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隧道測量范文1
【關鍵詞】：隧道工程測量技術優化方案
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
隧道是一種地下工程，施工情況相對而言較為復雜。測量工作的主要任務就是保證隧道的順利貫通，最大程度的控制超欠挖、保證混凝土襯砌厚度以及每個洞內結構物的外形尺寸。測量條件差，光線不足、工作面狹窄、洞內施工人員多、機械設備進出頻繁、噪音大等因素，給測量工作帶來一定的困難。除此之外，洞內施工的工作面相對較小、工序比較緊張，測量工作要在下一工序開始前迅速準確的完成，不能耽誤施工，所以測量工作顯得尤為重要。制定合理可行的測量方案是很有必要的，只有提高測量精度，控制好超欠挖，才能保證工程質量，從而創造出更高的經濟效益。
一、隧道工程測量的幾點要求
隧道施工測量是在隧道工程的規劃、勘測設計、施工建造和運營管理的各個階段進行的測量。為保證隧道能按規定的精度正確貫通及相關的建筑物與構筑物的位置正確，在隧道工程測量中主要由以下幾點要求：
（1）規劃階段
提供隧道選線用的地形圖和地質填圖所需的測繪資料；
（2）勘測設計階段
在隧道沿線布測測圖控制網，測繪帶狀地形圖，實地進行隧道的洞口點、中線控制樁和中線轉折點的測設，繪制隧道線路平面圖、縱斷面圖、洞身工程地質橫斷面圖、正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等工程設計圖；
（3）施工建造階段
根據隧道施工要求的精度和施工順序進行相應的測量，首先根據隧道線路的形狀和主洞口、輔助洞口、轉折點的位置進行洞外施工控制網和洞口控制網的布沒及施測，再進行中線進洞關系的計算及測量，隨隧道向前延伸而階段性地將洞內基本控制網向前延伸，并不斷進行施工控制導線的布測和中線的施工放樣，指導并保證不同工作面之間以預定的精度貫通，貫通后進行實際貫通誤差的測定和線路中線的調整，施工過程中進行隧道縱橫斷面測量和相關建筑物的放樣，以及進行竣工測量；在施工建造和運營管理階段，定期進行地表、隧道洞身各部位及其相關建筑物的沉降觀測和位移觀測。
二、隧道測量技術
1.隧道內CPⅢ平面控制測量
（1）測量方法
CPIII控制網采用自由設站交會網的方法測量，自由測站的測量，從每個自由測站，以2x3個CPIII點為測量目標，每次測量應保證每個點測量3次。
CPIII控制點距離為60m左右，且不應大于80m，觀測CPIII點允許的最遠的目標距離為150m左右，最大不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中按順時針輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量3組完整的測回。應記錄于每個測站的溫度、氣壓以及CPI、CPII點上的棱鏡高，并將溫度、氣壓改正輸入每個測站上。
（2）水平角測量的精度應按如下要求進行:
半測回歸零差﹤6″，不同測回同一方向2C互差﹤9″，歸零后方向值較差﹤6″，半測回距離較差±1mm內，方向觀測中誤差±1.8″內，距離觀測中誤差±1.0mm內，相鄰點相對點位中誤差±1.0mm內，同精度復測坐標較差±3mm內。觀測的各項相差要求不應超過上述規定，觀測最后結果按等權進行測站平差。
（3）CPIII數據處理
CPIII觀測數據采用鐵道部評審通過的TSDI-HRSADJ軟件進行平差處理，首先用鐵三院CPIII測站平差軟件將外業數據進行平差生成報告(CALC文件)，再用TSDI-HRSADJ軟件將CALC文件進行處理和平差。計算出每個CPIII點坐標。該CPⅢ網數據處理系統軟件還能按照相關的限差規定，對原始觀測數據進行再次的檢查和篩選，保證最終參與CPⅢ平面控制網的平差計算的觀測數據是合格數據。
2.GPS隧道控制測量技術
為了實現GPS控制點的穩定性，在隧道的兩端，各設一個高等級的GYS已知點。為保證施工期間對洞口控制點的穩定性進行常規檢測。進出口各設3個GPS控制點，CPOI，GP02，GP03，GP04，GP05，GP06，其中GP03,GP06分別是進洞與出洞樁。其測量示意圖如圖1所示。
（1）GPS的外業測量
實際作業過程中，在使用正確的觀測方法的情況下，進行同步觀測的GPS測量數據，并進行數據記錄（其中分三次同步觀測，且每次觀測時間都在60min以上）。
（2）GPS測量的數據處理和精度分析
對于精度數據處理與分析上我們通過AshtechSolutions工具進行基線解算及控制網的平差，下面就開始介紹通過該工具進行數據運行方法，其具體操作步驟為：（1）建立項目；（2）給項目添加數據；（3）基線處理；（4）GPS網自由網平差；
三、測量優化方案及其應用
1.測量優化方案
根據設計提供的測量控制點，采用激光指向儀與CASIO5800計算器的配合使用，達到節約時間和保證精度的效果。
2.控制點復測、加密精度要求
控制點復測、加密測量精度和方法符合《水利水電工程施工測量規范》要求。按照先復核后利用的原則與監理共同檢測設計提供的控制點(平面、高程控制點)的精度，并復核其資料和數據的準確性，所有加密控制點報監理檢測合格后方可使用。
平面控制點復測、加密要求：(1)外業水平角觀測全站儀不少于2測回；(2)導線方位角閉合差小于±10；(3)往返測距1測回，同一邊長往返互差不超過±15mm；(4)導線相對精度K小于1／15000。
高程控制點復測、加密要求：(1)外業采用往返觀測；(2)閉合差小于±20或±12。
3. 測量樁的布設和注意事項
要想提高隧道測量的效率，保證速度和質量，測量樁的布設與保護是猶為重要的。隧道洞內的施工周期長、測量環境條件差、施工千擾大，故測量樁位受影響的因素最多。在實際測量中常采用鋼筋作為測量樁，先用切割機截取一段30公分左右的鋼筋（本次隧道施測采用的是Φ22鋼筋），并用鋸子在其一頭刻畫十字，在要布點的隧道中線位置用打鉆機鉆孔，在孔中添加部分濕潤的錨固劑，然后將鋼筋錘入孔中，并在出來的鋼筋部分用濕潤的錨固劑圍起來，如圖3-2；如碰到地面堅硬，鉆孔無法的到理想位置的。
3.激光指向儀和CASIO5800計算器的配合使用
激光指向儀激光指向儀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測量儀器，它具有光束質量好、價格低廉、安裝調整方便、發射可見光、使用方便等特點，能指示隧道掘進的方向，可以快速準確地標定隧道中線位置，從而有效地控制隧道的超、欠挖。
4.激光指向儀的安裝調試
在距導線點前方3～5米處將直徑為22mm的兩根錨桿按測量組預設位置牢固焊接在隧道拱頂的鋼拱架上，錨桿埋入拱頂的深度不短于20cm，外露的長度在安置儀器后不應妨礙施工即可。用拉桿將兩根錨桿連接在一起，以增強穩定性。激光指向儀通過接合器懸掛在錨桿下方并固定。
四、隧道測量安全措施
對測量人員進行安全教育，避免各類事故發生；在測量過程中儀器旁邊不能離人，以免儀器摔到損壞。 儀器架設時要把腳架擰緊，腳架固定牢固，以防儀器倒地；洞內的控制點要選在安全地點，不能選在塌方、滴水的地方，避免對人或儀器造成損害；洞內測量時配備專業電工安裝照明設備，謹防漏電傷人；洞內放樣時，前視爬臺車一定注意安全。
結語
由于隧道施工的掘進前方在貫通前無法通視，施工中完全是靠中心線或隧道洞內導線來控制指導開挖，而這種導線在隧道貫通以前只能以支導線的形式或者是以閉合導線的形式來實施控制，所以在施測的過程中要特別仔細，并且需要經常復核點位。在整個的測量工作中，做為測量工作者既要有嫻熟的儀器操作能力，又要有豐富的理論知識，更要有一個嚴謹的工作作風。測量組人員需要緊密配合，只有這樣才能確保測量工作的萬無一失。
參考文獻
[1]張坤宜.交通土木工程測量[M].人民交通出版社，1999
[2]鐘孝順，聶讓主.測量學[M].人民交通出版社，1998
隧道測量范文2
關鍵詞：道路工程隧道施工測量放線尺寸控制
隧道的進出口一般都是不能相互通視的,兩端進洞的貫通接頭必須要有精確的閉合,又因為隧道的橫向是一個封閉式的曲線墻體結構的特點,在具體的尺寸控制上較為煩瑣,要保證工程平面位置和斷面曲線的精確結合,運用傳統的施工技術將花費大量的人力、物力和時間,并且精度和效果難以滿足現代工程建設的需要。花幾十萬買一臺隧道斷面儀,僅能用于隧道斷面測量,投資太大,經濟效益不能得到很好的體現。如果運用AutoCAD電腦輔助設計軟件,那么這些問題就可以很方便地解決,并且可以達到事半功倍的效果,本文就隧道施工中的測量放線作以說明。隧道施工的測量與放線包括控制測量、中線測量、開挖線測量、初期支護放線、二次支護放線、仰拱放線、排水構造物放線及工程量測算等,下面分別作以說明
1隧道控制測量
首先,在開工之前必須建立隧道進口和出口相連的高精度的平面控制網和高程控制網,測量等級及精度應該與建設項目控制測量等級相同或更高,且必須滿足《工程測量規范》和《隧道施工規范》的有關要求。一般的工程項目都有設計單位提供的控制網,復測閉合達到精度要求即可。
2隧道中線
及時用全站儀精確放出施工樁號的隧道中心線,并放出橫向法線方向以確保尺寸量測的方向。全站儀測量應設置第二后視作為復核,以防止導線點有撓動時造成錯誤。隧道施工中各種工序銜接緊湊,洞內作業面狹小,平行作業、交叉施工的工程很多,洞內陰暗視線不佳,如排風不暢,空氣質量差,紅外線測量儀器反射信號太弱,往往無法進行測量工作,所以隨著施工開展及進度情況應及時設置臨時導線點推進,臨時導線點應求穩固和便于測量,洞內機械往來很多,應頻繁檢查復核。隧道中線在兩頭掘進時要設置貫通段,貫通段按照規范要求設置,在貫通段內將貫通誤差順接,使橫向位置及高程順利對接。
3繪制斷面構造圖
按照隧道支護結構方式的不同對隧道進行分段,分段繪制斷面圖,隧道一般由拱墻和仰拱兩部分組成,繪圖完畢應該形成拱墻與仰拱的閉合,并與設計圖中標注的尺寸一致。在圖中確定出開挖線、初期支護、二次支護、仰拱等結構和構件的尺寸和空間位置.
4洞身開挖尺寸
拱墻根據結構尺寸和預留變形量繪出開挖線后,從拱墻圓心向上和向下分別作間距50cm的水平線,將開挖線豎向分割成多個臺階(簡稱50cm臺階法),然后用CAD的“標注”功能標注出各高度處的水平寬度,在施工現場放線時,結合測量出的中樁位置和實際高程,在橫向法線斷面詳細放出拱墻開挖輪廓線,確定各炮眼布置,在施爆清渣后檢查是否超挖或欠挖。仰拱部分如圖(c),根據結構尺寸和預留變形量繪出開挖線后,從隧道中心線向左和向右分別作間距50cm的豎直線,將仰拱開挖線豎向分割成多個臺階,然后用CAD的“標注”功能標注出各寬度處的豎直高度,為了計算方便,一般可以從路線設計標高往下標注,在施工現場放線時,結合測量出的中樁位置和實際高程,在橫斷面詳細放出仰拱開挖輪廓線,確定各炮眼布置,在施爆清渣后檢查是否超挖或欠挖。
5初期支護和二級次支護的放線與尺寸控制
初期支護混凝土的噴射、骨架的安裝以及最后尺寸的驗收,二次支護的澆注和尺寸驗收,均可以采用上述的50cm臺階法,同法繪制初期支護和二級支護斷面圖,繪出相關尺寸即可。
6排水等其他構造物的測量放線
隧道內排水設施較為復雜和集中,包括縱向、橫向、豎向排水以及防寒泄水洞等,要保證立體的統一和流水坡度順暢,因此必須保證測量放線的精確度,用CAD繪出在結構斷面圖上的詳細位置,測量時要用全站儀測量縱向里程和法線方向,水準測量標高,精確地放線施工,才能保證最后各排水系統銜接暢通無阻。其他構造物可以同法測量。
7.工程量的測量與計算
在計量結算工作中,對于隧道這樣的曲閉式結構,同傳統的方法計算工程量煩瑣、緩慢,要分割成很多形狀,用很多公式才能算出來,因為計算過程長,還容易出錯。在CAD結構斷面圖中,利用“面域”功能可以方便地查出不規則線段的面積、周長等數據,計算隧道工程量簡單容易,從而達到計算不規則構筑物工程量的目的。并且這種方法計算的面積或線段的長度十分準確,能夠滿足工程量的計算及計量的需要。譬如計算二次支護的混凝土方量時,將二次支護的截面圖設置成一個閉合的“面域”,即可查出其混凝土截面積,再根據要計算的里程長度就可以求出該段的混凝土方量。
測設方法如下：
（1）建立以隧道入口處（DK0+000）為起點，樁號方向為X軸的施工獨立坐標系，將控制點坐標轉換為該坐標系下的施工小坐標。
（2）編寫fx-5800計算程序（或4850、4800計算程序）。
（3）小斷面可測量關鍵點即可，如圖3中A-F點。一般隧道內要求測量時間要快、準，未襯砌時精度要求不是很高，只要保證中線方向即可。如果為了更加精密，可以在弧線與直線邊墻上加密其它點，最后用紅油漆將輪廓線繪出。
（4）一般掌子面較大時，可以先測設邊墻直線段，然后立鏡員在臺車上進行弧線部分的定位。
綜上所述,隧道施工的測量與放線雖然與其他工程有著明顯的不同,運用先進的CAD繪圖技術就能夠方便地解決隧道施工中的測量和放線的各種問題,有利地配合隧道緊湊而緊張的施工。
參考文獻：
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隧道測量范文3
關鍵詞：隧道 掘進 控制 測量
一、前言
潛盾隧道在掘進當中因為控制點資料無法施作閉合平差，故在整個隧道掘進當中的控制測量就變的相當重要，在此節中將探討從潛盾機發進前與掘進中的控制測量方式，并使用全站儀與真北儀的實測分析數據，以提高隧道掘進的控制精度。
二、潛盾機發進控制測量
潛盾機發進端工作井里控制點平面座標及資料確認后即以此據控制潛盾機發進前各項相關設備位置，如發進端鏡面框、發進端反力座、發進端隧道中心線型、潛盾機盾身發進前位置高程確認等，如此繁復的測量其目的在希望潛盾機發進后能安全無故障的在原設計線型上掘進，日后的隧道相關行車凈空間也能在容許范圍內。利用工作井內控制點在連續壁面上放樣出發進端鏡面框中心點，中心點為圓心再以潛盾隧道半徑畫出圓框，以利隧道組人員進行試水作業確認連續壁外地改工程阻隔地下水功效，避免潛盾機破鏡后涌水影響工作，依照畫出的圓框范圍安裝鏡面框（圖 1），如此就確認了潛盾機發進時破鏡面的位置了。
圖1 發進端鏡面框
在大部份的情況下發進端與到達端在連續壁前后都是直線段，除非隧道端口距離車站月臺超過 20 米，并在其間隧道線型已進入了緩和曲線段，例如加入了特殊部結構區，不過此情況在設計之初較少采用。發進端反力座位置其實也是隧道中心線型的延伸，其座標位置幾何關系對潛盾機來說是矩形對稱的，主要用意在位于潛盾機正后方發進時盾機內部推進用千斤頂透過臨時假環片施力于反力座，借著反作用力推動潛盾機身前進，并利用盾頭切削刀旋轉破除連續壁面及巖盤土層，在盾身內部則不斷組裝環片，千斤頂再施力于環片側邊推進，如此循環掘進，并藉由盾機內部排泥管將盾頭切削刀攪碎之泥漿排出外運。
在此之前測量工作需與潛盾組溝通互相配合，最基本的就是在整理好的發進臺地面放樣出隧道中心里程及法線，提供潛盾機身相關設備就位依據，惟需特別注意的是隧道中心線設計值與軌道中心線之間存在著偏移量（水平偏移支距、Offset data），因為隧道內部單側設計了步道（Walkway），隧道線型也配合設計存在著曲線，為了考慮車輛凈空包絡線安全值，再配合隧道線型曲率，設計了軌道中心線型偏移量而成隧道中心線型，其偏移量值是隨里程而變動的，加上潛盾機發進端掘進方向可能與設計線型里程前進方向相反，所以潛盾機發進前須特別注意隧道中心線型是在軌道中心線型掘進方向的左側或是右側。
當潛盾機組零件陸續由施工投入口吊下組裝完成就位后，會先利用先前放樣于地上的隧道中心基線調整到定位，最后仍需經過精密測量平面座標及高程來確認潛盾機發進前位置，測量方式有幾種，例如利用全站儀無菱鏡測距功能來測收潛盾機外殼幾個橫斷面曲線來反推盾身圓心（圖 2），即得知潛盾機位置高程，另外測量支撐潛盾機身下方的鋼軌，亦可反推潛盾機身中心線，但上述兩種方式屬于較間接方式求得潛盾機位置，較直接的方式是使用橫距尺架設于盾頭與盾尾（圖3），直接測收橫距尺中心座標，即可推算對應隧道中心線型之里程及支距，再于橫距尺正下方潛盾機內部測收高程，測收之高程值再加上內圓半徑，最后就可算出潛盾機身中心線型發進前與設計值在平面座標與高程的誤差了。
圖 2 潛盾機外殼位置收方測量
圖 3 潛盾機尾端中心位置測量
三、 全站儀控制點引測
潛盾機在掘進時是由潛盾掘削機掘進測量管理系統不斷監控掘進方向與設計線型的誤差，包含平面座標及高程，以利人員判斷隨時修正掘進方向使用，但前提是須先提供設計線型與控制點座標高程，在掘進過程中，隧道因為尚未貫通，無法與到達端工作井或站體控制點作閉合平差，僅能由發進端工作井以開放性導線方式引測控制點，無法平差的結果容易導致誤差傳播放大的效應（圖4），為此在引測隧道控制點時就更需謹慎小心了。
圖 4誤差傳播放大的效應
潛盾機掘進過程因為前視距離逐漸拉長，故須于適當長度加設隧道控制點，常用方式有兩種，一種在環片底利用螺栓固定控制點（圖 5），構造簡單設置較方便，但有時會因環片底瘀積泥水造成測量困擾，通常在貫通后施作仰拱前即會被破壞，另一種于環片側邊利用螺栓固定測量架臺，側為優先選擇，因為點位可保留至仰拱施作完成后。
圖 5環片底控制點
在整個平面隧道導線引測過程當中，其實最重要也影響最大的就是導線測量起始第一站的第一個夾角讀數，因隧道尚未貫通無法平差并受限于發進端工作井狹小空間，起始端后視基線無法拉長，第一個起始站讀角誤差所影響延伸至前視（FS）測站的總長最長，如圖 4所示，其各測站誤差影響會因測站往前視移動而遞減，若要提高精度除了增加測回數來平差外，也可改變導線起始基線，由既有控制點 E5-1、E5-2、E5-3 三點引測出 TP1，再以 TP1 與 E5-2 為新基準線來引測后續點位，此方式即是藉由拉長導線后視（BS）基線長度來提高導線測量成果精度的方法。
至于隧道水準導線測量的精度控制就較容易了，不論是光學水準儀或是電子水準儀最主要就是注意架測站時前后視距離要盡量相等，以消除目鏡十字絲視線與視準軸不相等之誤差，另外就是電子水準儀所搭配之條碼箱尺在隧道內容易受外在光線不均勻的影響而難以讀數，需適時的以手持電燈補光或將尺面稍為轉向亮光處以利作業。
隧道測量范文4
關鍵詞：GPS技術；施工；控制測量
中圖分類號：U452文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
近年來，隨著GPS測量技術的發展，工程測量的作業方法更是發生了歷史性的變革。目前，國內已逐步采用GPS技術建立隧道測量首級高精度控制網，然后用常規方法布設導線加密。GPS在隧道工程中的應用，目前主要是用于建立各種隧道工程控制網及高程控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由于線路長，已知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。
GPS在測量中的作用是給出每個測量點精確的坐標位置，然后通過坐標位置得到各個測量點的距離和空間位置。隨著該技術的飛速發展和普及，GPS定位技術將在城市建設及工程測量中得到更加廣泛的應用。由于GPS定位技術自身獨特而強大的功能，際測量工作中比常規控制測量具有更大的優越性[1]。
1.GPS測量定位組成和原理
GPS由三部分構成：用戶裝置部分，主要由衛星天線和GPS接收機組成，它的作用是接收GPS衛星所發出的信號，利用這些信號進行導航定位等工作。空間部分，由24顆衛星組成，分布在6個道平面上。地面控制部分，由主控站、地面天線、監測站以及通訊輔助系統組成。
GPS測量定位原理：GPS定位也是利用測距交會的原理確定點位。采用無線電測距的方法，分別測得了接收機的信號可交會出用戶接收機的空間位置。雖然GPS衛星是在不停的運動中，但總可以利用固定于地面上的無線電測距儀同時測定某一時刻的空間距離，應用測距交會的原理便可確定該時刻衛星的空間位置，這便是GPS衛星定位的基本原理。
2.GPS技術在隧道施工測量中的應用
2.1工程概況
上海長江隧道工程連接上海浦東和長興島。采用盾構法施工，隧道全長7.5km，直徑為15m。是目前世界上盾構連續施工最長的隧道；也是目前世界上最大的盾構法隧道。
本工程東線隧道起始里程為SK0+483.14m，終止里程為SK7+954.79m，全長7471.65m；其中江中段（五好溝大堤～長興島大堤）長度為6872.37m。隧道坡度平緩，最大坡度為2.9%，最小平面曲率半徑為R4000m。
2.2工程特點
上海長江隧道是目前中國地質條件最復雜、工程技術含量最高、施工難度最大的江底隧道工程。中國工程技術人員在開挖這一江底隧道的過程中，成功攻克了五大世界性施工技術難題，這五大難題一是姿態控制；二是高水壓；三是超淺埋；四是強透水；五是長距離掘進。
2.3 GPS 隧道控制網選點要求
為確保GPS 觀測質量，提高工作效率，方便施工測量， 隧道GPS 控制網選點時應注意以下幾點： 因為GPS是接收電子頻率的，選點的時候要遠離電磁波的地方，為發避免多路徑的影響，需要離開有反射的地方同時也要注意高電磁物體的影響，盡量遠離高電磁物體以減小電磁波對GPS 接收信號的干擾。 要選擇盡量開闊的地方，每個洞口兩相鄰點間的距離保證在300 m-500m 之間，且要相互通視，以便常規測量儀器的施工放樣?？刂泣c位應盡量等高、等距布設，以減弱觀測調焦和垂線偏差對進洞連接角的影響。這樣使GPS能接收到更多的GPS衛星。交通便利，便于保存已知點，還要考慮到常規儀器的聯測?？刂泣c應盡量沿隧道軸線布置，控制點埋設要穩固，最好埋設在基巖上，以便保持長久穩定[2]。
2.3隧道內導線布置
在進行隧道測量時應該注意隧道內導線布置，隧道測量的關鍵點就是控制網設置和導線點的設置，所以隧道內導線布置應放在第一位，在進行測量及時的隧道內導線點的變化，如果發現隧道內導線點發生變化應該及時的糾正，在進行測量控制點的布控[2]。
2.4GPS 控制網網型設計
根據設計參數計算洞內中線點的設計坐標和高程。坐標反算得到測設數據，即洞內中線點與洞口控制點之間的距離、角度和高差關系。測設隧道中線時，通常每掘進20m埋設一個中線樁。在做GPS控制測量時首先是從地方已知高等級的參考點引測至測區，然后以此點為參考點，在平差的時候首先進行無約束平差，檢測是否存在粗差，然后約束平差得出平差結果。GPS 控制網網型設計應滿足以下的要求：在GPS 網的觀測方案設計中，應考慮最佳觀測時段，考慮到同時能接收5 顆以上衛星的信號的觀測時段，應避免在某一時段出現GDOP 陡然變化的情況。隧道GPS 網一般應通過獨立基線構成閉合圖形， 所有控制點均由同步環或異步環相聯，網中不應存在自由基線。避免導致各邊粗差在求閉合差時相互抵消，網中各點最好至少應通過3 條獨立基線，以保證檢核條件，提高網的可靠性[3]。
3. 結語
GPS測繪主要是根據天空的幾大衛星定位系統提供的定位信息，通過我們陸地上的接收機接收后進行解算求出當前點的坐標信息的過程。由于無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。
GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，在長江隧道工程中就很好的應用GPS技術。上海長江隧道全長7471.65m米，對于測量人員來說這就需要建立控制網，對于導線點和控制網的建立應該是選擇比較合理的方案，由于GPS技術的特點，在進行控制網布設時就能夠有很多的選擇余地，有利于隧道工程的測量控制網的建立，利于測量工程的順利進行。GPS技術在長江隧道施工控制測量中的應用效果是比較明顯，在實際施工中GPS技術的應用減少很多的工作量，在導線測量上精準度也有很大的提高，在高程控制測量上也比較準確。GPS技術對于導線點的布控要求是比較簡單的，對于控制網的建立要求也比其它的測量技術低，在長江隧道長距離的測量工作中，GPS技術得到很好的應用，在整個工程的測量工作中GPS技術的特點減少很多的測量環節，大大提高了工作效果，也使長江隧道測量相對比較精準，線型準確。GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益[4]。
參考文獻
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隧道測量范文5
關鍵詞：高速公路；施工測量；隧道工程；洞外測量；洞內測量
1工程概況
某高速公路隧道為分離式隧道，隧道左右兩洞均位于R=1950m的平曲線上。左洞長1370m，縱坡采用+0.7%，最大埋深150m；右洞長1395m，縱坡采用+0.7%，最大埋深140m。
2隧道施工測量的目的和內容
（1）隧道施工測量最主要的目的是確保隧道精準貫通。（2）隧道施工測量時，要檢查隧道施工測量控制網，如發現測量控制點損壞，必須第一時間修復并聯測；（3）應定期檢查洞外的中線點、水準點，并按照施工設計要求確定洞內的測量控制點，確保任一洞口的水準點不少于3個，以提供足夠的施工測量參照。（4）必須嚴格按照精度要求仔細開展隧道測量工作，以免造成貫通誤差過大，導致返工。
3洞外控制測量
為順利開展洞內測量，洞外測量時需要做好洞口的引測投點，并按照施工設計要求測設控制網[1]。常用的洞外控制測量方法有以下幾種。
3.1三角鎖法
（1）三角鎖適用于只考慮橫向貫通精度的情況，該方法的關鍵在于布設角度測量網、邊測量網、邊交網。（2）與洞口連接線同向布設三角鎖[2]，以三角點為洞口投點，盡量減少所需三角形數量，確保三角形總數在12以內，布設位置見圖1。
3.2中線法
（1）洞頂直接定線，通過間隔設置控制樁精確標示中線，基于中線開展隧道洞內測量，中線法適用直線隧道，操作過程見圖2。（2）如圖2所示，圖中點B、C和D是隧道洞頂部的中線控制樁點，點A和點E的共線是定測線路的中線。
3.3精密導線法
精密導線法通常有四種布設類型：（1）單導線。對于直線隧道，單導線起點是中線，對于非直線隧道，起點為洞口切線轉點、次級相交點；（2）主輔導線環。主輔兩條平行導線，在隧道首尾相連形成閉環，適用于較長隧道的控制測量；（3）導線網。適用于復雜線路或輔助坑道較多的隧道，所有角和邊均應測量；（4）附合導線?？稍谙嘞蜷_挖的隧道洞口設置附合導線，以在隧道的兩端設置測量控制點；在處理測量數據時，應盡量減少測量誤差帶來的影響。通常導線內業采用嚴密平差法，二、三、四導線可以運用近似平差法計算[3]。
3.4洞外平面控制測量
（1）本次測量的隧道洞外平面測量控制網采用四等附合導線，并與設計院交設的已知點相通視。（2）測量數據符合限差要求，復測已知控制點可以有效確保施工精度。
3.5洞外高程控制測量
（1）該隧道采用四等水準高程控制[4]。根據施工的實際情況，高程控制以SD1、SD4為基點，做附合水準路線測量。（2）進洞處的高程測量控制點選用洞口附近設置的水準點，按照四等水準測量規范進行測量。
4洞內控制測量
4.1洞內導線測量
（1）隧道施工時，間隔20m埋設中線控制樁，隧道掘進至一定長度時設置一個導線點，或者將埋設的中線控制樁作為導線點，構建隧道洞內施工導線。（2）用全站儀觀測導線轉折角，用測距儀測定導線距離，測量操作至少重復兩次。（3）基于導線點定位進行中線校正，導線測量要緊跟隧道掘進，及時施測，有效控制隧道貫通誤差。
4.2洞內水準測量
（1）隧道施工高程通過洞內水準測量控制。每掘進200～500m需在洞內設置一個水準點，基于水準點測量并布設腰線。（2）往返觀測洞內水準線，同時還需要進行多次復測。（3）由于隧道施工擾動大、環境惡劣、光線不足，必須進行多次觀測[5]。施工區域煙霧和灰塵較多，不宜進行角度測量[6]。
5掘進中隧道斷面的測量
5.1掘進方向測設數據計算
（1）完成隧道洞口外部平面和高程測控后，可以得到隧道洞口點的坐標，并根據坐標反算獲得勘測數據，進而完成洞內中線的測量和布設。（2）如圖3所示為某直線隧道的平面控制網絡，其中平面控制點為A、B，C，D，E，F，G。圖中，A和G是洞口點，S1和S2是入洞的前兩個中線樁。要獲取從中心線到點A的隧道掘進方向以及隧道掘進后的洞內中線樁的測量值，可以通過坐標反算公式獲取測量數據，同理可以通過坐標反算公式求解洞口點G的隧道掘進測量數據。（3）如圖4所示，可以按照施工設計文件中規定的非直線隧道的中線轉折點C的坐標和曲線半徑計算出隧道兩端進洞中線的方向和里程，從而測設洞內中線。（4）隧道掘進至曲線段時應采用平面圓曲線方法測試曲線段的里程樁。
5.2洞口掘進方向標定
（1）中線方向的測量與布設精度直接決定了隧道橫向貫通誤差，而進入隧道時中線初始方向的測設決定了中線方向的測量與布設精度[6-7]。（2）應在隧道入口處布設多個固定點，在地面上標定中線方向，依據測設的中線方向進行聯合勘測。（3）在隧道掘進期間要隨時檢查洞口控制點位置、中線方向及里程，如有偏差須及時糾正。
5.3洞內中線和腰線的測設
（1）中線的測量和布設：基于洞口中線方向樁、中線控制樁，在洞口的開挖區域表面布設中線，并引入洞內[8]，據此布設洞內中線里程樁。（2）腰線的測量和布設：在隧道巖壁上，間隔5～10m測量和布設標高線，即腰線，確保其高出地坪1m，并根據洞內水準點測量和布設腰線高程。
5.4掘進方向指示
（1）由于隧道施工環境復雜，洞內光線不足、施工空間小，需用激光指示器標示洞內中線、腰線的方向[9]。（2）每次掘進之前必須根據施工設計要求的隧道洞內斷面類型和大小在斷面上標記。常用方法包括：三角形高程法、放大樣法、斷面支距法等[10]。斷面支距法的基本原理是基于洞內中線和洞頂外線高程，自上到下，每隔0.5m在中線左右測量和布設橫向支距點，構成斷面輪廓，作為隧道斷面掘進與監測、拱架安裝的重要依據。此種方法的作業程序見圖5。放大樣法的基本原理是在地面上等比放樣，測量時放出拱頂中點、兩側起拱點位置，往上套大樣，在周邊畫點即可得到斷面輪廓。三角高程法是在里程中線上用測量儀器一次放樣，測量掌子面輪廓線。
5.5襯砌位置、輔助坑道控制測量
（1）隧道襯砌不得越過隧道結構的邊界。因此，各部位的襯砌放樣必須基于正確的中心線和水平測量值，以確保隧道襯砌的位置正確，滿足施工設計要求。（2）對于通過輔助坑道引入的中心線和水準測量，必須基于坑道的坡度、長度、方向，根據所需的精度在坑道口周邊布設洞外測量控制點。
6隧道貫通誤差調整方法
（1）隧道貫通后，應在進行隧道襯砌前完成中線、高程貫通誤差的調整，并根據調整后的中線、高程放樣。（2）對于直線隧道的貫通誤差，采用折線法調整。（3）對于曲線段隧道，可以從曲線兩端向貫通面調整中線方向、里程，以調整貫通誤差。（4）采用導線測量延伸中線時，方位角貫通誤差分配在未襯砌地段的導線角上。（5）將入洞口處引測所得的高程均值作為調整后隧道貫通面附近的水準點高程，按照高程貫通誤差的二分之一，在隧道首尾尚未襯砌部位的高程點上，根據長度比調整。
7隧道施工測量安全措施
（1）測量隧道時必須正確使用測量設備。例如，在安裝測量設備時，應按照規范操作，防止設備掉落、傾倒。（2）在洞內、洞外進行測量時，應盡量選擇平穩的區域，禁止在漏水或塌方區域進行測量。（3）測量時需要準備照明設備，配備安全防護裝備。
8結語
隧道測量范文6
關鍵詞：GPS技術；鐵路隧道洞；GPS在平面測量中的應用
中圖分類號： P228 文獻標識碼： A
引言
基于 GPS 測量法建立的平面控制網具有相對定位精度高，觀測速度快，功能齊全，操作簡便，全天候、全球性作業、選點靈活、布網方便、對 GPS 網的幾何圖形也沒有嚴格的要求，不受通視限制等優點，現已廣泛應用于長大隧道的測量工程中。
一、GPS技術概述
1、GPS技術概念
GPS 是全球定位系統（Global Positioning System）的英文縮寫，是以衛星為基礎的無線電定位系統，是目前世界上最先進、最完善的衛星導航與定位系統，它不僅具有全球性、全天候、實時精密三維導航與定位能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性。在測量領域，GPS 測量系統已廣泛用于大地測量、工程測量、航空攝影測量以及地形測量等各個方面。隧道一般在山區，地形復雜，常規方法難以施測，而 GPS 靜態定位技術擁有不受通視條件限制和網形要求較低等優勢，因此目前在隧道測量中采用 GPS 靜態定位技術是一種通用方法。
2、GPS隧道測量的設備選擇
GPS平面控制是對差分信號進行處理來實現測控的，隨著GPS技術的應用了領域增加，其設備的類型也隨之增多。實時化的差分機類型可以兼容差分信后處理模式也隨之出現。但是在設備選擇中應注意對數據一致性的保證，雙星系統和多星系統因為衛星系統之間的差異會導致協同性下降，也就是單機接受衛星顆數很多，相同的有效衛星卻不滿足基本四顆的要求。所以在應用中應避免選擇此類方式。在靜態測量中最低需要3臺GPS接收機進行同步觀測。理論上在接收端如果點位增加其效率會提高，但是就會增加相應的成本和人力，協調起來相對困難。在實際的測量中總結相關的經驗，我單位采用6臺GPS的測量其效率較高且成本也可以滿足經濟性需求，額外備用一臺接收機，在特殊網型或特殊地形條件下選用7臺接收機同時段觀測。
3、測控點網絡設計
GPS測控在網絡設置上按照多臺接收機不同測站的形式完成同步觀測，在完成同步觀測后對觀測點進行遷移至其他測站完成同步觀測。每次同步觀測都會型成一個同步圖形，在測量中不同的同步圖形會形成多個公用點，整個測網就是這些同步圖構成，一個由n個接收機構成的同步圖中，獨立的基線為n―l條，總基線則為1／2Xn×(n一1)，這樣的控制網絡設置可以提高速度并獲得較好的圖形強度。
二、鐵路隧道洞外平面控制測量中GPS應用技術分析
1、工程概況
西鐵車二號隧道位于山東省沂源縣境內，是山西中南部鐵路通道的重要組成部分，隧道全長7888m，布設有1個斜井，隧道內鋪設無砟軌道。為指導隧道工程施工，保證隧道的準確貫通，需專門建立高精度的洞外平面控制網。
2、洞外平面控制網網型設計
洞外平面控制網總共布設了12個GPS點，在隧道進口、斜井和出口各布設了4個平面控制點，如圖1所示。圖中GPS9201、GPS9205、GPS9209為洞口投點，與隧道洞口相近方便進洞聯系測量?？刂凭W采用邊聯接的方式構網，形成多個大地四邊形或空間三角形，將各洞口的子網聯系成一個統一的整體網。
圖1 西鐵車二號隧道控制網聯測示意
3、數據采集與控制網平差處理
西鐵車二號隧道長度超過6 km，在洞外施工平面控制網設計時，考慮到貫通誤差及后續無砟軌道鋪設的精度要求，采用GPS衛星定位測量方法，按一等網精度要求進行測量?；€解算合格后進行三維無約束平差，各指標經檢驗都合格。分別用隧道進口及出口兩個投點GPS9201、GPS9209作為已知點，建立獨立坐標系并進行一點一方向平差。獨立坐標系的x、y坐標軸方向與定測控制網一致，采用隧道中部的經度(經計算為117。56’2．69105”)作為中央子午線經度，坐標投影面高度采用隧道線路中線的平均高程面，經計算其正常高332．151 m，大地高331．04 m。約束進口投點GPS9201在定測坐標系中得到的平面坐標(4008 847．733 7，468 068．2990)，固定進口投點一出口投點方向，即GPS9201～GPs9209在定測坐標系中的方向(121032748．58474”)，采用一點一方向的方法對GPS網進行平差，得到各GPS點在獨立坐標系中的坐標成果及有關精度信息。平差后各網點的點位中誤差均較小，全網的平均點位中誤差僅為±1.3 mm；點位中誤差最大的是GPS9204點，其x、y方向的方向位差及點位中誤差分別為：±2．1 mm、±1.9 mm、±2.8 mm，可見最弱點的點位精度仍然很高，而且點位誤差橢圓的形狀比較均勻。平差后各GPS點問的坐標方位角、距離及精度都合格，全網各邊的方位角中誤差均小于：±O.9”，這對控制隧道施工的橫向貫通誤差非常有利；全網各邊的距離相對中誤差均小于1／25萬，可見本工程建立的GPS洞外平面控制網相對精度達到相關技術指標，可作為隧道施工控制使用。
4、控制網外符合精度驗證
為進一步驗證GPS平面控制網的成果可靠性，采用全站儀導線測量方法把各隧道洞口子網的部分控制點進行邊角觀測，并與GPS坐標成果反算的角度和邊長進行比較，結果見表1和表2。從表中比較情況可以看出，對地面水平距離，兩者的平均差值為4．83mm；對水平角度，兩者的平均差值為1．25”，可見地面全站儀的測量數據與GPS坐標反算的數據吻合程度較好，驗證了本次GPS控制網測量成果的精度和可靠性。
表1全站儀測量邊長與GP9點坐標反算邊長的比較
表2全站儀測量角度與GPS反算角度的比較
考慮到隧道施工控制網作為一個局部坐標系統，其平差在該系統內進行，因此起算點坐標可以任意假定。本例中用方法1建立獨立坐標系，直接使用隧道進口定測控制點坐標作為起算點，使用新高程面，采用一點一方向平差后，出口端隧道獨立控制網成果與原定測控制網成果相差較大，這是由于兩控制網的基準尺度不同導致的。通過曲線調整，進行不同控制網的銜接處理，調整后在隧道出口直線段產生長鏈。
5、隧道實際貫通精度
西鐵車二號隧道貫通后，實地測定隧道貫通相遇點最大橫向偏差12 mm，最大縱向偏差40 mm，最大高程偏差4 mm。這說明西鐵車二號隧道包含洞外平面控制測量在內的整體控制工作做得很成功，為該隧道的準確貫通提供了有力保障。
結束語
在隧洞外觀測中，GPS的技術因其優勢明顯而被廣泛的采用，在實際的應用中應注意對控制網絡的構建，以及控制點的選擇，以此滿足整體網絡和子網之間的整體效果，洞外GPS控制網測量的進度應按照隧洞的長度進行綜合確定，同時合理選擇測量的精度和方式，以此確定適應工程需求的GPS數量和測量方案。這樣才能最大限度地保證GPS技術的應用效果。
參考文獻
[1]TB 10101--2009鐵路工程測量規范[s]
[2]TB 10601--2009高速鐵路工程測量規范[s]
[3]張正祿．工程測量學[M]．武漢：武漢大學出版社，2005
