工，所以测量工作显得尤为重要。制定合理可行的测量方案是很有必要的，只有提高测量精度，控制好超欠挖，才能保证工程质量，从而创造出更高的经济效益。
一、隧道工程测量的几点要求
隧道施工测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。为保证隧道能按规定的精度正确贯通及相关的建筑物与构筑物的位置正确，在隧道工程测量中主要由以下几点要求：
（1）规划阶段
提供隧道选线用的地形图和地质填图所需的测绘资料；
（2）勘测设计阶段
在隧道沿线布测测图控制网，测绘带状地形图，实地进行隧道的洞口点、中线控制桩和中线转折点的测设，绘制隧道线路平面图、纵断面图、洞身工程地质横断面图、正洞口和辅助洞口的纵断面图等工程设计图；
（3）施工建造阶段
根据隧道施工要求的精度和施工顺序进行相应的测量，首先根据隧道线路的形状和主洞口、辅助洞口、转折点的位置进行洞外施工控制网和洞口控制网的布没及施测，再进行中线进洞关系的计算及测量，随隧道向前延伸而阶段性地将洞内基本控制网向前延伸，并不断进行施工控制导线的布测和中线的施工放样，指导并保证不同工作面之间以预定的精度贯通，贯通后进行实际贯通误差的测定和线路中线的调整，施工过程中进行隧道纵横断面测量和相关建筑物的放样，以及进行竣工测量；在施工建造和运营管理阶段，定期进行地表、隧道洞身各部位及其相关建筑物的沉降观测和位移观测。
二、隧道测量技术
1.隧道内CPⅢ平面控制测量
（1）测量方法
CPIII控制网采用自由设站交会网的方法测量，自由测站的测量，从每个自由测站，以2x3个CPIII点为测量目标，每次测量应保证每个点测量3次。
CPIII控制点距离为60m左右，且不应大于80m，观测CPIII点允许的最远的目标距离为150m左右，最大不超过180m。每次测量开始前在全站仪初始行中按顺时针输入起始点信息并填写自由测站记录表，每一站测量3组完整的测回。应记录于每个测站的温度、气压以及CPI、CPII点上的棱镜高，并将温度、气压改正输入每个测站上。
（2）水平角测量的精度应按如下要求进行:
半测回归零差﹤6″，不同测回同一方向2C互差﹤9″，归零后方向值较差﹤6″，半测回距离较差±1mm内，方向观测中误差±1.8″内，距离观测中误差±1.0mm内，相邻点相对点位中误差±1.0mm内，同精度复测坐标较差±3mm内。观测的各项相差要求不应超过上述规定，观测最后结果按等权进行测站平差。
（3）CPIII数据处理
CPIII观测数据采用铁道部评审通过的TSDI-HRSADJ软件进行平差处理，首先用铁三院CPIII测站平差软件将外业数据进行平差生成报告(CALC文件)，再用TSDI-HRSADJ软件将CALC文件进行处理和平差。计算出每个CPIII点坐标。该CPⅢ网数据处理系统软件还能按照相关的限差规定，对原始观测数据进行再次的检查和筛选，保证最终参与CPⅢ平面控制网的平差计算的观测数据是合格数据。
2.GPS隧道控制测量技术
为了实现GPS控制点的稳定性，在隧道的两端，各设一个高等级的GYS已知点。为保证施工期间对洞口控制点的稳定性进行常规检测。进出口各设3个GPS控制点，CPOI，GP02，GP03，GP04，GP05，GP06，其中GP03,GP06分别是进洞与出洞桩。其测量示意图如图1所示。
（1）GPS的外业测量
实际作业过程中，在使用正确的观测方法的情况下，进行同步观测的GPS测量数据，并进行数据记录（其中分三次同步观测，且每次观测时间都在60min以上）。
（2）GPS测量的数据处理和精度分析
对于精度数据处理与分析上我们通过AshtechSolutions工具进行基线解算及控制网的平差，下面就开始介绍通过该工具进行数据运行方法，其具体操作步骤为：（1）建立项目；（2）给项目添加数据；（3）基线处理；（4）GPS网自由网平差；
三、测量优化方案及其应用
1.测量优化方案
根据设计提供的测量控制点，采用激光指向仪与CASIO5800计算器的配合使用，达到节约时间和保证精度的效果。
2.控制点复测、加密精度要求
控制点复测、加密测量精度和方法符合《水利水电工程施工测量规范》要求。按照先复核后利用的原则与监理共同检测设计提供的控制点(平面、高程控制点)的精度，并复核其资料和数据的准确性，所有加密控制点报监理检测合格后方可使用。
平面控制点复测、加密要求：(1)外业水平角观测全站仪不少于2测回；(2)导线方位角闭合差小于±10；(3)往返测距1测回，同一边长往返互差不超过±15mm；(4)导线相对精度K小于1／15000。
高程控制点复测、加密要求：(1)外业采用往返观测；(2)闭合差小于±20或±12。
3. 测量桩的布设和注意事项
要想提高隧道测量的效率，保证速度和质量，测量桩的布设与保护是犹为重要的。隧道洞内的施工周期长、测量环境条件差、施工千扰大，故测量桩位受影响的因素最多。在实际测量中常采用钢筋作为测量桩，先用切割机截取一段30公分左右的钢筋（本次隧道施测采用的是Φ22钢筋），并用锯子在其一头刻画十字，在要布点的隧道中线位置用打钻机钻孔，在孔中添加部分湿润的锚固剂，然后将钢筋锤入孔中，并在出来的钢筋部分用湿润的锚固剂围起来，如图3-2；如碰到地面坚硬，钻孔无法的到理想位置的。
3.激光指向仪和CASIO5800计算器的配合使用
激光指向仪激光指向仪是利用激光光束集中，相干性好的特性研制出的用于方向定位的测量仪器，它具有光束质量好、价格低廉、安装调整方便、发射可见光、使用方便等特点，能指示隧道掘进的方向，可以快速准确地标定隧道中线位置，从而有效地控制隧道的超、欠挖。
4.激光指向仪的安装调试
在距导线点前方3～5米处将直径为22mm的两根锚杆按测量组预设位置牢固焊接在隧道拱顶的钢拱架上，锚杆埋入拱顶的深度不短于20cm，外露的长度在安置仪器后不应妨碍施工即可。用拉杆将两根锚杆连接在一起，以增强稳定性。激光指向仪通过接合器悬挂在锚杆下方并固定。
四、隧道测量安全措施
对测量人员进行安全教育，避免各类事故发生；在测量过程中仪器旁边不能离人，以免仪器摔到损坏。 仪器架设时要把脚架拧紧，脚架固定牢固，以防仪器倒地；洞内的控制点要选在安全地点，不能选在塌方、滴水的地方，避免对人或仪器造成损害；洞内测量时配备专业电工安装照明设备，谨防漏电伤人；洞内放样时，前视爬台车一定注意安全。
结语
由于隧道施工的掘进前方在贯通前无法通视，施工中完全是靠中心线或隧道洞内导线来控制指导开挖，而这种导线在隧道贯通以前只能以支导线的形式或者是以闭合导线的形式来实施控制，所以在施测的过程中要特别仔细，并且需要经常复核点位。在整个的测量工作中，做为测量工作者既要有娴熟的仪器操作能力，又要有丰富的理论知识，更要有一个严谨的工作作风。测量组人员需要紧密配合，只有这样才能确保测量工作的万无一失。
参考文献
[1]张坤宜.交通土木工程测量[M].人民交通出版社，1999
[2]钟孝顺，聂让主.测量学[M].人民交通出版社，1998
隧道测量范文2
关键词：道路工程隧道施工测量放线尺寸控制
隧道的进出口一般都是不能相互通视的,两端进洞的贯通接头必须要有精确的闭合,又因为隧道的横向是一个封闭式的曲线墙体结构的特点,在具体的尺寸控制上较为烦琐,要保证工程平面位置和断面曲线的精确结合,运用传统的施工技术将花费大量的人力、物力和时间,并且精度和效果难以满足现代工程建设的需要。花几十万买一台隧道断面仪,仅能用于隧道断面测量,投资太大,经济效益不能得到很好的体现。如果运用AutoCAD电脑辅助设计软件,那么这些问题就可以很方便地解决,并且可以达到事半功倍的效果,本文就隧道施工中的测量放线作以说明。隧道施工的测量与放线包括控制测量、中线测量、开挖线测量、初期支护放线、二次支护放线、仰拱放线、排水构造物放线及工程量测算等,下面分别作以说明
1隧道控制测量
首先,在开工之前必须建立隧道进口和出口相连的高精度的平面控制网和高程控制网,测量等级及精度应该与建设项目控制测量等级相同或更高,且必须满足《工程测量规范》和《隧道施工规范》的有关要求。一般的工程项目都有设计单位提供的控制网,复测闭合达到精度要求即可。
2隧道中线
及时用全站仪精确放出施工桩号的隧道中心线,并放出横向法线方向以确保尺寸量测的方向。全站仪测量应设置第二后视作为复核,以防止导线点有挠动时造成错误。隧道施工中各种工序衔接紧凑,洞内作业面狭小,平行作业、交叉施工的工程很多,洞内阴暗视线不佳,如排风不畅,空气质量差,红外线测量仪器反射信号太弱,往往无法进行测量工作,所以随着施工开展及进度情况应及时设置临时导线点推进,临时导线点应求稳固和便于测量,洞内机械往来很多,应频繁检查复核。隧道中线在两头掘进时要设置贯通段,贯通段按照规范要求设置,在贯通段内将贯通误差顺接,使横向位置及高程顺利对接。
3绘制断面构造图
按照隧道支护结构方式的不同对隧道进行分段,分段绘制断面图,隧道一般由拱墙和仰拱两部分组成,绘图完毕应该形成拱墙与仰拱的闭合,并与设计图中标注的尺寸一致。在图中确定出开挖线、初期支护、二次支护、仰拱等结构和构件的尺寸和空间位置.
4洞身开挖尺寸
拱墙根据结构尺寸和预留变形量绘出开挖线后,从拱墙圆心向上和向下分别作间距50cm的水平线,将开挖线竖向分割成多个台阶(简称50cm台阶法),然后用CAD的“标注”功能标注出各高度处的水平宽度,在施工现场放线时,结合测量出的中桩位置和实际高程,在横向法线断面详细放出拱墙开挖轮廓线,确定各炮眼布置,在施爆清渣后检查是否超挖或欠挖。仰拱部分如图(c),根据结构尺寸和预留变形量绘出开挖线后,从隧道中心线向左和向右分别作间距50cm的竖直线,将仰拱开挖线竖向分割成多个台阶,然后用CAD的“标注”功能标注出各宽度处的竖直高度,为了计算方便,一般可以从路线设计标高往下标注,在施工现场放线时,结合测量出的中桩位置和实际高程,在横断面详细放出仰拱开挖轮廓线,确定各炮眼布置,在施爆清渣后检查是否超挖或欠挖。
5初期支护和二级次支护的放线与尺寸控制
初期支护混凝土的喷射、骨架的安装以及最后尺寸的验收,二次支护的浇注和尺寸验收,均可以采用上述的50cm台阶法,同法绘制初期支护和二级支护断面图,绘出相关尺寸即可。
6排水等其他构造物的测量放线
隧道内排水设施较为复杂和集中,包括纵向、横向、竖向排水以及防寒泄水洞等,要保证立体的统一和流水坡度顺畅,因此必须保证测量放线的精确度,用CAD绘出在结构断面图上的详细位置,测量时要用全站仪测量纵向里程和法线方向,水准测量标高,精确地放线施工,才能保证最后各排水系统衔接畅通无阻。其他构造物可以同法测量。
7.工程量的测量与计算
在计量结算工作中,对于隧道这样的曲闭式结构,同传统的方法计算工程量烦琐、缓慢,要分割成很多形状,用很多公式才能算出来,因为计算过程长,还容易出错。在CAD结构断面图中,利用“面域”功能可以方便地查出不规则线段的面积、周长等数据,计算隧道工程量简单容易,从而达到计算不规则构筑物工程量的目的。并且这种方法计算的面积或线段的长度十分准确,能够满足工程量的计算及计量的需要。譬如计算二次支护的混凝土方量时,将二次支护的截面图设置成一个闭合的“面域”,即可查出其混凝土截面积,再根据要计算的里程长度就可以求出该段的混凝土方量。
测设方法如下：
（1）建立以隧道入口处（DK0+000）为起点，桩号方向为X轴的施工独立坐标系，将控制点坐标转换为该坐标系下的施工小坐标。
（2）编写fx-5800计算程序（或4850、4800计算程序）。
（3）小断面可测量关键点即可，如图3中A-F点。一般隧道内要求测量时间要快、准，未衬砌时精度要求不是很高，只要保证中线方向即可。如果为了更加精密，可以在弧线与直线边墙上加密其它点，最后用红油漆将轮廓线绘出。
（4）一般掌子面较大时，可以先测设边墙直线段，然后立镜员在台车上进行弧线部分的定位。
综上所述,隧道施工的测量与放线虽然与其他工程有着明显的不同,运用先进的CAD绘图技术就能够方便地解决隧道施工中的测量和放线的各种问题,有利地配合隧道紧凑而紧张的施工。
参考文献：
[1] 李贵业. 公路涵洞工程的施工放样[J]. 青海交通科技, 2010, (04)
[2] 李学军. 论浅埋偏压及软弱围岩隧道施工技术[J]. 青海交通科技, 2010, (05)
[3] 赵颖超, 李勇, 李万年. 湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用[J]. 青海交通科技, 2010, (S1)
隧道测量范文3
关键词：隧道 掘进 控制 测量
一、前言
潜盾隧道在掘进当中因为控制点资料无法施作闭合平差，故在整个隧道掘进当中的控制测量就变的相当重要，在此节中将探讨从潜盾机发进前与掘进中的控制测量方式，并使用全站仪与真北仪的实测分析数据，以提高隧道掘进的控制精度。
二、潜盾机发进控制测量
潜盾机发进端工作井里控制点平面座标及资料确认后即以此据控制潜盾机发进前各项相关设备位置，如发进端镜面框、发进端反力座、发进端隧道中心线型、潜盾机盾身发进前位置高程确认等，如此繁复的测量其目的在希望潜盾机发进后能安全无故障的在原设计线型上掘进，日后的隧道相关行车净空间也能在容许范围内。利用工作井内控制点在连续壁面上放样出发进端镜面框中心点，中心点为圆心再以潜盾隧道半径画出圆框，以利隧道组人员进行试水作业确认连续壁外地改工程阻隔地下水功效，避免潜盾机破镜后涌水影响工作，依照画出的圆框范围安装镜面框（图 1），如此就确认了潜盾机发进时破镜面的位置了。
图1 发进端镜面框
在大部份的情况下发进端与到达端在连续壁前后都是直线段，除非隧道端口距离车站月台超过 20 米，并在其间隧道线型已进入了缓和曲线段，例如加入了特殊部结构区，不过此情况在设计之初较少采用。发进端反力座位置其实也是隧道中心线型的延伸，其座标位置几何关系对潜盾机来说是矩形对称的，主要用意在位于潜盾机正后方发进时盾机内部推进用千斤顶透过临时假环片施力于反力座，借着反作用力推动潜盾机身前进，并利用盾头切削刀旋转破除连续壁面及岩盘土层，在盾身内部则不断组装环片，千斤顶再施力于环片侧边推进，如此循环掘进，并藉由盾机内部排泥管将盾头切削刀搅碎之泥浆排出外运。
在此之前测量工作需与潜盾组沟通互相配合，最基本的就是在整理好的发进台地面放样出隧道中心里程及法线，提供潜盾机身相关设备就位依据，惟需特别注意的是隧道中心线设计值与轨道中心线之间存在着偏移量（水平偏移支距、Offset data），因为隧道内部单侧设计了步道（Walkway），隧道线型也配合设计存在着曲线，为了考虑车辆净空包络线安全值，再配合隧道线型曲率，设计了轨道中心线型偏移量而成隧道中心线型，其偏移量值是随里程而变动的，加上潜盾机发进端掘进方向可能与设计线型里程前进方向相反，所以潜盾机发进前须特别注意隧道中心线型是在轨道中心线型掘进方向的左侧或是右侧。
当潜盾机组零件陆续由施工投入口吊下组装完成就位后，会先利用先前放样于地上的隧道中心基线调整到定位，最后仍需经过精密测量平面座标及高程来确认潜盾机发进前位置，测量方式有几种，例如利用全站仪无菱镜测距功能来测收潜盾机外壳几个横断面曲线来反推盾身圆心（图 2），即得知潜盾机位置高程，另外测量支撑潜盾机身下方的钢轨，亦可反推潜盾机身中心线，但上述两种方式属于较间接方式求得潜盾机位置，较直接的方式是使用横距尺架设于盾头与盾尾（图3），直接测收横距尺中心座标，即可推算对应隧道中心线型之里程及支距，再于横距尺正下方潜盾机内部测收高程，测收之高程值再加上内圆半径，最后就可算出潜盾机身中心线型发进前与设计值在平面座标与高程的误差了。
图 2 潜盾机外壳位置收方测量
图 3 潜盾机尾端中心位置测量
三、 全站仪控制点引测
潜盾机在掘进时是由潜盾掘削机掘进测量管理系统不断监控掘进方向与设计线型的误差，包含平面座标及高程，以利人员判断随时修正掘进方向使用，但前提是须先提供设计线型与控制点座标高程，在掘进过程中，隧道因为尚未贯通，无法与到达端工作井或站体控制点作闭合平差，仅能由发进端工作井以开放性导线方式引测控制点，无法平差的结果容易导致误差传播放大的效应（图4），为此在引测隧道控制点时就更需谨慎小心了。
图 4误差传播放大的效应
潜盾机掘进过程因为前视距离逐渐拉长，故须于适当长度加设隧道控制点，常用方式有两种，一种在环片底利用螺栓固定控制点（图 5），构造简单设置较方便，但有时会因环片底瘀积泥水造成测量困扰，通常在贯通后施作仰拱前即会被破坏，另一种于环片侧边利用螺栓固定测量架台，侧为优先选择，因为点位可保留至仰拱施作完成后。
图 5环片底控制点
在整个平面隧道导线引测过程当中，其实最重要也影响最大的就是导线测量起始第一站的第一个夹角读数，因隧道尚未贯通无法平差并受限于发进端工作井狭小空间，起始端后视基线无法拉长，第一个起始站读角误差所影响延伸至前视（FS）测站的总长最长，如图 4所示，其各测站误差影响会因测站往前视移动而递减，若要提高精度除了增加测回数来平差外，也可改变导线起始基线，由既有控制点 E5-1、E5-2、E5-3 三点引测出 TP1，再以 TP1 与 E5-2 为新基准线来引测后续点位，此方式即是藉由拉长导线后视（BS）基线长度来提高导线测量成果精度的方法。
至于隧道水准导线测量的精度控制就较容易了，不论是光学水准仪或是电子水准仪最主要就是注意架测站时前后视距离要尽量相等，以消除目镜十字丝视线与视准轴不相等之误差，另外就是电子水准仪所搭配之条码箱尺在隧道内容易受外在光线不均匀的影响而难以读数，需适时的以手持电灯补光或将尺面稍为转向亮光处以利作业。
隧道测量范文4
关键词：GPS技术；施工；控制测量
中图分类号：U452文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
近年来，随着GPS测量技术的发展，工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革。目前，国内已逐步采用GPS技术建立隧道测量首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。GPS在隧道工程中的应用，目前主要是用于建立各种隧道工程控制网及高程控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。
GPS在测量中的作用是给出每个测量点精确的坐标位置，然后通过坐标位置得到各个测量点的距离和空间位置。随着该技术的飞速发展和普及，GPS定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用。由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性[1]。
1.GPS测量定位组成和原理
GPS由三部分构成：用户装置部分，主要由卫星天线和GPS接收机组成，它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站以及通讯辅助系统组成。
GPS测量定位原理：GPS定位也是利用测距交会的原理确定点位。采用无线电测距的方法，分别测得了接收机的信号可交会出用户接收机的空间位置。虽然GPS卫星是在不停的运动中，但总可以利用固定于地面上的无线电测距仪同时测定某一时刻的空间距离，应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置，这便是GPS卫星定位的基本原理。
2.GPS技术在隧道施工测量中的应用
2.1工程概况
上海长江隧道工程连接上海浦东和长兴岛。采用盾构法施工，隧道全长7.5km，直径为15m。是目前世界上盾构连续施工最长的隧道；也是目前世界上最大的盾构法隧道。
本工程东线隧道起始里程为SK0+483.14m，终止里程为SK7+954.79m，全长7471.65m；其中江中段（五好沟大堤～长兴岛大堤）长度为6872.37m。隧道坡度平缓，最大坡度为2.9%，最小平面曲率半径为R4000m。
2.2工程特点
上海长江隧道是目前中国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程。中国工程技术人员在开挖这一江底隧道的过程中，成功攻克了五大世界性施工技术难题，这五大难题一是姿态控制；二是高水压；三是超浅埋；四是强透水；五是长距离掘进。
2.3 GPS 隧道控制网选点要求
为确保GPS 观测质量，提高工作效率，方便施工测量， 隧道GPS 控制网选点时应注意以下几点： 因为GPS是接收电子频率的，选点的时候要远离电磁波的地方，为发避免多路径的影响，需要离开有反射的地方同时也要注意高电磁物体的影响，尽量远离高电磁物体以减小电磁波对GPS 接收信号的干扰。 要选择尽量开阔的地方，每个洞口两相邻点间的距离保证在300 m-500m 之间，且要相互通视，以便常规测量仪器的施工放样。控制点位应尽量等高、等距布设，以减弱观测调焦和垂线偏差对进洞连接角的影响。这样使GPS能接收到更多的GPS卫星。交通便利，便于保存已知点，还要考虑到常规仪器的联测。控制点应尽量沿隧道轴线布置，控制点埋设要稳固，最好埋设在基岩上，以便保持长久稳定[2]。
2.3隧道内导线布置
在进行隧道测量时应该注意隧道内导线布置，隧道测量的关键点就是控制网设置和导线点的设置，所以隧道内导线布置应放在第一位，在进行测量及时的隧道内导线点的变化，如果发现隧道内导线点发生变化应该及时的纠正，在进行测量控制点的布控[2]。
2.4GPS 控制网网型设计
根据设计参数计算洞内中线点的设计坐标和高程。坐标反算得到测设数据，即洞内中线点与洞口控制点之间的距离、角度和高差关系。测设隧道中线时，通常每掘进20m埋设一个中线桩。在做GPS控制测量时首先是从地方已知高等级的参考点引测至测区，然后以此点为参考点，在平差的时候首先进行无约束平差，检测是否存在粗差，然后约束平差得出平差结果。GPS 控制网网型设计应满足以下的要求：在GPS 网的观测方案设计中，应考虑最佳观测时段，考虑到同时能接收5 颗以上卫星的信号的观测时段，应避免在某一时段出现GDOP 陡然变化的情况。隧道GPS 网一般应通过独立基线构成闭合图形， 所有控制点均由同步环或异步环相联，网中不应存在自由基线。避免导致各边粗差在求闭合差时相互抵消，网中各点最好至少应通过3 条独立基线，以保证检核条件，提高网的可靠性[3]。
3. 结语
GPS测绘主要是根据天空的几大卫星定位系统提供的定位信息，通过我们陆地上的接收机接收后进行解算求出当前点的坐标信息的过程。由于无需通视，可构成较强的网形，提高点位精度，同时对检测常规测量的支点也非常有效。
GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景，在长江隧道工程中就很好的应用GPS技术。上海长江隧道全长7471.65m米，对于测量人员来说这就需要建立控制网，对于导线点和控制网的建立应该是选择比较合理的方案，由于GPS技术的特点，在进行控制网布设时就能够有很多的选择余地，有利于隧道工程的测量控制网的建立，利于测量工程的顺利进行。GPS技术在长江隧道施工控制测量中的应用效果是比较明显，在实际施工中GPS技术的应用减少很多的工作量，在导线测量上精准度也有很大的提高，在高程控制测量上也比较准确。GPS技术对于导线点的布控要求是比较简单的，对于控制网的建立要求也比其它的测量技术低，在长江隧道长距离的测量工作中，GPS技术得到很好的应用，在整个工程的测量工作中GPS技术的特点减少很多的测量环节，大大提高了工作效果，也使长江隧道测量相对比较精准，线型准确。GPS测量无需通视，减少了常规方法的中间环节，因此，速度快、精度高，具有明显的经济和社会效益[4]。
参考文献
[1] 李征航，黄劲松。 GPS测量与数据处理武汉：武汉大学出版社，2005
[2] 徐绍铨，张华海等。 GPS测量原理及应用武汉：武汉测绘科技大学出版社1998
隧道测量范文5
关键词：高速公路；施工测量；隧道工程；洞外测量；洞内测量
1工程概况
某高速公路隧道为分离式隧道，隧道左右两洞均位于R=1950m的平曲线上。左洞长1370m，纵坡采用+0.7%，最大埋深150m；右洞长1395m，纵坡采用+0.7%，最大埋深140m。
2隧道施工测量的目的和内容
（1）隧道施工测量最主要的目的是确保隧道精准贯通。（2）隧道施工测量时，要检查隧道施工测量控制网，如发现测量控制点损坏，必须第一时间修复并联测；（3）应定期检查洞外的中线点、水准点，并按照施工设计要求确定洞内的测量控制点，确保任一洞口的水准点不少于3个，以提供足够的施工测量参照。（4）必须严格按照精度要求仔细开展隧道测量工作，以免造成贯通误差过大，导致返工。
3洞外控制测量
为顺利开展洞内测量，洞外测量时需要做好洞口的引测投点，并按照施工设计要求测设控制网[1]。常用的洞外控制测量方法有以下几种。
3.1三角锁法
（1）三角锁适用于只考虑横向贯通精度的情况，该方法的关键在于布设角度测量网、边测量网、边交网。（2）与洞口连接线同向布设三角锁[2]，以三角点为洞口投点，尽量减少所需三角形数量，确保三角形总数在12以内，布设位置见图1。
3.2中线法
（1）洞顶直接定线，通过间隔设置控制桩精确标示中线，基于中线开展隧道洞内测量，中线法适用直线隧道，操作过程见图2。（2）如图2所示，图中点B、C和D是隧道洞顶部的中线控制桩点，点A和点E的共线是定测线路的中线。
3.3精密导线法
精密导线法通常有四种布设类型：（1）单导线。对于直线隧道，单导线起点是中线，对于非直线隧道，起点为洞口切线转点、次级相交点；（2）主辅导线环。主辅两条平行导线，在隧道首尾相连形成闭环，适用于较长隧道的控制测量；（3）导线网。适用于复杂线路或辅助坑道较多的隧道，所有角和边均应测量；（4）附合导线。可在相向开挖的隧道洞口设置附合导线，以在隧道的两端设置测量控制点；在处理测量数据时，应尽量减少测量误差带来的影响。通常导线内业采用严密平差法，二、三、四导线可以运用近似平差法计算[3]。
3.4洞外平面控制测量
（1）本次测量的隧道洞外平面测量控制网采用四等附合导线，并与设计院交设的已知点相通视。（2）测量数据符合限差要求，复测已知控制点可以有效确保施工精度。
3.5洞外高程控制测量
（1）该隧道采用四等水准高程控制[4]。根据施工的实际情况，高程控制以SD1、SD4为基点，做附合水准路线测量。（2）进洞处的高程测量控制点选用洞口附近设置的水准点，按照四等水准测量规范进行测量。
4洞内控制测量
4.1洞内导线测量
（1）隧道施工时，间隔20m埋设中线控制桩，隧道掘进至一定长度时设置一个导线点，或者将埋设的中线控制桩作为导线点，构建隧道洞内施工导线。（2）用全站仪观测导线转折角，用测距仪测定导线距离，测量操作至少重复两次。（3）基于导线点定位进行中线校正，导线测量要紧跟隧道掘进，及时施测，有效控制隧道贯通误差。
4.2洞内水准测量
（1）隧道施工高程通过洞内水准测量控制。每掘进200～500m需在洞内设置一个水准点，基于水准点测量并布设腰线。（2）往返观测洞内水准线，同时还需要进行多次复测。（3）由于隧道施工扰动大、环境恶劣、光线不足，必须进行多次观测[5]。施工区域烟雾和灰尘较多，不宜进行角度测量[6]。
5掘进中隧道断面的测量
5.1掘进方向测设数据计算
（1）完成隧道洞口外部平面和高程测控后，可以得到隧道洞口点的坐标，并根据坐标反算获得勘测数据，进而完成洞内中线的测量和布设。（2）如图3所示为某直线隧道的平面控制网络，其中平面控制点为A、B，C，D，E，F，G。图中，A和G是洞口点，S1和S2是入洞的前两个中线桩。要获取从中心线到点A的隧道掘进方向以及隧道掘进后的洞内中线桩的测量值，可以通过坐标反算公式获取测量数据，同理可以通过坐标反算公式求解洞口点G的隧道掘进测量数据。（3）如图4所示，可以按照施工设计文件中规定的非直线隧道的中线转折点C的坐标和曲线半径计算出隧道两端进洞中线的方向和里程，从而测设洞内中线。（4）隧道掘进至曲线段时应采用平面圆曲线方法测试曲线段的里程桩。
5.2洞口掘进方向标定
（1）中线方向的测量与布设精度直接决定了隧道横向贯通误差，而进入隧道时中线初始方向的测设决定了中线方向的测量与布设精度[6-7]。（2）应在隧道入口处布设多个固定点，在地面上标定中线方向，依据测设的中线方向进行联合勘测。（3）在隧道掘进期间要随时检查洞口控制点位置、中线方向及里程，如有偏差须及时纠正。
5.3洞内中线和腰线的测设
（1）中线的测量和布设：基于洞口中线方向桩、中线控制桩，在洞口的开挖区域表面布设中线，并引入洞内[8]，据此布设洞内中线里程桩。（2）腰线的测量和布设：在隧道岩壁上，间隔5～10m测量和布设标高线，即腰线，确保其高出地坪1m，并根据洞内水准点测量和布设腰线高程。
5.4掘进方向指示
（1）由于隧道施工环境复杂，洞内光线不足、施工空间小，需用激光指示器标示洞内中线、腰线的方向[9]。（2）每次掘进之前必须根据施工设计要求的隧道洞内断面类型和大小在断面上标记。常用方法包括：三角形高程法、放大样法、断面支距法等[10]。断面支距法的基本原理是基于洞内中线和洞顶外线高程，自上到下，每隔0.5m在中线左右测量和布设横向支距点，构成断面轮廓，作为隧道断面掘进与监测、拱架安装的重要依据。此种方法的作业程序见图5。放大样法的基本原理是在地面上等比放样，测量时放出拱顶中点、两侧起拱点位置，往上套大样，在周边画点即可得到断面轮廓。三角高程法是在里程中线上用测量仪器一次放样，测量掌子面轮廓线。
5.5衬砌位置、辅助坑道控制测量
（1）隧道衬砌不得越过隧道结构的边界。因此，各部位的衬砌放样必须基于正确的中心线和水平测量值，以确保隧道衬砌的位置正确，满足施工设计要求。（2）对于通过辅助坑道引入的中心线和水准测量，必须基于坑道的坡度、长度、方向，根据所需的精度在坑道口周边布设洞外测量控制点。
6隧道贯通误差调整方法
（1）隧道贯通后，应在进行隧道衬砌前完成中线、高程贯通误差的调整，并根据调整后的中线、高程放样。（2）对于直线隧道的贯通误差，采用折线法调整。（3）对于曲线段隧道，可以从曲线两端向贯通面调整中线方向、里程，以调整贯通误差。（4）采用导线测量延伸中线时，方位角贯通误差分配在未衬砌地段的导线角上。（5）将入洞口处引测所得的高程均值作为调整后隧道贯通面附近的水准点高程，按照高程贯通误差的二分之一，在隧道首尾尚未衬砌部位的高程点上，根据长度比调整。
7隧道施工测量安全措施
（1）测量隧道时必须正确使用测量设备。例如，在安装测量设备时，应按照规范操作，防止设备掉落、倾倒。（2）在洞内、洞外进行测量时，应尽量选择平稳的区域，禁止在漏水或塌方区域进行测量。（3）测量时需要准备照明设备，配备安全防护装备。
8结语
隧道测量范文6
关键词：GPS技术；铁路隧道洞；GPS在平面测量中的应用
中图分类号： P228 文献标识码： A
引言
基于 GPS 测量法建立的平面控制网具有相对定位精度高，观测速度快，功能齐全，操作简便，全天候、全球性作业、选点灵活、布网方便、对 GPS 网的几何图形也没有严格的要求，不受通视限制等优点，现已广泛应用于长大隧道的测量工程中。
一、GPS技术概述
1、GPS技术概念
GPS 是全球定位系统（Global Positioning System）的英文缩写，是以卫星为基础的无线电定位系统，是目前世界上最先进、最完善的卫星导航与定位系统，它不仅具有全球性、全天候、实时精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。在测量领域，GPS 测量系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。隧道一般在山区，地形复杂，常规方法难以施测，而 GPS 静态定位技术拥有不受通视条件限制和网形要求较低等优势，因此目前在隧道测量中采用 GPS 静态定位技术是一种通用方法。
2、GPS隧道测量的设备选择
GPS平面控制是对差分信号进行处理来实现测控的，随着GPS技术的应用了领域增加，其设备的类型也随之增多。实时化的差分机类型可以兼容差分信后处理模式也随之出现。但是在设备选择中应注意对数据一致性的保证，双星系统和多星系统因为卫星系统之间的差异会导致协同性下降，也就是单机接受卫星颗数很多，相同的有效卫星却不满足基本四颗的要求。所以在应用中应避免选择此类方式。在静态测量中最低需要3台GPS接收机进行同步观测。理论上在接收端如果点位增加其效率会提高，但是就会增加相应的成本和人力，协调起来相对困难。在实际的测量中总结相关的经验，我单位采用6台GPS的测量其效率较高且成本也可以满足经济性需求，额外备用一台接收机，在特殊网型或特殊地形条件下选用7台接收机同时段观测。
3、测控点网络设计
GPS测控在网络设置上按照多台接收机不同测站的形式完成同步观测，在完成同步观测后对观测点进行迁移至其他测站完成同步观测。每次同步观测都会型成一个同步图形，在测量中不同的同步图形会形成多个公用点，整个测网就是这些同步图构成，一个由n个接收机构成的同步图中，独立的基线为n―l条，总基线则为1／2Xn×(n一1)，这样的控制网络设置可以提高速度并获得较好的图形强度。
二、铁路隧道洞外平面控制测量中GPS应用技术分析
1、工程概况
西铁车二号隧道位于山东省沂源县境内，是山西中南部铁路通道的重要组成部分，隧道全长7888m，布设有1个斜井，隧道内铺设无砟轨道。为指导隧道工程施工，保证隧道的准确贯通，需专门建立高精度的洞外平面控制网。
2、洞外平面控制网网型设计
洞外平面控制网总共布设了12个GPS点，在隧道进口、斜井和出口各布设了4个平面控制点，如图1所示。图中GPS9201、GPS9205、GPS9209为洞口投点，与隧道洞口相近方便进洞联系测量。控制网采用边联接的方式构网，形成多个大地四边形或空间三角形，将各洞口的子网联系成一个统一的整体网。
图1 西铁车二号隧道控制网联测示意
3、数据采集与控制网平差处理
西铁车二号隧道长度超过6 km，在洞外施工平面控制网设计时，考虑到贯通误差及后续无砟轨道铺设的精度要求，采用GPS卫星定位测量方法，按一等网精度要求进行测量。基线解算合格后进行三维无约束平差，各指标经检验都合格。分别用隧道进口及出口两个投点GPS9201、GPS9209作为已知点，建立独立坐标系并进行一点一方向平差。独立坐标系的x、y坐标轴方向与定测控制网一致，采用隧道中部的经度(经计算为117。56’2．69105”)作为中央子午线经度，坐标投影面高度采用隧道线路中线的平均高程面，经计算其正常高332．151 m，大地高331．04 m。约束进口投点GPS9201在定测坐标系中得到的平面坐标(4008 847．733 7，468 068．2990)，固定进口投点一出口投点方向，即GPS9201～GPs9209在定测坐标系中的方向(121032748．58474”)，采用一点一方向的方法对GPS网进行平差，得到各GPS点在独立坐标系中的坐标成果及有关精度信息。平差后各网点的点位中误差均较小，全网的平均点位中误差仅为±1.3 mm；点位中误差最大的是GPS9204点，其x、y方向的方向位差及点位中误差分别为：±2．1 mm、±1.9 mm、±2.8 mm，可见最弱点的点位精度仍然很高，而且点位误差椭圆的形状比较均匀。平差后各GPS点问的坐标方位角、距离及精度都合格，全网各边的方位角中误差均小于：±O.9”，这对控制隧道施工的横向贯通误差非常有利；全网各边的距离相对中误差均小于1／25万，可见本工程建立的GPS洞外平面控制网相对精度达到相关技术指标，可作为隧道施工控制使用。
4、控制网外符合精度验证
为进一步验证GPS平面控制网的成果可靠性，采用全站仪导线测量方法把各隧道洞口子网的部分控制点进行边角观测，并与GPS坐标成果反算的角度和边长进行比较，结果见表1和表2。从表中比较情况可以看出，对地面水平距离，两者的平均差值为4．83mm；对水平角度，两者的平均差值为1．25”，可见地面全站仪的测量数据与GPS坐标反算的数据吻合程度较好，验证了本次GPS控制网测量成果的精度和可靠性。
表1全站仪测量边长与GP9点坐标反算边长的比较
表2全站仪测量角度与GPS反算角度的比较
考虑到隧道施工控制网作为一个局部坐标系统，其平差在该系统内进行，因此起算点坐标可以任意假定。本例中用方法1建立独立坐标系，直接使用隧道进口定测控制点坐标作为起算点，使用新高程面，采用一点一方向平差后，出口端隧道独立控制网成果与原定测控制网成果相差较大，这是由于两控制网的基准尺度不同导致的。通过曲线调整，进行不同控制网的衔接处理，调整后在隧道出口直线段产生长链。
5、隧道实际贯通精度
西铁车二号隧道贯通后，实地测定隧道贯通相遇点最大横向偏差12 mm，最大纵向偏差40 mm，最大高程偏差4 mm。这说明西铁车二号隧道包含洞外平面控制测量在内的整体控制工作做得很成功，为该隧道的准确贯通提供了有力保障。
结束语
在隧洞外观测中，GPS的技术因其优势明显而被广泛的采用，在实际的应用中应注意对控制网络的构建，以及控制点的选择，以此满足整体网络和子网之间的整体效果，洞外GPS控制网测量的进度应按照隧洞的长度进行综合确定，同时合理选择测量的精度和方式，以此确定适应工程需求的GPS数量和测量方案。这样才能最大限度地保证GPS技术的应用效果。
参考文献
[1]TB 10101--2009铁路工程测量规范[s]
[2]TB 10601--2009高速铁路工程测量规范[s]
[3]张正禄．工程测量学[M]．武汉：武汉大学出版社，2005
