铁路隧道控制测量培训.docx
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铁路隧道控制测量培训
隧道控制测量技术要求
一、施工前准备工作
1、搜集资料
1.1隧道所处位置的地形图和线路平面图、设计院提供的桩点资料。
以上资料供洞外加密选点及隧道洞外控制测量复测用。
1.2隧道平面曲线要素和纵断面图。
1.3施工组织设计的隧道贯通里程。
辅助导坑的设计图和辅助导坑与主线的关系。
2、测量人员的组织、培训
每个洞口根据施工需要安排2名以上的测量人员，以便对测量成果进行复核。
要求测量人员学习并熟悉设计文件、规范要求、仪器操作。
二、洞外控制测量
1、洞外控制点布设
1.1控制点布设在视野开阔、通视良好、不易破坏的地方。
1.2视线通过水田、沙滩的高度在1米以上。
1.3每个隧道进出口、横洞口布设平面控制点3个，水准点2个。
1.4用于向洞内传递方向的洞外联系边不得短于300米。
1.5洞口投点应纳入洞外控制网。
洞口投点应布设在便于联测洞外控制点以及向洞内测设导线之处。
1.6根据隧道长度按规范要求合理选择洞口加密控制网的精度。
1.7洞外控制网边长较短时，每两测回间变换仪器及棱镜高。
测角精度、仪器型号和测回数
导线测量等级
测角中误差（〃）
仪器型号
测回数
二
1．0
DJ1
6-9
三
1．8
DJ1
6
DJ2
10
四
2．5
DJ1
4
DJ2
6
2、洞外控制测量误差对洞内横向贯通精度影响值的估算
对于长大隧道而言，洞外控制网测量对洞内横向精度影响值估算，以及洞内测量设计都是必要的，目的是为了确保隧道能够正确贯通。
洞外控制网若是GPS网，那么影响洞内贯通精度的主要因素有以下几项。
一是GPS接收机本身的设计精度，即出厂时的标称精度±（amm+bppm·D）。
a-固定误差（天宝R6、R8是5㎜）
b-比例误差系数（天宝R6、R8是0.5㎜）
ppm—百万分之一；D—边长。
二是隧道长度。
三是隧道进口定向边长度。
洞外控制网若采用全站仪导线网，那么影响洞内贯通精度的主要因素有两项，一是测角误差，二是测距误差，测角误差影响较大，测距误差影响较小。
三、洞内控制测量
1、洞内控制点布设
1.1洞内导线应以洞口投点为起始点，布设成多边形闭合导线环。
1.2导线边长直线地段不宜小于200米，曲线地段不宜小于70米
1.3由洞外向洞内的测角工作，宜在夜晚和阴天进行。
1.4洞内控制网测角时，每两测回间变换仪器及棱镜高。
照准的目标应有足够的照明度。
2、洞内控制网设计
2.1隧道洞内测量由于环境条件的限制，一般都采用全站仪导线网测量，先作导线边长设计，然后作测量精度设计，导线边长需根据隧道长度、线路平面形状、施工方法及段面宽度作选择，隧道的长度和贯通面里程可在设计图纸上查取，原则上隧道越长，导线边应尽可能选得长一些，长边对横向贯通非常有利。
设计洞内导线测角所要达到的测角中误差，确定观测水平角的测回数，以及要使用的仪器等级。
直线隧道横向贯通误差，只受测角误差影响，曲线隧道横向贯通误差受测角、测边的联合影响。
另外，就是高程测量设计，由实践经验证明，洞内高程测量误差是很微小的。
多边形网布设自由，不受地形限制，外业推进速度快，导线点的距离根据前后通视情况而确定，导线边尽可能拉长，多边形网每一环布设6～8条边为宜。
2.2导线网的边角测量
边长测量使用全站仪往返观测，应考虑温度和气压的改正，测前将气象参数输入仪器中。
2C值的控制：
2秒仪器2C互差不大于13秒，1秒级仪器不大于9秒。
2C绝对值，即盘左读数±180度减盘右读数，2C的意义主要是考量外业观测水平角质量的好坏。
水平角观测时，应在总测回数以奇数测回和偶数测回分别观测导线的左、右角，左右角之和应等于360度，其误差不大于测角中误差的两倍
测站周角闭合差的限差
导线等级
二
三
四
限差△（〃）
2.0
3.6
5.0
2.3平差计算
导线网平差计算方法有严密平差、简易平差两种，按要求应借助专业软件采用严密平差计算。
有关精度评定
导线环角度闭合差的限差fβ限=2mβ√n
mβ—设计的测角中误差，三等取1.8秒
n—导线环内角的个数
导线网（环）测角中误差
mβ=±√1/N［f2β/n］=±√1/n［f2β1/n1+f2β2/n2+………］＜±1.8秒
式中fβ—导线环的角度闭合差
N—导线环的个数
n—每个导线环的角度个数。
全线全长相对精度Ｋ＝fＤ／∑Ｄ≤1/50000
以上精度评定都合格，则说明成果是可靠的。
2.4提高洞内测量的几点建议
2.4.1严格按设计的控制测量等级及相关技术要求进行施测。
执行有关测量技术规范，保证各项测量成果的精度和可靠性。
2.4.2隧道开挖到一定长度时要及时增设基本导线点，临时点要控制在2-3个以内，且要经常检测其正确性。
2.4.3隧道每开挖一段要及时对导线点进行检测、复测。
2.4.4导线要尽可能布设成等边直伸型导线，在测量环境允许范围内尽可能的选长边。
2.4.5测量规范规定，支导线向前传递不超过3条边。
2.4.6支导线全长不宜超过450米，最大边长不宜超过160米。
2.4.7在通视条件良好的情况下，水平角应联测两个已知方向。
2.4.8水平角观测应同时观测左右角，左右角相加等于360度，其误差不大于5秒。
2.4.9有条件的，在支导线的三分之二处加测方位角，用来校核其精度是否满足测量需要。
2.4.10定期组织测量人员与相邻施工单位共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。
3、隧道洞内平面控制网的建立，应符合下列规定:
3.1洞内的平面控制网宜采用导线形式，并以洞口投点（插点）为起始点沿隧道中线或隧
道两侧布设成直仲的长边导线或狭长多环导线。
3.2导线的边长宜近似相等，直线段不宜短于200m，曲线段不宜短于70m:
导线边距离
洞内设施不小于0.2m。
3.3当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时，应分别布设导线，并通过横洞连成闭合环。
3.4当隧道掘进至导线设计边长的2-3倍时，应进行一次导线延仲测量，
3.5如遇洞内环境较差时，整平层还未浇筑时可以把导线点放墙上作为临时开挖放线用，50米一对用后方交会测定，将点定在墙上后应把棱镜放在地面导线点上复核一下，此方法只适用于三、二级（不立拱架）的围岩上。
四、施工测量
1、隧道工程施工前，应熟悉隧道工程的设计图纸，严格按图纸设计进行数据的计算和放样，认真复核和查看图纸，领会设计意图，并根据隧道的长度、线路形状和对贯通误差的要求，进行隧道测量控制网的设计。
2、测量人员与监理工程师、技术负责人密切配合工作，及时报告测量过程中出现的情况和问题。
3、隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯通误差
横向开挖长度（KM）
L＜4
4=L＜7
7=L＜10
10=L＜13
13=L＜16
16=L＜19
19=L＜20
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
80
18
洞内贯通中误差（mm）
40
50
65
80
105
135
160
17
洞内外综合贯通中误差（mm）
50
65
80
100
125
160
180
25
贯通限差（mm）
100
130
160
200
250
320
360
50
4、平面控制测量技术要求
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
测
量
GPS测量
一
6-20
1.0
1/250000
二
4-6
1.3
1/180000
三
＜4
1.7
1/100000
导线测量
二
8-20
1.0
1/200000
6-8
1/100000
三
4-6
1.8
1/80000
四
1.5-4
2.5
1/50000
洞
内
测
量
导线测量
二
9-20
1.0
1/100000
隧道2等
6-9
1.3
1/100000
三
3-6
1.8
1/50000
四
1.5-3
2.5
1/50000
一级
＜3
4.0
1/20000
5、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）
洞外测量
二
＞36
1.0
三
13-36
3.0
四
5-13
5.0
五
＜5
7.5
洞内测量
二
＞32
1.0
三
11-32
3.0
四
5-11
5.0
五
＜5
7.5
6、隧道洞外平面控制网的建立，应符合下列规定:
6.1控制网宜布设成自由网，并根据线路测量的控制点进行定位和定向。
6.2控制网可采用GPS网、三角形网或导线网等形式，并沿隧道两洞口的连线方向布设。
隧道的各个洞口（包括辅助坑道口），均应布设两个以上且相互通视的控制点。
7、隧道高程控制测量，应符合下列规定:
7.1隧道洞内、外的高程控制测量，宜采用水准测量方法。
7.2隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点（含坚井和平洞口）和必要的洞外水准点，应组成闭合或往返水准路线。
7.3洞内水准路线属于水准支线，洞内水准测量应往返多次进行，目每隔200-500m应设立一个水准点。
8、隧道洞内施工测量，应符合下列规定:
8.1隧道的施工中线，宜根据洞内控制点采用极坐标法测设。
当掘进距离（直线不宜短于200m、曲线部分不宜短于70m）时，导线点应同时延仲并测设新的中线点。
8.2当较短隧道采用中线法测量时，其中线点间距，直线段不宜小于100m，曲线段不宜小于50m。
8.3隧道衬砌前，应对中线点进行复测检查并根据需要适当加密。
加密时，中线点间距不宜大于lOm，点位的横向偏差不应大于5mm。
8.4洞内测量时，目标应有足够的照明度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照准目标。
8.5隧道内施工中线测设原则
8.5.1必须使用经过鉴定的测量仪器。
8.5.2采用导线测设中线点，一次测设不少于3个，并相互校核。
8.5.3测设中线点，直线上应采用正倒镜法延伸直线，曲线上采用极坐标法测设。
8.5.5采用上下导坑法施工的隧道，上导坑的隧道每延伸90-120米，应与下导坑的中线联测检查一次。
8.5.6根据线路里程和设计纵坡参数计算出外拱顶高程，并实地放出外拱顶，自拱顶高程起，沿断面中线向下每0.5米量出外拱线的横向支距，所有支距端点的连线即为断面开挖线。
边墙断面自起拱线高程起，沿断面中线向下每0.5间隔，向左右两侧按设计宽度量支距。
仰拱断面自断面中线向左右每0.5间隔，由轨顶高程向下量出设计的开挖深度。
8.5.7在隧道断面放样时，还应考虑设计加宽值和施工误差预留值。
8.5.8隧道钢拱架（五、四级围岩）的放线
一共打六个点（带高程），其中掌子面3个、拱架3个，位置为隧道拱顶中心一个，圆心以上左右拱架各一个，如果发现立好的拱架不圆顺可在下次放线时在起拱线（拱架连接板处）加两点。
注意事项
五级围岩在岩层不好的情况下如发现前期立好的拱架有沉降或者有拱顶开裂现象可以适当调整开挖尺寸
提前做好拱顶沉降观测及拱腰围岩收敛的钩子预埋，钩子应缠反光贴及悬挂围岩收敛牌
9隧道内衬砌测量原则
9.1隧道立模衬砌前，必须对中线点和高程点进行复测检查，中线点点位横向较差不大于5毫米。
立模完成后需对模板进行检查合格后方可进行混凝土浇筑。
隧道衬砌施工完成后，必须对衬砌段进行中线放样和高程复合，并测出衬砌后的净空断面.
9.2隧道开挖后及时检测隧道断面，对超欠的断面进行及时处理。
检查合格后，应在立模范围内放设出不少于3个中线点及其横断面十字线方向。
同时在断面上标定出拱架顶、起拱线高程和边墙底的高程位置。
9.3衬砌放样的置镜点和后视点均采用洞内控制点。
采用全站仪极坐标法，精确放出中线和边墙位置。
再用水准仪测出其实际高程，计算出与设计值之间的差值，来精确定出衬砌台车平面高程位置。
台车就位时先将底部与两侧标高对齐，然后从台车中线吊垂球调整台车就位。
9.4放样左右的边模点，边点放在同一高程，在路面填充的小边墙上投点，放样高度为填充路面上0.1米高度，在小边墙上投点，然后算出该点到台车边模移动多少,其计算公式为（该点的实测坐标反算偏距值-台车边模固定宽度值5.75），就是该点到台车边模的移动数据，然后向施工班组进行交底。
9.5台车移动轨道定位；台车轨道是沿隧洞中心线左右各2.3米保持这个间距向前移动的，因为投隧道中心线是向隧道左侧1米进行投点的，故在定右侧的轨道时，间距就是3.3米，左侧是1.3米，用钢尺从中心点量相应的宽度，定出台车轨道的平面位置。
9.6台车模板检测；施工班组在台车基本定位好后，然后进行台车净空尺寸检测，用仪器测台车两头内边沿的坐标然后计算台车净空半径的大小，然后和台车的设计半径进行比较，小于2mm，大于5cm的地方要求施工班组现场进行调整，至到净空半径能达到台车的设计半径大小时然后进行加固，然后通知监理进行验收。
10隧道监控量测
10.1监控量测项目应根据工程特点、设计要求、围岩条件、支护参数、施工方法、周围环境进行。
按《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）确定。
一般有：
洞内外观察、净空变化、拱顶下沉、地表下沉等。
10.2隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测。
安设锚杆后，应进行锚杆抗拔力试验。
位于弱围岩且覆盖层厚度小于40米的隧道，应进行地表沉降量测。
10.3拱顶下沉量测
拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2m处设置3个带挂钩的膨胀螺钉作为测桩;埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将膨胀螺钉拧紧即可。
对于稳定性较差的围岩，测桩可在锚喷支护后布置，量测时可借用钢尺式收敛计及附带挂钩挂在测点上稳定后用高精度水准仪量测（图1）
10.4周边位移量测
隧道围岩周边位移量测测点的埋设方法与拱顶下沉相似;对于预设点的断面，在隧道开挖爆破之后24h内，按三角形沿隧道周边在拱顶和边墙部位分别埋设测桩;拱顶部分的测桩可利用拱顶下沉的桩;隧道上台阶开挖阶段布设①②③测头，下台阶开挖后布置④⑤测头，共计6条测线。
采用钢尺式收敛计量测周边收敛变形。
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