子情境3隧道洞内控制测量电子教案Word格式文档下载.docx

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4h

授课类型

理实一体课

周次学时

6h

教学目的

1.掌握隧道洞内控制的布设形式及精度要求；

2.掌握洞内控制测量的观测方法；

3.掌握洞内控制测量内业处理的方法

教学

重点和难点

重点：

1.隧道洞内控制测量的观测方法；

2.隧道洞内控制测量数据处理。

难点：

隧道洞内控制测量数据处理。

教具及教材（参考书）

全站仪1套；

棱镜4套、木桩10根、计算器1个、锤子1把、钢尺1把、小钉100个

《铁路工程测量规范》

《GPS测量规范》

教学方法

项目教学法

教学手段

教学做一体

教学

主要内容

1.隧道洞内控制的布设形式及精度要求；

2.隧道洞内控制测量的观测方法；

3.隧道洞内控制测量数据处理。

教学过程设计

工作任务

工作

过程

时间

教学组织

媒介

教师

学生

资讯

决策

课内

2h

课外

4H

学习隧道洞内控制测量的原理及方法

1.下发本工作任务书及引导文；

2.引入隧道洞内控制测量的作用；

3.提出隧道洞内控制测量主要内容及要求；

4.讲解隧道洞内控制测量的方法及精度要求；

5.组织小组讨论，检查学生对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑

1、结合工作任务书、引导文，以小组为单位，通过案例、网站、测量规范了解隧道洞内控制测量的内容及技术要求；

2、通过讲义、PPT以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务的主要知识点；

3、小组讨论、老师指导确定隧道洞内控制测量方法。

案例、规范、讲义、PPT

计划

0h

制定隧道洞内控制测量作业方案

1、提供《铁路工程测量规范》；

2、提供隧道设计图纸及已知测量成果；

3、布置隧道洞内控制测量作业方案制定的主要内容及要求；

4、解答方案制定过程中的疑问

5、组织小组方案汇报

6、提出作业方案修改意见。

1、根据隧道设计资料已知测量成果、规范、按照隧道洞内控制测量作业方案指定要求，以小组为单位制定隧道洞内作业方案；

2、制作PPT汇报小组方案；

3、根据老师提出的问题修改作业方案。

案例、规范

实施与

检查

6h

依据制定的方案实施隧道洞内控制测量的任务

1、制定仪器使用计划；

2、维护学生工作秩序；

3、纠正学生作业不规范行为；

4、巡回解答学生测量过程中的问题。

5、检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。

1、领取仪器设备；

2、仪器检校；

3、准备测量表格

4、小组组长对本组人员分工；

5、按照制定的作业方案实施隧道洞内控制测量外业观测工作；

6、检查外业测量成果；

7、利用科傻或平差易平差软件处理外业观测数据；

8、检查测量结果的可靠性，对不符合要求的测量结果进行重测，直至满足要求；

9、编写隧道洞内控制测量技术总结；

10、小组之间按照测量成果验收规范要求相互检查外业观测记录、抽查外业观测角度及距离，最后写出验收报告。

规范

评价

出勤率20%；

作业表现20%；

作业指导书及技术总结40%

小组自评20%

教案正文

3.1概述

在隧道施工中，随着开挖的延伸进展，需要不断给出隧道的掘进方向。

为了正确完成施工放样，防止误差积累，保证最后的准确贯通，应进行洞内控制测量。

此项工作是在洞外控制测量和洞、内外联系测量的基础上展开的，包括洞内平面控制测量和洞内高程控制测量

为了很好地控制贯通误差，应先敷设精度较低的施工导线，然后再敷设精度较高的基本控制导线，采取逐级控制和检核。

施工导线随开挖面推进布设，用以放样指导开挖，边长一般为25～50m。

对于长隧道，为了检查隧道方向是否与设计相符合，当隧道掘进一段后，选择部分施工导线点布设边长一般为50～l00m、精度较高的基本导线，以检查开挖方向的精度.

对于特长隧道掘进大于2km时，可选部分基本导线点敷设主要导线，其边长一般为150～300m，用测距仪测边，并加测陀螺边以提高方位的精度。

因此导线布设时应考虑到点位、精度和贯通精度要求。

地下控制导线布设方案如图所示，其中A、B、C、…为主导线，a、b、c、…为基本导线，1、2、3、…为施工导线。

隧道施工中，导线点大多埋设在洞顶板，测角、量距与地面大不相同。

3.2洞内平面控制测量

洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外控制点，随着隧道的开挖而向前延伸。

洞内平面控制通常有两种形式，即中线形式和导线形式。

中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。

这种方法只适用于短隧道。

3.2.1洞内平面控制测量形式

（1）.单导线

单导线导线布设灵活，但缺乏检测条件。

测量转折角时最好半数测回测左角，半数测回测右角，以加强检核。

施工中应定期检查各导线点的稳定情况。

（2）.导线环

如图所示，导线环是长大隧道洞内控制测量的首选形式，有较好的检核条件，而且每增设一对新点，如5和5′点，可按两点坐标反算5～5′的距离，然后与实地丈量的5～5′距离比较，这样每前进一步均有检核。

（3）.主副导线环

如图所示:

主、副导线环中双线为主导线，单线为副导线。

主导线既测角又测边长，副导线只测角不测边，增加角度的检核条件。

在形成第二闭合环时，可按虚线形式，以便主导线在3点处能以平差角传算3～4边的方位角。

主副导线环可对测量角度进行平差，提高了测角精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利。

（4）.交叉导线

（5）.旁点导线

3.2.2洞内导线等级的确定

测量

部位

方法

等级

测角精度

（″）

适用长度（km）

边长相对中误差

洞

内

导

线

测

量

二

±

1.0

直线7~20

1/10000

曲线3.5~20

三

1.8

直线3.5~7

曲线2.5~3.5

四

2.5

直线2.5~3.5

曲线1.5~2.5

五

4.0

直线﹤2.5

曲线﹤1.5

3.2.3洞内平面控制说明

（1）洞内导线应尽量沿线路中线布设或与线路中线平移一适当距离左右交叉布设，边长要接近等边，长度应根据洞内测量设计确定，在保证洞内通视条件良好的情况下，将导线边尽量设长。

（2）导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好且稳固安全地段，两点间视线与建筑物的距离应大于0.2m。

（3）对于大断面的长隧道，应布设成多边形闭合导线环。

有平行导坑时，平行导坑的导线应与正洞导线联测，以资检核。

（4）导线的边长应按贯通要求进行设计，当导坑延伸至两倍洞内导线设计边长时，应进行一次导线引伸测量。

（5）每测定一个新导线点时，都需对以前的导线点作检核测量，必须符合原有三个或三个以上控制点确保无误后方可进行导线引测。

检测精度应与原测精度相同。

（6）进行角度观测时，应尽可能减小仪器对中和目标偏心误差的影响。

一般在测回间采用仪器和觇标重新对中，在观测时采用两次照准两次读数的方法。

采用对点器觇牌照准，用较强的光源照准标志，以提高照准精度。

（7）边长测量采用电磁波测距仪时，应防强灯光直接射入照准头，应经常拭净镜头及反射棱镜上的水雾。

（8）凡是构成闭合图形的导线网（环）都应进行严密平差计算，以便求出导线点的新坐标值。

当隧道全部贯通后，应对地下长边导线进行重新平差，用以最后确定隧道中线。

（9）对于短边（斜井平坡段、左右线隧道的横洞），宜采用强制对中的三联脚架法测角测边，以提高精度。

（10）导线点应埋于坑道底板面以下10~20cm，应埋设为混凝土包铁芯桩。

上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注。

（11）作业前必须对精密测角仪器进行检验，并每年将仪器送计量部门鉴定。

（12）洞外、洞内温差较大，明亮度反差强烈，由洞外向洞内的引测工作，应在夜晚或阴天进行。

在测定定向角和洞内、外连接角或当洞内外高差、边长悬殊过大时，水平角的观测应增加测回数。

（13）距离测量应采用对向观测2~4测回，并在测边两端量取气象元素取平均值后对边长进行改正，边长最后投影到抵偿高程面上。

（14）隧道施工的洞内烟尘较大，为确保目标有足够的明亮度，照明采用腆钨灯或强光手电。

（15）测量过程中，尽量减小施工干扰，禁止喷射混凝土，长时间保证通风，以确保观测条件良好。

（16）洞内外温度、湿度相差很大，为使仪器内部温度与外界温度充分一致，仪器应开箱30分钟后方可进行观测。

17）由于隧道内施工程序多，人员和车辆出入较多，因此，测量时仪器操作人员不能离开仪器，要在测量过程中始终保证仪器的安全，避免仪器被摔、被碰或被砸。

（18）隧道洞内灰尘和水气比较大，因此，在每次隧道洞内测量完成后，应该及时将仪器从仪器箱中取出擦干净，并且等仪器晾干后再装箱，使仪器能始终处在良好的运转状态。

（19）每次洞内导线引测采用的观测方法、观测精度指标、观测条件、平差方法均应相同。

（20）导线边以接近等长为宜，一般直线地段不短于200m，曲线地段不宜短于70m。

3.3洞内高程控制测量

洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内,作为洞内高程控制和隧道构筑物施工放样的基础,以保证隧道在竖直方向正确贯通。

3.3.1洞内高程测量等级及精度要求

测量部位

测量等级

两开挖洞口问高程路线长度（km）

每千米高程测量偶然中误差（mm）

洞内

>

32

≤1.0

1l~32

≤3.0

四

5~1l

≤5.0

五

<

5

≤7.5

3.3.2洞内水准测量

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：

（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）因洞内施工干扰大，常使用挂尺传递高程（如图），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

计算检核

3.4洞内控制测量提交成果

（1）控制测量技术报告，包括布点情况、施测日期、施测方法、仪器型号、平差方法、实际贯通里程和特殊情况及处理结果。

（2）洞内控制测量布网及线路关系示意图。

（3）洞外控制点检测及联测成果。

（4）导线点的坐标、边长、方位角及洞内水准点成果表。

（5）进行贯通测量应提交贯通点的里程、实际贯通误差及其调整成果。

（6）原始观测记录和计算成果。