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隧道工程测量
第一节隧道工程测量概述
隧道是线路工程穿越山体等障碍物的通道,或是为地下工程施工所做的地面与地下联系的通道。隧道施工是从地面开挖竖井或斜井、平硐进入地下的。为了加快工程进度,通常采取多井开挖以增加工作面的办法,如图12-30所示。
在对向开挖的隧道贯通面上,中线不能吻合,这种偏差称为贯通误差。贯通误差包括纵向误差AF、横向误差A"、高程误差AA。其中、纵向误差仅影响隧道中线的长度,容易满足设计要求。因此,根据具体工程的性质、隧道长度和施工方法的不同,一般只规定贯通面上横向误差及高程误差的限差: A" <50-100mm,AA<30-50mm。在隧道工程施工过程中,需要利用测量技术指定隧道的开挖井位、开挖方向,控制隧道的贯通误差等。为了做好这些工作,首先要进行地面控制测量。地面控制测量分平面控制和高程控制两部分。
第二节地面控制测量
(1)平面控制测量 隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置,以便根据洞口控制点将设计方向导向地下,指引隧道开挖,并能按规定的精度进行贯通。因此,平面控制网中应包括隧道的洞口控制点。通常,平面控制测量有以下几种方法。①直接定线法②导线测量法
③三角网法
④GPS法
①直接定线法 对于长度较短的直线隧道,可以采用直接定线法。如图12-31所示,
如上图:A、0两点是设计的直线隧道洞口点,直接定线法就是把直线隧道的中线方向在地面标定出来,即在地面测设出位于AD直线方向上的B、C两点,作为洞口点A、D向洞内引测中线方向时的定向点。在4点安置经纬仪,根据概略方位角。定出B'点。搬经纬仪到B'点,用正倒镜分中法延长直线到C'点。搬经纬仪至CF点,同法再延长直线到0点的近旁0'点。
在延长直线的同时,用经纬仪视距法或用测距仪测定义月"、月"C'和C"D"的长度,量出D'0的长度。计算C点的位移量。在CJ点垂直于CfD'方向量取C"C,定出C点。安置经纬仪于C点,用正倒镜分中法延长DC至月点,再从属点延长至A点。如果不与A点重合,则进行第二次趋近,直至月、C两点正确位于AD方向上。月、C两点即可作为在人、0点指明掘进方向的定向点,4、月、C、0的分段距离用测距仪测定,测距的相对误差不应大于1:5000。
②导线测量法 连接两隧道口布设一条导线或大致平行的两条导线,导线的转折角用U2级经纬仪观测,距离用光电测距仪测定,相对误差不大于1:10000。经洞口两点坐标的反算,可求得两点连线方向的距离和方位角,据此可以计算掘进方向。
③三角网法 对于隧道较长、地形复杂的山岭地区,地面平面控制网一般布置成三角网形式,如图12-32所示。测定三角网的全部角度和若干条边长,或全部边长,使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高,有利于控制隧道贯通的横向误差。
④GPS法
用全球定位系统GPS技术作地面平面控制时,只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视,以便施工定向之用。不同洞口之间的点不需要通视,与国家控制点或城市控制点之间的联测也不需要通视。因此,地面控制点的布设灵活方便,且定位精度目前已优于常规控制方法。