隧道施工控制测量指导意见.docx
《隧道施工控制测量指导意见.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道施工控制测量指导意见.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
隧道施工控制测量指导意见
6隧道测量
6.1一般规定
6.1.1隧道平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、辅助坑道位置、以及线路通过地区的地形和环境条件等，采用GPS测量、导线测量、三角形网测量及其综合测量方法。
高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量。
6.1.2平面控制网坐标系宜采用以隧道平均高程面为基准面，以隧道长直线或曲线隧道切线（或公切线）为坐标轴的施工独立坐标系，坐标轴的选取应方便施工使用。
高程系统应与线路高程系统相同。
6.1.3隧道洞外控制测量应在隧道开挖前完成。
6.1.4隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合表6.1.4的规定。
表6.1.4隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯
通误差
相向开挖长度（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
注：
1本表不适用于利用竖井贯通的隧道。
2相向开挖长度大于20km的隧道应作特殊设计。
6.1.5隧道长度大于1500m时，应根据横向贯通误差进行平面控制网设计，估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值，并进行洞内测量设计。
水准路线长度大于5000m时，应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计。
6.1.6洞外控制网与线路控制网的联结应符合下列规定：
1当线路控制网（CPI、CPII）精度满足隧道控制测量要求时，应在线路控制网基础上扩展加密，建立隧道控制网。
2当线路控制网精度不能满足隧道控制测量要求时，应建立隧道独立控制网，并与隧道洞口附近线路控制点联测。
3洞外高程控制测量应从隧道一端的线路水准基点联测至另一端的线路水准基点。
6.1.7当隧道洞口两端的线路控制网（CPI、CPII）不在一个投影带内时，需建立独立的隧道施工控制网。
6.4洞外控制测量
6.4.1洞外控制测量应根据本规范表6.1.4规定的隧道的洞外控制测量贯通误差进行洞外控制网设计。
洞外控制网设计应符合下列要求：
1平面控制网应根据洞外允许横向贯通中误差，结合实际布网条件进行贯通误差估算。
2高程控制网应根据勘选的地表高程路线长度和洞内贯通长度，按高程贯通误差估算公式分别估算洞外、洞内高程贯通误差，确定洞外高程控制测量精度。
6.4.2隧道洞外控制测量技术要求应满足表6.4.2-1和表6.4.2-2的规定。
表6.4.2-1平面控制测量设计要素
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
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
三角形网
测量
二
8～20
1.0
1/200000
6～8
1/150000
三
4～6
1.8
1/100000
四
1.5～4
2.5
1/50000
洞内
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
＜1.5
4.0
1/20000
表6.4.2-2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
二
＞36
≤1.0
三
13～36
≤3.0
四
5～13
≤5.0
五
＜5
≤7.5
洞内
二
＞32
≤1.0
三
11～32
≤3.0
四
5～11
≤5.0
五
＜5
≤7.5
6.4.3GPS控制测量误差引起的隧道横向贯通中误差可按下列方法估算：
1控制测量前，应按（6.4.3-1）式估算测量设计的验前横向贯通中误差。
（6.4.3-1）
式中mJ、mC—进、出口GPS控制点的Y坐标误差；
LJ、LC—进、出口GPS控制点至贯通点的长度；
mαJ、mαc—进、出口GPS联系边的方位中误差；
θ、φ—进、出口控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角。
2控制测量后，应按（6.4.3-2）式估算控制测量的验后横向贯通中误差。
验后贯通误差应满足本规范表6.1.4的规定。
（6.4.3-2）
式中σΔx、σΔy、σΔxΔy—由进、出口推算至贯通点的x、y坐标差的方差和协方差；
αF—贯通面方位角。
6.4.4导线网、三角形网误差引起的横向贯通中误差可按下列方法估算：
1控制测量前，应按（6.4.4-1）式估算测量设计的验前横向贯通中误差。
（6.4.4-1）
myβ按（6.4.4-2）式计算：
（6.4.4-2）
myl按（6.4.4-3）式计算：
（6.4.4-3）
式中myβ—测角误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。
myl—测边误差影响在贯通面上的横向中误差（mm）。
mβ—控制网设计的测角中误差（″）。
Rx—控制网各点至贯通面的垂直距离（m）。
ml/l—控制网设计的边长相对中误差。
dy—控制网各边在贯通面上的投影长度（m）。
2控制测量后，应按（6.4.4-1）式估算控制测量的验后横向贯通中误差。
验后横向贯通误差应满足本规范表6.1.4的规定。
6.4.5采用三角形网进行条件平差时，控制测量误差引起的验后横向贯通中误差可按（6.4.5-1）式计算：
（6.4.5-1）
式中：
Mr—由于方向测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差（mm）；
Mb—由于起始边测量误差影响产生在贯通面上的横向中误差（mm）。
1Mr应按下式计算：
（6.4.5-2）
式中mr—方向观测中误差（″），可在平差计算成果中摘取；
ρ—206265（″）；
1/Pφ—平差后求得的方向测量误差对横向贯通误差影响的权倒数。
2Mb应根据控制网起始边布设方式按（6.4.5-3）、（6.4.5-4）式计算。
（1）当控制网布设一条起始边时：
（6.4.5-3）
式中yc、yj—三角锁出口、进口控制点C和J的横坐标（m）；
mb/b—起始边边长相对中误差。
（2）当控制网布设两条起始边时：
（6.4.5-4）
式中mb1、mb2—起始边边长中误差（mm）；
Fb1、Fb2—起始边边长误差对贯通精度的影响系数，可从条件平差表格中直接摘取。
6.4.6洞外、洞内高程控制测量误差产生的高程贯通中误差应按（6.4.6）式计算：
（6.4.6）
式中mΔ—每千米水准测量偶然中误差（mm）；
L—洞外或洞内高程路线长度（km）。
6.4.7洞外控制网的布设应符合下列规定：
1洞外平面控制网应沿两洞口连线方向布设成多边形组合图形，构成闭合检核条件。
2控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易破坏的地方。
3视线应离开旁遮障碍物1m以上，通过水田、沙滩时，应适当增加视线高度。
4隧道进、出口的中线控制桩或CPI、CPII应纳入隧道控制网。
6.4.8洞口控制点布设应符合下列要求：
1每个洞口平面控制点布设应不少于3个，水准点不少于2个。
2用于向洞内传递方向的洞外联系边不宜小于500m。
3洞口平面控制点应便于向洞内引测导线。
4GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°，导线网、三角形网的不宜大于15°。
5洞口GPS控制点应方便用常规测量方法检测、加密、恢复和向洞内引测。
洞口子网各控制点间应尽量通视。
6洞口附近的水准点应尽可能与隧道洞口等高，两水准点间高差以水准测量1～2站即可联测为宜。
6.4.9利用原控制点增设新点时，应对原控制点进行检测，检测精度不应低于原测精度，检测与原测较差应符合下列规定：
1平面控制点角度、边长检测较差的限差应按下式计算：
（6.4.9）
式中m1、m2—分别为原测、检测的测边或测角中误差。
2利用原水准点增设新点时，应检测相邻测段高差或相邻水准点间的高差。
测段高差的检测限差应符合本规范表4.2.1的规定。
3当检测与原测成果较差满足限差要求时，采用原测成果；不满足限差要求时，应分析超限原因。
确因点位位移，应逐级检测至稳定控制点。
6.4.10洞外GPS平面控制网的测量应符合下列规定：
1GPS控制网应由洞口子网和子网之间的联系主网组成。
洞口子网一般应布设成大地四边形，联系边应为直接观测边，进出口联系网宜在不同时段进行观测。
当洞口子网采用GPS测量困难时，可测量一条GPS定向边，洞口子网的其他控制点可采用全站仪测量。
2布网时应将选定的施工独立坐标系坐标原点和X轴方向点直接边纳入GPS控制网。
6.4.11洞外导线控制网测量应符合下列要求：
1导线网应布设成多边形闭合环，每个导线环由4～6条边构成。
2导线边长应根据隧道长度和辅助导坑的数量及分布情况，结合地形条件和仪器测程确定，宜采用长边。
3控制网观测应选择在成像清晰稳定的时间内进行。
在地形和地面条件复杂、旁折光影响较大的地方，应选择最有利的观测时间观测。
导线观测的各项技术要求应满足本规范第3.1.6条的规定。
6.4.12三角形网测量应符合下列要求：
1三角形网应布设成线形三角锁或大地四边形，宜采用边角网进行观测。
2控制网观测的各项技术要求应满足本规范第3.1.7条的规定。
6.4.13洞外高程控制测量应根据本规范表6.4.2-2确定的精度等级，按本规范第4章的规定执行，各等级水准测量的限差应符合本规范表4.2.1规定。
山区水准测量平均每千米单程测站大于25站时，测段往返测高差不符值应符合表6.4.13的规定。
表6.4.13往返测高差不符值的限差（单位：
mm）
水准测量等级
测段往返测高差不符值限差
二
0.8
三
2.4
四
4.0
五
6.0
注：
表中n为两水准点间单程测站数。
6.4.14洞外控制测量完成后，应按第6.4.3～6.4.6条的规定估算洞外控制测量引起的贯通误差，其估算值应满足表6.1.4的规定。
6.5洞内控制测量
6.5.1洞内平面控制测量应采用导线控制测量方法进行。
洞内控制导线应从测量设计确定的洞外联系边引入，洞内洞外平面控制网宜以边连接。
6.5.2洞内导线测量精度应符合表6.5.2规定：
表6.5.2洞内导线测量精度要求
测量等级
适用长度（km）
测角中误差（″）
边长相对中误差
二
9～20
1.0
1/100000
隧道2等
6～9
1.3
1/100000
三
3～5
1.8
1/50000
四
1.5～4
2.5
1/50000
一级
＜1.5
4.0
1/20000
6.5.3洞内导线的布设应符合下列要求：
1导线边长应根据测量设计确定。
2导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，点间视线应旁离洞内设施0.2m以上。
3洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4～6条边构成。
长隧道宜布设成交叉双导线形式，以增加网的内部检核条件、提高网的可靠性。
6.5.4导线测量前，应对原控制点进行检测，检测较差应符合第6.4.9条的规定：
6.5.5洞内导线测量的精度应不低于测量设计时确定的精度等级，并应有安全可靠的防爆措施，必要时应采用防爆仪器观测。
6.5.6导线水平角观测除按本规范表3.1.6-1、表3.1.6-3的规定执行外，还应符合下列要求：
1洞口站测角工作宜在夜晚或阴天进行。
2洞内测量前应先将仪器开箱放置20分钟左右，让仪器与洞内温度基本一致。
3目标应有足够的明亮度，受光均匀柔和、目标清晰，避免光线从旁侧照射目标。
4完成规定测回数一半后，仪器和反射镜均应转动180°重新对中整平，再观测剩余测回数。
6.5.7导线边长测量除应满足本规范表3.1.6-1、表3.1.6-4、表3.1.6-5要求外，还应满足下列要求：
1测量前应进行充分通风、避免尘雾。
2反射镜应有适度照明。
3仪器和反射镜面应无水雾。
6.5.8洞内导线应随施工进度分期布设，建立新一期导线前，应按第6.5.4条检测原有控制点。
6.5.9单口掘进5km和10km左右时，可加测方位精度不低于5″的陀螺定向边，以检核洞内导线。
6.5.10洞内导线平差计算应符合下列要求：
1初次洞内导线测量的起算坐标和方位角应采用测量设计时确定的进洞联系边测量成果。
2洞内导线引伸测量的起算坐标和方位角应采用经检测合格的前一期洞内导线测量成果。
3洞内四等及以上导线平差应采用严密平差，一级导线可采用近似平差。
6.5.11完成洞内导线平差计算后，应计算开挖面附近的临时中线点放样成果并实地放设，即时纠正施工中线。
6.5.12洞内高程测量的精度应满足表6.5.12的要求。
表6.5.12洞内高程控制测量精度要求
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）
二
＞32
≤1.0
三
11～32
≤3.0
四
5～11
≤5.0
五
＜5
≤7.5
6.5.13洞内高程测量应采用水准测量进行往返观测，并应符合下列规定：
1高程控制点应每隔200～500m设置一对。
2高程控制测量的主要技术要求及观测限差应分别符合本规范表4.2.1、表4.2.2和表4.2.6的规定。
3高程控制测量应按本规范式（6.4.6）估算精度。
6.5.14洞内高程控制点应结合地质条件、施工方法和施工进度定期复测。
建立新一期高程控制点前应检测起算高程点。
检测已测测段高差之差应满足表4.2.1的规定。
6.4.15洞内平面、高程控制点应妥善保护，隧道竣工后应与隧道内CPII控制点和水准点联测。
6.6施工测量
6.6.1洞内施工中线测设应符合下列规定：
1采用导线测设中线点，一次测设不应少于3个，并相互检核。
2采用独立中线测设中线点，直线上应采用正倒镜法延伸直线；曲线上宜采用偏角法测设。
3衬砌用的临时中线点宜每10m加密一点。
直线上应正倒镜压点或延伸；曲线上可用偏角法测设。
4掘进用的临时中线点可采用串线法延伸标定。
串线长度直线段不大于30m，曲线段不大于20m。
5全断面开挖的施工中线可先用激光导向，后用全站仪、光电测距仪测定。
6采用上下半断面施工时，上半断面每延伸90～120m时应与下半断面的中线点联测，检查校正上半断面中线。
6.6.2洞内中线点宜采用混凝土包桩，严禁包埋木板、铁板和在混凝土上钻眼。
设在顶板上的临时点可灌入拱部混凝土中或打入坚固岩石的钎眼内。
6.6.3当曲线隧道设有导坑时，可根据隧道中线和导坑的横移偏移距离，按一定密度计算导坑中线的坐标，放设导坑中线，指导导坑开挖。
6.6.4洞内高程测量应符合以下规定：
1洞内高程测量应根据洞内高程控制点引测加密。
加密点可与永久中线点共桩。
2采用光电测距三角高程测量施工高程时，宜变换反射器高测量两次或利用加密点作转点闭合到已知高程点上。
6.6.5洞内开挖测量应按下列要求进行：
1每次钻爆前，应在开挖断面上标示隧道中线、轨顶高程线和开挖断面轮廓线。
2已开挖段，应即时测量开挖断面，绘制开挖断面图，开挖断面的测量间距不宜大于20m。
3断面测量可采用自动断面仪法、全站仪极坐标法、断面支距法等方法。
4当采用支距法测量断面时，应按中线和外拱顶高程从上到下每0.5m（拱部和曲墙）和1.0m（直墙）间隔分别测量中线左右侧相应高程处的支距，并应考虑曲线隧道的中线内移值、设计加宽值、施工误差预留值。
5仰拱断面测量，应从隧道中线向两侧边墙按0.5m间隔测量设计轨顶线至开挖仰拱底的高差。
6.6.6衬砌测量应按以下要求进行：
1立模前，应利用洞内控制点检查永久中线点或临时中线点位置及高程。
检测与原测成果较差不应大于5mm。
2检测合格后，在立模范围内放设不少于三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、起拱线和边墙底的高程位置。
3立模后应再一次检查校正模板。
6.6.7竖井联系测量包括井上井下趋近导线测量、竖井定向测量、高程传递测量、井上井下趋近水准测量。
竖井定向测量宜采用垂准仪和陀螺经纬（全站）仪联合定向、联系三角形定向、钻孔投点定向等方法。
高程传递测量宜采用钢尺（钢丝）法、光电测距仪导高法。
6.7隧道贯通误差测量及调整
6.7.1隧道贯通后，应分别按下述方法测定实际贯通误差：
1洞内采用中线法测量的隧道，应从两相向开挖方向向贯通面引伸中线确定各自的贯通点，两实际贯通点间的横向距离和纵向距离即为横向和纵向贯通误差。
2洞内采用导线测量的隧道，应在贯通面中线附近钉一临时点，由两端导线分别测量该点的坐标，其坐标较差分别投影至线路中线及其垂直的方向上，即为纵向和横向贯通误差。
同时测量该点的水平角，求得方向贯通误差。
3由两端高程点分别测量贯通面处临时点的高程，其高程差即为高程贯通误差。
6.7.2实际贯通误差宜在未衬砌地段（调线地段）调整。
调线地段的开挖和衬砌均应以调整后的中线和高程进行放样。
6.7.3贯通误差应以满足线路设计规范和轨道平顺性要求为原则进行调整。
调整后的线路应满足隧道建筑限界要求。
6.7.4隧道平面贯通误差调整应符合下列规定：
1贯通误差≤50mm时，在保证隧道建筑限界要求的条件下，可不调整线路中线，按设计线位铺轨。
2贯通误差>50mm时，应采用洞内CPⅢ控制网实测隧道中线，采用线位拟合方法进行调整，调整后的线路应满足轨道平顺性标准和隧道建筑限界的要求。
6.7.5高程贯通误差应按下列方法调整：
1由两端测得的贯通点高程，应取两贯通高程的平均值作为调整后的贯通面高程；
2高程贯通误差调整可按贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段，以未衬砌段的线路长度按比例调整其范围内各水准点高程；
3以调整后的水准点高程作为未衬砌段高程放样的依据；
4调整后的线路应满足线路设计和验收规范要求。
6隧道测量条文说明
6.1.1GPS测量可以大大减轻测量人员劳动强度，提高工作效率。
除洞口子网控制点间要求通视外，主网控制点间无通视要求，避免砍伐树林。
因此，隧道平面控制网宜优先采用GPS测量。
隧道洞口布设GPS特别困难时，可以只布设一条GPS定向联系边，用于向洞内传算洞外测量成果。
但为满足施工测量需要，洞口不能少于三个平面控制点，在这种情况下，可以选布并增设两个导线点，与GPS定向联系边一起构成洞施工控制网，GPS与常规测量则为条文中规定的综合测量。
6.1.2长大隧道中间一般为长直线，其坐标系的建立宜以隧道长直线为X轴，里程增加方向为X轴正方向，X坐标即为相应的线路里程；曲线隧道当隧道内夹直线较长时，宜以夹直线为X轴；隧道主要在曲线上时，可选取其中的一条切线为X轴。
位于X轴上的直线段的中线坐标成果可以直观地反映施工的里程及偏离中线的距离。
6.1.4本次修订，对原贯通误差影响值进行了重新规定。
说明如下：
原规范规定隧道贯通误差值如下表：
说明表6.1.4-1原规范规定的隧道贯通中误差（mm）
测量部位
横向贯通中误差
高程贯通中误差（mm）
相邻两开挖洞口间长度（km）
＜4
4～7
7～10
10～13
13～17
17～20
洞外影响值（mm）
30
45
60
90
120
150
18
洞内影响值（mm）
40
60
80
120
160
200
17
洞外洞内总影响值（mm）
50
75
100
150
200
250
25
本规定源于《铁路测量技术规则》第三篇〈隧道测量〉，是通过对去施工的隧道实际贯通误差的统计得出的，其统计成果如说明表6.1.4-2，编写中作了适当调整。
说明表6.1.4-2原测规统计的隧道高程贯通情况
实际贯通误差
0～10
11～20
21～25
26～40
41～51
>50
总和
座数
35
29
11
11
2
4
92
%
38
31
12
12
2.2
4.3
100
从说明表6.1.4-2可以看出，大多数隧道的实际横向贯通误差都小于按理论计算出的贯通误差。
因此，原规范规定的贯通误差值也是合理、可行的。
需要说明的是，统计的这些隧道大多增设有斜井、横洞或竖井，实际增加了作业面。
8km以上的隧道真正两头独打的不多，因而反映出实际横向贯通精度有所提高。
由于测量设备、测量方法较过去有了较大的变化，尤其是GPS测量技术的应用，大大减轻了测量人员的劳动强度，提高了隧道洞外控制网的测量精度。
为体现这一技术的优越性，本次修订增加了隧道使用GPS测量技术的条文。
同时也重新修订了相应的横向贯通误差影响值。
高程贯通误差沿用原规范规定。
1洞外（GPS测量）横向贯通误差估算：
1）洞外横向贯通误差影响值主要根据GPS测量的洞口联系边测量精度及其定位点坐标精度，通过下式求得。
（说明6.1.4-1）
式中，后两项也可以由下式算得。
（说明6.1.4-2）
式中m洞外定向—GPS方向误差对贯通误差的影响；
mG—GPS测量定向联系边方向误差（″），为隧道设计时的先验值，ρ=206265″
L—相向开挖隧道计算设计长度，考虑到洞外GPS控制点位（引测边）布设离洞口有一定距离的因素，取隧道线路长度加1km。
2）鉴于山岭隧道测量的复杂性和特长隧道距离远等因素，控制点间Y坐标误差按经验值取为20mm（也可根据隧道长短酌取）。
2隧道的洞内导线测量误差按下列因此考虑：
1）洞内导线测角引起的贯通误差：
一端洞内导线，按等边直伸导线估算的导线终点由测角引起的点位横向误差由下式计算：
（说明6.1.4-3）
式中mq－直伸导线终点由测角误差引起的横向点位误差；
mβ－测角误差（”）；ρ=206265”；
Rx2－导线点距离导线终点的距离；
s－每条导线边距离；
n－导线点数（=L/s）；
L’－导线总长度。
顺便指出，上述公式计算出的直伸导线端点横向误差是严密的。
隧道两端相向掘进，取等影响，则共同构成误差：
（说明6.1.4-4）
2）洞内导线测边引起的贯通误差
这里取曲线起点偏离中线纵向1.5km（相当大的曲线）；按每条150m长的导线边在横向（贯通面上）的投影75m计，共计20条边；每条边按2mm+2ppm计算测距误差，则每条边的测距
升级会员 